食品添加剂在饮料生产中的应用技术

1、食品添加剂在饮料生产中的应用技术(2009-08-12 23:36:11上海师范大学食品添加剂和配料研究所 胡国华 夏红 朱明饮料生产中使用添加剂，可以增强产品的感官品质，赋予产品优良的质地、口感、色泽，防止产品腐败变质，提高产品质量。饮料生产中常用的添加剂主要有甜味剂、酸味剂、香料和香精、色素、防腐剂、抗氧化剂、增稠剂等。（一）甜味剂甜味剂是以赋予食品甜味为主要目的的食品添加剂，也是饮料生产中的基本原料。甜度是饮料的基本指标，甜味剂可以使饮料具有适合的感觉。糖酸比是饮料风味调整的重要内容，酸味、甜味的相互作用，可使产品获得新的风味，并保留新鲜的味道。甜味剂的使用还可以掩蔽某些不良的风味。因此

2、甜味剂是饮料生产中非常重要的的添加剂。糖类甜味剂对对食品不仅有调整甜味主目的，还有防止食品腐败变质和抗氧化等功效。果葡糖浆因价格低廉而作为取代蔗糖的新甜味剂使用量在不断增加。低聚糖因有调整肠道的作用和非腐蚀性的功能，因此近年来向市场推出了许多新产品。木糖低聚糖和大豆低聚糖在日本已被允许使用在特定保健食品和饮料中。果糖低聚糖的甜度与蔗糖相似，但由于耐热性和耐酸性也和蔗糖一样，使用时需注意。大豆低聚糖、木糖低聚糖和半乳糖低聚糖在酸性条件下的热稳定性比蔗糖好，是适用于饮料的低聚糖。异麦芽糖低聚糖除了有浓郁的风味外，还有防止茶类沉淀的效果。龙胆糖低聚糖有苦味，但有赋予添加制品以醇厚风味及屏蔽兑加菜汁和

3、果汁的饮料涩味的效果。麦芽低聚糖经微胶囊包接处理，有包接香味的效果。糖醇类甜味剂是一类化学性质稳定的新糖源。麦芽糖醇有十分优异的耐热性和耐酸性，还有非腐蚀性和难消化性等生理功能，利用这些特性，可以研制出一些具有功能性的新型饮料。有些糖醇还可在清凉饮料中用来改善其他甜味剂的味质。使用糖苷类及其他一些高甜度的甜味剂可以减少蔗糖的用量，降低热值和生产费用，还不易诱发龋齿。蛋白糖的味质无任何缺陷，具有清凉而温和的甜味。大多用于pH 较低的碳酸饮料、乳酸菌饮料和固体饮料等低热值的饮料中。在pH6左右对热的稳定性差，贮存性也不好，因此不添加在咖啡饮料中。甜叶菊苷（甜菊糖）的甜味为稍带清凉、苦味和涩味。在饮

4、料中添加时，只能限制在取代总甜度的1020，同其他甜味料以及同有机酸、有机酸盐和氨基酸等配组联用，可以改善甜味。索马丁添加在饮料中可以蔗糖形成的口感，在给予清凉味的同时突出了风味，尤为柔和。而且对存在加热异味的饮料有屏蔽作用，还能掩盖酸味，很适宜添加于各种碳酸饮料、调制果清凉饮料、西瓜汁饮料和其他果汁饮料及运动饮料等制品中。（二）酸味剂酸味剂是饮料生产中仅次于甜味剂的一种重要原料。酸味是水果风味的重要组成部分，通过酸味的调节，也可以制得口味适宜的饮料制品。酸味是无机酸、有机酸及其酸性盐所特有的味。饮料生产中使用的多数为有机酸，而且味质不尽相同，这与其阴离子的构成差异有关。通常羟基给以柔和感，羟

5、基多的有机酸酸味较丰盈；羧基具有令人爽口的酸味；氨基产生鲜味和副味。常用的酸味剂中柠檬酸、L-抗坏血酸、葡萄糖酸、苹果酸具有令人愉快的酸味；dl -苹果酸伴有苦味；磷酸、乳酸、dl -酒石酸、延胡索酸伴有涩味；醋酸具有很强的刺激性气味；谷氨酸和琥珀酸伴有鲜味和异味。几种有机酸并用时，对酸味并没强的效果，但可调节酸味的味质，使之具有某种特点。甜味对酸味有减效作用，咸味对酸味有减效作用，苦味和涩味会使酸味增强。酸味剂除了提供酸味外，某些还原性强的有机酸还可作护色剂。酸味剂还可作为香味辅助剂，广泛用于调香。如酒石酸可以辅助葡萄的香味；磷酸可以辅助可乐的香味；苹果酸可以辅助许多果汁的香味。饮料生产中常

6、用的酸味剂有柠檬酸、酒石酸、苹果酸、富马酸、乳酸、葡萄糖酸、磷酸等。柠檬酸又称枸橼酸，是应用最为广泛的酸味剂，大多用发酵法制备。柠檬酸具有圆润、滋美、爽快的酸味，特别适用于柑橘类饮料。酒石酸具有稍涩的收敛味，酸感强度是柠檬酸的1.21.3倍，在葡萄饮料中使用，一般较少单独使用，多与柠檬酸、苹果酸等并用为好，宜于制造固体饮料。苹果酸的酸味是略带刺激性的收敛味，酸感强度也相当于柠檬酸的1.2倍左右。苹果酸的味觉与柠檬酸不同，柠檬酸的酸味有迅速达到最高并很快降低的特点，苹果酸则刺激缓慢，不能达到柠檬酸的最高点，但其刺激性可保留较长时间，就整体来说其效果更大。苹果酸可单独使用，也可与柠檬酸并用。由于苹

7、果酸的酸味比柠檬酸刺激性强，因而对使用人工甜味剂的饮料具有掩蔽后味的效果。可用于果汁和清凉饮料中。富马酸具有独特的酸味，酸味约为柠檬酸的1.8倍。因富马酸难溶于水，因此常将其制成微粉，基本上不单独使用，多与其他酸味剂并用从而使酸味更趋完美。由于富马酸不吸湿，因此也用于粉末发泡饮料。乳酸的味质有涩、软收敛味，与水果中所含酸的酸味不同。主要用于乳酸饮料，常与柠檬酸等酸味剂并用。葡萄糖酸的酸味约为柠檬酸的一半，具有和柠檬酸相似的柔和的酸味，常与其他酸味剂并用。在非果味汽水中，用磷酸作到味剂可以和叶、根、坚果或草味的香气有较好的混合，特别是在可乐型汽水中，磷酸提供一种独特的酸味，且可以和可乐型香精很好

8、地混合。（三）香料和香精香料和香精是以改善、增加和模仿食品的香气和香味为主要目的的食品添加剂，也称香味剂，是食品饮料生产中不可或缺的重要原料。香味剂的赋香作用可以使食品饮料带有香味，以便人们在食用时感到一种愉快的享受，满足人们对食品香味的需要；食品饮料加工中某些工艺，如加热、脱臭、抽真空等，会使香味成分挥发，造成食品香味的减弱，添加香味剂可以恢复食品饮料原有的香味，甚至可以根据需要将某些特征味道强化，起到辅助、补充和稳定的作用；某些食品饮料生产的原料可能有令人不易接受的气味，添加适当的香味剂可以消杀其中的不良气味，起到矫味作用；香味剂的使用还可以改变饮料原有的风味，人为地产生各种风味；天然香料

9、还有杀菌、防腐、治疗等作用，如天竺葵叶中提取的精油，除了有玫瑰香气外，还有镇静作用，紫薇、茉莉的香味可以杀灭白喉菌和痢疾杆菌，菊花的香味可以治疗感冒，因此在饮料中添加某些香精香料还有一定的医疗、防腐作用。水溶性香精具有一定的水溶性，在较大的比例范围内可以完全溶解，溶液呈透明澄清状态。这类香精浓度较低，又由于酒精的沸点低，大多不能耐热。在较高的温度下，酒精很易蒸发，将一些低沸点的香料成分带走，影响香味和质量。因而这类香精仅适用于不经加热操作的产品，或加香时温度不高的产品。适用于饮料和酒类的赋香。汽水、冰棒中用量在0.020.1，在果味露中一般约为0.30.6。在饮料生产中，香精一般在配料时加入，

10、并用滤纸过滤，然后倒入配料配料容器，搅拌均匀后灌装。在冰棒、冰淇淋生产中，可在料液冷却时加入香精，对于前者在料液10时为宜，对于后者，在料液将凝冻时加入，以免挥发。果汁粉中使用水溶性香精时，可在调粉时加添加，香精用量为0.10.6。香精在饮料中的使用量虽然很少，但对饮料的香气和气味起着决定性的作用。要取得良好的加香效果，除了选用质量好的食用香精外，还要注意使用量、糖酸比、均匀性等问题。香精在饮料中的使用量，对香味效果的好坏关系很大，用量过多或不足，都不能取得良好的效果。由于香精产品的不同、制造商的不同、习惯使用量的不同，因此必需通过反复的加香试验，最后确定最适合于消费者口味的用量。冰淇淋等冷食

11、中使用香精时，低温会影响香味的感受性，所以香料的用量比饮料要大一些，冰淇淋的体积中有一半左右的空气，对香味有称释作用，所以香味剂的使用量还要更大一些。香精在饮料中必须分散均匀，才能使产品香味一致。如果加香不均，必然会造成产品部分香味过强或过弱的严重质量问题。如果饮料生产中其他原料的质量差，对香味效果亦有一定的影响，如饮料中水处理不佳，使用粗制糖等，都会使香精的香味受到干扰而降低了质量。使用香精时，适度的糖酸比对香味起到很大的帮助作用，一般饮料中以接近天然原料的糖酸比为好。饮料用香精的溶剂和香料的沸点较低，易挥发，因此在加香于糖浆或成品中时，必须控制糖浆温度，一般控制在常温以下。生产中还常使用增

12、香剂来使香精产生更好的效果。常用的增香剂有麦芽酚类和吡嗪类化合物。麦芽酚已广泛用于饮料、乳制品的增香。麦芽酚可以使两个或两个以上的风味更加协调，起到“风味乳化剂”的作用。兑制果酒时，可以使果味突出、酒精味缓和，产生很好的风味。对山楂酒、葡萄酒的增香效果也很好。（四）着色剂饮料的色泽是评价其质量的一项重要指标。来自天然植物原料的色素，在加工中由于受到热、光、酸碱度、氧等的影响而发生脱色、退色或变色，为了保持其色泽，需要以着色剂进行人工补色或调色，还可以克服原料本身参差不齐的天然色，提高产品的商品性。用于饮料中的着色剂通常按来源不同分为食用合成色素和食用天然色素。合成色素色彩鲜艳、坚牢度大，稳定性

13、好，着色力强，并且可以任意调色，使用较方便，成本也比较低廉。但是此类色素由于安全性问题，其使用量正在逐渐减少。使用合成色素时应注意以下几个方面：1. 应用适当的溶剂溶解色素，配制成溶液后使用。配制时，一定要称量准确，以免形成色差。一般配制成110浓度的溶液，过浓的溶液难以调节色调。2. 改用强度不同的色素时，必须折算和试验后确定新的添加量，以保证前后产品色调的一致性。3. 以水作溶剂配制合成色素时，应用蒸馏水、去离子水或经煮沸、冷却后的软饮料工艺用水，以免因水中残氯导致色素退色。硬水还会造成色素溶解困难。每次临用时配制，若配制后久置易析出沉淀，胭脂红水溶液长期放置还会变成黑色。4. 配制溶液时

14、应避免使用金属器具，以避免金属离子对色素稳定性的影响。5. 各种合成色素溶解于不同的溶剂中时，可以产生不同的色调和强度，尤其是多种色素拼色时，这种情况更为突出。6. 我国允许使用的合成色素虽种类不多，但以红、黄、蓝三种基本色，可按不同比例混合拼制出二次色、三次色等各种不同的色谱，以满足饮料生产的需要。但在拼色时应注意色素间和环境因素对色素呈色性质的影响。7. 在饮料生产中，为避免各种因素对合成色素的影响，色素加入应放在最后。8. 合成色素宜贮存于干燥阴凉处，长期保存应密封。天然色素种类繁多、色泽自然、不少品种兼有营养价值，有的还有一定的药疗作用，而且食用天然色素的安全性相对较高，因此近年来得到

15、较快的发展，其研制和应用日益增多。天然色素可以用动植物体经榨汁或溶剂抽提而成，得到液态或固态色素；也可以将有色动植物体干燥、磨碎而得到粉状色素；经微生物发酵、代谢产物分离成液体或进一步加工成固体粉末色素；还可以以天然产物为原料，经酶作用而制得。饮料生产中常用的天然色素的特性见表1-2。一般来说，食用天然色素的性质不太稳定，耐光、耐热性均较差，并随溶液pH 不同而发生颜色的改变。天然色素也并非绝对安全，确定一种天然色素能否作为食用天然色素时，必须经过安全性评价。（五）乳化剂用于降低互不相溶的油水两相界面张力，产生乳化效果，形成稳定乳浊液的添加剂称为乳化剂。乳化剂分子既含亲水基，又含疏水基，在油水

16、两相界面上，亲水基伸入水相，疏水基伸入油相，使两相形成均匀稳定的乳浊液，体现出表面活性。乳化剂类型包括油包水型W/O、水包油型O/W及多重型W/O/W和O/W/O。 乳化剂的乳化特性和许多功效通常是由其分子中亲水基的亲水性和疏水基亲油性的相对强弱所决定的。良好的乳化剂在它的亲水和疏水基之间必须有相当的平衡，通常以HLB 值表示乳化剂的亲水性，HLB 值一般在040之间，一般来说，其值越高，乳化剂的亲水性越强，反之亲油性越强，饮料生产中使用乳化剂起乳化作用、湿润作用和分散作用、消泡作用、增溶作用、抗菌作用。常用的乳化剂有蔗糖脂肪酸酯（SE ）、山梨醇酐脂肪酸酯（Span ）及其聚氧乙烯衍生物（T

17、ween ）。蔗糖酯由脂肪酸甲酯和蔗糖反应而成。控制酯化程度可以得到不同的产品，产品的HLB 值可以为116，产品牌号按HLB 值分档。山梨醇酐脂肪酸酯（司盘）一般由山梨醇或山梨聚糖加热失水成酐后再与脂肪酸酯化而得。常用的Span 类乳化剂HLB 为48，产品分类是以脂肪酸构成划分的，如Span20（月桂酸12C ）、Span40（棕榈酸14C ）、Span60（硬脂酸18C ）、Span80（油酸18C 烯酸）等。Span 类与环氧乙烷起加成反应可得到Tween 类乳化剂，这类乳化剂的特点是亲水性好（HLB 值1618），乳化能力强。此外还有单硬脂酸甘油酯、三聚甘油单硬脂酸酯等。（六）增稠剂

18、增稠剂虽然不是表面活性物质，没有较大的表面活化能，但增稠剂在水中能溶解或分散，溶液具有黏性和胶体保护性，能增加液态食品、混合物和食品加工用溶液的黏度，并能保持所在体系的相对稳定的亲水性。饮料生产中使用增稠剂可以使饮料具有所要求的流变学特性、质构形态和外观，并使其稳定、均匀，具有爽滑适口的感觉。增稠剂用于啤酒和冰淇淋，能增加黏度，有稳定泡沫的作用；用于果汁可保持果肉悬浮，增进风味。在冷饮食品行业中也将这类物质作为稳定剂使用，具有增稠、促进空气混合、改善质感和结构、改善空气分布、阻止冰晶的形成和增大、改进抗融性、阻止脱水收缩等作用。增稠剂一般是以动植物为原料提取加工制成的。如动物胶类（明胶、酪蛋白

19、）、植物胶类（琼脂、果胶、阿拉伯树胶等）、微生物类（黄原胶、环状糊精）、淀粉及其制品（糊精、各种变性淀粉）。也有化学合成的增稠剂，如羧甲基纤维素等。饮料生产中常用的增稠剂有琼脂、果胶、羧甲基纤维素钠、藻酸丙二醇酯、环糊精、淀粉类、明胶以及阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶等。近年来，对复合稳定剂的研究也较多，将一些稳定剂复配使用，具有良好的协同增效作用。1.CMC 与明胶复配后，其黏度可达到单个成分黏度和的两倍，增强浆料的搅打发泡率，提高冰淇淋的膨胀率，又使冰淇淋质厚实有咬劲。2. 黄原胶与瓜尔胶复配，可使黄原胶黏度增加23倍以上，并能形成柔软的凝胶状，在无脂冰淇淋中，既有良好的口溶性和清新的

20、口感，又有膨松的质体和良好的保形性，质地细腻、口感润滑、无冰晶感。3. 瓜尔胶、CMC 、卡拉胶复配后，则降低其凝胶强度，增加黏稠度，提高蛋白的乳化能力，改善组织结构，增强抗融性，防止冰淇淋在长期冷冻条件下脱水收缩，乳清析出。4. 黄原胶与刺槐胶复配，不仅能保持其良好的假塑性和耐酸性，在较低浓度时，也可获得较高黏稠度的弹性凝胶，而且有较短的凝胶时间。在冰壳涂料、水冰、棒冰中，使产品有酸果味口感，有一定膨胀率，产品质地细腻，口感清新，并有良好的保型性。5. 魔竽胶与黄原胶复配，在较低浓度下，也能获得较高的稠度，形成黏弹性非常强的凝胶，可使布丁冰淇淋组织细腻柔软，质厚实有较强的咬劲。6. 瓜尔胶、

21、刺槐胶、卡拉胶复配后，是一种性能优良的中、高脂冰淇淋稳定剂，它有较强的持水性和较高的黏稠度，有良好的蛋乳化性能和较高的搅打发泡率，用他制成的冰淇淋，膨胀率高，组织细腻柔软，口感细腻幼滑，质厚实有咬劲，有较好的抗融性。（七）防腐剂饮料生产中除了高压杀菌产品外，一般都要使用防腐剂。防腐剂有抑制微生物的作用，可以延长产品的保存期。有些酸性饮料如果汁在采用防腐剂后，可以适度地降低杀菌条件，使制品品质提高。碳酸饮料产品未经杀菌，虽有碳酸环境，也仍需要使用防腐剂以确保对酵母和其他微生物的抑制作用。饮料中使用的防腐剂主要有苯甲酸和苯甲酸钠、对羟基苯甲酸酯类、山梨酸和山梨酸钾等。1. 苯甲酸和苯甲酸钠苯甲酸难

22、溶于水，而苯甲酸钠易溶于水，因此苯甲酸钠相对使用较多。两者都可抑制发酵，亦可抑菌，但苯甲酸钠效力稍弱。它们对酸性防腐剂，因pH 不同作用效果也有所不同。当pH 在3.5以下时其作用效果较好；当pH 在5以上直到碱性时，其效果显著降低。此外，饮料成分和微生物污染程度不同时，其效果也不同。一般对pH 为2.03.5的果汁，起作用的浓度为0.1苯甲酸，但作为软饮料的允许使用量均低于0.1。所以单独使用时不可能长时间起防腐作用，因此往往和其他防腐剂并用，或与其他保藏技术并用，如加热、冷处理、辐照等。使用时先将苯甲酸钠制成2030的水溶液，边搅拌边徐徐加入果汁或其他饮料中。若突然加入，或加入结晶的苯甲酸

23、，则难溶的苯甲酸会析出沉淀而失去防腐作用，对浓缩果汁要在浓缩后添加，因苯甲酸在100时开始升华。2. 对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸的酯也称尼泊金酯，是一类抗菌性能比苯甲酸及其盐类更好的防腐剂，特别是对霉菌和酵母菌，毒性也比苯甲酸低。主要应用的是对羟基苯甲酸的甲、乙、丙、丁、庚烷基酯，抗菌性一般与烷基链长成正比。以抑菌作用较大的丁酯使用较广，也可以互相配合使用。它们不属于酸性防腐剂，使用效果受pH 影响不大，在pH48的范围内都有良好的效果。碱性过强，因酯键水解会影响使用效果。在日本规定其使用量以苯甲酸计不超过0.01，作为饮料防腐剂，其浓度需在0.0250.01才能较好地起作用，但残留的舌感麻

24、痹给人以不舒适的感觉，因而其添加量宜控制在0.005以下，并同时使用其他防腐剂或其他保存技术才可获得较好的效果。使用时先将其制成30左右的酒精溶液，在充分搅拌的条件下徐徐加入，当乳浊之后，再渐渐溶解。3. 有机酸类乙酸、丙酸、乳酸、富马酸等有机酸类及其酯，也是食品工业中使用的酸型防腐剂。乳酸、乙酸可用于饮料的防腐，富马酸可用于酒类。4. 山梨酸及其钾盐山梨酸难溶于水，因而需将其预先溶于醋酸、酒精、丙二醇中使用。在乳酸菌饮料等饮料中，可使用易溶于水、食盐水、砂糖液的山梨酸钾，它虽非强力的抑制剂，但有较广的抗菌谱，对霉菌、酵母、好气性细菌都有作用。山梨酸及其盐在使用时，若制品含菌量较多，则其自身可

25、被微生物利用作为能源，所以必须在比较卫生的加工条件下应用才有效。5. 微生物菌素类这是一类新型的防腐剂，主要应用的是乳酸链球菌素（Nisin ）。乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽物质，是一种天然的食品防腐剂，能有效地杀灭引起食品腐败的革兰氏阳性腐败菌，具有无毒、无副作用、安全可靠、高效等优点，同时使用该产品作为食品防腐剂，还能降低食品灭菌温度，缩短食品灭菌时间，使食品保持原有的营养、风味、色泽。乳酸链球菌素可广泛地应用于乳制品如消毒牛奶，植物蛋白饮料如花生奶、豆奶，罐装饮料等。使用时可先将乳酸链球菌素制成56的蒸馏水悬液，放置30min 至60min 后加入食品中，充分混合，一般使用量

26、为0.10.2g/kg。6. 亚硫酸盐类亚硫酸盐类在食品添加剂中列入漂白剂，其本身有抗氧化和漂白的作用，由于它同时也具有防腐作用，在国外也用于供作原料果汁的保存。一般使用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，其抑菌作用在酸性环境中较强。各种防腐剂在复合使用时，效果更为显著。（八）抗氧化剂构成食品感官性质的许多成分，不论是色泽、味道、香气，都很容易氧化作用而被破坏，因此加工中常使用抗氧化剂来减缓这些变化。抗氧化剂有油溶性和水溶性之分。饮料生产中使用的是水溶性抗氧化剂，如抗坏血酸、异抗坏血酸、亚硫酸盐类、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等。1. 抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐抗坏血酸及其钠盐一般对果实饮料的使用量为0.010.05，使用钠盐时，其量要增加一倍。使用抗坏血酸最好在果实破碎或刚刚完毕时加入，且应在添加后尽快与空气隔绝，否则，在空气中长时间放置，则会因氧化而失效。因此也不能预先配制成溶液放置，只能在使用前将其溶解并立即加入制品中。异抗坏血酸也称赤藻糖酸、D-阿拉伯抗坏血酸，生理功能是抗坏血酸的1/20，但其抗氧化性质与抗坏血酸一致。使用量与使用方法都与抗坏血酸一致。2. 二氧化硫和亚硫到盐亚硫酸盐可兼有漂白、 防腐和抗氧化和用。 作为防止氧化变色的用量远低于其防腐用量。 如防止柑橘汁在 1520贮藏时变色， 以二氧化硫计， 只需 1090m