在飲料生產(chǎn)中，為了達(dá)到防腐保鮮、延長(zhǎng)飲料貨架期以及改善飲料口感的目的，常采用冷藏及使用食品添加劑等保鮮技術(shù)。
但實(shí)踐證明，最為方便和經(jīng)濟(jì)的保鮮方法則是采用食品脫氧劑、抗氧化劑、品質(zhì)改良劑。
因此，近年來(lái)脫氧劑、抗氧化劑和品質(zhì)改良劑得到了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，尤其是天然抗氧化劑以及品質(zhì)改良劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用更為迅猛，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。
抗氧化劑以及品質(zhì)改良劑的概述
食品抗氧化劑是一類(lèi)容易與氧作用的物質(zhì)，能防止或減慢空氣中的氧與飲料發(fā)生作用，使飲料不發(fā)生哈變、味道變壞等品質(zhì)劣變現(xiàn)象。這些物質(zhì)一般作為一種添加劑摻入飲料先與空氣中的氧發(fā)生作用，從而防止飲料中脂類(lèi)物質(zhì)的氧化。品質(zhì)改良劑一般指磷酸鹽和聚磷酸鹽。磷酸鹽和聚磷酸鹽不僅對(duì)飲料的pH值具有緩沖作用，還與飲料中的金屬有絡(luò)合能力，并能增加飲料的吸附性，因此在飲料工業(yè)中作為添加劑，能改善或提高飲料各方面的工藝性質(zhì)和質(zhì)量。
在人體中，磷約占人體重量的1%。其中約有87.6%以上的磷構(gòu)成骨鹽，存在千骨骼和牙齒中。余下磷分布在體液和軟組織中。盡管在體液中磷的含量較低，但在生理上它是組成細(xì)胞核蛋白和多種酶的重要成分，對(duì)糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝起著重要的作用。所以飲料中添加聚磷酸鹽，對(duì)增加飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也是有益的。
抗氧化劑的應(yīng)用
抗氧化劑是一種純化合物或幾種純化合物的混合物。它必須符合下列條件：低濃度即有效；抗氧化劑本身和其氧化物及在飲料中的生成物均為無(wú)毒性；在飲料中不產(chǎn)生異味；在原料和加工飲料中均有效；添加到飲料中后檢測(cè)方便；價(jià)格適宜。
從上述條件看，能實(shí)際用于飲料的抗氧化劑受到了相當(dāng)多的限制。目前常用的食品抗氧化劑有2，6－二叔丁基對(duì)甲酚（BHT）；叔丁基－4－羥基茴香醚（BHA）；沒(méi)食子酸丙酯；維生素E（混合濃縮物）；維生素C及異維生素C。
除以上抗氧化劑外，美國(guó)食品和藥品管理局（FDA）還批準(zhǔn)使用抗壞血酸棕櫚酸脂、抗壞血酸鈣、硫代二丙酸二月桂酯、乙氧喹（Ethoxyguin）、卵磷脂、偏亞硫酸酯、抗壞血酸硬脂酸酯、偏亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、特丁基對(duì)苯二酚（EBHQ）、2，4，5－三羥基苯丁酮（THBP）、沒(méi)食子酸戊酯等。
長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用表明，在飲料中添加抗氧化劑十分講究配合和用量問(wèn)題，只有做到配合得當(dāng)、用量適宜，才能使其更好地發(fā)揮作用，這是多種抗氧化劑協(xié)同效應(yīng)的結(jié)果。同樣，氧化劑和輔助抗氧化劑共同使用，也可提高抗氧化能力。
近年來(lái)，人們對(duì)人工合成抗氧化劑BHT的安全性問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究。美國(guó)食品和藥品管理局（FDA）建議在一般認(rèn)為安全的物質(zhì)中刪去BHT。關(guān)于BHA，日本衛(wèi)生有關(guān)部門(mén)曾作出禁止使用的結(jié)論，但由于有不同意見(jiàn)，后來(lái)只作延緩處理。總之，人們對(duì)人工合成抗氧化劑存在不安全心理，已成為不可否認(rèn)的事實(shí)。
事實(shí)證明，在人們長(zhǎng)期食用的食品中，天然抗氧化劑成分的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人工合成的抗氧化劑毒性。因此，近年來(lái)對(duì)天然抗氧化劑的開(kāi)發(fā)研究已引起各國(guó)科學(xué)家的高度重視。
1．天然維生素E。天然植物油中含有多種微量抗氧化性能的成分，它們有的起終止游離基的作用，有的則能發(fā)揮淬滅單線態(tài)氧和奪取氧的作用，還有的具有增效抗氧化作用。維生素E是廣泛存在于植物油脂中具有抗氧化性的主要成分，通常維生素E比較穩(wěn)定，在油脂精制過(guò)程中可回收大量的精制維生素E混合物。
2．類(lèi)黑精類(lèi)（melanoidins）。它們是氨基化合物和羰基化合物加熱后的產(chǎn)物，其抗氧化能力相當(dāng)于BHA和BHT。
3．紅辣椒中的抗氧化物質(zhì)。紅辣椒中含有大量的抗氧化物質(zhì)，它們是維生素E和香草酰胺的混合物，如能將其中的辣味去掉，則是一種極好的抗氧化劑。
4．利用香辛料制取的抗氧化劑。長(zhǎng)期以來(lái)食品科研人員已對(duì)許多香辛料的抗氧化作用進(jìn)行了大量的研究實(shí)驗(yàn)。Chipault等人在此基礎(chǔ)上對(duì)32種香辛料的抗氧化性能作了總結(jié)，其中具有最大抗氧化性能的要算迷迭香和鼠尾草。
從香辛料中所提取的抗氧化劑往往含有黃酮類(lèi)、類(lèi)萜、有機(jī)酸等多種抗氧化成分，它們能切斷油脂的自動(dòng)氧化鏈、螯合金屬離子，與有機(jī)酸配合具有協(xié)同增效作用。法國(guó)從迷迭香的干葉粉中提取出兩種晶體抗氧化物，一是鼠尾草酚（cannosol），另一種是迷迭香酚（rosemanol），它們比人工合成的氧化劑BHT合BHA的抗氧化能力強(qiáng)4倍多。日本也從含迷迭香酚的香辛料中提取出RM－21A（水溶性）和RM－21B（脂溶性）兩種抗氧化劑產(chǎn)品。
5．許多中藥材中含有的抗氧化物質(zhì)。日本科學(xué)家宏末等人曾對(duì)24種中藥材進(jìn)行了抗氧化性能研究，發(fā)現(xiàn)甘草、丁香的水、醇、乙醚萃取物均大于BHA的抗氧化能力；苞術(shù)、生姜的醇溶物與陳皮的乙醚萃取物的抗氧化能力也超過(guò)BHA；另外，還有人發(fā)現(xiàn)山豆根、乳香中含有抗氧化物質(zhì)；有人曾用薔薇果、菊苣的石油醚萃取物來(lái)延長(zhǎng)豬油的安全貯藏期。
6．茶多酚類(lèi)抗氧化劑。從茶葉中提取的抗氧化物質(zhì)含有4種組分：表沒(méi)食子兒茶素、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯、表兒茶素沒(méi)食子酸酯以及表兒茶素。它的抗氧化能力比維生素E、維生素C、BHT、BHA強(qiáng)好幾倍。目前許多國(guó)家已開(kāi)始了茶多酚的商品化生產(chǎn)。
7．糖醇類(lèi)抗氧化劑。糖類(lèi)從化學(xué)結(jié)構(gòu)上可分為單糖類(lèi)、雙糖類(lèi)、三糖類(lèi)、四糖類(lèi)等，但均為低分子碳水化合物。其中五碳糖和六碳糖單糖促進(jìn)氧化；雙糖略有抗氧化作用；果糖有明顯的抗氧化使用；糖醇則具有顯著的強(qiáng)抗氧化能力。因此食品中廣泛使用山梨糖醇和麥芽糖醇作抗氧化劑。木糖醇也是抗氧化劑，而且它和維生素E在抗氧化方面有協(xié)同增效作用。
8．氨基酸和二肽類(lèi)。氨基酸如蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等都能與金屬離子螯合，所以它們是良好的輔助抗氧化劑。
實(shí)驗(yàn)證明，色氨酸、半胱氨酸、酪氨酸對(duì)食品的抗氧化能力較強(qiáng)，含硫氨基酸有良好的抗氧效果。堿性氨基酸能與不飽和脂肪酸化合，可抑制油脂的自動(dòng)氧化。近年來(lái)，食品科研人員發(fā)現(xiàn)，丙氨酸末端為N（氮）的9種二肽比其中任何單一氨基酸的抗氧化能力都要強(qiáng)。其中尤以丙氨酸－組氨酸、丙氨酸－酪氨酸、丙氨酸－色氨酸3種二肽抗氧化能力比較顯著，因而值得大力推廣。
品質(zhì)改良劑的應(yīng)用
聚磷酸鹽可以增加飲料的抗氧化性
一般食品組織中均含有天然的微量金屬，也由于加工過(guò)程中受加工用水、或受加工設(shè)備的影響存在有微量的金屬(如銅、鐵等)。這些金屬都是果蔬在加工或貯藏過(guò)程中維生素C的氧化破壞的催化劑，也是油脂氧化酸敗；天然色素(類(lèi)胡蘿卜素，花麥素等)氧化褪色的催化劑。用聚磷酸鹽處理可以使金屬離子與它發(fā)生絡(luò)合作用，形成可絡(luò)性絡(luò)合物，從而抑制了金屬離子活性、降低金屬離子催化能力，以達(dá)到防止維生素C、油脂、色素等因氧化而造成飲料品質(zhì)的降低。
果蔬汁中有時(shí)使用較多的色素，這種色素的色調(diào)變化原因很多，尤其是甜瓜、葡萄等果汁使用綠色的人工色素、色調(diào)變化更為明顯。這與金屬離子媒介引起色調(diào)變化者俱多，添加聚磷酸鹽，封鎖金屬離子的活動(dòng)，幾乎能防止色調(diào)變化。
聚磷酸鹽可以提高分散性和乳化性
聚磷酸鹽是親水性膠體，它可吸附不溶性物質(zhì)或被附著不溶性物質(zhì)表面，使中性電荷的粒子成為帶電荷狀態(tài)，提高懸浮物的分散性。從而可以防止出現(xiàn)沉淀，在果汁和啤酒中添加聚磷酸鹽可以防止渾濁和形成沉淀。
除此以外，聚磷酸鹽還可以促進(jìn)蔗糖的轉(zhuǎn)化以提高其甜度，相應(yīng)地可以減少蔗糖的用量。適用于水果糖漬罐頭、糖漿、醬類(lèi)、糕點(diǎn)等加工。聚磷酸鈉還可以改進(jìn)果凍的透明度，而不致影響凝膠的強(qiáng)度；用聚三磷酸鈉或六偏磷酸鈉處理蘋(píng)果、山植及柑桔類(lèi)的果槳，可以與果膠中存在的鈣質(zhì)結(jié)一合，便于果膠質(zhì)的提�。挥昧姿徕}處理蕃茄還可以使蕃茄罐頭組織硬度增加。
聚磷酸鹽能增加煉乳的熱穩(wěn)定性
正常煉乳經(jīng)過(guò)合理的預(yù)熱和滅菌的處理是不會(huì)發(fā)生凝固，只有加熱到136-150℃時(shí)才開(kāi)始有凝固。但是有時(shí)煉乳的熱穩(wěn)定性較低，在加熱到120℃-130℃或更低溫度，就會(huì)出現(xiàn)凝固。如在熱咖啡中加入煉乳會(huì)生成羽毛狀的凝固物，這是煉乳經(jīng)常出現(xiàn)的一種缺陷。
煉乳的熱穩(wěn)定性與鹽類(lèi)平衡之間有密切的關(guān)系。鈣、鎂與磷酸、碳酸、檸檬酸鹽之間保持適當(dāng)?shù)钠胶狻⑵錈岱�(wěn)定性高，加熱不會(huì)凝固。如果鈣、鎂過(guò)剩，或pH值較低，破壞了煉乳中無(wú)機(jī)鹽的平衡，使鈣、鎂從膠體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭山j(luò)性狀態(tài)，從而使鈣、鎂與酪蛋白結(jié)合成不溶性的鈣、鎂酪蛋白。磷酸鹽和聚磷酸鹽可調(diào)節(jié)鹽類(lèi)的平衡，同時(shí)具有緩沖PH的作用。
因此，磷酸鹽和聚磷酸鹽可以調(diào)節(jié)煉乳中鹽類(lèi)平衡，并可抑制煉乳在加工和貯存過(guò)程中的pH變化，從而可以提高煉乳的熱穩(wěn)定性。
聚磷酸鹽能防止香精氧化、變敗
香精通常是溶解于乙醇中果香精油、醋、乙醛等，尤其是水果精油中含有菇與金屬離子作用易引起氧化變敗，所以檸檬香精油特別容易變質(zhì)，可是使用磷酸鹽封鎖金屬離子活動(dòng)，香精幾乎不引起變質(zhì)，達(dá)到品質(zhì)長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的目的。
對(duì)于抗氧化劑以及品質(zhì)改良劑的研究還有待于進(jìn)一步探索, 尤其是天然抗氧化劑的進(jìn)一步開(kāi)發(fā), 將會(huì)對(duì)飲料工業(yè)起到巨大的推動(dòng)作用。