CN105925011B

CN105925011B - 一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺

Info

Publication number: CN105925011B
Application number: CN201610334983.1A
Authority: CN
Inventors: 徐义; 刘明宣; 胡述勇; 伍学明; 杨九; 郑小明; 张九龙; 徐家平
Original assignee: QIANHE FLAVOURING FOOD CO Ltd
Current assignee: QIANHE FLAVOURING FOOD CO Ltd
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: CN105925011A

Abstract

本发明公开了一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，以碳水化合物为原料，在加压条件下分批次加入亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱焦糖化反应制备焦糖色。本发明在焦糖行业中率先采用了在加压条件下分次加入催化剂(亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱)，从而减少了催化剂用量，克服了亚硫酸盐过多对褐变的抑制作用，有效控制氧化反应程度，防止产品的过度催化，提高了产品质量。

Description

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺

技术领域

本发明涉及焦糖色生产技术领域，具体涉及一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺。

背景技术

焦糖色俗称焦糖，又称为酱色，在我国有着广泛的使用传统，是用量最大的食用色素之一。按照生产工艺的不同，把焦糖色分为四大类：第一类，普通法焦糖色，即不用氨(铵)类和亚硫酸盐类物质为催化剂，用或不用酸和碱生产得到的焦糖色；第二类，苛性亚硫酸盐法焦糖色，在亚硫酸盐存在条件下，用或不用酸和碱，但不含氨(铵)类物质催化剂生产得到的焦糖色；第三类，氨法焦糖色，以氨(铵)类物质为催化剂，但不能以亚硫酸及盐类物质为催化剂，用或不用酸和碱生产得到的焦糖色；第四类，亚硫酸铵法焦糖色，同时以含氨(铵)类物质和亚硫酸及盐类物质为催化剂，用或不用酸和碱生产得到的焦糖色。

经过实验证明，与其它三类焦糖色相比，苛性亚硫酸盐法焦糖色在酒类食品中有更好的稳定性，更适用于酒类产品的着色和颜色维持。

但是，采用苛性亚硫酸盐法生产焦糖色对生产工艺要求严格，反应条件苛刻，且容易氧化过度导致产品粘度高，流动性差，质量降低，色率不易做高的问题，所以苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺在焦糖色生产领域还是一片空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，解决苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺在焦糖色生产领域一片空白的问题，通过本发明所述工艺制备的焦糖色不仅具有色率高、质量好、着色稳定、耐酒性好的优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，以碳水化合物为原料，在加压条件下分批次加入亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱进行焦糖化反应制备焦糖色。

其中亚硫酸盐为催化剂，酸、碱为辅助催化剂。

本发明所述工艺以亚硫酸盐为催化剂，在没有含氨化合物存在的情况下，辅以酸或者碱，用加压、加热生产方式，最终通过焦糖化褐变反应形成高分子的褐色聚合物，即苛性亚硫酸盐焦糖色。

焦糖化褐变反应又称焦糖化反应，是以连续脱水、聚合作用为主线。加热初期热分解能引起糖异头移位、环的大小改变和糖苷键断裂以及生成新的糖苷键。但热分解由于脱水主要引起左旋葡聚糖的形成或者在糖环中形成共轭双键，共轭双键具有吸收光和产生颜色的特性，同时催化剂可控制发生这类反应的速度。

第一、在酸性条件下加热，醛糖或酮糖进行烯醇化生成1，2-烯醇式已糖，随后经过脱水和分子重排步骤生成3-脱氧葡萄糖醛酮，再经过脱水和环构化生成羟甲基糠醛，糠醛形成后可进一步反应生成黑色素。

第二、在碱条件下加热，醛糖或酮糖发生互变异构作用，形成中间产物1，2-烯醇式已糖，随后在强加热的下可裂解成烯醇丙糖和甘油醛，再形成水合丙酮醛，水合丙酮醛形成后可进一步反应生成黑色素。

焦糖化反应后期主要是聚合反应，其聚合机理类似于丁间醇醛的聚合作用。

2CH₃CHO→CH₃CH(OH)CH₂CHO→CH₃CH＝CHCHO

乙醛丁间醇醛丁烯醛

焦糖化反应的产物能与亚硫酸根离子相互作用发生氧化反应，生成深色高分子化合物，从而提高了产物的着色力，氧化反应的程度与亚硫酸根离子的含量有关，若是亚硫酸根离子的含量较小，则生成深色高分子化合物的量小，进而降低了产物的着色效果；若是亚硫酸根离子的含量较大，则会导致氧化反应过度，则会生成黑褐色树脂状的高分子化合物，导致产品粘度高，流动性差，质量降低；此外，亚硫酸根可以和醛形成加成化合物，但该化合物能抑制形成酮醛类还原性中间产物，所以亚硫酸根可以抑制焦糖褐变。因此，控制焦糖化反应中亚硫酸根的含量是决定生成的焦糖色的关键。

本发明在加压条件下，分批次加入亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱，本发明在反应过程中，加压条件下分次加入催化剂，既可解决因亚硫酸盐一次添加过多对反应的抑制问题，又可有效降低加入亚硫酸盐的用量，从而降低最终产品二氧化硫的残留，提高产品的安全性；同时也不会出现过度催化问题，可有效控制氧化反应程度，防止因过度氧化而导致的产品粘度高、流动性差等问题。此外在加压条件下分次加入催化剂，可以减少催化剂的损失，提高催化剂的使用效率，生产更环保，操作更方便；相较其它的二次或多次催化反应，提高了生产效率，降低了能源消耗。

此外，本发明制备的焦糖色的耐酒性好，在不同酒度的溶液中稳定。

进一步地，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将碳水化合物经计量泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩；

2)、催化剂的制备：分别称取5％～30％的亚硫酸盐、0.3％～30％的酸，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和酸的份数相等，或分别称取5％～30％的亚硫酸盐、0.3％～30％的碱，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和碱的份数相等；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份亚硫酸盐和1等份酸，或1等份亚硫酸盐和1等份碱，在反应罐内升温加压反应，色率每增长3000～7000EBC加入1等份亚硫酸盐和1等份酸，或1等份亚硫酸盐和1等份碱，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率符合要求时终止反应，获得焦糖色；

4)、调配：将经过步骤3)后的焦糖色泵入调配罐，根据产品技术要求进行调配；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

所述原料的干物质的量具体是指原料溶液中可溶性固形物的含量。

其中，1等份亚硫酸盐和1等份酸为1份催化剂；1等份亚硫酸盐和1等份碱为1份催化剂。

所述EBC为焦糖色率单位，其意义在于当610nm处光密度为0.076时，设定为20000EBC单位。

优选地，分别称取10％～25％的亚硫酸盐、1％～25％的酸，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和酸的份数相等，或分别称取10％～25％的亚硫酸盐、1％～20％的碱，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和碱的份数相等；

进一步优选地，分别称取15％～20％的亚硫酸盐、5％～15％的酸，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和酸的份数相等，或分别称取10％～20％的亚硫酸盐、5％～15％的碱，称取量以原料的干物质的量计，并分为3～10等份，亚硫酸盐和碱的份数相等；

进一步地，步骤1)中在反应罐内将原料浓缩至干基为65％～85％。

所述干基具体是指原料溶液中可溶性固形物占物料总重量的质量百分比，即原料溶液中干物质的量所占百分比。

进一步地，所述碳水化合物至少包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖、糖蜜、木糖、蔗糖中的一种。

进一步地，所述亚硫酸盐至少包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠中的一种。

进一步地，所述碱至少包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、柠檬酸钠、乙酸钠、碳酸钠中的一种。

进一步地，所述酸至少包括盐酸、硫酸、乳酸、苹果酸、磷酸、柠檬酸、乙酸中的一种。

进一步地，步骤3)中升温加压反应的温度为110～180℃，压力为0.1～0.8Mpa。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明在焦糖行业中率先采用了在加压条件下分次加入催化剂(亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱)，从而减少了催化剂用量，克服了亚硫酸盐过多对褐变的抑制作用，有效控制氧化反应程度，防止产品的过度催化，提高了产品质量。

2、加压条件下分次加入催化剂，催化剂的使用效率更高，用量更省，产品的催化剂残留更低，安全性更高；生产更环保、操作更方便；生产效率高、能源消耗低。

3、通过本发明所述工艺制备的焦糖色的耐酒性好，在不同酒度的溶液中稳定。

4、本发明填补了国内苛性亚硫酸盐法焦糖色生产技术的空白，为研究苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺提供了新的思路，推动焦糖色行业技术的持续提升和发展。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

生产36Be，10000EBC苛性亚酸盐法焦糖色(EBC为焦糖色的色率单位；Be指焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)。

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将麦芽糖(干物质的量为6000Kg，DE值为42％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为65％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取300kg(麦芽糖干物质的量的5％)低亚硫酸钠、分为3等份，每等份100Kg，备用，称取18kg(麦芽糖干物质的量的0.3％)氢氧化钠，分为3等份，每等份6Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(100Kg)低亚硫酸钠和1等份(6Kg)氢氧化钠，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在110～130℃，加压的范围控制在0.1～0.3Mpa，色率每增长3000EBC加入1等份(100Kg)低亚硫酸钠和1等份(6Kg)氢氧化钠，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.038(折算为EBC单位为0.038÷0.076×20000＝10000EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例1制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表1所示：

表1

将实施例1制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表2所示：

表2

实施例2：

生产36Be，30000EBC苛性亚酸盐法焦糖色(EBC为焦糖色的色率单位；Be指焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)。

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将果葡糖和葡萄糖按1:1的比例(干物质的量为6000Kg，DE值为97％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为85％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取1800kg(原料干物质的量的30％)焦亚硫酸钾和焦亚硫酸钠(其中焦亚硫酸钾900Kg)、分为10等份，每等份180Kg，备用，称取1800kg(原料干物质的量的30％)碳酸氢钠和乙酸钠(其中碳酸氢钠1000Kg)，分为10等份，每等份180Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(180Kg)焦亚硫酸钾和焦亚硫酸钠、1等份(180Kg)碳酸氢钠和乙酸钠，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在165～180℃，加压的范围控制在0.65～0.8Mpa)，色率每增长3000EBC加入1等份(180Kg)焦亚硫酸钾焦亚硫酸钠、1等份(180Kg)碳酸氢钠和乙酸钠，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.120(折算为0.120÷0.076×20000＝31579EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例2制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表3所示：

表3

将实施例2制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表4所示：

表4

	酒精度10°	酒精度50°	酒精度90°
				焦糖色用量	0.6％(m/v)	0.6％(m/v)	0.6％(m/v)
配制毕初始色率(610nm)	0.337	0.319	0.303
				静置30天后色率(610nm)	0.335	0.313	0.301
褪色率	0.59％	1.88％	0.66％

实施例3：

生产36Be，20000EBC苛性亚酸盐法焦糖色(EBC为焦糖色的色率单位；Be指焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)。

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将糖蜜、木糖和蔗糖按1:1:1的比例(干物质的量为6000Kg，DE值为60％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为75％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取900 kg(原料干物质的量的15％))亚硫酸氢钠、分为8等份，每等份112.5Kg，备用，称取900 kg(原料干物质的量的15％)柠檬酸钠、氢氧化钾和碳酸钠(其中柠檬酸钠600kg，氢氧化钾100Kg)，分为8等份，每等份112.5Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(112.5Kg)亚硫酸氢钠和1等份(112.5Kg)柠檬酸钠、氢氧化钾和碳酸钠，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在165～180℃，加压的范围控制在0.65～0.8 Mpa)，色率每增长3000 EBC加入1等份(112.5Kg)亚硫酸氢钠和1等份(112.5Kg)柠檬酸钠、氢氧化钾和碳酸钠，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.082(折算为0.082÷0.076×20000＝21578 EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例3制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表5所示：

表5

将实施例3制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表6所示：

表6

	酒精度10°	酒精度50°	酒精度90°
				焦糖色用量	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)
配制毕初始色率(610nm)	0.333	0.316	0.308
				静置30天后色率(610nm)	0.331	0.314	0.305
褪色率	0.60％	0.63％	0.97％

实施例4：

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将果葡糖(干物质的量为6000Kg，DE值为97％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为75％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取1500kg(原料干物质的量的25％))亚硫酸钠和亚硫酸氢钠(其中亚硫酸氢钠500Kg)、分为5等份，每等份300Kg，备用，称取1500kg(原料干物质的量的25％)柠檬酸、苹果酸和乳酸(其中柠檬酸600kg，苹果酸500kg)，分为5等份，每等份300Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(300Kg)亚硫酸钠和亚硫酸氢钠、1等份(300Kg)柠檬酸、苹果酸和乳酸，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在165～180℃，加压的范围控制在0.65～0.8Mpa)，色率每增长6000EBC加入1等份(300Kg)亚硫酸钠和亚硫酸氢钠、1等份(300Kg)柠檬酸、苹果酸和乳酸，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.116(折算为0.116÷0.076×20000＝30526EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例4制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表7所示：

表7

将实施例4制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表8所示：

表8

	酒精度10°	酒精度50°	酒精度90°
				焦糖色用量	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)
配制毕初始色率(610nm)	0.336	0.318	0.305
				静置30天后色率(610nm)	0.335	0.314	0.301
褪色率	0.30％	1.26％	1.31％

实施例5：

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将糖蜜和木糖按1:1的比例(干物质的量为6000Kg，DE值为65％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为75％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取1200kg(原料干物质的量的20％))亚硫酸钠、分为3等份，每等份400Kg，备用，称取300kg(原料干物质的量的5％)磷酸，分为3等份，每等份100Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(400Kg)亚硫酸钠和1等份(100Kg)磷酸，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在110～130℃，加压的范围控制在0.1～0.3Mpa，色率每增长7000EBC加入1等份(400Kg)亚硫酸钠和1等份(100Kg)磷酸，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.078(折算为0.078÷0.076×20000＝20526EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例5制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表9所示：

表9

将实施例5制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表10所示：

表10

	酒精度10°	酒精度50°	酒精度90°
				焦糖色用量	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)	0.3％(m/v)
配制毕初始色率(610nm)	0.323	0.311	0.300
				静置30天后色率(610nm)	0.321	0.308	0.297
褪色率	0.93％	0.96％	1.00％

实施例6：

一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，包括以下步骤：

1)、原料计量浓缩：将葡萄糖、果葡糖、糖蜜、木糖和蔗糖按1:1:1:1:1的比例(干物质的量为6000Kg，DE值为84％)泵入反应罐，在反应罐内将原料浓缩至干基为70％；

DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占干物质的质量百分比；

2)、催化剂的制备：称取600kg(原料干物质的量的10％))焦亚硫酸钾、分为3等份，每等份200Kg，备用，称取60kg(原料干物质的量的1％)乙酸，分为3等份，每等份20Kg，备用；

3)、升温加压反应：在浓缩好的原料中预先加入1等份(200Kg)焦亚硫酸钾和1等份(20Kg)乙酸，在反应罐内升温加压反应(升温的范围控制在110～130℃，加压的范围控制在0.1～0.3Mpa，色率每增长3000EBC加入1等份(200Kg)焦亚硫酸钾和1等份(20Kg)乙酸，直到加完全部催化剂，继续加压反应至色率达到0.045(折算为0.045÷0.076×20000＝11842EBC，下同)时终止反应，获得焦糖色；

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

将实施例6制备的焦糖色进行测定，具体测定结果如表11所示：

表11

将实施例6制备的焦糖色进行耐酒稳定性测试，测定结果如表12所示：

表12

	酒精度10°	酒精度50°	酒精度90°
				焦糖色用量	0.6％(m/v)	0.6％(m/v)	0.6％(m/v)
配制毕初始色率(610nm)	0.336	0.318	0.305
				静置30天后色率(610nm)	0.334	0.313	0.302
褪色率	0.60％	1.57％	0.98％

由实施例1至实施例6可知：

通过本发明所述工艺制备的焦糖色具有色率高，耐酒性好的优点，且二氧化硫残留较少，粘度在920厘泊-1060厘泊(1厘泊＝1mPa·S)，粘度很低(对于本领域而言，焦糖色的粘度在200-4000厘泊，流动性好，高于4000厘泊时，流动性很差)，具有较好的流动性，其它指标也均在国标范围内。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，以碳水化合物为原料，在加压条件下分批次加入亚硫酸盐和酸，或亚硫酸盐和碱进行焦糖化反应制备焦糖色；所述碳水化合物至少包括麦芽糖、葡萄糖、果葡糖、木糖或蔗糖中的一种，所述亚硫酸盐的加入量为5％～30％，所述酸或碱的加入量为0.3％～30％，所述加入量以原料的干物质的量计。

2.根据权利要求1所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

5)、计量灌装：将调配好的产品计量灌装，入库保管。

3.根据权利要求2所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，步骤1)中在反应罐内将原料浓缩至干基为65％～85％。

4.根据权利要求1或2所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，所述亚硫酸盐至少包括亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠中的一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，所述碱至少包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、柠檬酸钠、乙酸钠、碳酸钠中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，所述酸至少包括盐酸、硫酸、乳酸、苹果酸、磷酸、柠檬酸、乙酸中的一种。

7.根据权利要求2所述的一种苛性亚硫酸盐法焦糖色生产工艺，其特征在于，步骤3)中升温加压反应的温度为110～180℃，压力为0.1～0.8Mpa。