为碳酸饮料的品质提升举杯!

来源:荣格国际食品加工及包装商情

发布时间:2019年4月10日下午 08:04:16

作为碳酸饮料行业的一员,想必一定知道说到二氧化碳(CO2)对碳酸饮料的重要性时,人们常说的“No Fizz-No Biz”这句话的意义。无论是苏打水、气泡水, 还是最近流行的碳酸咖啡、碳酸茶或是碳酸果汁,二氧化碳 是制造气泡所必需的,以确保饮料的一致性和安全性。

位于美国新泽西州萨默塞特县的 Airborne Labs International 公司总裁 Don Pachuta 博士表示,过去,在饮料应用中使用的二氧化碳时,质量常常被忽视,总是只进行小规模测试。然而,在过去 20 年里,这种情况发生了根本性的变化。

“通过采用鲁棒二氧化碳质量控制的方法,不仅可以确保饮料产生令人愉悦的感官冲击,而且还可以避免因二氧化碳中的各种不良杂质而出现影响健康的不利因素,”他说。

此外,随着更多“非传统”二氧化碳来源的探索和应用, 关于二氧化碳质量维护的问题变得更具挑战性,因为目前新的潜在特定来源的杂质必须被仔细研究,对相关杂质需加以鉴定、去除和监测,并受到恰当的纯度标准制定机构的约束。

其中包括压缩气体协会(CGA),国际饮料技术协会(ISBT)、 欧洲工业气体协会(EIGA),FDA 以及其他政府或国际标准 制定小组。

“有一点必须理解,所有的二氧化碳品质保证过程都涉及复杂的多级供应—制造—交付—储存—制造链,该过程从 最初二氧化碳原料气源的组成开始,直至其最终注入饮料产 品中, ”Pachuta 博士说道,“为了实现合理的经济效益, 需要在比较靠近最终用户的地方进行二氧化碳的生产和存储。关键是,出于经济性、一致性和可持续供应的原因,许多不同的、新型非传统类型的本地化二氧化碳来源正不断接受评估。

近期,有关于去年夏天在欧洲及其他地区饮料级二氧化碳短缺的报道,突显了对更加稳定和本地化二氧化碳生产的需求。

恰当的行业指南

CGA 发布了关于二氧化碳生产、储存和转移的若干行业共识标准。CGA 于 1973 年发布了其首个二氧化碳商品规格, 并定期对该商品及其他二氧化碳标准和指南进行更新,以应对新的应用和原料气源。这些规范提供了限制特性,并确定了推荐的测试方法,用以分析不同用途的液态、气态和固态二氧化碳中的潜在污染物。

作为碳酸饮料行业的一员,想必一定知道说到二氧化碳(CO2)对碳酸饮料的重要性时,人们常说的“No FizzNo Biz”这句话的意义。无论是苏打水、 气泡水,还是最近流行的碳酸咖啡、 碳酸茶或是碳酸果汁,二氧化碳是制造气泡所必需的,以确保饮料的一致性和安全性。

共识标准。CGA 于 1973 年发布了其首个二氧化碳商品规格, 并定期对该商品及其他二氧化碳标准和指南进行更新,以应 对新的应用和原料气源。这些规范提供了限制特性,并确定了推荐的测试方法,用以分析不同用途的液态、气态和固态二氧化碳中的潜在污染物。

ISBT 的一套指南确立了生产及原料气体注意事项、成品杂质水平,以及针对饮料级大批量二氧化碳的分析方法推荐规范。

ISBT 执行董事 Larry Hobbs 表示,由该组织的饮料气体委员会所制定的二氧化碳气体指南是由诸多行业专家创建的, 包括饮料行业的成员以及二氧化碳气体的供应商和生产商。

“他们花费了几年的时间才完成这项工作,其结果提高了饮料行业所用二氧化碳的质量和一致性。”他表示,“一 般来说,供应商根据所交付的原料(包括二氧化碳等气体) 提供分析证明,以保证原材料达到客户合同中所确定的标准。 这些得到了托运人提供的大量分析以及客户各种内部采样和测试方案的支持。

像最近合并的 Air Liquide 和 Airgas,Linde 和 Praxair, 以及 Matheson 公司这样主要的天然气供应商,他们生产和销售二氧化碳,并且在受认可的实验室进行质量测试和周期性的第三方测试。 CGA 公司的技术经理 John Willenbrock 表示,二氧化碳的生产根据公司标准操作程序进行,这些操作程序既满足客户期望,又符合美国食品安全现代化法案(FSMA)和 FDA 的法规要求。有趣的是,二氧化碳不仅是饮料的一种成分, 而且还在其他用途中被 FDA 列为药物。这就是为什么满足饮料鉴定的 CGA 标准,以及其他预期用途的二氧化碳标准非常重要。 通过更加强大的现场生产和储存检测设备以及相对简单的场外检测过程,二氧化碳的测试方法多年来不断进化。如有需要,该过程将包括将一个小型低压气化二氧化碳样品作为无害气体样品,通过国际运输送到合格的二氧化碳测试实验室进行全面的质量分析。

该场外取样需要采用由惰性的、经特殊涂覆钝化的材料所组成的样品容器,因为这种材料不会吸附测试所关注的关键杂质成分,例如硫剂。

在现场和场外都采用最先进的仪器设备,可以测试所有极低水平(百万分之一到十亿分之一)的关键二氧化碳杂质, 以确保二氧化碳的感官要求并保证消费者的安全。

二氧化碳品质的重要性

与许多商用气体,如氮气、氧气和氩气这些主要以空气为主要来源的气体不同,Pachuta 博士解释说,为饮料制造而进行商业化生产的二氧化碳,通常源自更加复杂的化学过程所产生的副产物。

其中包括了天然井;谷物与禾本植物(玉米、糖蜜、高粱)的发酵;煤、燃油、天然气等燃料的燃烧;基于天然气的土壤肥料的合成(氨源);化学反应过程(无机酸的中和); 各种化学品的合成;以及各种植物、动物和蚀屑流生物质材料(生物气)的厌氧消化过程。

“在任何情况下,其诀窍是准确地确定所有常见杂质类型的特性、水平和风险,以及可能存在于给定二氧化碳来源 中,会潜在损害感官感受或危害健康的杂质数量。”Pachuta 博士说,“用这些信息来设计有效的工业净化过程,从而持续地去除这些不需要的杂质,直至非常低、非常安全及可接 受的水平,以用于饮料和其他食品应用。”

由于二氧化碳的物理特性和对供应链的严格控制,二氧 化碳遭受污染问题的可能性非常低。二氧化碳容器保持着一 定的压力,受压产品从容器中流出,只要容器中有产品,就能阻止污染物引入容器。

“安全问题不完全在于供应链中的这些污染物,更多的是要考虑到二氧化碳的自身特性而进行安全的处理和存储。”Willenbrock 说,“二氧化碳在压力下进行生产、储存和转移,这实际上消除了其遭受污染的机会。在密闭容器,如高压储气瓶中,二氧化碳在压力下是液化气体。如果过量 填充气瓶并且增加温度的变化,压力会迅速增加到使气瓶破裂的程度,导致个人和设备受到严重伤害。

在封闭区域,如果将二氧化碳储存于气罐和气瓶中,却没有进行充分通风和大气监测,那么这种情况就需要得到密切关注。即使是设备的微小泄漏也可能导致该区域内空气缺 氧,任何进入的人都可能暴露在窒息的危险中。即使有设备认为能提供充足的氧气来维持生命,但含有高浓度二氧化碳的环境也能很快造成人身伤害。

市场趋势

随着人们对使用更加经济和非传统的可持续来源的商业二氧化碳产品越来越有兴趣,一些具体的挑战也应运而生, 包括设计适当的取样和分析方法、测试程序,以及合理的纯度规格限制,以及识别和追踪最可能出现在原料气源或制造过程中的杂质。

Pachuta 博士表示,下一步是开发恰当的日常现场监测和定期检测计划,以确保二氧化碳生产商能够有效地从用于饮料和其他食品应用的所有二氧化碳货品中,去除这些来自气源的杂质。

总部位于奥地利的 V & F Analyse- und Messtechnik 公司经理 Uschi Mannl 表示,运输和储存时间可能会影响饮料的实际气体成分,并且无法进行真正的二氧化碳气体评估。 这就是为什么 V & F 创造了 CO2Sense 质谱仪,它能提供连续实时监测并能检测无机和有机杂质。

“对纯二氧化碳气体的需求不断增加,加上 2018 年夏季 经历的气体短缺,为新的二氧化碳气源打开了大门。”她说, “根据原料气源的不同,污染程度可能会有所不同,如果污染水平超过行业规定的限值,将致使二氧化碳在食品和饮料中不可用。”

监管环境

许多国际气体质量管理组织, 例 如 ISBT、CGA 和 EIGA,对过去二十年来,以二氧化碳气源为基础的制造和新 的应用所发生的变化做出了响应,并且还在持续演变。

“二氧化碳质量标准的相应升级主要由几家重要饮料制造商在 20 世纪 90 年代末牵头并推动,他们自己曾因不加重视而使用了劣质二氧化碳气体,遭受了产品召回和品牌损害 所带来的严重影响。”Pachuta 博士说,“然而,我们认为, 现存的食品级纯度控制机构并没有显著提升其传统的纯度规 格,以应对来自非传统商业二氧化碳气源的许多新型杂质。”

CGA 技术总监 Richard Craig 表示,自 FSMA 发挥作用以来,制造饮料或食品所的用二氧化碳的设施需要按照联邦 法规第 21 卷第 117 部分的规定,这是针对食品(包括配料) 的良好生产规范(GMP)。 “我们身处一个受监管的行业, 并且我们非常严格地遵守规则。”他说。

Airborne Labs International 公司建议再次审视一遍这些医疗和食品级二氧化碳的规范问题。比如,液态二氧化碳是 一种强溶剂,会从餐厅和酒吧用来灌装饮料储罐的输送软管 中萃取各种增塑剂。用于液体二氧化碳输送的软管材料必须仔细加以挑选,并测试其增塑剂的浸出,有时,这项测试并不会进行。

“尽管多次使用了过滤器,但大多数快餐店和酒吧使用储存于特殊储罐中的二氧化碳,其品质并没有得到定期检查, 许多潜在的非挥发性有害杂质会随着时间的累积而缓慢积 聚。”Pachuta 博士说,“新兴的、非传统的、以家庭为基础的小型碳酸饮料制造应用不需要使用饮料质量检测用的二氧化碳套筒。这可能会造成一种迄今尚未得到充分研究或监测的潜在风险。”

质量控制的持续性

业内人士一致认为,所有碳酸饮料制造商,包括矿泉水经营者,都应熟悉各种组织(如 ISBT)提供的培训指南。

“我们建议,如果可能的话,在碳酸饮料产品中使用 ISBT 纯度等级的二氧化碳。ISBT 二氧化碳纯度高于食品级纯度水平。”Pachuta 博士说,“小型储罐,或是只有气相二氧化碳迁移的大型储罐的使用者,应该定期检测其液态二 氧化碳,以防非挥发性残留物的积聚。”

此外,所有二氧化碳制造商应定期监控并测试其二氧化碳进气源的成分变化,并在整个工艺、清洁、大容量存储, 以及卡车或轨道车辆灌装步骤中定期监测二氧化碳的品质。

二氧化碳的区域存储和回充仓库还需要一些基础的低成本二氧化碳纯度监测系统,可以快速捕获任何低品质二氧化碳,以避免任何重大的二氧化碳质量问题。

Pachuta 博士强调,将 ISBT 推荐的现场监测分析方法应用于日常二氧化碳测试,ISO-17025 认可的气体测试实验室应用于周期性的二氧化碳进气、工艺和最终二氧化碳产品的纯度测试。他还建议饮料制造商和矿泉水运营商们定期审核 其二氧化碳供应商的质量实践情况,以确保品质的一致性, 并要求他们通过独立的 ISO 认证实验室定期核查其二氧化碳品质。

 

 

 

本文摘自Food Quality & Safety杂志

作者:Keith Loria

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