饮料研发基础知识

饮料研发及工艺设计

第1页，共53页。知其然要知其所以然有天买了香蕉回来，我想起一个网上看来的笑话，遂跟她说，据说把香蕉挂起来是因为香蕉以为自己没有被摘下来保存的时间可以长一点。老妈一听连忙说有道理有道理，赶紧找了个地方把香蕉挂起来，然后抚摸这香蕉念念有词：你没有被摘下来，你没有被摘下来……第2页，共53页。Ifyoudonotleave，Iwillinlifeanddeath？Ifyoudonotleaveme,Iwillbythesideuntilthelifeend.

你如果不离开我，我就和你同归于尽。（四级水平）

你若不离不弃，我必生死相依。（六级水平）

问世间情为何物？直教人生死相许。（八级水平）天地合，乃敢与君绝。（专家水平）

你在或不在，爱就在那里，不增不减。（活佛水平）追了一姑娘很多年了，那天她QQ发我一句：Ifyoudonotleaveme.-Iwillbyyoursideuntilthelifeend.我没看懂请过了6级的朋友翻译，他说：你要不离开我，我就和你同归于尽。于是我伤心欲绝，再也没联系那姑娘。后来我英语也过六级了，才知道那是“你若不离不弃，我必生死相依”！第3页，共53页。中国制造PK日本制造日本《日经BP》杂志曾刊登过一篇题为《战胜“中国制造”——日本企业的五张王牌》的文章，认为“日本制造”战胜“中国制造”的第一张王牌就是质量，并提出“日本制造”的目标就是“世界最先进、质量最高”。第4页，共53页。日本质量大师田口玄一提出的理念质量的发展经历了3个阶段：

1、质量是检验出来的；

2、质量是制造出来的；

3、质量是设计出来的。据统计，有70％的质量问题隐藏在研发阶段。设计是质量的源头。设计上存在严重缺陷，不管制作工艺多么先进，不管所采用的原材料多么可靠，也不管生产者多么认真负责、出厂检查多么严格苛刻，也不可能交付给用户高质量的产品。“质量是设计出来的。”这是日本质量大师田口玄一提出的理念，是日本在上个世纪七十年代到九十年代质量管理超越美国的重要武器。产品的质量是设计出来的，设计过程决定了产品的基因，设计质量决定了产品的质量。因此设计阶段对于产品质量至关重要，而许多企业并没有对设计质量给于足够的重视，这样设计出的产品质量当然是要打很大折扣的。产品质量是设计出来的第5页，共53页。饮品研发第6页，共53页。新品开发及上市步骤第一步：发现市场机会第二步：新品概念的提出第三步：新品可行性评估第四步：新产品开发及准备第五步：新产品上市的计划与安排第六步：新产品上市计划执行第七步：上市后表现追踪第7页，共53页。饮料产品的研发R&D:ResearchanDevelopmentOFBeverage研发：研究与开发分类：理论研发产品研发产品研发：产品研发是实际制造，开发的产品内容。任何可视消费品都是产品研发。产品研发是制造型企业生存根本。一个企业如果没有产品研发，只是一个纯代理制造空盒，利润非常低，而且生存空间非常小。社会的发展追究到根源上，就是物质财富的创造，不创造物质的活动都是虚拟的，是为最终物质财富创造服务的。第8页，共53页。研发与创新世界10大创新公司：第一名：苹果第二名：谷歌第三名：3M第四名：三星第五名：通用电气第六名：微软第七名：丰田第八名：宝洁第九名：IBM第十名：亚马逊企业创新是现代经济中创新的基本构成部分。企业往往由生产、采购、营销、服务、技术研发、财务、人力资源管理等职能部门组成，因而企业的创新涵盖这些职能部门，企业创新包括产品创新、生产工艺创新、市场营销创新、企业文化创新、企业管理创新等。第9页，共53页。二元法则杰克.特劳特提出：在一个成熟的市场上，营销的竞争会最终成为“两匹马的竞争”，通常，其中一个是领导者，另一个则是后起之秀，二者相互对立。长远来说，如果你的品牌无法在同一品类中做到数一数二，就必须重新考虑战略。第10页，共53页。创新分类美国定义创新的类型：

一种是Incrementalinnovation，就是一种渐进式的创新，或者一种进化(Evolvement)。

另一种是Radicalinnovation，即突破性、革命性的创新，也叫Disruptiveinnovation。渐进式创新是一种量变，而突破性创新是一种质变。中国式创新（产品）1：引入式创新（食品行业：台湾10年，日本20年）2：改善型创新（企业要做大作强的前提是先能生存下来，必要的产品与利润支撑企业的初级发展）3：原始创新（前所未有的，全新的，本土的：凉茶、植物蛋白饮料；成功的概率非常低，风险极大收益也大）

第11页，共53页。饮料产品的研发一个合格的饮料研发人员应具备的基本素质要求：1：身体健康，无色盲，有灵敏的嗅觉，味觉2：有一定的审美观念（好产品色香味俱全）3：喜欢美食，能享受饮食带来的快乐，不能有厌食证。4：品德优秀5：良好的专业知识

第12页，共53页。饮料产品的研发一款成功的饮料产品：

体现出企业研发人员的色、香、味的把握度

健康配料和合理配比，体现从业人员的价值取向

安全，性价比高低体现了企业对消费者认真负责的态度利润是企业最求的目标，但只有站在消费角度考虑而开发生产的产品才是值得考验，受消费者欢迎的，永续的。责任、创新、奉献“责任是企业的基石，创新是企业的动力、奉献是企业的未来”第13页，共53页。人体味觉系统舌前2/3味觉感受器所接受的刺激,经面神经之鼓索传递;舌后1/3的味觉由舌咽神经传递;舌后1/3的中部和软腭,咽和会厌味觉感受器所接受的刺激由迷走神经传递.味觉经面神经,舌神经和迷走神经的轴突进入脑干后终于孤束核,更换神经元,再经丘脑到达岛盖部的味觉区。第14页，共53页。人体味觉系统定义：食物在人的口腔内对味觉器官化学感受系统的刺激并产生的一种感觉，基本味觉：酸、甜、苦、咸（食物直接刺激味蕾而产生）。舌头前部，即舌尖有大量感觉到甜的味蕾，舌头两侧前半部负责咸味，后半部负责酸味，近舌根部分负责苦味。婴儿有10000个味蕾，成人几千个，味蕾数量随年龄的增大而减少，对呈味物质的敏感性也降低。最适宜的味觉产生的温度是10-40℃，尤其是30℃最敏感

其他描述：辣味：食物成分刺激口腔黏膜、鼻腔黏膜、皮肤、和三叉神经而引起的一种痛觉。这是人体的自我保护机能，在婴幼儿时期，辣的食品会被当成一种有害的物质被排斥，这也是成人吃辣过度后，上吐下泻的原因。涩味：食物成分刺激口腔，使蛋白质凝固时而产生的一种收敛感觉。第15页，共53页。味觉效应1：盐（咸味）与糖搭配10%的蔗糖中添加0.15%氯化钠，甜味更突出。2：盐与酸少量氯化钠增加酸味的刺激3：甜味剂协同效应

安赛蜜（100倍）与阿斯巴甜（200倍）1：1配合（300倍甜度）其他：苦与甜辣与热第16页，共53页。人体嗅觉系统嗅球第17页，共53页。人体嗅觉系统嗅觉是一种远感，即使说它是通过长距离感受化学刺激的感觉。相比之下，味觉是一种近感。嗅觉器官适应：长时间闻到某一种味道时，就可能感觉不到气味的存在古人云：入芝兰之室，久而不闻其香；入鲍鱼之肆，久而不闻其臭。产品开发过程中，调香时最容易遇到的问题，嗅觉迟钝。第18页，共53页。感官培训的方法1：基本感官要求（统一）

酸0.03%-0.04%-0.05%甜0.40%-0.60%-0.80%咸0.10%-0.20%-0.30%苦0.01%-0.03%-0.05%香(orange,lemon,peach)2：异常灵敏度培训（可口可乐培训方法）发酵味：称取1.0克活性干酵母加入白利度20度的糖水中，放置于28℃培养箱中发酵5天，经过滤后，用移液管把5毫升带酒精味的糖水加进1.25升的饮料中。氧化味：将无标签的玻璃瓶产品暴露于2000Langleys的光强下（约5天的阳光直射）氯味：

将2毫升2500ppm的氯溶液该溶液加入1升饮料中（饮料氯含量5ppm）。金属味：将2毫升该500ppm铁溶液加入1升的饮料中。（饮料中铁含量1.0ppm）。咸味：

将2.5毫升盐溶液加入1升饮料中。（饮料NaCl含量700ppm）糖蜜：将1.5克糖蜜加入1升饮料中。塑料味：将7克旋盖PVC内垫材料加入1升饮料中。瓶子侧放48小时。第19页，共53页。软饮料分类碳酸饮料果蔬汁饮料蛋白饮料包装水饮料茶饮料咖啡饮料植物饮料风味饮料特殊用途饮料固体饮料其他饮料非碳酸饮料按产品特性分类第20页，共53页。PH值分类pH大于7中性或弱碱性pH大于4.6小于7低酸性饮料pH小于4.6高酸性饮料pH分类的重要性，决定了针对不同产品制定对应的杀菌条件。一般细菌尤其是肉毒梭状杆菌不可能在高酸性环境中生，因此针对高酸性产品杀菌强度较低，安全性较高而针对pH>4.6的产品，必须达到相应的杀菌值才能确保产品的安全性。当前部分不负责任的企业，用普通热罐装生产线生产低酸性饮料如凉茶>4.6,是置消费者安全与不顾第21页，共53页。软饮料的组成饮料的主要原辅料1：水饮料最重要的原料，占到饮料60~90%2：原料牛奶，果汁，核桃露（几个？3g一瓣）3：食品添加剂4：香精香料第22页，共53页。正确看待食品添加剂在食品中的应用食品添加剂是指用于改善食品品质、延长食品保存期、便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化合物质或者天然物质。目前我国食品添加剂有23个类别，2000多个品种，包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂、香料等。第23页，共53页。饮料中常见食品添加剂酸度调节剂：柠檬酸，苹果酸，柠檬酸钠，磷酸，磷酸盐，小苏打营养强化剂：氯化钾、硫酸镁、维生素、抗氧化剂：维生素C,维生素E,迷迭香色素：胡萝卜素、葡萄皮红，叶黄素；日落黄，柠檬黄等增稠剂：羧甲基纤维素钠、黄原胶、刺槐豆胶、卡拉胶乳化剂：单甘酯、硬酯酰乳酸钠、蔗糖酯甜味剂：阿斯巴甜、三氯蔗糖、安赛蜜、纽甜、甜菊糖防腐剂：山梨酸钾、苯甲酸钠、乳酸链球菌素香精香料：橙香精、柠檬香精，牛奶香精食品工业发展到如今，随着无菌冷罐装技术的普遍应用，饮料行业防腐剂已经基本成为过去，部分还在添加的产品，其实已经没有必要，做好卫生管理与杀菌控制，基本能满足现有产品需求。第24页，共53页。饮料的研究开发过程1：产品类别定位2：原材料收集，做BASEBASE:基础配方果汁，牛奶，糖酸比3：合理的添加剂选择4：调香5：口味测试6：稳定性实验7：合法性验证8：制定工艺及设定关键参数、成品规格等10：试车11：量产12：正式生产投入市场第25页，共53页。市场流行饮料之内容物冰红茶：

水、白砂糖、红茶粉、柠檬酸、柠檬酸钠、维生素C、食用香精绿茶：

水、白砂糖、绿茶、蜂蜜、维生素C、六偏磷酸钠、碳酸氢钠、食用香精可口可乐：水、果葡糖浆、白砂糖、食品添加剂（二氧化碳、焦糖色、磷酸、咖

啡因、食用香精）。

可乐中含有的磷酸（中强酸，pH2.5左右）与钙反应。雪碧：水，白砂糖，食品添加剂（二氧化碳，柠檬酸，柠檬酸钠，苯甲酸钠），食用香料。核桃露：水、白砂糖、核桃仁、食品添加剂（蔗糖脂肪酸酯、单硬脂肪酸甘油酯、

羧甲基纤维素钠，黄原胶，焦磷酸钠，碳酸钠）食用香精其他：营养快线，冰糖雪梨。。。。。。。

第26页，共53页。饮料产品的工艺设计前处理工艺（水处理，原料预处理）调配工艺（标准化的过程）后段工艺（杀菌，充填，包装）纯化、标准化、安全化、美观化、便利化第27页，共53页。前处理之水处理设计（1）饮料生产用水为什么要处理？

（2）处理后的水应达到什么标准？（3）饮料生产用水怎样处理？

第28页，共53页。水的硬度---生活中重要的概念硬度(H)是指水中钙、镁离子盐类的含量。分为：(1)碳酸盐硬度：即水中钙、镁的重碳酸盐[Ca(HCO3)2]所形成的硬度。又称暂时硬度(因加热煮沸可去除)。(2)非碳酸盐硬度：即水中钙、镁的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类所形成的硬度。又称永久硬度(因加热煮沸不能去除)。(3)总硬度=暂时硬度与永久硬度之和。(4)硬度的表示：1德国度相当于每升水中含有10毫克的CaO（1毫克MgO=14毫克CaO）1中国或美国度相当于1升水中含1毫克碳酸钙。根据水的硬度大小可将水分为极软水、软水、中等硬水、硬水和极硬水。软饮料用水要求水的总硬度（以碳酸钙计）小于100毫克/升。第29页，共53页。传统软饮料用水标准现代饮料工艺：纯化：纯水是最好的饮料载体，能调配出最为标准化的饮料，因此各公司普遍使用纯水用来调配饮料，排除原水中任何成分对饮料的不良影响。第30页，共53页。水反渗透法(RO)制备纯水广泛应用渗透现象反渗透现象5%的糖液20%的糖液⊿H水P溶液

反渗透法净化水的原理是利用一种只允许水分子通过的膜，使水与其它杂质分离。又称为膜分离技术、超滤等。已广泛应用于果汁、牛奶、咖啡等的浓缩和软饮料用水的软化及海水淡化。反渗透装置根据其支撑体形状可分为：板框式、管式、中空纤维式、螺旋卷式等。第31页，共53页。前处理之原料预处理（1）哪些原料需要预处理，如何处理？

果汁类：橙、苹果、梨

植物蛋白类的：核桃、杏仁及其他坚果（2）预处理要注意的问题？

得率、细度、抗氧化、标准化等第32页，共53页。调配工艺1：NFCOR浓缩果汁复原?2:胶体稳定剂的溶解与复水3：其他添加剂的溶解4：奶粉的溶解与复水5：调配的先后次序（等电点的跳跃，香气的损失）其他设计需要考虑的因素：1：温度的高低必要性及现场控制的能力+1度

？+5度？2：工作量（损耗和工人工作量间的平衡）3：其他（调配时间与充填速度、）第33页，共53页。后段工艺---------杀菌现代饮料工艺是建立在商业无菌的基础上的灭菌是现代工艺中最为重要的一环灭菌：是指杀灭或者除去物体中所有微生物，包括抵抗力极强的细菌芽孢在内。注意，是微生物，不仅包括细菌，还有病毒，真菌，支原体，衣原体等等。古代：肉，鱼的储存只能研制更不可能所有的人都能喝上牛奶，果汁，植物蛋白饮料了第34页，共53页。现代工艺生产技术分类冷充填：

一般指生产瓶装水的生产线，常温充填，中国目前普遍采用抽样杀菌做为瓶装水的消毒杀菌方式，因产品中含有臭氧，因此对充填罐装环境要求不高。热充填：

针对pH<4.6的产品，果汁、冰红茶，及PH>4.6的绿茶85~88度罐装无菌充填：

针对PH>4.6，含乳，及含有植物成分等其他可能带有芽孢的产品进行常温灌装，对灌装环境要求严格。第35页，共53页。食源性疾病是指通过摄食而进入人体的有毒有害物质（包括生物性病原体）等致病因子所造成的疾病。食源性疾病常见症状：第36页，共53页。一、微生物污染引起食源性疾病的微生物种类有：细菌细菌真菌病毒狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。第37页，共53页。1、常见的食源性疾病致病细菌芽孢杆菌

芽孢极耐热，一般加热法不能把它杀死，它萌发成营养细胞后大量繁殖，会导致食品腐败变质。需要用高温间歇灭菌法把芽孢杀死，才能使食品长期保存。第38页，共53页。芽胞(endospore，spore)概念：某些细菌生长到一定阶段或在一定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步行成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽胞。芽胞成熟后可自行从芽胞囊中释放出来。因芽胞的形成都是在细胞内，故又称内生孢子。芽胞芽胞囊产生芽孢的几个属：(Bacillus)芽孢杆菌属(Clostridium)梭状芽孢杆菌属(Sporosarcina)芽孢八叠球菌属第39页，共53页。芽孢的特性★1、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。★2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。★3、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。★4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。芽孢的本质即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。第40页，共53页。我国引起中毒的食品大多是家庭自制的发酵食品，如豆瓣酱、豆酱、豆豉、臭豆腐等，有少数发生于各种不新鲜肉、蛋、鱼类食品；日本以鱼制品引起中毒者较多；美国以家庭自制罐头、肉和乳制品引起中毒者为多；欧洲多见于腊肠、火腿和保藏的肉类。1、肉毒梭状芽孢杆菌存在于土壤、江河湖海的淤泥沉积物、尘土和动物粪便中，其中土壤是重要污染源。肉毒中毒是神经型食物中毒，其症状主要是神经系统症状，以对称性颅神经损害的症状为特征。如视力模糊、眼脸下垂、复视、瞳孔散大、语言障碍、吞咽困难、呼吸困难，继续发展可由于呼吸肌麻痹引起呼吸功能衰竭而死亡。第41页，共53页。蜡状芽孢杆菌细菌对外界有害因子抵抗力强，分布广，有色，孢子呈椭圆形，有致呕吐型和腹泻型胃肠炎肠毒素两类。中毒者症状为腹痛、呕吐腹泻。1、蜡状芽孢杆菌

存在于土壤、牛奶、乳粉和其他乳制品中，如果贮藏食品用具不卫生容易产生。第42页，共53页。金黄色葡萄球菌季节分布，多见于春夏季；中毒食品种类多，如奶、肉、蛋、鱼及其制品；此外，剩饭、油煎蛋、糯米糕及凉粉等引起的中毒事件也有报道。金黄色葡萄球菌为侵袭性细菌，能产生毒素，对肠道破坏性大，所以金黄色葡萄球菌肠炎起病急，中毒症状严重，主要表现为呕吐、发热、腹泻。第43页，共53页。致病性大肠杆菌分为侵入型和毒素型两类。前者引起的腹泻与痢疾杆菌引起的痢疾相似，一般称为急性痢疾型；后者所引起的腹泻为胃肠炎型，一般称为急性胃肠炎型。肠致性大肠杆菌大肠杆菌

有致病性和非致病性之分。非致病性大肠杆菌是肠道正常菌丛，致病性大肠杆菌则能引起食物中毒。第44页，共53页。存在于畜禽类食品中，常在群众性饮食场所致人发病。①对人致病；②对人和动物均致病；③对动物致病。沙门杆菌

与人类关系密切的沙门氏菌有：伤寒沙门氏菌，甲、乙、丙型副伤寒沙门氏菌，鼠伤寒沙门氏菌，猪霍乱沙门氏菌，肠炎沙门氏菌等十余种。第45页，共53页。志贺氏菌细菌性痢疾是最常见的肠道传染病,夏秋两季患者最多。传染源主要为病人和带菌者,通过污染了痢疾杆菌的食物、饮水等经口感染。10～200个细菌可使10～50%志愿者致病。部分患者可成为带菌者，带菌者不能从事饮食业、炊事及保育工作。志贺氏菌(Shigella)也称志贺菌或者痢疾杆菌，是一类革兰氏阴性、不活动、不产生孢子的杆状细菌，可引起人和其他哺乳类动物的细菌性痢疾。第46页，共53页。空肠弯曲菌空肠弯曲菌有内毒素能侵袭小肠和大肠粘膜引起急性肠炎，亦可引起腹泻的暴发流行或集体食物中毒。由温血动物产生，乳、禽和肉是主要带菌体，但