怎样减少和消除白糖中的酸性絮凝物.doc

怎样减少和消除白糖中的酸性絮凝物霍汉镇白糖大量用于制造饮料(饮料工业用糖一般占糖消费总量的1020)。优质饮料要清澈透明，因此对所用的糖在这方面的要求也特别严格。许多饮料是酸性的, pH34, 故要求所用的糖开成的溶液在酸性下静置几天不形成絮状物。白糖要做到这点是不容易的，有些精制糖也可能形成一些酸性絮凝物。因此，这个问题引起了制糖和食品工业的许多专家的重视，并进行过深入的研究。 1、白糖中的酸性絮凝物是什么物质？酸性饮料中的絮凝物，英文简写为ABF(acid beverage floc)。在浓度15、pH34的糖液中，静置110天时缓慢形成，呈棉絮状或线粒状。它具有胶体物质的性质，可以用超离心机或超过滤处理将它们分离出来。美国糖业研究所前所长克拉克（M.A.Clarke）的报告指出了和此有关的几类物质：1、微生物：酵母、霉菌和细菌会使糖液乳浊或形成线形的絮状物。它们在摇动时不会消散，在有杀菌剂(甲醛或苯甲酸)时不会形成。、淀粉：呈混浊状，可溶于酸。、葡聚糖：形成微细的滴状物。将糖干燥后再溶解形成乳浊液。、无机硅化合物：形成乳浊状或悬浮性的沉淀，常称为“水絮凝物”。、甜菜糖中的絮凝物：含有甜菜中存在的皂角甙。、酸性饮料絮凝物：在酸性中形成小球粒或串成线形，将溶液震动时分散，静置时再形成。酵母如Saccharomyces和Torula，在很低的浓度下已使糖液混浊；霉菌如Aspergillus和Penicillium普遍存在于原糖中；细菌如B.subtilis和B.cereus在糖液中迅速繁殖，合成多糖体，主要是Levans(果糖聚合物)，是凝胶状的小球粒。淀粉、葡聚糖及甘蔗中的其它多糖(简写为ISP)，都会使糖液混浊或形成絮状物。糖液中常含有较多的硅化合物(注意防止糖厂用水带入硅)。聚合的硅酸阴离子能和溶液中的其它阳离子结合沉淀，并将其它多糖体和其他大分子包藏在其中。据Ermolaeva的研究，糖的酸性絮凝物中含27.5%多糖、24%蛋白质和35%灰分。Roberts等发现这些絮凝物含多糖、蛋白质、硅化合物以及蔗脂和蔗蜡。多糖中包括淀粉、多糖(成份为阿拉伯糖-半乳糖缩合物并含有葡萄糖醛酸)、以及葡聚糖等。Miki等分析了从澳大利亚、菲律宾、古巴和南非进口的原糖，发现含有较多的淀粉和其它多糖类(主要是半乳糖甘露糖缩合物)，并证实它们是形成白糖絮凝物的主要成份 。Godshall等用凝胶电泳法将糖液中的蛋白质分离出来鉴定。原糖中的蛋白质有两类，一类分子量较大的是糖蛋白(glycoprotein)，精炼时可将它除去，但另一类蛋白质的分子量较小，存在于所有的精糖中。克拉克等将这种蛋白质水解，分析它的氨基酸成份，主要是天冬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等。她认为，这些蛋白质在酸性下带正电，与带负电的多糖类互相吸引而凝聚，并将其它不溶解的悬浮微粒网络起来，组成这种絮状物。还有很多研究都说明，这些絮凝物主要是高分子的有机物，并含有部分硅化合物。Roberts等的研究说明，将糖液在25下通过助滤剂过滤可将这些杂质大部分除去，但在85下的效果较差。他们认为这些物质在低温下是分子量很高的大分子物质，但在高温下则分散溶解成为较小的分子(由于分子热运动和水化的加强)。与此相似，糖液中的蛋白质在低温下过滤可以除去，但在80过滤则无效。他们认为这些蛋白质在低温下与多糖类结合存在，在高温下则分散为单个的较小的分子。我国国内有多个高级饮料的制造厂，它们多数购买国内生产的白糖，使用时要将这些糖经过净化处理，即将糖溶解成5055%浓度，加活性炭和硅藻土(用量对糖的比例各为0.20.3%)进行精细的过滤，以达到完全清亮的要求。为了保证产品质量以及过滤设备和生产线的生产能力，它们选购的白糖，要求不溶物含量比较低，没有（或很少）酸性絮凝物，糖液过滤性良好。通常用碳酸法糖厂生产的白糖，也有用亚硫酸法糖厂制造的质量较高的白糖。2、怎样减少和消除白糖的酸性絮凝物？白糖中酸性絮凝物的多少，与制糖原料的情况及成份、以及制糖工艺方法有关。通常，碳酸法制造的白糖的酸性絮凝物较少，而亚硫酸法白糖较难达到上述要求。这是由于碳酸法经过几次“全汁过滤”，对各种不溶性物质和淀粉、蔗蜡、硅酸盐等杂质的除去比较完全。亚硫酸法没有经过“全汁过滤”，沉淀池放出的清汁的清亮度有时不够好，同时亚硫酸法对胶体物质的除去率较低，这些都影响到白糖的质量。 我们进行了多年的研究，主要目标是大幅度地提高亚硫酸法糖厂的白糖质量，并减少和消除白糖中的酸性絮凝物。现在已经有了基本成熟的方法，包括工艺和设备。目前正在分阶段实施。现在可行的方法主要有两种： 1、混合汁先在低温下进行磷浮处理，可以大量地除去淀粉等多糖类、蔗蜡等类脂物以及某些蛋白质。经过多次分析，低温磷浮法可除去淀粉和蔗蜡8590或以上，蛋白质（主要是会在白糖中形成酸性絮凝物的组份）和可溶性硅化合物4050以上，以及绝大部分的蔗糠等杂质。这样的浮清汁再进行常规的硫熏加灰加热处理，澄清过程就顺利得多，清汁质量也明显提高。如果在硫熏加灰时再加入少量新型的高效脱色澄清剂，得到的清汁质量可以接近碳酸法清汁的水平，主要是色值降低到500IU左右（常规的亚硫酸法清汁色值通常为10001500IU）,纯度比混合汁提高23度，胶体的总除去率达到5060。低温磷浮法已在广西一个大型亚硫酸法糖厂应用了接近3个榨季和经过一系列改进，现在已经能够正常稳定地运行，操作管理也方便容易（每班只需一个工人），很少出现不良状况（如反底），效果相当稳定，原来存在的细菌活动问题和浮渣难处理的问题也已经解决。可以肯定，上述工艺变革的最困难的技术问题已经过关，随后的一步变革在技术上的难度不大，工艺和设备都相当成熟。 2、亚硫酸法糖厂原有的工艺流程不变。将得到的清汁再进一步净化，即加入少量（0.080.1%）的新型高效脱色澄清剂和微量絮凝剂（约2克/吨汁），清汁中的大部分胶体物质和约一半的色素将和脱色澄清剂结合，并完全凝聚成为紧密的、易于沉淀的棕黑色的沉淀物，在实验室内它们在不到半分钟的时间内就沉淀下来。在车间，可以应用新型的平流式快速沉降器（连续式），在1520分钟以内分离得到清亮透明的浅色的清汁和浓稠的泥汁。清汁的色值比原来的亚硫酸法清汁降低4050，纯度比原来的清汁提高约1.5度。这种新型的脱色澄清剂是最近研究成功的新型高分子聚铝化合物，没有毒性（聚铝化合物已普遍应用在自来水的原水处理中），并经过专门机构检验发证。平流式快速沉降器也已经在几个糖厂中应用，最近还再作了进一步的完善。这个项目将在20052006年榨季在糖厂中投入生产应用。 应用这两种方法，生产的白糖质量都能够接近碳酸法的白糖，主要是：色值100IU