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焦糖色素的生产工艺、 性质及用途 李 祥 (西北轻工业学院应化所 咸阳 712081) 【摘要】 本文对焦糖色素的生产工艺进行了详细论述,指出焦糖色素的生产工艺对产品的性质有 一定的影响,其性质决定用途。 关键词:焦糖色素 生产工艺 性质 用途 0 前 言 焦糖色素又称酱色,为一种浓红褐色的 胶体物质。因色调不受介质酸碱度的影响, 而且着色均匀,有耐光耐热等优点,因此,是 目前食用色素中用量最大、 使用范围最广、 以 其作为食品着色剂的国家最多的一种色素。 据报导,美国每年的使用量在7万吨以上,且 有上升的趋势。焦糖色素能增加食品的感官 性质,提高食品的商品价值,因此,焦糖色素 在工业中的应用将越来越广泛。 1974年,FAO/ MHO食品添加剂委员会 第18次会议认为焦糖色素作为一种食品添 加剂是安全的。1986年卫生部(86)卫防字 66号文件明确指出:“焦糖色素使用范围为 罐头、 饮料 ,其最大使用量为正常生产” 。 因此,焦糖色素的生产不仅合法而且必要。 焦糖色素生产工艺按其生产方法可以分 为二大类,一类是在糖质原料中加入一定量 的含氨基化合物(如氨、 铵盐、 氨基酸等 ) , 在 125140 下使之进行美拉德反应而成。此 法源于法国,本世纪三十年代传入我国。另 一类是将糖质原料在180200的高温下 使之焦化而成,此反应称为焦糖化反应,前者 又称铵盐法,后者称非氨法,分述如下: 1 焦糖色素的生产工艺 焦糖色素生产工艺 铵盐法 常压法 常压 加压法 加压法 理一周 图1 焦糖色素的生产工艺 1. 1 常压法 1. 1. 1 以淀粉为原料 以淀粉为原料制造焦糖色素时,必须先将 淀粉转化为含C O 、CH O 较多的化合物 如葡萄糖单体,然后将其转化为焦糖色素。 其 转化方法有酶法、 酸 酶法、 酸法。 其中酶法又 分为一段液化法、 三段液化法、 五段液化法及 喷射法。 一段液化法是将淀粉质原料(如玉米、 木薯、 甘薯等)粉碎,加水调成30 %40 %的 淀粉乳,并调节pH为612614 ,加入淀粉量 012 %的氯化钙、 淀粉酶,在8590 下保 温3060分钟,然后升温至沸灭酶处理。 一段 液化法,工艺简单,但效果差。 三段液化法即酶 热 酶,在调整好pH和加入CaCl2的淀粉 乳中加入总酶量1/ 3的 淀粉酶,于85 90 下液化1530分钟,此时淀粉乳的粘度 下降,接着升温至沸,保持35分钟,快速地 冷却至85,再加入总酶量2/ 3的 淀粉 酶,于85 液化12hr ,便可达到液化要求。 五段液化法,即酶 热 酶 热 酶。 第一次 加酶1/ 5 ,第二、 三次加酶各2/ 5。 效果很好,但 操作繁锁。 目前国内最先进的液化法为喷射 法,它是利用喷射泵的原理,使淀粉与蒸汽直 接接触,达到糊化与液化的目的。 由于蒸汽与 淀粉乳接触充分,淀粉乳受热均匀而且快,故 液化效果好,蛋白质变性完全。 而且设备占地 面积小、 安装方便、 可连续操作,值得推广。 将液化好的淀粉乳送入糖化罐中,降温 到60,调节pH510514 ,加入一定量的糖 No. 12 Dec. 1997 第12期 1997年12月 中 国 调 味 品 CHINESECONDIMENT 化酶,保温34hr ,糖化终点以无水酒精检 验无糊精存在为准。 酸法糖化是指在淀粉乳中加入一定量的 酸(一般为盐酸 ) , 在105 水解一定的时间, 酸的加量因淀粉质原料的种类而异。酸法直 接完成了液化与糖化工艺,所需设备少。糖 化完毕用碱中和。 酸 酶法,是指用酸将淀粉乳液化,然后 再用酶糖化。 三种糖化方法各有利弊,工业上都有应 用。酶法条件温和,时间长;酸法作用剧烈, 时间短,但对设备要求高。 无论采用何种方法,都要在糖化完成后 进行过滤,将滤液进行浓缩至一定浓度,在一 定温度下加入一定量的催化剂反应,即得焦 糖色素。 1. 1. 2 以糖蜜为原料 糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂中的副产品。一 般含总糖约5 % ,胶体约1 % ,灰分约1 % ,糖 蜜中的胶体和灰分对焦糖是不利的。糖蜜中 的胶体带负电荷,其等电点是偏酸性的,加酸 调pH ,所用的酸以硫酸为宜,因为硫酸与糖 蜜中的钙离子形成硫酸钙使其淀沉除去。将 沉淀后的清液再用阳离子交换树脂处理则清 除灰分的效果更佳。 将清液加热,待气温升至120时加入 铵盐,以后操作如淀粉糖化液的处理。 1. 1. 3 以庶糖为原料。 将白砂糖置于开口的容器中,加入糖重 量5 %的水,加热,并加入一定量的催化剂 (铵盐 ) , 保持一定的时间即可。 同一方法,原料不同,工艺亦有影响。常 压法国内使用的厂家较多。 1. 2 常压 加压法 常压 加压法是指在常压下将淀粉质 原料糖化,在高压下焦糖化,这种方法在工业 上亦有应用。 1. 3 加压法 该方法与传统工艺比较,大大地缩短了 生产周期,克服了传统方法的种种缺限,产品 的色率可达到48000个BEC单位。其方法 为,给淀粉质原料乳中加入一定量的盐酸,在 一定的压力下水解,水解完成后迅速降温,加 碱中和,过滤,浓缩滤液至一定浓度,然后加 入高压反应釜中,通入一定量的液氨,在一定 的压力下反应一定的时间,即得色率48000 个BEC单位的焦糖色素。 同一工艺条件下对不同原料进行水解, 其水解液的糖度差别较大,见表1。 表1 不同原料水解时水解液的糖度变化 原料木薯粉红薯粉玉米粉 水解液糖度232012 将玉米粉在一定的压力下酸解、 中和、 过 滤,将滤液浓缩至一定的浓度,然后加入等量 的氨类物质,在同一条件下反应,其焦糖的质 量见表2。 表2 氨类物质与焦糖质量 氨水 (液氨) 尿素碳酸铵氯化铵亚硫酸铵 色率4216513 2013616 2263116 168421110000 溶解性好好好差一般 由表2可见:铵盐的种类不同,产品的性 质有较大的差别,加氯化铵的产品溶解性差, 这是因为氯化铵是一种强酸弱碱盐,在水溶 液中 呈 酸 性,在 反 应 时 又 消 耗 了 部 分 - (NH4) + ,使其酸度下降,当成品的pH低 于215时,其稳定性降低,就会出现溶解度下 降的现象。这也许是许多工厂出现 “坏色” 的 原因吧。 以上三种方法各有利弊,常压法对设备 没有过多的要求,但操作时间较长,操作工艺 复杂;高压法对设备要求严格,操作时间短, 工艺简单,便于掌握,产品的色率高;常压 高压法介于两者之间。 1. 4 挤压法 糖质原料(如蔗糖)在180200 的温度 下反应生成焦糖,但在此温度下,蔗糖易结焦, 3第12期 专论与综述 焦糖色素的生产工艺、 性质及用途 且难以控制。 近年来,为了解决此难题,国外使 用挤压膨化设备。 挤压机具螺旋杆,运行速度 为20转/分,机内温度190200,螺旋模内 压力3kg/ cm2。 资料报导国外生产焦糖多用蔗 糖、 葡萄糖,但也有使用糊精生产的。 以糊精为 原料生产焦糖时,加工前先将糊精用水混合至 含水量为25 %,以1 %硫酸调pH值至3 ,然后 用挤压机加工,使在高温高压下喷出完成焦 化。 此工艺制得的成品含水量314 %,pH31 , 碳水化合物7115 %,色度01866。 目前这种机 器国内能够生产,应加强这方面的科研工作。 2 焦糖色素的性质及用途 焦糖色素的生产工艺决定其性质,性质 又决定其用途,相反,我们可以根据用途,确 定其性质,进而确定其生产工艺。 焦糖色素的性质包括粘度、pH值、 味道、 气味等。 工厂都着力于降低焦糖的粘度,从而扩 大其使用范围。有些焦糖色素其固形物含量 及比重和其它焦糖一样,但粘度低,流动性 大,稳定性好,着色均匀,而被用于焙烤业中。 焙烤所用的焦糖主要要求其流动性良好,易 与面粉混和均匀,并不要求色率过高,所以在 加工时,一定要根据其用途决定生产工艺。 资料报道,焦糖随加热时间的延长,色率加 大,但高温易使大分子物质聚合,粘度增大, 流动性变小。 另一个重要性质即pH值。焦糖的pH 值因种类不同而异。如果焦糖的pH 510 , 则容易污染微生物,如果pH值 215 ,则在 短时间就会树脂化,pH越低,这种变化越快。 耐酸焦糖,其pH应为218313 ,平均为 219310 ,这种焦糖多用于饮料工业。等点 电在415510的焦糖加入啤酒及酱油中,由 于不改变介质的pH ,且与溶液的带电性相一 致,所以溶解度增大。焦糖的pH一般是由 加工的原料工艺决定的,可以根据不同需要 加以调节。 焦糖的味道和气味也是质量因素之一。 如果蔗糖在不适应地容器中生产或贮置,则 由于有过多的铁离子或其它金属离子而带金 属味,如果使用不锈钢设备则完全可以避免 这种可能性。 特种类型的焦糖由于酸度高而酸味重, 但这是可以改善的。 综上所述:焦糖的生产工艺制约其性质, 性质又制约其用途。反过来,用途决定性质, 性质又决定生产工艺,它们之间相辅相成,有 一种必然的联系。为了满足不同消费需要, 开拓产品市场,必须下功夫研究生产工艺。 参考文献略。 收稿日期1997. 11 (上接第14页)淡、 辛辣适口,舌觉细腻化渣, 无其它异味。 5. 2 理化指标 水分 40 %45 % 食盐 12 %13 % 氨基酸态氮 014 % 葡萄糖 511 %513 % 总酸 01495 % 5. 3 微生物指标 大肠杆菌群

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