调合香料的调配
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第172页（6831字）
(一)调配原则
将各种香料原料(精油、油树脂、合成香料等)进行纵横调配制造香料的过程称为香料的调合或调配，犹如建筑和绘画的创作。调合香料一般是由数种乃至数十种香料调和而成，调合香料首先是香料原料的选择。如上所述香料原料一般由以下几部分组成：
①主香剂 显示香型特征的主体香料原料。
②调和剂 辅香剂之一，用于调和各种成分的香气。
③变调剂 另一辅香剂，使香型变化格调。
④保香剂 长时间维持香调不变，并能调节香气成分的挥发度。
上述各种香料原料按一定程序调配在一起，经过一段时间的熟成，成为基本型香料，亦称香基(Base)。几种香基的配方参见表1－4－23。调和香料是由调香师(Flavorist)完成的，调香各阶段没有固定方式，有时会发生操作失误。因此调香师不仅要有才能，还应有丰富的实践经验。此外，还应有食品工艺师和香味化学家的协助。根据用途香基可制成水溶性香料、油溶性香料、乳化香料和粉末香料等制品。香料调和过程如图1－4－3。从香基到香料产品的调和工艺流程图见图1－4－4。
表1－4－23 几种香基的配方
图1－4－3 香料调和工艺流程图
图1－4－4 由香基制造香料的工艺流程图
(二)水溶性香料的制造
水溶性香料包括用香料原料浸提而成的浸提香液、用香料调配的香精以及在浓缩果汁生产过程中回收的香液等，其中香精是典型的水溶性香料，是香基经过稀乙醇、甘油、丙二醇等浸出和溶解其可溶性成分后的成品。
1．柑橘类香精(图1－4－4①)
柑橘精油 15．0
95%乙醇 56．0
水 44．0
首先将调整好的柑橘精油15份加入100份稀乙醇溶液中，在60～80℃温度下搅拌热浸2～3h后，也可在常温下搅拌一段时间进入冷浸。搅拌后静置即分为两层，取出下层(稀醇层)，即为粗香精。粗香精通常为白浊物，将其在－5℃下低温放置，加入适当助滤剂进行过滤，精制成为透明的黄色柑橘香精，熟成一定时间后即为制品。
2．水果类香精(图1－4－4②)
选用以酯类为主的易溶解于稀醇溶液的预先调和好的香基，将其与稀醇溶液单纯混合，然后冷却、过滤、着色以及熟成就可制得。可以省去柑橘类香精的浸出过程。稀醇溶液浓度应适合香基的溶解性，当将此类香精以0．1%的量加于饮料中能透明地溶解分散时，乙醇浓度应在质量分数60%以下。另外，根据香基性质和用途，可以用甘油或丙二醇代替乙醇溶液。
与其他香精一样，仅将一种或数种合成单一香精混合，不可能制成香气平衡的圆润的水果类香精。对于果汁饮料用的香精不仅是香料的香气，还有香料物质的滋味。水果香气是以脂肪族醛、醇、酸和酯为中心，其他还含有微量含硫化合物、含氮化合物以及呋喃、吡喃的衍生体等。必须对这些单一香料的香味效果进行判断和评价，才能准确调香，而且香料的头香、高沸点的呈味物质以及果汁香料成分的增效作用是很重要的，应根据果汁的种类，选择和使用更为合适的香料。几种水果香精配方参见表1－4－24。
表1－4－24 几种水果香料的配方
(三)油溶性香料的制造
油溶性香料的制造见图1－4－4③。油溶性香基可以直接作为高倍率的油溶性香料使用，但通常应根据需要进行二次调和，将20份香基溶解在80份精制动植物油、精油类或丙二醇等中，调整赋香倍率并经过滤等精制、熟成，成为油溶性香料后使用。调和时用的油脂、精油类和丙二醇不仅是稀释剂，还起保香剂(挥发性调整剂)和向对象食品起分散剂的作用，对调香效果有重大影响，视为香料的组成成分。
几种油溶性香料的配方见表1－4－25。
表1－4－25 几种油溶性香料的配方
(四)乳化香料的制造
乳化香料的制造见图1－4－4④。多数食用香精原料(精油和油树脂)为疏水性，难溶于水。要想直接加到各种饮料和汤料之中必须事先进行乳化。乳化香料一般是以油性香料为内相，水、乳化剂等为外相的O／W型乳化液。除乳化剂外，还使用增稠剂、相对密度调节剂、色素、抗氧化剂、防腐剂等。常用的增稠剂和乳化剂有阿拉伯树胶、果胶、藻酸钠、琼脂、甲基纤维素，羧甲基纤维素及其钠盐、蔗糖脂肪酸酯、松香酸单甘酯以及脂肪酸单甘酯等。常用的相对密度调节剂是乙酸异丁酸蔗糖酯，通常制成水包油型(O／W)。
1．内相(油相)和外相(水相)的调整
①柑橘乳化香料
内相：柑橘香基 10%
比重调整剂 10%
外相：阿拉伯树胶 15%
稳定剂 15%
水 50%
②柑橘乳化香料
柑橘油 4．0%
蔗糖脂肪酸脂 6．0%
β－胡萝卜素 0．5%
阿拉伯胶 20．0%
离子交换水 69．5%
③菠萝乳化香料
菠萝香基 5．0%
柠檬油 1．0%
阿拉伯树胶 18．8%
水 75．2%
首先在调整好的香基中加入天然树脂类或SAIB(蔗糖脂肪酸酯)，混合成均匀的内相油。另外将阿拉伯树胶粉碎，溶入温水中，完全溶解后过滤精制，然后加入稳定剂(糖等)后加热杀菌作为外相。乳化剂除甘油脂肪酸酯外，还可使用司盘(Span)和吐温(Tween)等。
2．预乳化
上述调整好的内相和外相乳液，先利用一般搅拌机进行预乳化。通常先将外相搅匀，然后将内相缓慢地在搅拌下加入，搅拌均匀。最好用胶体磨使乳化系乳化均匀。
使用搅拌机时，搅拌叶桨最好能产生涡流。为了提高乳化效果，在器壁上安装挡板，可产生上下循环流和放射流。挡板可装4个，挡板幅宽根据叶桨型式不同稍有不同，如涡轮式透平机，其幅宽可为搅拌槽径的1／12。如为推进桨式，则为1／18即可。用一般搅拌机，在预乳化中粒度可达到100～200μm。
3．均质乳化
采用均质机使混合物在3～30MPa高压下乳化、均质，使乳化香料的颗粒度控制在1～3μm范围内。
制好的乳化香料有浑浊型和非浑浊型两种，可视最后加香产品的要求而定。甜橙、橘子乳化香精均为浑浊型。柠檬、白柠檬、姜的乳化香精不需要浑浊型。对于浑浊型有时要另外添加浑浊剂或天然橙汁或橘子汁使其浑浊。
(五)粉末香料的制造
1．粉末混合型香料(图1－4－4⑥)
配方(%)：香兰素粉末5．0、香子兰油树脂5．0、乳糖90．0。在乳糖中混合香子兰油树脂，搅拌均匀，然后加入香兰素粉末。
2．微胶囊粉末香料
(1)基本步骤
①先将食用香料植物的精油或油树脂乳化，形成O／W乳化液。乳化剂最常用的是卵磷脂和大豆磷脂。
②添加脱水物质，吸附水分，从而使封闭的树胶处于溶解状态。
③树胶固化，形成包埋食用香料物质的胶囊。
④分离胶囊，通过特殊的处理清除辅助材料(脂肪、脱水剂)，从而获得微胶囊制品。
(2)凝聚法 微胶囊化的方法很多，其中以凝聚法(Coacervation)和喷雾干燥法应用最多。
以水溶性聚合物作为壁材原料，将聚合物用相分离法形成浓厚相包绕在芯材周围，从而形成微胶囊的壁膜，构成微胶囊。其方法可分为：
①复凝聚法：用具有两种相反电荷的高分子材料作壁材，将壁材分散在芯材的水溶液中。在特定条件下，相反电荷的高分子材料互相交联，溶解度降低，自溶液中凝聚析出成囊。聚阳离子胶体和聚阴离子胶体的两种水溶液，例如明胶和阿拉伯胶的两种水溶液混合在一起时，通过调节pH，产生电的相互作用，导致相分离，从而形成微胶囊。实际上，作为壁材的明胶是两性蛋白质，在水溶液分子上有NH2，
，COOH和COO－，但所含正负离子的多少，受介质中酸碱度的影响。pH低时，
数大于COO－。相反，pH高时COO－数大于
。在一定pH之下，两种电荷数目相等即为等电点。当明胶处于等电点以上的pH时，带负电荷。相反，处于等电点以下的pH时，则带正电荷。阿拉伯胶在水溶液中，其分子链上含有COOH和COO－，是具有负电荷的高分子壁材。因此当选用明胶－阿拉伯胶作壁材时，只要将其pH调到4．0～4．5，这时明胶带正电荷，并且达到最高峰，这就能与阿拉伯胶的负电荷结成复合物，使其溶解度降低，呈现凝聚，形成微胶囊。
桃胶、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羧甲基纤维素及阿拉伯胶都是含COOH、COO－、带负电荷的高分子壁材原料，均能与明胶进行复凝聚生产微胶囊。具体操作方法如下：
配方：明胶10g、桃胶(用以代替阿拉伯胶)11g、生姜油10g、淀粉7g、甲醛适量。
乳化：将5g桃胶置于乳钵中，然后加10g生姜油研磨均匀，制成初乳化体。另取其余桃胶6g加水1000mL置于60℃水浴中使之溶解。然后用1%NaOH溶液调节pH至7．5，将初乳化体稀释为乳剂。
包囊：取明胶10g于1000mL烧杯中，加水100mL，在水浴中加热60℃使之完全溶解。接着将前项准备好的生姜桃胶乳剂转移到明胶溶液中，用蒸馏水分次洗涤乳钵以使乳剂转移干净(可用蒸馏水100mL分次洗涤)。然后将此混合乳液搅拌均匀，并在搅拌中补加蒸馏水350mL。在水浴上保持45℃的情况下，加5%盐酸溶液调节pH至4．1～4．4。最后在显微镜下观察凝聚现象是否完成，即在视野中是否可见到一堆堆完整的圆形微囊，而无散状的微滴。
固化：在继续搅拌下，向微胶囊形成液中加入18mL37%的甲醛溶液，同时进行降温，并加入冷蒸馏水300mL，使微胶囊形成液降温至3～5℃，继续搅拌约1h，以10%的NaOH．溶液中和，调节pH至6．5～7．0左右，使凝胶网状结构收缩固化。
分散：继续搅拌0．5h，加入10%的生淀粉，使之分散形成隔离层，并在10℃温度下继续搅拌1～2h。
干燥：将上述制成的微胶囊吸滤、分离洗涤，并尽量除去水分，以20目或40目筛制粒，在颗粒中逐次加入60℃下干燥约3h的淀粉4g，使颗粒松散，然后再过1次20目筛，60℃干燥2h，即得流动性好的微胶囊颗粒。
采用复凝聚法形成的囊膜，在加甲醛时，如不溶于水，微胶囊则不能从系统中得到相分离。另外控制pH的操作困难，而且时间长，生产比较繁琐，不易实行。
②单凝聚法：过程简单，即在含有芯物的亲水胶体包囊材料水溶液中，加入乙醇或丙酮，非电解质或中性电解质硫酸钠、硫酸铵溶液作为凝聚剂，使亲水胶体在芯材颗粒上产生凝聚，发生相分离形成微胶囊。方法如下：
配方：芯材精油10g，邻苯二甲酸醋酸纤维素10g、液体石蜡100mL，冰醋酸10mL。
制法：称取10g精油溶于100mL液体石蜡中，另取10g邻苯二甲酸醋酸纤维素10g与60℃水1600mL加以搅拌，同时用10%氢氧化钠溶液调节pH为强碱性(9．5左右)，使邻苯二甲酸醋酸纤维素充分溶解。接着在搅拌下加入溶有精油的石蜡油，然后通过均质进行乳化，60℃保持30min，再渐渐冷却至10℃保温30min后，加入冰醋酸10mL，使微胶囊固化。最后经离心分离胶囊、洗涤、干燥制成微胶囊颗粒。这一方法的颗粒调整比较困难。
(3)喷雾干燥法(图1－4－4⑤)
配方(%)：例如柑橘香基10．0、阿拉伯胶10．0、糊精80．0、水适量。
制法：将上述配方按乳化香料的制造方法乳化成O／W乳化液，然后用喷雾干燥法制造微胶囊型食用香料。
喷雾干燥法是用于溶液、乳浊液或悬浮液等的一种干燥工艺。制取粉末香料时，可将含有食用香料的乳化液雾化成小的液滴。一般雾化法可采用压力式、离心式及气流式，使雾化的雾滴分散到热空气流中，物料与热空气呈并流或逆流或混流的方式相互接触，从而使物料迅速干燥。通过瞬间的温度升高使水分瞬间蒸发汽化，获得10～500μm的粉状或粒状制品。由于干燥时间极短(5～30s)，使食用香料植物中热敏性成分在较少被破坏的情况下达到干燥的目的，不仅适合热敏性物质的干燥，而且对于浓缩过程中出现黏稠状态物料的干燥也极为有利。
喷雾形成的微粒状香料为由阿拉伯胶和糊精包入柑橘油的微胶囊粉末香料，这种香料的流动性和速溶性好，主要优点有：
①低沸点易挥发性成分和热敏性成分损失破坏较少，产品能较多地保留原来香气特征。
②在保存过程中，由于香气成分为胶囊所保护，隔绝了与水分和空气中氧的接触，使香气成分不易挥发散失，保持稳定。
③香料从液态转变成粉末状，流动性好，速溶性佳，使用方便。