一、固體飲料加工方法

 

       冷凍干燥、流化床造粒、噴霧干燥是目前固體飲料生產(chǎn)中3種主要的加工方法。

 

       冷凍干燥是一種先進(jìn)的干燥工藝，可較好地保留物料的營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味成分，但投資高，應(yīng)用受到限制；

 

流化床造粒適合于低果汁或不含果汁物料的干燥；

 

       噴霧干燥技術(shù)適合于干燥高果汁含量的液態(tài)物料，由于物料受熱溫度低、時(shí)間短，能較好地保留物料的營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味成分。

 

固體飲料的其它加工方法還有噴霧冷凍干燥、真空干燥等方式。

 

1、凍干法

 

       凍干法是將物料中的水凍結(jié)成固體的冰，在真空條件下，使水直接升華變成水蒸汽逸出，從而把水從物料中脫除。其特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及揮發(fā)性成分保存完好，但加工成本極高，因而用凍干法生產(chǎn)固體飲料還很少，只有少部分附加值較高的產(chǎn)品如速溶茶粉、咖啡粉中應(yīng)用。

 

2、流化床造粒

 

       造粒技術(shù)有濕法造粒、干法造粒、快速攪拌制粒技術(shù)以及流化床造粒等4種。

 

       流化床造粒又稱沸騰造粒，是將常規(guī)濕法制粒的混合、制粒、干燥等3個(gè)步驟在密閉容器內(nèi)一次完成的新型制粒技術(shù)，可大大減少輔料量，制出的顆粒大小均勻，效果好。

 

        流化床造粒中顆粒的成長(zhǎng)一般有3種機(jī)理——附聚、涂層和累積造粒。流化床造粒過(guò)程中往往是這3種作用共同使顆粒生長(zhǎng)。

 

       食品工業(yè)造粒的目的，主要解決速溶性，并使外觀優(yōu)良，改善流動(dòng)性，便于包裝，從而提高商品價(jià)值。

 

       目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的速溶果蔬固體飲料，一般采用調(diào)配、造粒、干燥的方法，利用搖擺式顆粒機(jī)進(jìn)行造粒，但直接利用搖擺式顆粒機(jī)加工固體飲料的主要缺點(diǎn)是其輔料含量高。

 

3、噴霧干燥

 

       噴霧干燥是利用霧化器將料液分散為細(xì)小的霧滴，并在熱干燥介質(zhì)中迅速蒸發(fā)溶劑形成干粉的過(guò)程，料液的形式可以是溶液、懸浮液、乳濁液等泵可以輸送的液體形式，干燥的產(chǎn)品可以是粉狀、顆粒狀或經(jīng)團(tuán)聚的顆粒。

 

       噴霧干燥固體飲料的生產(chǎn)范圍很廣，除廣泛用于生產(chǎn)的奶粉、速溶豆粉和番茄粉以外，還有荔枝粉、藕粉、香蕉粉、草莓粉等也有報(bào)道。

 

       經(jīng)噴霧干燥加工的粉體營(yíng)養(yǎng)損失小、色澤好，除可以直接沖調(diào)外，還可作為配料。但噴霧干燥后的粉體，一般粒度較小、沖調(diào)性差，需要造粒后才可以直接沖調(diào)。速溶奶粉是最典型的一種通過(guò)噴霧干燥后附聚造粒成冷熱水迅速溶解的固體飲料，其研究也是最熱門(mén)的。

 

 

二、固體飲料速溶性研究進(jìn)展

 

1、固體飲料速溶性的定義

 

       固體飲料沖調(diào)過(guò)程中要求具有良好的色澤、風(fēng)味與穩(wěn)定性，此外其溶解過(guò)程快慢也直接決定其品質(zhì)好壞。

 

廣義的速溶性包括2種意思：

 

       第一種是能迅速完全溶解于水的固體飲料，如速溶茶、橘子晶、果珍等，能全部溶于水；

 

       另一種是指迅速分散后形成均勻分散的懸浮液，如豆奶粉、奶粉等。

 

2、固體飲料的沖調(diào)過(guò)程

 

       粉體的沖調(diào)過(guò)程分為4個(gè)步驟：濕潤(rùn)、下沉、分散，最后溶解。

 

       速溶性好的粉體在毛細(xì)管作用力下滲入水中，幾秒鐘就可以完成溶解的過(guò)程，但如果物料表面有疏水基團(tuán)，粉體很難濕潤(rùn)，一般使用粘結(jié)劑如麥芽糊精，和表面活性劑如卵磷脂造粒(如奶粉)來(lái)改善速溶性。

 

3、固體飲料沖調(diào)性的理論研究

 

       固體飲料溶解過(guò)程實(shí)質(zhì)就是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，水由水相主體傳遞到顆粒表面，進(jìn)而擴(kuò)散進(jìn)入顆粒內(nèi)部，從顆粒的內(nèi)外表面處溶解顆粒，被溶解的顆粒進(jìn)入水相并從顆粒內(nèi)部擴(kuò)散至顆粒外表面，再?gòu)念w粒的外表面通過(guò)擴(kuò)散或?qū)α鱾鬟f到水相主體，直至顆粒完全溶解。

 

       根據(jù)分子傳質(zhì)理論，影響傳質(zhì)速率的因素包括顆粒的內(nèi)外表面積、顆粒直徑、液膜厚度以及顆粒內(nèi)部至顆粒表面的濃度差、顆粒表面至液膜外水相主體中含有的溶解顆粒濃度之差、擴(kuò)散系數(shù)等。

 

       增大顆粒的內(nèi)外比表面積，減少小顆粒直徑及液膜厚度，提高擴(kuò)散或?qū)α鱾髻|(zhì)系數(shù)等均有利于顆粒的溶解。

 

       一般來(lái)講，粒度越小，則顆粒比表面積越大，溶解速度越快；

 

       但粒度小，顆粒之間的空隙也小，顆粒表面溶解時(shí)它們粘著在一起，阻止水向粉體內(nèi)部伸展，而且粒徑小，容重輕，浮在液面上，相對(duì)減少了濕潤(rùn)面積，溶解速度反而不快。

 

 

三、固體飲料粉體性質(zhì)研究進(jìn)展

 

       粉體的性質(zhì)包括粉體粒子的流動(dòng)性和凝聚性、粒度與粒度分布、粒子形狀、表觀密度、表面性質(zhì)、靜電荷、水分含量等，它直接影響粉的貯藏，包裝和加工，其中粉的流動(dòng)特性在加工、包裝中，例如從儲(chǔ)料罐和糧倉(cāng)間的流動(dòng)、運(yùn)輸、混合以及壓縮和包裝中起很大的作用，所以測(cè)定粉體的流動(dòng)性對(duì)粉體工程具有重要的意義。

 

       工業(yè)化加工粉體要求得到可靠一致的流動(dòng)性，使儲(chǔ)料倉(cāng)和進(jìn)料倉(cāng)既不溢出也不產(chǎn)生灰塵。

 

       粉體顆粒之間存在著流動(dòng)時(shí)的摩擦力、靜摩擦力、粘附力和黏聚力等，其中附著力有分子間引力導(dǎo)致的顆粒間引力，也稱范德華力；顆粒所帶異性靜電荷引起的引力；附著水分的毛細(xì)管力；顆粒表面不平滑引起的機(jī)械咬合力，有時(shí)這幾種力同時(shí)存在。

 

       表示和測(cè)量粉體間這些流動(dòng)或靜止的力學(xué)特性，用摩擦角來(lái)表示。Jenike在1964年率先使用剪切室的方法測(cè)量粉體的流動(dòng)特性，后來(lái)有環(huán)形剪切室法，可以測(cè)出粉體本身的內(nèi)摩擦力。

 

       粒子形狀、表面組分、粒子大小、含水率對(duì)粉的流動(dòng)性和結(jié)塊性影響也很大，含水率越高，粉體之間的液橋增加，黏附力越強(qiáng)，流動(dòng)性越差，其中粒子大小對(duì)粉的流動(dòng)性影響最大。

 

 

四、果蔬復(fù)合固體飲料研究進(jìn)展

 

       目前關(guān)于果蔬復(fù)合粉的研究較少，仍以單粉研究為主，生產(chǎn)中為了彌補(bǔ)某一種果蔬在營(yíng)養(yǎng)、色澤或風(fēng)味上的缺陷，往往將幾種果蔬混合在一起加工，果蔬固體飲料的加工也不例外。目前果蔬復(fù)合粉加工研究以工藝為主，理論研究薄弱。