Chất tạo axit
Chất tạo axit cho đồ uống có vị chua, chất bảo quản để kiểm soát vi sinh vật, chất tạo chelat, chất đệm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đảo ngược sucrose trong đồ uống có đường. Các chất axit hóa chính được sử dụng trong ngành công nghiệp CB là axit citric và axit phosphoric. Ngoài ra còn có một số loại axit khác như axit tartaric, malic và adipic (Bảng 1.1). Hình 1.1 minh họa cấu trúc của hầu hết các chất axit hóa được sử dụng phổ biến trong đồ uống có ga.
Axit phosphoric
Sau axit citric, chất tạo axit được sử dụng phổ biến thứ hai trong ngành công nghiệp đồ uống là axit phosphoric vì nó được sử dụng để sản xuất đồ uống cola được bán rộng rãi trên toàn thế giới. Loại axit này được biết đến với hương vị cay nồng, sắc nét giúp hoàn thiện hương vị của cola một cách đáng kinh ngạc. Axit này là chất tạo axit chính trong đồ uống cola.
Axit phosphoric mạnh hơn hầu hết các axit hữu cơ và yếu hơn các axit vô cơ khác. Tính chất lưỡng tính của axit phosphoric cung cấp khả năng đệm nhỏ trong nước giải khát. Axit phosphoric cấp thực phẩm có sẵn trên thị trường với nồng độ 75%, 80% và 85% và là một trong những chất axit hóa kinh tế nhất. Axit này bao gồm phốt pho, được coi là một chất dinh dưỡng thiết yếu và là một trong những nguyên tố cơ bản của tự nhiên. Phốt pho cũng là một thành phần chính của xương. Tất cả đồ uống cola chứa 40-70 mg phốt pho trên 350 mL khẩu phần.
Axit citric
Axit này được sử dụng trong nhiều loại CB có hương vị, bao gồm chanh (lemon-lime), cam, hương vị trái cây khác và cola. Axit citric hoạt động như một chất chống oxy hóa bằng cách cô lập các kim loại nặng. Axit citric được tìm thấy tự nhiên trong hầu hết các loại trái cây, đặc biệt là cam quýt.
Axit tartaric
Axit tartaric có vị chua tự nhiên và tạo cho nước giải khát có vị chua gắt. Nó là chất hòa tan trong nước tối đa trong tất cả các chất axit hóa rắn. Nó mang lại vị chua mạnh làm tăng hương vị của nước giải khát. Axit tartaric thường được sử dụng để tạo vị chua trong đồ uống có vị chanh và nho. Nó là một trong những axit chính tồn tại trong nước giải khát. Axit tartaric có thể bảo quản thực phẩm và nó thường được thêm vào CB.
Axit ascorbic
Axit ascorbic, một dạng vitamin C (axit L-ascorbic hoặc ascorbate), hoạt động chủ yếu như một chất chống oxy hóa và chất khử vì nó là một chất dinh dưỡng bổ sung trong đồ uống. Nó phản ứng dễ dàng với oxy (bị oxy hóa), nhờ đó ngăn chặn quá trình oxy hóa của một số thành phần hương liệu. Nó được sử dụng trong thực phẩm như một chất chống oxy hóa, chất bảo quản hoặc chất ổn định màu sắc và có thể được sử dụng để tăng hàm lượng vitamin C trong thực phẩm.
Axit ascorbic được coi là một chất phụ gia an toàn, với tỷ lệ tác dụng phụ hoặc phản ứng dị ứng khác thấp hơn. Nó có thể được sử dụng phổ biến làm phụ gia thực phẩm chống oxy hóa ở nhiều dạng khác nhau, bao gồm muối và ester như ascorbat canxi, natri và kali, ascorbyl stearat palmitat hoặc ascorbyl palmitat. Axit ascorbic được sản xuất công nghiệp thông qua một quy trình nhiều bước liên quan đến vi khuẩn làm giảm glucose và tạo ra axit ascorbic dưới dạng sản phẩm phụ. Độ pH giảm của axit ascorbic có thể giúp ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, do đó giữ được độ tươi và ngăn ngừa hư hỏng.
Axit malic
Axit malic thường được sử dụng để sản xuất đồ uống có hàm lượng calo thấp. Nó rẻ hơn một chút so với axit citric và có thể thay thế axit citric trong một số CB có hương vị. Axit malic làm tăng hương vị trái cây trong nước giải khát bằng cách kéo dài thời gian giải phóng của chúng và do đó các tế bào nhận được kích thích trong một thời gian dài hơn, được não chuyển thành hương vị trái cây mạnh hơn.
Axit malic cung cấp nhiều axit hơn trên một đơn vị trọng lượng so với các chất tạo axit khác được sử dụng trong nước giải khát có ga. Kết quả là trọng lượng của các gói axit hóa đã cân trước đó giảm đi. Nó cũng có thể giúp tiết kiệm chi phí và được khuyến nghị sử dụng trong xi-rô nước giải khát (0,03%-0,90%) bằng cách hòa tan sau khi bổ sung benzoat, nếu được sử dụng, đã hòa tan hoàn toàn.
Chất bảo quản
Hàm lượng carbonat và axit trong đồ uống có ga và nước ngọt có ga thường hoạt động như một chất bảo quản đầy đủ chống lại sự phát triển của vi sinh vật. Sorbat và benzoat hoặc muối thường được thêm vào các loại đồ uống khác để bảo vệ như vậy (Bảng 1.2).
Sodium (hay natri) hoặc potassium (hay kali) benzoat là chất bảo quản được sử dụng phổ biến có tác dụng như tác nhân tích cực chống lại nấm men và nấm mốc ở nồng độ ~0,05%. Benzoat, nếu được sử dụng ở nồng độ cao hơn, cũng có thể hoạt động hiệu quả chống lại vi khuẩn. Nó có hiệu quả cao khi độ pH nằm trong khoảng từ 2,0 đến 4,0. Potassium hoặc sodium sorbat cản trở sự phát triển của nấm men và nấm mốc hiệu quả nhất ở các giá trị pH dưới 6,5.
Carbon dioxide
Carbon dioxide cung cấp nước giải khát có vị chua, vị cay nồng và sủi bọt. Carbon dioxide cũng hoạt động như một chất bảo quản chống nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. Carbon dioxide được sử dụng trong nước giải khát phải có chất lượng cấp thực phẩm và không có tạp chất để tránh ảnh hưởng đến mùi hoặc vị của sản phẩm cuối cùng.
Biện pháp carbonat hóa chủ yếu được sử dụng dựa trên thể tích carbon dioxide hòa tan trong 1 L nước giải khát ở điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (0oC, 1 atm). Thể tích carbonat = 1 có nghĩa là 1 L khí CO2 được hòa tan trong 1 L nước giải khát. Khí carbon dioxide được thêm vào nước được sử dụng để pha chế đồ uống hoặc vào hỗn hợp xi-rô cộng với nước, tùy thuộc vào loại thiết bị sản xuất.
Trong cả hai quá trình carbon hóa, khí CO2 có áp suất được đưa vào hệ thống. Quá trình carbonat hóa nước giải khát phụ thuộc vào nhiệt độ của hỗn hợp và áp suất của CO2. Các công thức đồ uống có thể có nồng độ CO2 khác nhau. Ví dụ, đồ uống có vị chanh và cola thường chứa nhiều carbonat hơn đồ uống có hương vị quả mọng hoặc cam quýt để đạt được mùi vị và hương vị cần thiết.
Hương vị
Hương vị là yếu tố chất lượng quan trọng nhất của đồ uống có ga. Các hương vị không phải lúc nào cũng tạo ra cùng một cường độ hương vị và chính xác khẩu vị mong muốn, vì chúng có thể có hương vị rất khác nhau từ công thức này sang công thức khác. Một khía cạnh khác cần xem xét là việc thưởng thức một loại đồ uống nào đó có thể ảnh hưởng đến lượng bạn uống.
Ví dụ, nghiên cứu cho thấy hương vị của đồ uống thể thao khiến các vận động viên uống nhiều hơn so với khi chỉ uống nước lọc. Do đó, đồ uống ngon miệng hơn có thể có lợi trong việc tăng lượng chất lỏng tiêu thụ để tránh mất nước.
Thời hạn sử dụng là một vấn đề quan trọng khác vì theo thời gian, hương vị có thể đậm lên hoặc giảm đi hoặc có thể thay đổi đặc tính của nó. Hương liệu đồ uống đôi khi dường như là một quá trình bí ẩn; tuy nhiên, hiểu được tính chất hóa học của một số thành phần sẽ giúp bạn thành công trong một chặng đường dài. Phần lớn hương vị được sử dụng trong ngành công nghiệp CB có nguồn gốc từ các nguồn tự nhiên. Hầu hết các CB bao gồm các hỗn hợp phức tạp gồm nhiều hương vị khác nhau được hình thành trong một số công thức thương mại, cụ thể là nhũ tương, dung dịch cồn và chất cô đặc.
Caffein, C8H10N4O2
Caffeine thường được thêm vào đồ uống cola để tạo vị đắng dễ chịu và được sử dụng làm chất phụ gia hương vị trong ngành công nghiệp nước giải khát. Đồ uống Cola không chứa caffein được chỉ định là không chứa caffein. Khoảng 60% nước giải khát có bán trên thị trường ở Hoa Kỳ có chứa caffein. Các nhà sản xuất nước ngọt tuyên bố caffein được thêm vào CB như một chất tăng hương vị. Hương vị caffein này phụ thuộc vào nồng độ được sử dụng trong đồ uống. Ví dụ, nồng độ caffein trong nước giải khát có thể thấp hơn ngưỡng phát hiện hương vị.
Hương vị từ nước trái cây
Nước ép trái cây được cô đặc để sử dụng trong hương vị CB. Nước ép cuối cùng được cô đặc từ bốn đến sáu lần so với nồng độ ban đầu bằng cách loại bỏ nước trong chân không, sau đó được thanh trùng. Carbon hóa đồ uống tự nhiên tốt cho sức khỏe có thể là một cách tiếp cận tuyệt vời để phát triển sản phẩm mới. Quá trình carbon hóa nước trái cây tự nhiên có thể làm tăng hương vị, mùi thơm và giá trị dinh dưỡng của đồ uống. Các loại trái cây ngon ngọt như chanh vàng và amla có thể dễ dàng được pha chế thành đồ uống có ga, để tạo ra loại đồ uống trái cây mới có đặc tính giải khát và tươi mới. Cam, chanh, bưởi, nho và táo là những loại nước ép trái cây phổ biến nhất được sử dụng trong CB.
Tinh dầu hoặc các thành phần dễ bay hơi
Các chất dễ bay hơi từ thực vật được gọi là tinh dầu (EO). Một EO là “thiết yếu” bởi vì nó chứa “tinh chất” mùi thơm đặc trưng của loại dầu có nguồn gốc thực vật đó.
Có thể thu được EO bằng các hệ thống khác nhau, bao gồm chiết xuất trực tiếp dầu từ trái cây ép, chưng cất hoặc chiết xuất bằng dung môi. EO chủ yếu bao gồm terpen, hợp chất oxy hóa và sesquiterpen. Các thành phần hương vị chính của EO là các hợp chất oxy hóa. EO được chiết xuất từ các loại thảo mộc, trái cây, hoa, gia vị và rễ.
Terpen thường dễ bị oxy hóa, vì vậy chúng thường được loại bỏ khỏi EO vì chúng không hòa tan, ngoài ra, chúng có thể gây ra mùi hoặc vị không mong muốn. Một hoặc nhiều EO cho một CB nhất định thường được lập công thức. Hương thơm và mùi vị đặc biệt của đồ uống có ga là kết quả của sự tương tác của EO với các chất làm ngọt, hương liệu, axit và CO2 khác. Sự lựa chọn và pha trộn của EO trong công thức pha chế đồ uống nằm đằng sau cái gọi là “bí mật của đồ uống có ga”.
Nhựa dầu
Trái ngược với EO, nhựa dầu được làm giàu với các hợp chất lipophilic ít bay hơi hơn, cụ thể là chất béo, sáp, nhựa và dầu béo. Những cặn nhờn này, có nguồn gốc từ dung môi được sử dụng trong chiết xuất thảo mộc, có thể chứa nhiều hương vị dễ phân biệt hơn so với EO. Dung môi chiết xuất loại bỏ gần như tất cả các thành phần hương vị của thảo mộc. Bằng cách chưng cất dung môi chiết xuất, dung dịch sau đó có thể được khử thành cặn dầu. Nhựa dầu được quan tâm và chủ yếu được sử dụng trong ngành CB là cần tây, gừng và hạt tiêu đen.
Dung dịch cồn hoặc chất chiết xuất
Chiết xuất cồn được chuẩn bị bằng cách hòa tan hỗn hợp mang hương vị trong dung dịch cồn và nước. Chúng có thể yêu cầu lọc bằng cách sử dụng chất hỗ trợ lọc để loại bỏ bất kỳ chất kết tủa hoặc dầu không hòa tan nào có thể hình thành. Chất chiết xuất từ cồn là dung dịch trong suốt và được sử dụng trong đồ uống không yêu cầu tạo sương mù hoặc vẩn đục.
Nhũ tương thơm
Nhũ tương là hỗn hợp của EO với chất nhũ hóa như keo acacia hoặc tragacanthin sau đó được đồng nhất hóa. Quá trình đồng nhất hóa làm tăng tính ổn định của nhũ tương bằng cách giảm kích thước các hạt của nó. Để đạt được nhũ tương ổn định lâu dài, điều quan trọng là các hạt pha dầu phải có kích thước nhất định, thường không vượt quá 5 μm.
Trọng lượng riêng (SG) của nhũ tương được thay đổi bằng cách sử dụng glyceryl abietate (gôm ester) hoặc dầu thực vật brom hóa làm chất tạo trọng lượng. Việc điều chỉnh là cần thiết để giữ nhũ tương ở dạng huyền phù thích hợp trong đồ uống. Nếu SG của nhũ tương thấp hơn sản phẩm cuối cùng (đồ uống) do tỷ lệ mật độ, nhũ tương sẽ trôi lên trên cùng, tạo thành một vòng cổ—một vấn đề phổ biến trong ngành công nghiệp đồ uống. Nhũ tương tự nhiên tạo ra một loại đồ uống tương đối đục.
Một đặc điểm chính của nhũ tương nước giải khát là nó rất loãng, bao gồm ít nhất 20 mg/L pha phân tán (dầu) trong thành phẩm, lưu ý rằng nó phải vẫn ổn định về thể chất trong một thời gian tương đối dài (lên đến 12 tháng). Ví dụ, hương vị cam quýt (EO chiết xuất từ vỏ chanh hoặc cam) là một trong những hương vị phổ biến nhất được sử dụng trong công thức nước giải khát. Vì chúng là các thành phần dầu (không thể trộn lẫn trong nước), để giải quyết vấn đề như vậy, đồ uống được tạo thành từ các loại dầu này được pha trộn để tạo thành nhũ tương dầu/nước (O/W).
Chất cô đặc
Đây là những hỗn hợp dung dịch cồn hoặc nhũ tương với các hỗn hợp nước trái cây khác để tạo ra dung dịch có thể trộn được với nước. Chất cô đặc có thể được sử dụng trực tiếp trong sản xuất xi-rô, mang lại chất lượng ổn định cần thiết của CB. Thuật ngữ cô đặc thực sự chỉ áp dụng cho một hoặc nhiều phần chất lỏng được chỉ định có chứa EO, màu sắc và các thành phần khác. Phần/các phần khác là các chất dạng hạt như chất đệm và chất bảo quản, trong quá trình pha trộn các phần khác nhau, được kết hợp theo quy định trên nhãn của đồ uống.
Dạng cô đặc của cola bao gồm EO từ quế, coca, dầu hoa cam, vani, nhục đậu khấu, chanh, cam, chanh và rau mùi. Mặt khác, chất cô đặc của đồ uống có ga từ cam quýt bao gồm dầu cam quýt, trong đó tinh dầu cam chiếm ưu thế trong tinh chất cam cô đặc trong khi dầu chanh, chanh và dầu hoa cam được sử dụng chủ yếu trong tinh chất cô đặc chanh.
Hương liệu cô đặc và đồ uống cơ bản
Các công ty nước giải khát mẹ có thể cung cấp cho các nhà đóng chai nhượng quyền hương vị hoặc nước giải khát cô đặc có chứa tất cả các thành phần cần thiết, với một số ngoại lệ. Trong một số trường hợp, nhà đóng chai nhượng quyền có thể mua chất bảo quản, chất làm ngọt dinh dưỡng và một số chất làm ngọt không dinh dưỡng hoặc có thể được đóng gói riêng.
Xem tiếp trang sau bên dưới…
