甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的方法

摘要

本发明为甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的方法，该方法包括a糖蜜预处理：将甘蔗糖蜜进行预处理除胶，中和PH值后过滤糖蜜溶液；b浓缩：将经过糖蜜预处理后的糖蜜浓缩，浓缩至质量百分含量为总糖蜜的60%-80%；c配料：加入固体催化剂焦亚硫酸钠和碳酸氢铵；e美拉德反应：升温并控制温度进美拉德反应；f冷却：把焦糖色进行；g调配、计量罐装、成品。本工艺克服了诸多技术瓶颈，实现了以甘蔗糖蜜替代白砂糖或葡萄糖为原料进行高色率双倍焦糖色的生产，大幅度降低了原料成本，使糖蜜变废为宝；可产出双倍焦糖色的色率可以达到12万EBC，以焦亚硫酸钠等固体催化剂代替了传统液氨和液体二氧化硫等液体催化剂。

说明书

技术领域

本发明涉及食品生产中焦糖色的生产方法，具体为甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的方法。

背景技术

焦糖色俗称酱色，是以糖类物质通过焦糖化或美拉德反应得到的一种天然食用色素，应用领域广泛。目前，焦糖色行业主要是采用白砂糖或葡萄糖为原料，通过美拉德反应生产焦糖色。按成品色率不同，焦糖色可分为单倍焦糖色、双倍焦糖色两大类。双倍焦糖色目前主要应用于可乐、茶饮料、糖果生产等，由于其色率高，用量省，在单位产品添加量、提高产品品质上与单倍焦糖色相比具有明显优势。但双倍焦糖色的工艺较单倍焦糖色复杂、生产成本更高等问题都限制了双倍焦糖色的推广与应用。目前食糖批发价较去年同期上涨达70%，国内食糖供应短缺，价格持续飞涨，对焦糖色产业造成了巨大冲击，双倍焦糖色的生产成本也随着食糖价格的上涨不断飙升，在影响双倍焦糖色推广、应用的同时严重制约了着色剂行业的发展，急需廉价的替代原料降低双倍焦糖色的生产成本。

糖蜜是制糖工业的副产物，其总糖含量可达45%-50%，同时亦含有大量的胶体物质。由于其价格低廉，在化工、轻工、食品、医药和建材行业中有很大的开发价值。目前，国内外对糖蜜的利用主要分两类：一是直接利用，也就是糖蜜经过简单处理或不处理，直接作为原料或辅料加以利用，例如作饲料添加剂或混凝土外加剂。此途径虽然工艺简单，但糖蜜的价值难以被完全发掘。二是深度利用，即从中提取有效成分，或作为发酵原料生产高附加值的发酵制品和生物制品，如焦糖色、酒精、乳酸等。目前国内糖蜜主要用于生产酒精，但其生产过程中排放出的废水和废渣不易处理，成品酒精不适于远距离运输销售等问题，严重限制了糖蜜在酒精厂的消化量。

利用糖蜜生产焦糖色的研究在国内也有报道，其工艺主要有以下缺点：以调酸、超滤等技术进行甘蔗糖蜜预处理，首先操作复杂、成本较高，生产过程中不安全因素增加；其次，胶体处理不彻底，杂质残留影响产品品质和安全性，产品色率难以提高，多数甘蔗糖蜜生产焦糖色报道的产品色率都在2万到3万EBC，最高仅有6万EBC，无法满足用户要求，超过；另外，反应要求高温高压，单位能耗大，工艺复杂，步骤繁琐，难以投入工业生产。综上所述，为使焦糖色行业健康、持续发展，急需新工艺解决上述困难，降低双倍焦糖色的生产成本，提高以甘蔗糖蜜为原料生产的焦糖色的品质。

甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的难点主要有二个：一是甘蔗糖蜜中仅含有45%-50%的总糖，其中葡萄糖和果糖约占总糖的50%，蔗糖约占总糖的50%，而且蔗糖不能直接进行美拉德反应，必须把蔗糖转变成具有还原性的单糖（果糖和葡萄糖）才能进行美拉德反应，所以总糖低而且还包含半数不能直接参与反应的蔗糖是做高色率焦糖色的难点之一。二是甘蔗糖蜜中含有大量的胶体物质，在升温加热的过程中胶体会很快变性形成不溶于水的颗粒，使溶液浑浊，形成假色价，失去了焦糖色应有的功能。

焦糖色素作为一种着色剂，色率是一个重要指标，其规定是0.1％焦糖溶液(W/V)采用精密分光度计在610nm的波长下，通过1cm的比色皿测定其光密度，再通过公式换算得出色率，单位为EBC。光密度越大，表示着色力越强，我们通常将色率超过2EBC称为高色率，单倍焦糖色指的是焦糖色素为1万——2万EBC，超过6万EBC以上成为双倍焦糖色。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供可以价格低廉的甘蔗糖蜜替代白砂糖或葡萄糖为原料进行高色率双倍焦糖色的生产，降低了原料成本、且使用安全，计量容易、准确，生产更易控制的甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的方法。

本发明的具体技术方案如下：

甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色的方法，包括以下步骤：

a 、糖蜜预处理：将甘蔗糖蜜进行预处理除胶，中和PH值后过滤糖蜜溶液； 

b、浓缩：将经过糖蜜预处理后的糖蜜浓缩，浓缩采用的装置为三效浓缩装置，浓缩至质量百分含量为总糖蜜的60%-80%；

c、配料：加入固体催化剂焦亚硫酸钠和碳酸氢铵，加入的两种催化剂的比例为1:25，采用固体催化剂替代了传统液体催化剂，使生产更安全、计量更准确、产品质量更稳定；

d、调PH，加入磷酸调节Ph值为5.5；

e、美拉德反应：升温并控制温度在120℃时进行美拉德反应，升温反应至要求的色率后终止反应；

f、冷却：在反应釜盘管中通入冷却水，把焦糖色冷却至60-70℃；

g、调配，根据客户需求，把波美等指标调配至合格范围，计量罐装、成品。

步骤（a）中除胶的步骤包括：先进行水解，用水调节糖蜜干基的质量百分含量至40%--45%，加酸调节PH值为3-2.7，然后升温至沸腾状，这里的沸腾温度为98℃，维持30分钟，再冷却至50℃；然后进行中和，加碱调节PH值至4.0--4.5；最后过滤：加入助滤剂，通过压滤机过滤，得到澄清的糖蜜液体，澄清的糖蜜液体在3500R/M离心作用下离心20分钟，使离心沉淀物含量小于0.1%。

步骤（a）中除胶中加酸调节PH值，所加的酸为磷酸，其浓度为85%；

加碱调节PH值，采用的碱为氢氧化钠，氢氧化钠的浓度为98%。

步骤（c）中准确计量甘蔗糖蜜的总固形物，并根据固形物总量按比例加入催化剂，加入的固体催化剂焦亚硫酸钠，以质量百分含量计，按糖蜜干基的0.2%-0.5%加入，碳酸氢铵的加入量为0.5-1.2%。

除胶步骤中采用的助滤剂为珍珠岩，糖蜜中的胶体物质在酸性条件下升温至沸，胶体被破坏，变性后的胶体在PH值为4.0--4.5产生絮凝，然后被珍珠岩形成的滤饼层拦截过滤掉，得到澄清的糖蜜液体，除胶步骤可将糖蜜中的胶体物质去除干净，防止了甘蔗糖蜜在反应中结焦和树脂化，增加了糖蜜中还原糖的含量。

所述的除胶步骤中采用的助滤剂为珍珠岩，糖蜜中的胶体物质在酸性条件下升温至沸，胶体被破坏，变性后的胶体在PH值为4.0--4.5产生絮凝，然后被珍珠岩形成的滤饼层拦截过滤掉，得到澄清的糖蜜液体。

本发明中使用甘蔗糖蜜为原料，采用独特的预处理除胶技术，通过催化剂配方的优化，降低色率形成所必需的反应温度和压力，使美拉德反应能在比较温和的条件下进行，在降低单位能耗的同时避免焦糖色假色价的形成，使反应朝更高色率的方向发展，最终得到目前市场上的最高色率——12万EBC的双倍焦糖色。

以价格低廉的甘蔗糖蜜取代了昂贵的葡萄糖和白砂糖，主原料成本大幅度降低。以生产每吨双倍焦糖色需要600公斤糖计算，白砂糖的主原料成本为4200元，葡萄糖的主原料成本为2100元，糖蜜的主原料成本仅为720元。如果每年生产2万吨双倍焦糖色，用糖蜜原料要比用白砂糖原料节约6960万元，比用葡萄糖为原料节约2760万元。

本发明的积极效果体现在：

（一）、克服了诸多技术瓶颈，实现了以甘蔗糖蜜替代白砂糖或葡萄糖为原料进行高色率双倍焦糖色的生产，大幅度降低了原料成本，规避了食糖价格上涨对焦糖色原料成本的牵制，为甘蔗糖蜜充分实现其价值找了一条更好的出路，使糖蜜变废为宝；

（二）、新工艺生产出的成品双倍焦糖色的色率可以达到12万EBC，是一般厂家用白砂糖或葡萄糖生产的双倍焦糖色色率的2倍，且品质优良，各项指标符合国家要求，具备强大的市场竞争力；

（三）、以焦亚硫酸钠等固体催化剂代替了传统液氨和液体二氧化硫等液体催化剂，计量简便、准确，使生产更安全、更易控制，成品品质稳定。

（四）、新工艺需要的温度和压力相对目前其他厂家普遍采用的工艺要低许多，这样一方面降低了对设备的要求，同时对蒸汽温度、压力的需求也降低，符合国家节能减排、降低能耗的方针政策。

 

附图说明

图1为本发明中的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

 用水调节甘蔗糖蜜50kg，水的质量百分比占溶液总量的78%，甘蔗糖蜜干基至40%，然后加入浓度为85%磷酸，调节pH到2.7，升温至98℃，维持30分钟，冷却至50℃，采用浓度98%氢氧化钠进行调节pH值，调节pH值到4.0。

以珍珠岩为助滤剂，通过压滤机过滤，得到澄清的糖蜜液体，此时糖蜜干基的质量百分含量为45%，共78kg，过滤后的清液在3500R/M离心作用下离心20分钟，离心沉淀物含量小于0.1%；将预处理后的糖蜜通过三效浓缩至以干基的质量百分比计算为75%，46.8kg；准确计量糖蜜的总固形物中干基含量为35.1kg，并根据固形物总量按比例加入催化剂。加入I号催化剂焦亚硫酸钠3.86 kg，II号催化剂碳酸氢铵的用量6.318kg；升温进行美拉德反应至要求的色率后终止反应，反应温度为120℃，在反应釜盘管中通入冷却水，把焦糖色冷却至60℃；根据客户需求进行调配，把波美等指标调配至合格范围。按照30公斤/桶定量灌装。品管部按照GB8817-2001及内控标准检验合格之后即为成品，入库保管。检验项目列表为：

                                                 

注：带*项目的指标是吸光度为0.10个吸收单位时的指标值（当色度不等于0.10时，须将各有关指标测定结果进行折算后，再与本表比较、判定）。

   实施例2：

用水调节甘蔗糖蜜50kg，水的质量百分比占溶液总量的78%，甘蔗糖蜜干基至40%，然后加入浓度为85%磷酸，调节pH值为3，升温至98℃，维持30分钟，冷却至50℃，采用浓度98%氢氧化钠进行调节pH值，调节pH值到4.5。

以珍珠岩为助滤剂，通过压滤机过滤，得到澄清的糖蜜液体，此时糖蜜干基的质量百分含量为45%，共78kg，过滤后的清液在3500R/M离心作用下离心20分钟，离心沉淀物含量小于0.1%；将预处理后的糖蜜通过三效浓缩至以干基的质量百分比计算为75%，46.8kg；准确计量糖蜜的总固形物中干基含量为35.1kg，并根据固形物总量按比例加入催化剂。加入I号催化剂焦亚硫酸钠3.86 kg，II号催化剂碳酸氢铵的用量6.318kg；升温进行美拉德反应至要求的色率后终止反应，反应温度为120℃，在反应釜盘管中通入冷却水，把焦糖色冷却至70℃；根据客户需求进行调配，把波美等指标调配至合格范围。按照30公斤/桶定量灌装。品管部按照GB8817-2001及内控标准检验合格之后即为成品，入库保管，该工艺不仅能够实现胶体杂质去除率达98%以上，同时还可将糖蜜中的蔗糖转化为果糖和葡萄糖，提高还原糖含量达173%左右，实现有机大分子的降解与转化，降低糖蜜的粘度，提高反应的效率。

如果以每年生产2万吨双倍焦糖色，每吨需要600公斤糖计算，白砂糖的主原料成本为4200元，葡萄糖的主原料成本为2100元，糖蜜的主原料成本仅为720元。用糖蜜替代白砂糖可节省6960万元，用糖蜜替代葡萄糖可节省2760万元，可节约60万元的蒸汽费用。

由于此工艺需要的温度和压力相对传统工艺要低许多，一方面降低了对生产设备的要求，另一方面降低了对蒸汽温度和压力的需求，其能耗显著低于传统工艺。可见，甘蔗糖蜜生产高色率双倍焦糖色新工艺在生产成本控制和成品品质方面显著优于传统工艺。