1、食品工艺学 Food Technology,药学院 食品科学与工程教研室,软饮料工艺学 Soft Drink Technology,国立东 药学院 食品科学与工程教研室 ,第十章 特殊用途饮料,特殊用途饮料（drinks for special uses）是指调整饮料中天然营养素的成分和含量比例，以适应某些特殊人群营养需要的饮品，又称为特需饮料。,第十章 特殊用途饮料,第一节 运动饮料 第二节 婴幼儿饮料 第三节 低热量饮料,第一节 运动饮料,运动饮料（sports drink）是指能及时补充人体运动后失去的电解质、能量，以恢复运动员体能的饮料。,一、运动员的营养,（一）运动与碳水化合物 人体
2、内碳水化合物贮备是影响耐力的重要因素。 体内糖量贮备量限度为400g（相当于6 688 kJ）。,糖类是能量代谢中直接可以利用的“零钱”。,脂肪却相当于在银行中的存款。,（二）运动与蛋白质,体育运动是否增加蛋白质的需要量，意见尚不统一。 通过饮料补充一定量的必需氨基酸是有必要的。,（三）运动与脂肪,高脂肪的饮食可使活动量小的人血脂升高。 运动量大的人，其饮食中脂肪量稍多一些是无害的。,（四）运动与水,人体的1/3由水组成。 水损耗达体重5%时为中等程度的脱水，这时机体活动明显受到限制，脱水达10%时即为严重脱水。,（五）运动与无机盐,无机盐是构成机体组织和维持正常生理功能所必需的物质。 人体由
3、于激烈运动或高温作业而大量排汗时，会破坏机体内环境的平衡。,钠、钾： 保持体液平衡，防止肌肉疲劳、脉滤过高及出现低血压状态等作用； 钙、磷： 对维持血液中细胞活力、神经刺激的感受性、肌肉收缩作用和血液的凝固等有重要作用； 镁： 是一种重要的碱性电解质，能中和运动中产生的酸。,（六）运动与维生素,VB1和VB2参与糖代谢。 VC的需要量与运动强度成正比。,二、运动员的饮食,赛前饮食途中饮料赛后饮食,途中饮料,1. 供应途中饮料的目的 （1）供给机体营养素，以预防长时间运动而可能引起的低血糖和疲劳。 （2）维持人体血容量和电解质的平衡，防止神经肌肉功能失调、血液浓缩、心血管系统负担加重，心率紊乱甚
4、至抽筋等。 （3）提高运动的耐久力。,2. 途中饮料的组成,一般都含有葡萄糖、蔗糖、多种无机盐和维生素、果汁和果酸。 一种途中饮料配方： 葡萄糖12%、NaCl 0.1% 0.4%、柠檬酸0.1%、钾0.1%、VC 0.1% 0.2%、MgSO4 0.05%。,三、运动饮料的特点和开发程序,目前对运动饮料研究比较集中的课题是能量的供应、渗透压的选择、营养素的配比和生理生化效应等。,特点,1. 在规定浓度时，运动饮料与人体体液的渗透压相同； 2. 运动饮料能迅速补充运动员在运动中失去的水分，既解渴又能抑制体温上升，保持良好的运动机能；,3. 运动饮料一般使用葡萄糖和砂糖，可为人体迅速补充部分能量
5、，此外，饮料中一般还加入促进糖代谢的VB1和VB2，和有助于恢复疲劳的VC； 4. 运动饮料一般不使用合成甜味剂和合成色素，具有天然风味，运动中和运动后均可饮用。,开发程序,1. 确定使用对象和使用时期； 2. 初步设计配方； 3. 以运动模型作配方的初步测试、筛选； 4. 将初步筛选出的配方进行调整，再进行动物模型测试，初步确定配方； 5. 运动饮料试验（包括测定必要的生理生化指标）； 6. 确定配方，制定原材料标准、生产工艺、成品质量标准、包装规格、试生产； 7. 正式投产。,四、运动饮料实例,（一）低聚异麦芽糖运动饮料 低聚异麦芽糖是以淀粉为原料，经酶法生产的含3 8个葡萄糖分子的低价态
6、，能经小肠逐步消化吸收。 其渗透压约是葡萄糖的1/4，甜度约为蔗糖的30%。,生理特点： 被吸收利用的速度比单、双糖慢，一次摄入后可以维持较长时间的能量补充； 引起的胰岛素反应平稳，克服了运动中服用单、双糖引起的回跃性低血糖反应。 因此，其是一种较好的运动能量补充剂。,【配方】以低聚异麦芽糖为主要原料，配以碱性电解质、维生素、氨基酸和果汁等制成的运动饮料的参考配方（100L饮料计）： 70%低聚异麦芽糖8600 g，KCl 48 g，天门冬酰苯丙氨酸甲酯100 g，Na2HPO4 10 g，甜橙浓缩汁800 g，MgSO4 3.5 g，柠檬酸210 g，葡萄糖酸钙2.5 g，VC 200 g，
7、37%氨基酸浓缩液15 g。 适合运动前和训练后肝糖原的合成以及运动中的能量补充。,（二）植酸运动饮料,植酸又名肌醇六磷酸，在饮料中添加植酸，可以减少或防止Na+对Mg 2+吸收的干扰和排斥，使人体在有Na+存在时仍能吸收Mg 2+。,【配方】植酸运动饮料的参考配方： 蔗糖3%，KCl 0.022%，柠檬酸0.13%，植酸0.1%，柠檬酸钠0.025%，MgSO4 0.012%，饴糖1.4%，谷氨酸钠0.025%，糖精0.015%，VC 0.02%，VB2 0.001%，香精0.075%。 蔗糖、饴糖、柠檬酸3种原料经熬煮灭菌后，用硅藻土过滤机循环过滤到清澈透明。 配料时，先将MgSO4与植酸
8、混合，使其形成植酸镁，再加入其他电解质、维生素等，用软化水定容到所需要的容积。,（三）提高肌肉运动功能的饮料,日本特许公报介绍： 含有支链氨基酸混合物（由L-亮氨酸1份、L-异亮氨酸0.2 0.6份、L-缬氨酸0.4 0.8份组成）0.5 40g/L，酪蛋白或其盐10 70g/L，卵磷脂5 20g/L，糖类30 100g/L。 支链氨基酸混合物可以很快为人体所吸收，随人体的血液迁移到体内各器官中，特别供给肌肉，提高肌肉运动功能，而且此饮料在加热消毒时有良好的耐蒸煮性。,（四）高能饮料,高能饮料除了含有容易被人体吸收的果糖、葡萄糖及电解质外，还加入了人体所必需的维生素和强身健体的中药成分。 其突
9、出的功能是迅速消除疲劳、恢复体力。 该饮料是专为剧烈运动、长时间工作不能离岗或处于特殊环境下的人群而配制的。,西班牙专利No.2115561报道： 人参萃取物1 6%，带有刺激性质的产物（如咖啡或可可）35% 55%，营养性添加剂39% 64%。 此种饮料制成粉末或颗粒状饮料，食用时可溶解在水或牛奶中。,第二节 婴幼儿饮料,一、婴幼儿营养素的代谢特点及需求量,（一）代谢特点 代谢旺盛，所需要的营养素比成人高，婴幼儿单位体重所需要的热能、蛋白质及各种维生素、矿物质的数量比成年人多出2 3倍。 只能靠食用流质及半流质食品获取营养。 婴儿对母乳以外的食物不易耐受，常易发生腹泻而导致营养素损失。,（二
10、）营养素的需求量,1. 热能 （1）基础代谢的需要 1岁以内每kg体重每d需要热能229.9kJ，是成人的2.3倍，2 3岁是成人的2.0 1.8倍。,（2）生长发育的需要 其需要量与生长速度成正比，出生数月时最高，每d每kg体重达167.2 209kJ，1岁时62.7 83.6kJ，以后逐渐减少。,（3）活动的需要 初生儿需要量较少，以后随活动量增多，所需热能也逐渐增加。,（4）食物特殊动力作用需要 即食物刺激的能量代谢作用。 婴幼儿用于特殊动力作用的热能占总热能的5% 8%。,2. 蛋白质,一方面用于补充氮的需要； 一方面用于满足新生组织的需要。,3. 脂肪,脂肪的主要功能是提供热能和脂溶
11、性维生素，防止体热散失，保护脏器不受损失，同时提供神经发育及髓鞘形成过程中的不饱和脂肪酸。,4. 碳水化合物,婴幼儿每d每kg体重所需的碳水化合物比成年人高，其所提供的热能约占总热量的50%。 供给不足，会出现低血糖，增加机体中蛋白质的消耗，导致营养不良； 供给过度，对生长发育不利，如肥胖、肌肉松弛，抵抗力差，易感疾病。,5. 无机盐,婴幼儿时期是人生成长速度最快的时期，需要许多种无机盐，最重要的是钙、磷、铁、铜、钠、钾、氯、锌、碘和镁。,6. 维生素,婴幼儿时期对VA和VD的需要量比较大。 若长期缺乏VB1和VB2会影响其生长发育。,二、设计原则及对包装的要求,（一）设计原则 从弥补母乳喂养
12、的不足出发，结合婴幼儿特定发育阶段的生理需要和消化能力，改善婴幼儿的膳食营养结构，保证膳食营养平衡，及时补充婴幼儿所需的蛋白质、维生素以及各种微量元素，保证满足婴幼儿生长所需要的各种营养物质，促进婴幼儿智力和身体发育。,婴幼儿辅助饮品,营养素均衡 每100mL中含有维生素A 100 300IU、维生素D 40 160IU、Ca 40 80 mg。,中美合资北京汇脸食品有限公司开发的“汇力多”维生素AD强化奶，强化Ca、Fe、Zn及各种维生素。 杭州商学院研制的蛋奶婴幼儿营养饮料，以鸡蛋、奶粉、蜂蜜、浓缩果汁为原料制成，其中蛋白质、脂肪、糖含量适宜，维生素A、D、E、B1、B2含量丰富，营养成分
13、全面均衡。,（二）包装要求,1. 要符合食品包装要求； 2. 要尽量采用绿色包装； 3. 要标识齐全； 4. 包装设计应具有鲜明的儿童特色； 5. 应实行儿童安全包装。,第三节 低热量饮料,一、低热量饮料的发展现状,低热量饮料采用低糖或糖的代用品（功能性甜味剂、低聚糖等）研制出在人体内产生较少能量的饮料。,20世纪80年代初，日本最流行的功能饮料 低热量饮料进入市场，这种饮料中含有可溶性纤维（葡聚糖）、低聚糖、糖醇钙等。,90年代在日本市场上最引人注目的是新型低聚糖（不包括蔗糖、麦芽糖等常用的双糖），如低聚半乳糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚乳果糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、低聚龙胆糖等。,“OL
14、IGO CC”功能饮料，主要含有大豆低聚糖、钙吸收剂、食物纤维等功能性配料。,我国低聚糖的研制起步较晚，20世纪后期才有较大发展，针对低热能食品的开发研究，我国从天然植物中提取了多种低热值的功能性甜味剂进行批量生产。,我国目前生产的天然糖苷甜味剂主要有甜菊苷（Stevioside）、甘草甜素（Glycyrrhizin）等。 人工合成的二肽甜味素主要有：阿斯巴甜（Aspartame）、阿力甜（Alitame）等。,二、配方实例,低热量碳酸饮料的实用配方,橙汁1： 浓缩橙汁 5 阿斯巴甜 0.08 柠檬酸 0.25 维生素C 0.05 三聚磷酸钠 0.1 山梨酸钾 0.024 食用色素 0.2 加
15、水至 100,橙汁2： 浓缩橙汁 15 纽甜 0.02 柠檬酸 1.162 维生素C 0.023 苯甲酸钠 0.03 -胡萝卜素（5%） 0.044 Jaffa香精 0.062 橙味香精 0.087 食用色素 0.18 加水至 100,低热量果汁饮料的实用配方,梨汁： 浓缩梨汁（70%）2.26 阿斯巴甜 0.05 柠檬酸 0.18 浆果香精 0.08 食用色素 0.49 加水至 100,柠檬风味饮料： 阿斯巴甜 0.09 90%高果糖浆 15.52 柠檬酸 1.10 柠檬酸钾 0.11 柠檬酸钠 0.11 食盐 0.23 磷酸钾 0.10 苯甲酸钠 0.22 柠檬香精 0.31 青柠檬香精
16、0.16 青柠檬乳化香精 0.19 食用色素 0.18 加水至 100,非果蔬类植物饮料,非果蔬类植物饮料（plant drinks of non-fruit / vegetable）是指用非果蔬类植物的根、茎、叶、花、种子以及竹木自身分泌的汁液等，经调配加工制成的软饮料。,1. 谷物饮料,（1）麦芽饮料 麦芽汁、中草药的提取液混合调配灌装杀菌冷却成品,以焙炒后的麦芽为主要原料，经浸泡、煎煮得麦芽汁； 中草药用水浸泡16h后，在沸水中煎煮20min后，过滤得到浸提液。,将5%的麦芽汁、6%中草药浸提液、10%白砂糖和0.1%柠檬酸进行调配、混合。 将调配好的料液在96的水浴中加热20min，然
17、后进行热灌装，冷却后即为成品。,（2）玉米饮料,工艺流程： 玉米粒选料浸泡打浆细磨调配预煮、糊化脱气均质灌装杀菌冷却检验成品,选用颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米粒，剔除杂质 。 用60左右的热水浸泡20min，立即加10倍水打浆，经20目筛过滤后，通过胶体磨将玉米浆进一步细化。,然后添加10%白砂糖，1%蜂蜜，0.1%蔗糖酯，0.2%的稳定剂，0.1%柠檬酸调整pH值为5.0。 将混合液预煮到80左右，经100目筛过滤，然后进行二次均质，均质压力分别为25MPa和20MPa。最后灌装、封口、杀菌、冷却。,（3）米类饮料,大米饮料 大米淘洗5 15倍水浸泡10 60min加热煮沸1 4h胶体磨均
18、质机过滤、离心调配80灌装密封121 ，20 60min 冷却,碎米饮料 碎米粉碎加水蒸煮冷却酶解液化灭酶分离调配均质灌装杀菌冷却成品,将碎米粉碎并过20目筛，然后加热煮沸，使米淀粉充分糊化。冷却后，在57，利用-淀粉酶降解淀粉，作用3h后煮沸，灭酶。 用过滤分离或离心分离的方法将米汁与米渣进行分离，根据不同的口味加以配料进行调配，经灌装杀菌后即为成品。,小米发酵饮料 小米浸渍蒸煮冷却糖化发酵分离过滤调配杀菌灌装成品,米糠饮料,（4）胚芽饮料,胚芽饮料包括米胚芽、小麦胚芽和玉米胚芽饮料等。 胚芽加热灭酶浸泡磨浆分离调制杀菌均质灌装封口成品,2. 豆芽饮料,工艺流程 豆芽的萌发清洗烫漂冷却榨汁粗
19、滤精滤调配脱气均质装瓶杀菌冷却成品,3. 花卉饮料,（1）玫瑰花饮料 原料选择及处理浸泡过滤调配脱气杀菌灌装密封检验成品,（2）百合汁饮料 百合挑选剥片预煮磨浆酶处理灭酶调配均质灌装封口杀菌,4. 叶饮料,工艺流程 银杏叶原料选择预处理粉碎第一次提取过滤滤渣第二次提取过滤滤液合并二次提取液精滤调配过滤灌装杀菌冷却检验包装成品,5. 食用菌饮料,食用菌是可供人们食用的大型真菌，它具有高蛋白、低脂肪、营养价值高的特点，并含有多种维生素，不少食用菌还具有相当高的药用价值。 平菇、银耳、香菇、茯苓、冬虫夏草等。,以蘑菇饮料为例： 双孢蘑菇的碎菇、菇柄去杂 0.05% Na2SO3溶液洗去泥沙和杂质 0
20、.1%Na2SO3溶液浸泡流动水漂洗晒干或烘干干菇粉煮沸30min 过滤加入白砂糖、奶粉和葡萄糖、柠檬酸、山梨酸、香精、胭脂红溶液调配装瓶封盖100杀菌20min 冷却成品,6. 花粉饮料,果汁花粉饮料 蜂王浆花粉晶 花粉汽水 花粉发酵饮料,7. 大蒜饮料,大蒜中含有大蒜素、糖类、脂肪、蛋白质、氨基酸、VB1、VC和多种无机盐。 抗菌、消炎、驱虫，健脾、镇静、祛痰。 蒜汁脱臭是最关键的一道工序，可选用油脂吸附脱臭法。,8. 螺旋藻饮料,螺旋藻是目前所知营养成分最全面、最均衡的食品资源之一，作为一种全天然、高蛋白、富含生理活性成分、营养丰富的功能性保健食品，其滋补疗效作用不容忽视。,螺旋藻粉（3
21、% 水）：1% 3% 蔗糖：8% 柠檬酸：少许 尼泊金乙酯：少许 羧甲基纤维素钠盐：适量,9. 蜜环菌健脑饮料,蜜环菌是一种食用菌，它既可被加工成各类膳食、菜肴，又可加工成功能性饮料。它对头痛、头晕、神经衰弱、失眠等症状有明显疗效，又增加脑动脉的血流量，改善血液循环，是一种很好的保健性食品。,蜜环菌浓缩液的制备,培养基配方: 蔗糖2% 葡萄糖1% 蚕蛹粉1% 黄豆1% 硫酸镁0.075% 磷酸二氢钾 0.15%,配方： 蜂蜜0.25% 奶粉2% 密环菌浓缩液80% 柠檬酸0.15% 苯甲酸钠0.03%,10. 无糖SOD饮料,SOD是超氧化歧化酶的简称，是活性抗衰老因子，修饰SOD与SOD相比
22、较，具有稳定性高、体内半衰期延长（长达15h）、易吸收、不引起过敏和无毒等优点，所以合理配方后可以制成保健饮料。,SOD饮料的配方： 修饰SOD 6/mg 阿斯巴甜 0.03% A-K糖 0.03% 柠檬酸 0.12% 柠檬香精 0.06%,功能性饮料（也称保健性饮料），就是含有功能性成分，使人体有充分防御功能，能调节生理平衡、预防疾病和促进人体健康等的特殊饮料。,促进生长发育的功能饮料 改进消化的功能饮料 营养强化功能饮料 强壮功能饮料 抗癌功能饮料 健脑增智型功能饮料 抗衰老功能饮料 抗高血压血脂性功能饮料 减肥功能饮料 ,功能性饮料生理活性物质,活性多糖和功能性单糖 抗肿瘤多糖【如香菇多
23、糖、金针菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、灰树花多糖、虫草多糖等】 降血糖多糖【如昆布多糖、紫草多糖、薏米多糖和紫菜多糖等】 功能性单糖【如果糖、果糖、木糖、葡萄糖和半乳糖等】 功能性寡糖【如大豆低聚糖、乳酮糖、低聚乳果糖和低聚龙胆糖等） 多元糖醇【如木糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、山梨醇、Palatinit和氢化淀粉水解物等】 强力甜味剂【如Alitame Thaumatin、甜菊甙、甜菊双糖甙和三氧蔗糖等】,自由基清除剂 非酶类（如硒及硒化物、谷胱甘肽、胡萝卜素和维生素等） 酶类（如超氧化物歧化物、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶等） 维生素 维生素A、维生素E、维生素C等 微量元素 硒、锗、铬、铁、铜
24、和锌等。,肽和蛋白质 如谷胱甘肽、降血压肽、促进钙吸收肽、易消化吸收肽、抑制胆固醇的蛋白质和免疫球蛋白等。 益生菌 如乳杆菌属、链球菌属、双歧杆菌属和片球菌属中和部分菌株。 其他活性物质 如二十八烷醇、植物甾醇、黄酮类化合物、多酚类化合物和皂甙等。,保健饮料除必须具备保健功能外，还必须严格执行卫生部制定的1996年6月1日生效的保健食品管理办法及1996年7月18日发布的保健食品通用卫生要求和保健食品标识规定。,保健饮料的基本要求,所有的保健饮料都必须符合下列基本要求： 经必要的动物和（或）人群功能试验，证明其具有明确、稳定的保健作用； 各种原料及其产品必须符合食品卫生要求，对人体不产生任何急
25、性、亚急性或慢性危害； 配方的组成及用量必须具有科学依据，具有明确的功效成分（如在现有技术条件下不能明确功效成分，应确定与保健功能有关的主要原料名称）； 标签、说明书及广告不得宣传其疗效作用。,目前国家卫生部门审批合格的食品保健功能项目如下： （1） 免疫调节 （2） 延缓衰老 （3） 改善记忆 （4） 促进生长发育 （5） 抗疲劳 （6） 调节血压 （7） 调节血脂 （8） 耐缺氧 （9） 抗辐射 （10）抗突变 （11）抑制肿瘤 （12）改善性功能 （13）改善睡眠 （14）改善胃肠道 （15）调节血糖 （16）改善营养性贫血（17）改善微循环 （18）改善骨质疏松 （19）美容 （20）改善视力 （21）促进排铅 （22）清咽润喉 （23）减肥 （24）促进泌乳 （25）对化学性肝损伤有保护作用 （26）氧化 （27）护发,
