從原料甘蔗糖蜜出發(fā),經(jīng)焦糖化反應(yīng),得到雙倍焦糖色素,樣品帶負電荷,其著色率、耐酸性等各項指標均符合國家標準。本文討論了反應(yīng)所加催化劑量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等主要工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
關(guān)鍵詞:糖蜜;雙倍焦糖;耐酸性
1 前言
焦糖色, 俗稱醬色, 是人類使用歷史最悠久的食用著色劑之一。焦糖色分為單倍、雙倍等主要的兩大類, 用于釀造業(yè)和軟飲料工業(yè)。雙倍焦糖的生產(chǎn)主要以淀粉糖、蔗糖等為原料, 以糖蜜為原料生產(chǎn)焦糖色的文獻很多 , 但是基本上都是生產(chǎn)單倍焦糖色, 以糖蜜為原料生產(chǎn)雙倍焦糖的基本未見報導(dǎo), 主要原因是糖蜜含糖量較低, 而雙倍焦糖色的反應(yīng)程度比較高, 當(dāng)反應(yīng)到較高色率時, 就會發(fā)生結(jié)焦、樹脂化等現(xiàn)象。目前國內(nèi)糖價飛漲,而焦糖色的價格穩(wěn)中有降, 因此尋找一種廉價的糖原料來生產(chǎn)雙倍焦糖色變得非常有現(xiàn)實意義。本研究主要就以糖蜜為糖源生產(chǎn)雙倍焦糖色的工藝以及影響因素進行了探討。
2 實驗方法
2.1 藥品及儀器
甘蔗糖蜜, 絮凝劑( 廣州精細化學(xué)工業(yè)公司) , 復(fù)合催化劑S- 1 型( 自制) 。868 型酸度計( 美國ORION( 奧立龍) 公司) , T U 1901 型紫外可見分光光度計( 北京普析通用儀器責(zé)任有限公司) , LVT 型盤式粘度計( 美國BROOKFIELD) 。
2.2 檢驗方法
焦糖色的質(zhì)量指標按GB8817- 2001 進行分析。
PH 值, 取適量焦糖色, 用868 型酸度計直接測定。
耐酸性試驗按文獻2 進行分析。
焦糖的電荷試驗按文獻3 進行分析。
焦糖色的膠體特性: 將13mL1% ( w/ v)單寧酸溶液和12mL1%( w/ v) 焦糖液混合放置24h 后, 沒有沉淀者其膠體特性較佳。
色率: 目前GB8817- 2001 里沒有色率一項檢測指標, 但在實際生產(chǎn)中, 大多數(shù)情況下還是按色率來使用, 因此色率按GB8817- 88( 已廢) 里面的色率檢測方法。
2.3 糖蜜原料處理
甘蔗廢糖蜜是制糖工業(yè)中的一種副產(chǎn)物, 含有大量的蔗糖, 總糖、還原糖約40%~60%, 價格低廉, 是制備雙倍焦糖色的優(yōu)質(zhì)原料。同時糖蜜亦含有大量的有機或無機膠體物質(zhì)等, 需要對糖蜜進行處理后才能將其作為焦糖生產(chǎn)原料使用。本研究主要采用了以下方法來進行處理:將糖蜜稀釋至32~ 35°Be', 然后加熱至一定溫度, 并在此溫度保持一定時間, 然后加入絮凝劑, 攪拌使絮凝劑均勻分布后, 進入沉降器沉降或通過離心分離機進行固液分離。當(dāng)上層糖液里的不溶物小于一定數(shù)值后, 即可取糖液來進行生產(chǎn)反應(yīng)。
2. 4 焦糖化反應(yīng)
取上述經(jīng)預(yù)處理的糖液500mL, 轉(zhuǎn)入到帶有攪拌器的微型高壓反應(yīng)釜中, 升溫至60~ 80 ℃ 左右, 加入糖液重量5. 03% 催化劑,然后升溫至130~ 132 ℃ , 進行第一步焦糖化反應(yīng), 反應(yīng)約90min 后, 取樣檢測色率, 當(dāng)色率大于2. 8 萬EBC 單位時, 即可冷卻, 停止反應(yīng)。當(dāng)溫度降至60 ~ 80 ℃ 左右時, 加入11. 36%催化劑, 升溫至138~ 140 ℃ , 反應(yīng)約220~ 240min 后, 取樣檢測, 當(dāng)色素大于6. 4萬EBC 單位時, 可停止反應(yīng), 即得成品。若此時產(chǎn)品的粘度較大及PH 較低, 則可加入適量的水或堿液進行調(diào)整。
2.5 綜合指標
2.5.1 產(chǎn)品的理化指標
本產(chǎn)品外觀呈黑褐色粘稠狀液體; 有焦糖色特有的焦香味, 無SO2 氣體等異味;經(jīng)水釋釋后, 澄清透明, 無混濁及沉淀。所得的焦糖色產(chǎn)品經(jīng)理化檢驗, 檢驗結(jié)果見表1。
2.5.2 著色試驗結(jié)果
豆腐干著色: 取500mL5%焦糖色溶液, 加熱至沸, 放入5 片0. 4× 3× 8cm 的豆腐干, 從再次煮沸時計時, 每隔2 分鐘取出一片經(jīng)著色的豆腐片, 放涼, 觀察其顏色變化; 同時取市售雙倍產(chǎn)品作比較。發(fā)現(xiàn)著色均勻, 按著色時間的,顏色由淺變深, 豆腐干于空氣中放置24h 后顏色基本不變。相同著色時間的著色效果及著色穩(wěn)定性與市售雙倍焦糖無明顯差別。由以上檢驗數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果來看, 本研究所得焦糖色, 符合國家標準的要求, 著色效果好, 能用于食品著色。
3 焦糖化反應(yīng)的影響因素
3.1 催化劑的影響
焦糖化反應(yīng)的催化劑主要有亞硫酸鹽類、銨鹽、硫酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等, 這些催化劑各有優(yōu)缺點, 如大量使用銨鹽催化來提高色系, 最終產(chǎn)品中的氨氮、重金屬、4- 甲基咪唑等指標嚴重超過國家標準,同時, 會產(chǎn)生如紅色指數(shù)低、產(chǎn)品氣味差、著色效果差、耐酸性、耐鹽性差等結(jié)果。本研究采用的催化劑是一種混合催化劑S- 1 型, 由多種銨鹽及亞硫酸鹽混合而得, 這樣可以取其所長而避其短, 使產(chǎn)品的各項指標都較好。我們按上述實驗方法的第一步焦糖化反應(yīng)對各種不同催化劑進行了篩選, 各種不同催化劑對焦糖化反應(yīng)的影響見表2。
催化劑可以加速反應(yīng), 提高產(chǎn)品色率, 由于我們常有的催化劑主要為亞硫酸鹽類及銨鹽類物質(zhì), 使用量過大, 會使得成品的SO2 、氨氮、4- 甲基咪唑等超出國家標準。因此在符合上述標準的前提下, 盡可能加大催化劑的用量, 以得到較高的色率。
3.2 反應(yīng)溫度影響
加催化劑時的溫度影響。催化劑為鹽類, 低溫時不易快速溶解, 加入催化劑后, 容易遇水結(jié)塊, 沉至反應(yīng)器底部, 不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此, 本研究采用60~ 80℃ 來反應(yīng), 此時溫度不太高, 加入催化劑, 溶化后即可密閉反應(yīng)器, 升溫進行反應(yīng)。
溫度對焦糖色的色率及紅色指數(shù)影響較大。由于雙倍焦糖一般用于著色, 可以不考慮其紅色指數(shù)。升高溫度, 反應(yīng)速度加快, 同時焦糖色的色率亦會提高。不同溫度下進行反應(yīng)( 此處主要考察第二步焦糖化反應(yīng)) 對實驗結(jié)果的影響見表3。
通過實驗, 發(fā)現(xiàn)在高溫下反應(yīng), 雖然反應(yīng)速度較快, 但是產(chǎn)品的膠體特性差, 易樹脂化, 耐酸性亦比低溫反應(yīng)較差, 估計是產(chǎn)生了更高分子的聚合膠體, 使得焦糖色的整體性能變差。同時低溫時, 因反應(yīng)速度慢, 反應(yīng)時間長, 進行耐酸試驗時發(fā)現(xiàn)沉淀多。通過實驗, 發(fā)現(xiàn)第一步反應(yīng)時采用130℃ 左右, 第二步反應(yīng)采用138e℃左右, 產(chǎn)品的各項性能指標較好。
3.3 反應(yīng)時間的影響
從表3 中亦可看出反應(yīng)時間對焦糖色的影響。反應(yīng)時間跟反應(yīng)溫度是相互作用一起對該樣品質(zhì)量起影響的。跟反應(yīng)溫度的影響相似。加熱反應(yīng)時間越長, 焦糖色的色率會越高, 但是耐酸性能、膠體特性等會越差。加熱需要一定時間, 本研究所列時間為升溫至指定溫度后的時間, 以產(chǎn)品達到指定色率時作適當(dāng)調(diào)整。
4 結(jié)論
甘蔗糖蜜經(jīng)除雜處理后, 在自制的S- 1 催化劑的作用下, 反應(yīng)可得雙倍焦糖色。雙倍焦糖的耐酸性、膠體特性等受催化劑的用量, 反應(yīng)溫度, 反應(yīng)時間等因素的影響。本工藝生產(chǎn)的樣品呈負電荷, 用于豆腐干著色時, 著色快且穩(wěn)定。(本文搜集整理于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)之處,請聯(lián)系我們刪除。)
*文獻1 傅其軍 利用糖蜜生產(chǎn)教堂色素的實際
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*文獻3 李國基、耿予歡、于淑娟 利用糖蜜生產(chǎn)焦糖色素的研究