第二十六章功能性食品的配方 本章要点 1.功能性饮料的分类 2.功能性饮料的基本生产工艺 3.功能性食品配方设计的原则及注意事项 4.功能性食品的配方举例 第一节功能性饮料 功能性饮料简介 功能性饮料是功能性食品的一个分支。近年来,在日渐注重健康的潮流下,功能性饮料 日益得到消费者的认同,为饮料工业开发新产品提供了新的发展方向,使饮料市场更趋多元 化。目前,功能性饮料己成为一种消费新趋向,市场潜力极大。 (一)根据原料分类 1利用传统食品加工的功能性饮料 即利用传统的动物性食品(如乌骨鸡、中华鳖、蛇等)、植物性食品(无花果、南瓜 黑芝麻等)和微生物发酵食品(酸奶、醋蛋等),通过先进的工艺和设备而制得的饮料。其 营养丰富,许多含有人体必需的氨基酸、维生素、微量元素等,并具有不同的功能 2.添加中药提取物和营养强化剂的饮料 将药食两用中草药借助现代的工艺方法提取,然后通过添加提取物和一些营养强化剂 (如矿物质、微生素、氨基酸等),从而制成一类具有较好的防病与保健作用的功能性饮料 3添加新资源食品的饮料 人类在不断发现一些新资源食品,这类新资源食品在调节人体生理功能、防治某些疾 病方面作用较强,如绞股蓝、珍珠、王浆、芦荟、银杏叶、杜仲、小球藻等。这些新资源促 进了疗效型功能性饮料的发展 4.利用生物技术开发的饮料 随着生物技术的发展,运用生物技术将生产出含有各种活性肽、免疫因子等的功能性饮 料 (二)根据作用分类 功能性饮料按其作用一般可分为兴奋性饮料、运动饮料、抗衰老饮料、减肥饮料、美 饮料等。 1兴奋性饮料:即含咖啡因、瓜拉拿藤、L一肉碱、牛磺酸等的饮料 2运动饮料:即含维生素、纤维素、氨基酸、矿物质等多种抗疲劳因子的饮料。 3.抗衰老饮料:主要指强化了自由基清除剂的一类饮料
1 第二十六章 功能性食品的配方 本章要点 1. 功能性饮料的分类 2. 功能性饮料的基本生产工艺 3. 功能性食品配方设计的原则及注意事项 4. 功能性食品的配方举例 第一节 功能性饮料 一、功能性饮料简介 功能性饮料是功能性食品的一个分支。近年来，在日渐注重健康的潮流下，功能性饮料 日益得到消费者的认同，为饮料工业开发新产品提供了新的发展方向，使饮料市场更趋多元 化。目前，功能性饮料已成为一种消费新趋向，市场潜力极大。 （一）根据原料分类 1.利用传统食品加工的功能性饮料 即利用传统的动物性食品（如乌骨鸡、中华鳖、蛇等）、植物性食品（无花果、南瓜、 黑芝麻等）和微生物发酵食品（酸奶、醋蛋等），通过先进的工艺和设备而制得的饮料。其 营养丰富，许多含有人体必需的氨基酸、维生素、微量元素等，并具有不同的功能。 2.添加中药提取物和营养强化剂的饮料 将药食两用中草药借助现代的工艺方法提取，然后通过添加提取物和一些营养强化剂 （如矿物质、微生素、氨基酸等），从而制成一类具有较好的防病与保健作用的功能性饮料。 3.添加新资源食品的饮料 人类在不断发现一些新资源食品，这类新资源食品在调节人体生理功能、防治某些疾 病方面作用较强，如绞股蓝、珍珠、王浆、芦荟、银杏叶、杜仲、小球藻等。这些新资源促 进了疗效型功能性饮料的发展。 4.利用生物技术开发的饮料 随着生物技术的发展，运用生物技术将生产出含有各种活性肽、免疫因子等的功能性饮 料。 （二）根据作用分类 功能性饮料按其作用一般可分为兴奋性饮料、运动饮料、抗衰老饮料、减肥饮料、美容 饮料等。 1.兴奋性饮料：即含咖啡因、瓜拉拿藤、Ｌ－肉碱、牛磺酸等的饮料。 2.运动饮料：即含维生素、纤维素、氨基酸、矿物质等多种抗疲劳因子的饮料。 3.抗衰老饮料：主要指强化了自由基清除剂的一类饮料
(三)根据主要功能成分分类 功能性饮料按其主要功能成分一般可分为活性多糖饮料、功能油脂饮料、矿物元素饮料 保健茶饮料、强化维生素功能饮料、活性多肽饮料等。 1活性多糖饮料 该类饮料一般包括膳食纤维饮料和真菌多糖饮料 2功能油脂饮料 指含有较多功能性不饱和脂肪酸的饮料。 3.矿物元素饮料 主要指强化了硒、锗、铬等与人体健康密切相关的微量矿物元素的功能性饮料 4.保健茶饮料 茶叶有效成分中的茶多酚、脂多糖、氨基酸、微量元素以及咖啡碱等对人体有特殊的保 健作用。以茶为主的饮料将成为功能性饮料的重要部分 5.强化维生素功能饮料 指强化各种维生素的一类饮料,如“红牛饮料” 二、功能性饮料的基本生产工艺 功能性饮料的基本生产工艺和同类型的一般饮料工艺过程大致相同,如功能性碳酸饮料 的生产工艺也同样包括水处理、CO2处理、调配和灌装四大系统,乳性功能性饮料的生产工 艺基本同乳饮料的生产等。但由于功能性饮料的原料众多,特性各异,所以其提取、调制 后处理等工艺过程也就各不相同。 (一)功能性原料的提取 植物性原料中的功能性成分一般采用萃取法来提取。萃取法是将其有效成分先溶解于溶 剂中,从而使其得到部分或完全分离的一种方法。 在采用萃取法时,溶剂的选择是成功的关键。功能性成分一般分为水溶性成分和脂溶性 成分两类,在萃取水溶性成分时,常用水、酒精水溶液等作为溶剂;在萃取脂溶性成分时, 常用乙烷、丙酮、食用油脂等有机溶剂。只有在确定有效成分的性质后,才能正确地选择溶 剂 对萃取溶剂的要求一般有以下几点:(1)有较高的选择性,既要能够尽可能多地分离出 有效成分,又要能够排除有毒或有害成分:(2)有较好的化学稳定性,不与原料发生化学反 应,对热、酸、碱稳定,抗氧化,腐蚀性小,安全无毒:(3)容易与有效成分分离;(4)安 全,方便,价廉,来源广等。 在进行萃取操作时一般应注意:(1)首先要正确选择溶剂;(2)在用液体萃取液体时, 两种液体的密度相差要大,以便于分离,同时进行搅拌,以增加液体之间的接触面积:(3) 萃取固体原料时,可采用多次或连续长时间萃取:(4)为提高萃取速度,可采用适当粉碎 加速液体流动速度、搅拌、鼓入压缩空气等方法:(5)要选择合适的温度等。 萃取法不但能分离有效成分,还能排除某些有害成分。如生产大蒜SOD饮料时,用食用 油脂进行萃取,则可使易产生强烈刺激臭的大蒜素溶解于油脂中,随着油脂的分离,便可达 到脱臭的目的。 某些植物性原料常采用先发酵后萃取的方法,如花粉中有效成分的提取。可采用先用酵 母进行发酵处理,以破坏花粉外壁,然而再用洒精进行萃取。 动物性原料中的功能性有效成分一般采用蒸煮并进一步酶解来获得 (二)功能成分的强化 2
2 （三）根据主要功能成分分类 功能性饮料按其主要功能成分一般可分为活性多糖饮料、功能油脂饮料、矿物元素饮料 保健茶饮料、强化维生素功能饮料、活性多肽饮料等。 1.活性多糖饮料 该类饮料一般包括膳食纤维饮料和真菌多糖饮料。 2.功能油脂饮料 指含有较多功能性不饱和脂肪酸的饮料。 3.矿物元素饮料 主要指强化了硒、锗、铬等与人体健康密切相关的微量矿物元素的功能性饮料。 4.保健茶饮料 茶叶有效成分中的茶多酚、脂多糖、氨基酸、微量元素以及咖啡碱等对人体有特殊的保 健作用。以茶为主的饮料将成为功能性饮料的重要部分。 5.强化维生素功能饮料 指强化各种维生素的一类饮料，如“红牛饮料”等。 二、功能性饮料的基本生产工艺 功能性饮料的基本生产工艺和同类型的一般饮料工艺过程大致相同，如功能性碳酸饮料 的生产工艺也同样包括水处理、CO2 处理、调配和灌装四大系统，乳性功能性饮料的生产工 艺基本同乳饮料的生产等。但由于功能性饮料的原料众多，特性各异，所以其提取、调制、 后处理等工艺过程也就各不相同。 （一）功能性原料的提取 植物性原料中的功能性成分一般采用萃取法来提取。萃取法是将其有效成分先溶解于溶 剂中，从而使其得到部分或完全分离的一种方法。 在采用萃取法时，溶剂的选择是成功的关键。功能性成分一般分为水溶性成分和脂溶性 成分两类，在萃取水溶性成分时，常用水、酒精水溶液等作为溶剂；在萃取脂溶性成分时， 常用乙烷、丙酮、食用油脂等有机溶剂。只有在确定有效成分的性质后，才能正确地选择溶 剂。 对萃取溶剂的要求一般有以下几点：（1）有较高的选择性，既要能够尽可能多地分离出 有效成分，又要能够排除有毒或有害成分；（2）有较好的化学稳定性，不与原料发生化学反 应，对热、酸、碱稳定，抗氧化，腐蚀性小，安全无毒；（3）容易与有效成分分离；（4）安 全，方便，价廉，来源广等。 在进行萃取操作时一般应注意：（1）首先要正确选择溶剂；（2）在用液体萃取液体时， 两种液体的密度相差要大，以便于分离，同时进行搅拌，以增加液体之间的接触面积；（3） 萃取固体原料时，可采用多次或连续长时间萃取；（4）为提高萃取速度，可采用适当粉碎、 加速液体流动速度、搅拌、鼓入压缩空气等方法；（5）要选择合适的温度等。 萃取法不但能分离有效成分，还能排除某些有害成分。如生产大蒜 SOD 饮料时，用食用 油脂进行萃取，则可使易产生强烈刺激臭的大蒜素溶解于油脂中，随着油脂的分离，便可达 到脱臭的目的。 某些植物性原料常采用先发酵后萃取的方法，如花粉中有效成分的提取。可采用先用酵 母进行发酵处理，以破坏花粉外壁，然而再用洒精进行萃取。 动物性原料中的功能性有效成分一般采用蒸煮并进一步酶解来获得。 （二）功能成分的强化
强化的目的就是使最终产品中能维持某些强化剂的有效浓度。要达到预期的效果就应当 充分了解各种强化剂的不同性状、加入对象的特点,以及加入后可能发生的不利变化等。只 有在充分权衡之后,才有可能得到一种较好的方法。 1.强化方法 大多数饮料是一种液体食品,一般呈酸性(pH<7)。故强化剂应当能溶于水,利于均匀 混合:还应当对酸较稳定,以免受到分解失效。常用的强化方法有以下几种: (1)在原料中添加 对于比较稳定的强化剂,如维生素B、维生素B2等,因一般饮料加工工艺对其破坏不 大,故可以随同其他原料一起投料,通过各种加工工艺,使其完全地混合在一起。此法操作 较简单,混合最均匀。 (2)在加工过程中添加 对于热敏性强化剂(如维生素C、賴赖氨酸等),受热后极易分解、破坏,从而失去其价 值,因而不宜在加热杀菌之前加入,应当避开这一工序,在加热之后的某工序添加,再混合 均匀。各种强化剂都有一定的适用范围,可对症制定适宜的添加工序和时间。此法应用最普 (3)在成品中添加 为了减少强化剂在加工过程中受到的破坏损失,可在成品的最后工序中混入。如液体饮 料,可把强化剂制成溶液后在灌装前混入,并搅拌均匀:对于固体饮料,可把强化剂碾成粉 末与之充分混合,或溶成溶液喷洒进去。此法可减少强化剂的损失,但很难混合均匀 2.保持强化效果的措施 在饮料进行强化后,怎样维持强化剂的有效性,使其充分地发挥效用,这是强化饮料加 工艺的关键,可以采取以下措施 (1)改变强化剂的结构 在保持其有效成分的同时,选用新的结构形式。如维生素A的棕榈酸酯,比常用的维生 素A的醋酸酯稳定性高,故多用前者取代后者:在改变强化剂的结构时,应当在保持相同生 理功能的同时,提高其稳定性 (2)加入稳定剂 强化剂之所以受到破坏,其主要原因是氧的作用。稳定剂的作用就是控制其氧化过程, 减缓其氧化反应速度,常用的稳定剂包括抗氧化剂和螯合剂 (3)改进加工方法 提高强化剂的稳定性的最佳方案是改变产品的加工方法。例如,赖氨酸、维生素C等遇 热易破坏,可使其避免高温加工:金属离子能加速某些强化剂的氧化进程,可在原料处理中 尽量排除等等。 各种强化剂均有一定的加工特性,只有对其充分了解以后才能有针对性地采取措施,有 效地保护强化剂,切不可千篇一律 (三)后处理 主要是指功能性成分强化后的处理过程,包括后杀菌、灌装、产品的包装材料、贮藏要 求等。对于不同的产品,要求各不相同 (四)几种常见功能性饮料的工艺流程简图 1.灵芝饮料生产工艺流程 灵芝→烘干→粉碎亠→热水浸提→二次浸提→浸体液→澄淸处理(澄淸剂)→澄淸液→调 和(白糖等)→瞬间杀菌→热灌装→封口→杀菌→冷却→检验→成品 2.强化桔汁饮料生产工艺流程 桔汁→澄清→调和(精滤糖浆、氨基酸、无机盐、维生素等)→均质→脱气→瞬时灭菌
3 强化的目的就是使最终产品中能维持某些强化剂的有效浓度。要达到预期的效果就应当 充分了解各种强化剂的不同性状、加入对象的特点，以及加入后可能发生的不利变化等。只 有在充分权衡之后，才有可能得到一种较好的方法。 1．强化方法 大多数饮料是一种液体食品，一般呈酸性（pH<7）。故强化剂应当能溶于水，利于均匀 混合；还应当对酸较稳定，以免受到分解失效。常用的强化方法有以下几种： （1）在原料中添加 对于比较稳定的强化剂，如维生素 B1、维生素 B2 等，因一般饮料加工工艺对其破坏不 大，故可以随同其他原料一起投料，通过各种加工工艺，使其完全地混合在一起。此法操作 较简单，混合最均匀。 （2）在加工过程中添加 对于热敏性强化剂（如维生素 C、赖氨酸等），受热后极易分解、破坏，从而失去其价 值，因而不宜在加热杀菌之前加入，应当避开这一工序，在加热之后的某工序添加，再混合 均匀。各种强化剂都有一定的适用范围，可对症制定适宜的添加工序和时间。此法应用最普 遍。 （3）在成品中添加 为了减少强化剂在加工过程中受到的破坏损失，可在成品的最后工序中混入。如液体饮 料，可把强化剂制成溶液后在灌装前混入，并搅拌均匀；对于固体饮料，可把强化剂碾成粉 末与之充分混合，或溶成溶液喷洒进去。此法可减少强化剂的损失，但很难混合均匀。 2．保持强化效果的措施 在饮料进行强化后，怎样维持强化剂的有效性，使其充分地发挥效用，这是强化饮料加 工工艺的关键，可以采取以下措施： （1）改变强化剂的结构 在保持其有效成分的同时，选用新的结构形式。如维生素 A 的棕榈酸酯，比常用的维生 素 A 的醋酸酯稳定性高，故多用前者取代后者；在改变强化剂的结构时，应当在保持相同生 理功能的同时，提高其稳定性。 （2）加入稳定剂 强化剂之所以受到破坏，其主要原因是氧的作用。稳定剂的作用就是控制其氧化过程， 减缓其氧化反应速度，常用的稳定剂包括抗氧化剂和螯合剂。 （3）改进加工方法 提高强化剂的稳定性的最佳方案是改变产品的加工方法。例如，赖氨酸、维生素 C 等遇 热易破坏，可使其避免高温加工；金属离子能加速某些强化剂的氧化进程，可在原料处理中 尽量排除等等。 各种强化剂均有一定的加工特性，只有对其充分了解以后才能有针对性地采取措施，有 效地保护强化剂，切不可千篇一律。 （三）后处理 主要是指功能性成分强化后的处理过程，包括后杀菌、灌装、产品的包装材料、贮藏要 求等。对于不同的产品，要求各不相同。 （四）几种常见功能性饮料的工艺流程简图 1.灵芝饮料生产工艺流程 灵芝→烘干→粉碎→热水浸提→二次浸提→浸体液→澄清处理（澄清剂）→澄清液→调 和（白糖等）→瞬间杀菌→热灌装→封口→杀菌→冷却→检验→成品 2.强化桔汁饮料生产工艺流程 桔汁→澄清→调和（精滤糖浆、氨基酸、无机盐、维生素等）→均质→脱气→瞬时灭菌
无菌灌装→成品 3.茶饮料生产工艺流程 红荼→粉碎→保温浸泡(纤维素酶、果胶酶)一煮沸→精密过滤→调和(白糖、茶、 香精等)→加热→灌装→封口→杀菌→成品 4含动物营养成分的饮料生产工艺流程 乌骨鸡→蒸煮→去油→酶解(蛋白酶)→过滤→鸡汁→调和(糖、盐、中药汁)→过滤 灌装→封口→高温灭菌→冷却→产品 、能性饮料配方举例 功能性饮料的配方很多,下面分门别类地举例给以简单介绍 (一)添加营养强化剂的饮料配方 1.强化维生素C的仿果汁饮料 蔗糖69.01kg柠檬酸 酒石酸1.1kg维生素C0.68kg 柠檬酸钠适量磷酸三钙适量 CMC-Na 0.34kg 苯甲酸钠 0.1k 食用蓝色素80g食用红色素40 葡萄香精0.42kg 加水至1000L 2.补锌饮料 葡萄糖酸锌2kg氨基酸 蜂蜜 100k 白砂糖 柠檬酸 2kg香精 适量 加水至1000L 3.有机锗果汁乳酸饮料 豆奶(含大豆蛋白3.8%) 300kg 果汁乳发酵液(pH=3.8) 150kg 白砂糖 120kg稳定剂 柠檬酸钠适量有机锗 用乳酸调至pH=4.0 加水至1000L 4.含多糖的健身饮料 桔肉 桔汁 500kg 淀粉凝胶26.3kg蔗糖 果胶 12.2kg柠檬酸 桔子香精1kg山梨酸钾0.2kg 加水至1000L 5.低聚核苷酸营养饮料 蔗糖 50k 果糖 70kg
4 →无菌灌装→成品 3.茶饮料生产工艺流程 红茶→粉碎→保温浸泡（纤维素酶、果胶酶）→煮沸→精密过滤→调和（白糖、茶、 香精等）→加热→灌装→封口→杀菌→成品 4.含动物营养成分的饮料生产工艺流程 乌骨鸡→蒸煮→去油→酶解（蛋白酶）→过滤→鸡汁→调和（糖、盐、中药汁）→过滤 →灌装→封口→高温灭菌→冷却→产品 三、能性饮料配方举例 功能性饮料的配方很多，下面分门别类地举例给以简单介绍。 （一）添加营养强化剂的饮料配方 1.强化维生素 C 的仿果汁饮料 蔗糖 69.01kg 柠檬酸 1.02kg 酒石酸 1.1kg 维生素 C 0.68kg 柠檬酸钠 适量 磷酸三钙 适量 CMC-Na 0.34kg 苯甲酸钠 0.1kg 食用蓝色素 80g 食用红色素 40g 葡萄香精 0.42kg 加水至 1000L 2.补锌饮料 葡萄糖酸锌 2kg 氨基酸 5kg 蜂蜜 100kg 白砂糖 50kg 柠檬酸 2kg 香精 适量 加水至 1000L 3.有机锗果汁乳酸饮料 豆奶（含大豆蛋白 3.8%） 300kg 果汁乳发酵液（pH=3.8） 150kg 白砂糖 120kg 稳定剂 5kg 柠檬酸钠 适量 有机锗 40g 用乳酸调至 pH=4.0 加水至 1000L 4.含多糖的健身饮料 桔肉 60kg 桔汁 500kg 淀粉凝胶 26.3kg 蔗糖 15.6kg 果胶 12.2kg 柠檬酸 1.5kg 桔子香精 1kg 山梨酸钾 0.2kg 加水至 1000L 5.低聚核苷酸营养饮料 蔗糖 50kg 果糖 70kg
葡萄糖 柠檬酸 谷氨酸0.7kg天冬氨酸 lk 维生素B50g维生素 香料 维生素B1 加水至1000L 6.含氨基酸和果汁的饮料 浓缩桔汁 15kg 柠檬酸 0.5kg 单糖(葡萄糖、果糖)20kg精氨酸 30g L-赖氨酸 30g 亮氨酸 20 组氨酸 缬氨酸 异亮氨酸 维生素 维生素C 桔子香精 加水至1000L 7.糖尿病人的热能饮料 将0g果糖、35g柠檬酸、15g酒石酸、10g碳酸氢钠、lg维生素C、适量天然色素和 山梨酸溶于水中制成9σomL混合液。将o.olg棕榈酸、维生素A和适量柠檬油浸泡于丙三醇 中制成100mL溶液。再将两溶液混合并充二氧化碳气,装瓶制成饮料 8.儿童强化饮料 胡萝卜汁100kg苹果汁 砂糖 60kg果葡糖浆 柠檬酸 碳酸甘油乙酸酯0.5kg 维生素C0.138kg柠檬酸钠 乳酸钙 0.25k 维生素B2 25 加水至1000L 9.枸杞复合果汁 枸杞 20kg浓缩苹果汁40 白砂糖 90kg柠檬酸 kg黄原胶 0.5kg 藻酸丙二醇酯kg山梨酸钾 加水至1000L 10.竹汁莲心饮料 嫩竹 40kg莲心 20k 菊花 白砂糖 柠檬酸 0.48kg苹果酸 0.32kg D葡萄糖酸-δ内酯0.6kg乙基麦芽酚 蛋白糖 适量菊花香精 适量 加水至1000L 11.猴头菇饮料
5 葡萄糖 60kg 柠檬酸 5kg 谷氨酸 0.7kg 天冬氨酸 1kg 维生素 B6 50g 维生素 C 200g 香料 1.5kg 维生素 B1 60g 加水至 1000L 6.含氨基酸和果汁的饮料 浓缩桔汁 15kg 柠檬酸 0.5kg 单糖（葡萄糖、果糖）20kg 精氨酸 30g L-赖氨酸 30g 亮氨酸 20g 组氨酸 30g 缬氨酸 20g 异亮氨酸 20g 维生素 E 70g 维生素 C 20g 桔子香精 0.25kg 加水至 1000L 7.糖尿病人的热能饮料 将 70g 果糖、35g 柠檬酸、15g 酒石酸、10g 碳酸氢钠、1g 维生素 C、适量天然色素和 山梨酸溶于水中制成 900mL 混合液。将 0.01g 棕榈酸、维生素 A 和适量柠檬油浸泡于丙三醇 中制成 100mL 溶液。再将两溶液混合并充二氧化碳气，装瓶制成饮料。 8.儿童强化饮料 胡萝卜汁 100kg 苹果汁 50kg 砂糖 60kg 果葡糖浆 20kg 柠檬酸 0.5kg 碳酸甘油乙酸酯 0.5kg 维生素 C 0.138kg 柠檬酸钠 66g 乳酸钙 0.25kg 维生素 B2 25g 加水至 1000L 9.枸杞复合果汁 枸杞 20kg 浓缩苹果汁 40kg 白砂糖 90kg 柠檬酸 1.5kg CMC-Na 1kg 黄原胶 0.5kg 藻酸丙二醇酯 1kg 山梨酸钾 0.2kg 加水至 1000L 10.竹汁莲心饮料 嫩竹 40kg 莲心 20kg 菊花 20kg 白砂糖 64kg 柠檬酸 0.48kg 苹果酸 0.32kg D-葡萄糖酸-δ内酯 0.6kg 乙基麦芽酚 15g 蛋白糖 适量 菊花香精 适量 加水至 1000L 11.猴头菇饮料