碳酸饮料（汽水）类产品是指在一定条件下充入二氧化碳气的饮料。不包括由发酵法自身产生二氧化碳气的饮料和CO2气含量在5%以下，酒精含量0.5%以上的硬饮料，要求成品中CO2气的含量（20℃时）达一定的体积倍数。不同产品要求CO2体积倍数不一样。

碳酸饮料，主要原料 碳酸水，柠檬酸，糖，食用香精，色素，咖啡因，人工色素等。除糖类能给人体补充能量外，充气的“碳酸饮料”中几乎不含营养素。一般的有：可乐、雪碧、汽水。

过量饮用碳酸饮料对身体有害。

品种类型

(1)实施食品生产许可证管理的碳酸饮料（汽水）类产品是指在一定条件下充入二氧化碳气的饮料，包括碳酸饮料、充气运动饮料等具体品种，不包括由发酵法自身产生二氧化碳气的饮料。

成品中二氧化碳的含量（20℃时体积倍数）不低于2.0倍。碳酸饮料主要成分为糖、色素、甜味剂、酸味剂、香料及碳酸水等，一般不含维生素，也不含矿物质。

(2)碳酸饮料（汽水）可分为果汁型、果味型、可乐型、低热量型、其他型等，常见的如：可乐、雪碧、芬达、七喜、美年达等。

其中果汁型碳酸饮料指含有2.5%及以上的天然果汁；

果味型碳酸饮料指以香料为主要赋香剂，果汁含量低于2.5%；

可乐型碳酸饮料指含有可乐果、白柠檬、月桂、焦糖色素；

其它型碳酸饮料：乳蛋白碳酸饮料、冰淇淋汽水等。

生产历史

碳酸饮料（Sodas）的生产始于18世纪末至19世纪初。最初的发现是从饮用天然涌出的碳酸泉水开始的。就是说，碳酸饮料的前身是天然矿泉水。

矿泉水的研究始于15世纪中期的意大利，矿泉水最初用于治疗目的。以后证实，人为地将水和二氧化碳气混合一起，与含有二氧化碳气的天然矿泉水一样，具有特异的风味，这大大推动了碳酸饮料制造和研究进程。

1772年英国人普里司特莱(Priestley)发明了制造碳酸饱和水的设备，成为制造碳酸饮料的始祖。他不仅研究了水的碳酸化，还研究了葡萄酒和啤酒的碳酸化。他指出水碳酸化后便产生一种令人愉快的味道，并可以和水中其它成分的香味一同逸出。他还强调碳酸水的医疗价值。

1807年美国推出果汁碳酸水，在碳酸水中添加果汁用以调味，这种产品受到欢迎，以此为开端开始工业化生产。

随着人工香精的合成、液态二氧化碳的制成、帽形软木塞和皇冠盖的发明、机械化汽水生产线的出现，碳酸饮料首先在欧、美国家工业化生产并很快发展到全世界。

我国碳酸饮料工业起步较晚，本世纪初，随着帝国主义对我国的经济侵略，汽水设备和生产技术进入我国，在沿海主要城市建立起小型汽水厂，例如天津山海关、上海正广和、广州亚洲、沈阳八王寺以及青岛等汽水厂，但产量都很低，如1921年投产的沈阳八王寺汽水厂年产汽水仅150吨。此后又陆续在武汉、重庆等地建成一些小的汽水厂。至解放前夕，我国饮料总产量仅有5000吨。

1980年后，碳酸饮料得到迅速发展，1995年碳酸饮料的总产量已达300万吨，占当年我国软饮料总产量的50%左右。1998年达492.7万吨，约占当年我国软饮料总产量的45%。尽管碳酸饮料在我国饮料中的比重正不断减少，但由于碳酸饮料具有独特的消暑解渴作用，这是其他饮料包括天然果蔬汁饮料不能取代的，因此其总产量仍在不断提高。

生产设备

碳酸饮料机又称可乐机，Carbonateddrink machines或Coke machine。是制作碳酸饮料的主要机器设备，碳酸饮料机包括：BIB糖浆泵及接头、压力表组、糖浆管道及装机附件、水过滤器、二氧化碳气瓶等。

碳酸饮料在使用过程中一般喜欢与冰相接合，是在液体饮料中充入二氧化碳做成的，其主要成分为糖、色素、香料等，除热量外，没有任何营养。

生产工艺

碳酸饮料生产工艺可分为一次灌装法和二次灌装法。

(1)一次灌装法

又称为预调式灌装法、成品灌装法或前混合法。将调味糖浆与水预先按照一定比例泵人碳酸饮料混合机内，进行定量混合后再冷却，然后将该混合物碳酸化再装入容器。

(2)二次灌装法

又称为现调式灌装法、预加糖浆法或后混合法。先将调味糖浆定量注入容器中，然后加入碳酸水至规定量，密封后再混合均匀。

国家标准

根据国家GB2759.2《碳酸饮料卫生标准》的规定，碳酸饮料应符合如下标准：

1、二氧化碳含量(20℃时体积倍数)不低于2.0倍。

2、果汁型碳酸饮料是原果汁含量不低于2.5%的碳酸饮料。

3、果味型碳酸饮料是原果汁含量低于2.5%的碳酸饮料。

4、低热量型碳酸饮料其能量不高于75kJ/100mL。

二氧化碳的作用

  1.清凉作用：碳酸分解，这个分解是吸热反应，当二氧化碳从体内排放出来时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。

  2.阻碍微生物的生长，延长汽水货架寿命：国际上认为3.5～4倍含气量是汽水的安全区

  3.突出香味：

  4.有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中的气体成分，产生一种特殊的风味

碳酸化原理（汽水混合原理）：

原理：水吸收二氧化碳的作用一般称为二氧化碳饱和作用或碳酸化作用（Carbonation）。

实际上是一个化学过程：CO2＋H2O↔H2CO3。这个过程服从亨利定律和道尔顿定律。

①  亨利定律：气体溶解在液体中时，在一定温度下，一定量液体中溶解的气体量与液体保持平衡时的气体压力成正比。即当温度T一定时：

V＝Hp

式中：V－溶解气体量；p－平衡压力；H－亨利常数

②道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组成气体的分压之和。

二氧化碳在水中的溶解度

①溶解度：在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量。

②碳酸饮料中常用的溶解量单位叫“本生容积”，简称“容积”：在0.1MPa、温度为0℃时，溶于一单位容积内的二氧化碳容积数。

③测定瓶装碳酸饮料的气体容积，需要知道测定时的温度和瓶内压力。根据所得的压力和温度值，通过查表—二氧化碳吸收系数表查出CO2的容积倍数。

CO2在水中的溶解度影响因素

1.CO2气体分压力

温度不变， CO2分压增高， CO2在水中的溶解度上升。

在5kgf/cm2以下的压力时，溶解度—压力曲线近似一条直线，即服从亨利定律，S=Pi=P表+1

2.水温

压力较低，或压力不变的情况下，水温降低，CO2在水中的溶解度上升。S=HPi（表：温度↓，H↑）

压力较高时，实际溶解度会偏离，因为H也是压力的函数，H=α-βPi

3.气体和液体的接触面积与时间

    气体溶入液体不是瞬间完成的，需要一定的作用时间产生一个动态平衡的环境，可以增加缓冲罐数量增加气液接触时间，可以把溶液喷雾成液滴状或薄膜状。

4.气液体系中的空气含量

  根据道尔顿定律和亨利定律，各种气体的溶解量不仅决定于各气体在液体中的溶解度，而且决定于该气体在混合气体中的分压。

碳酸化过程中的注意事项

①.保持合理的碳酸化水平

碳酸化程度过高，会产生不正常的气体逸出，这从质量控制和CO2消耗方面来说是极不合理的。

某些产品由于过度碳酸化失去香味的魅力。

②将空气混入控制在最低限度

定期向混合机灌注液体（水或消毒剂），然后用CO2排出，以排除混合机内积存的空气；

过夜时，碳酸化罐应经常保持一定的压力，以防空气进入。

③保证水或产品中无杂质

  常见的杂质：空气、 CO2中的油或其它杂质、瓶中的碱、小片碎标签、水中的杂质、糖浆中未被溶解的杂质等

④保持灌装机一定的过压程度：从混合机流向灌装机时压力降低，温度也可能升高，饱和溶液立即变成过饱和溶液，饮料中的CO2会迅速涌出。因此灌装机需要一个过压力。即保持一个高于在灌装机内饱和溶液所需的压力。

一般灌装机压力和容器平均压力差为98kPa。 

目前生产中通常使混合机压力高于灌装机压力19.6kPa，罐装机压力又比最终产品含气量的压力高98kPa。

为了解决混合机和灌装机之间的压力差，可将混合机安装在高位/使用过压泵。

产品质量的影响

（1）CO₂压力对于饮料的味道影响很大：

  ①CO₂过高，使饮料的甜酸味减弱；过少碳酸气给人的刺激太轻微，失去碳酸饮料应有的剎口感。

  ②对于风味复杂的碳酸饮料，CO2过高反而冲淡饮料应有的独特风味，对于含挥发性成分低的柑桔型碳酸饮料尤其如此。

   ③有些碳酸饮料由于所用香精含易挥发的萜类物质，CO2过高会破坏原有的果香味而变苦。

   ④一般果汁型汽水含2～3倍容积的CO2，可乐型汽水和勾兑苏打水含3～4倍容积的CO2。

碳酸饮料常见质量问题及处理方法

①杂质

灰尘、刷毛、大片商标纸、蚊虫、苍蝇及其他昆虫

原因：瓶子、瓶盖未洗干净；水、糖及其他辅料含有杂质；机件碎屑或管道沉淀物等

解决办法：加强洗瓶工序的管理；原辅料过滤；控制易损件的磨损，管道定期清洗

②浑浊与沉淀

表现：出现白色絮状物，饮料混浊不透明，瓶底生成白色或其他沉淀物

原因：物理作用、化学反应、微生物

1）物理变化引起的

现象：1周内出现混浊、不透明、瓶底有一层云雾水，或微小颗粒沉积瓶底

原因：水过滤不彻底，矿物杂质清除不干净；瓶子未洗涤干净，附着于瓶壁的杂质被水浸泡后形成；水质不适也会出现混浊或不透明。

解决办法：严格洗瓶、验瓶及水处理

2）化学变化引起的混浊沉淀

原因：原辅料之间相互作用、空气中、水源中氧气或其他物质发生反应

如：白砂糖中胶体物质在一定时间内凝聚形成沉淀；水质硬度过高，钙镁离子与柠檬酸反应，生成不溶性沉淀；配料工序不当，苯甲酸钠、香精量过大、乳化香精过期、色素用量过大等

解决办法：优质砂糖；生产用水硬度合适；优质香精色素、严格使用量；严格执行配料程序

3）微生物引起的

原因：封盖不严 ；设备未洗干净；糖浆未及时冷却装瓶感染杂菌

如：微生物与糖作用，使糖变质，与柠檬酸作用会形成丝状或白色云状沉淀

解决办法：保证足够的CO2 ，各个工序进行严格卫生管理，容器、设备、管道、阀门定期进行消毒杀菌

4）气不足或爆瓶

气不足解决办法：降低水温；排净水中和CO2容器中的空气；提高CO2的纯度；选用优良的混合设备；保持CO2供气过程中的压力稳定平衡；进入混合机中的水和CO2的比例适当；根据封盖前汽水温度和含气量要求，调整混合机的混合压力，保证含气量；经常检查管路、阀门保证密封性。