CN107488754A - 使用新技术由甘蔗制造高纯度粗糖的方法 - Google Patents

使用新技术由甘蔗制造高纯度粗糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种通过新技术从甘蔗制造高纯度粗糖的方法。更具体地，本发明的方法包括：对甘蔗原料进行预处理和破碎；榨汁、精制、灭菌和过滤破碎的甘蔗；和浓缩、纯化和灌装甘蔗滤液。本发明可以提供具有极佳风味和味道、同时表现出天然棕色的粗糖，因为本发明方法在制造过程中不引起褐变反应或碳化，并且除去由氮气(N2)反应产生的异物，例如农用化学品残留物。

Description

使用新技术由甘蔗制造高纯度粗糖的方法
技术领域
本发明涉及使用新技术由甘蔗制造高纯度粗糖的方法。更具体地，制造高纯度粗糖的方法包括：对甘蔗原料进行预处理和破碎；榨汁、精制、灭菌和过滤破碎的甘蔗；并浓缩、纯化和灌装甘蔗滤液。
本发明可以提供具有优异风味和味道的粗糖，同时表现天然棕色，因为本发明方法在制造过程中不引起褐变反应或碳化，并且除去异物、例如由氮气(N2)反应引起的农用化学品残留物。
背景技术
甘蔗是甘蔗(Saccharum officinarum)的单子叶植物。作为高多年生真草之一，该植物在平均气温20℃或以上的亚热带地区栽培，如巴西、夏威夷、印度尼西亚、马来西亚、泰国、越南和中国南部地区。由于秸秆中包含大量的糖成分，所以将甘蔗用作生产加工糖的原料，并且作为其副产物的甘蔗糖蜜被发酵并且用于制造用于微生物和动物饲料发酵的乙醇、生物燃料、碳水化合物。
粗糖是通过在甘蔗原产国中使用离心机简单地除去糖蜜而获得的红糖，而精制糖是通过精制进行糖加工、例如从粗糖再(溶解)-重结晶加工的糖，并且通常根据精制程度分类为白糖、黄糖、黑糖。在与本发明类似的相关领域中，日本专利登记号4315358(标题为“由甘蔗制造粗糖的方法”)公开了通过下列步骤制造粗糖和糖蜜的方法：压榨和提取甘蔗，以获得具有白利糖度13和pH 5.3的粗汁液；用pH 6.2-7.2范围内的碱性物质调节pH值；过滤并且除去不溶物质，通过超滤处理粗汁液以制备精细汁液，然后浓缩和结晶精细汁液分离它们。此外，用石灰、凝结剂和助滤剂处理超滤后残留的污泥以除去可溶性聚合物材料，如树胶等，从而再次回收糖溶液。
此外，韩国专利登记号10-0783746(标题为“制造有机糖的方法”)提供了一种制造有机糖的方法，其包括：提取、压缩和榨汁粗溶液的方法；从提取的粗溶液中过滤除去杂质的方法；在5℃-10℃下冷却无杂质的粗溶液之后，相对于粗溶液的重量加入5-10重量％(“wt％”)的结晶糖以增加饱和度的方法；基于溶解度的差异以使糖晶体易于分离、在5-10℃的温度下、以600-1000rpm的转速旋转具有饱和度增加的糖蜜的低速离心法，由此使固体沉淀；在40℃或以下的温度下对固体进行真空和减压浓缩并干燥它们的方法，以产生无维生素破坏的糖晶体；以及对糖晶体进行后处理的包装方法以便将其作为糖产品转运和运送。
此外，韩国专利登记号10-1150929(标题为“使用甜菜制造糖的方法和由该方法制造的糖”)提供了一种糖制造方法，其包括：洗涤和切割甜菜，并将切割的甜菜与水混合；在75-80℃下提取甜菜2-3小时；首先通过具有孔径为0.5-2mm的过滤器过滤提取物；首先在50-60℃减压下先将过滤的提取物浓缩至具有15-20。白利糖度；使用微滤器对第二次过滤的提取物进行第三次微量过滤，其通过向浓缩物中加入石灰以沉淀和除去其中所含的杂质而获得；在50-60℃的减压下浓缩微量过滤的提取物以除去水并且具有5％或以下的含水量；加入约2-5重量％的糖作为晶种，用于加速造粒成甜菜提取物，并在55-65毫巴的真空压力下真空干燥7-9小时；并在50-60℃干燥得到的真空干燥产物。
其它类似的专利中，韩国专利公开号1985-0001798公开了一种制造高纯度还原糖溶液的方法，其包括：通过连续的强酸阳离子交换树脂柱和强碱阴离子交换树脂柱除去杂质，例如阳离子、阴离子等，包括包含在与废糖蜜分离的粗还原糖溶液中的色素，以生产高纯度还原糖溶液。
然而，由上述相关领域的甜菜制造粗糖的方法通常包括过滤、除去、浓缩、结晶和分离不溶物，且然后从污泥中除去可溶性聚合物材料，从而再次回收糖溶液。此外，从甜菜制造糖的方法可以包括过滤和浓缩原料，然后向其中加入晶种以产生糖。然而，本发明涉及基于新技术生产粗糖的方法，该新技术在技术精神或技术构造方面不同于如上所述的相关技术。
[现有技术对比文件]
[专利对比文件]
(专利对比文件1)日本专利登记号4315358(标题为“从甘蔗制造粗糖的方法”)
(专利对比文件2)韩国专利登记号10-0783746(“有机糖的制造方法”)
(专利对比文件3)韩国专利登记号10-1150929(名称为“从甜菜制造糖的方法和由该方法制造的糖”)
发明内容
从甘蔗制造粗糖的常规方法涉及以下问题：由于在热处理过程中局部过热导致颜色变化并形成粗糖，可能发生褐变反应；或者尽管进行过滤，但是由于碳黑的异物也可能劣化糖的质量。此外，由于原料是农产品，所以可能会残留来源于土壤或异物或在过滤期间可能引起的异味的农用化学品残留物，因此，必然难以制造具有高纯度的粗糖。
为了解决上述问题，本发明提供了一种从甘蔗制造高纯度粗糖的方法，其包括：预处理和破碎甘蔗原料；榨汁、精制、灭菌和过滤破碎的甘蔗；和浓缩、纯化和灌装甘蔗提取物。
根据本发明，在制造过程中不会发生褐变反应或碳化，并且通过氮气反应除去异物，例如农用化学品残留物等，从而能够提供具有极佳味道和香味、同时表现出天然棕色的粗糖。
根据本发明，使用水蒸汽进行加热，因此，既不产生碳化物也不引起褐色反应。结果是，随着颜色变化的改善，获得了具有棕色的澄清粗糖溶液。此外，使用明胶和膨润土可以使异物凝结，除去异味和变味，从而纯化味道。此外，可以通过夹带氮气来消除异物或农用化学品的残留物。结果是，能够提供具有极佳味道和香味、同时涉及天然棕色的变色的粗糖。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是示例本发明的制造方法的流程图。
具体实施方式
用于制造本发明的高纯度粗糖的方法包括：甘蔗原料的预处理、加热和破碎；榨汁、精制、灭菌和过滤破碎的甘蔗；和浓缩、纯化和灌装甘蔗提取物。
[实施例1]甘蔗的预处理、加热和破碎
(1)预处理
在除去甘蔗原料的叶子和枝条后，仅用纯水洗涤茎杆以除去异物，然后除去水分。为了提高粗糖溶液的汁榨汁率，将洗涤和干燥后得到的甘蔗茎杆切成1-5cm的大小。
(2)加热
将上述步骤(1)中获得的切割的甘蔗茎杆置于罐中，并且在55-65℃加热2-6小时。在这种情况下，如果由于过热而发生部分碳化，则可能发生异味和变味，因此优选使用水蒸气以维持恒定的加热温度并防止碳化。此外，应当充分维持加热期间压碎的甘蔗茎杆的温度。通过用水蒸气或使用加热器加热粗糖溶液，根据感官检查确定是否根据温度发生异味或变味。检查结果以五(5)的等级模式(4.5或以上，无；4或以上，适度发生；3.5或以下，发生)如下表1中所示。
[表1]异味或变味的发生与加热方式的关系
从上述结果可以看出，使用水蒸汽的加热不产生异味或变味。
(3)破碎
将如上所述用水蒸气加热的甘蔗茎杆置于破碎机中并破碎成0.1-0.5cm的大小。
[实施例2]榨汁、精制、灭菌并过滤破碎的甘蔗
(4)榨汁和第一次过滤
将如上所述破碎的甘蔗茎杆用作为榨汁机的带式压榨机进行榨汁。首先用具有孔径为30-50目的过滤器过滤甘蔗汁提取物。
(5)精制
向上述甘蔗汁提取物中加入1％明胶溶液和0.5-1.5％膨润土溶液，以通过与螯合物的沉淀反应使甘蔗中包含的无机离子、单宁酸和基于蛋白质的凝结物凝结，从而沉降它们。首先，在导入明胶溶液并搅拌它们之后，缓慢注入膨润土溶液并进行反应以精制甘蔗粗溶液。在这方面，如果膨润土溶液注入量过多，则精制效果可能变差。因此，在1-60分钟内加入适量的膨润土后，进行精制和凝结。同时，使用明胶溶液的物理化学精制方法具有比酶精制法或超滤方法更低的成本和更简单的操作的特征。为了研究去除无机离子和单宁酸相对于明胶溶液和膨润土溶液浓度的影响，根据现有技术对比文件Jun-cheol KIM等人(2009)[Seon-hee LEE，Hye-ryeon MIN，Dong-seung LEE，Jun-kuk KIM，Wine FormationTechnology，Oenology Enology，BAEK SAN Pub.Co.，2009]中报道的常规方法测量糖溶液中的无机离子，测定结果如下表2中所示。
[表2]-1％明胶溶液处理后无机离子去除和精制对膨润土浓度的影响的测定
膨润土浓度(％) 无机离子去除(％) 精制效果(％)
0.5 95 95
1.0 100 100
1.5 100 100
从上述结果可以看出，加入1％明胶溶液和1％膨润土溶液提供了极佳的精制甘蔗提取物的效果。
(6)上清液滗析和二次过滤
如上所述，滗析通过将无机离子、单宁酸、基于蛋白质的杂质与明胶和膨润土凝结形成的上清液，并使用和具有孔径为1μm的过滤器进行二次过滤，由此制备甘蔗粗溶液。
(7)残留处理和过滤
使用单独的压滤机对在第二次过滤过程中沉降在过滤器中的残留物进行第二次榨汁，然后按照与上述相同的方法进行过滤。将滤液与甘蔗粗溶液混合并且分离残留物。
(8)灭菌和第三次过滤
在105-115℃用瞬时灭菌器对上述过滤的甘蔗粗溶液进行灭菌后，在60-70℃下冷却该溶液，并且用灌装有硅藻土的过滤器进行第三次过滤。
[实施例3]甘蔗滤液的浓缩、纯化和灌装
(9)浓缩和纯化(陈化)
将如上所述用硅藻土过滤的甘蔗粗溶液通过在55-65℃下的减压浓缩浓缩至具有65-70的白利糖度。在浓缩过程中，通过将氮气(N2)缓慢注入浓缩器的下部并与水分一起蒸发而除去水残留物。在这方面，为了抑制氧化并除去其它异味，具有1-10μm尺寸的出口的N2注射用喷嘴用于通过在调节浓缩器的真空度的同时控制N2注射速率生成具有尺寸尽可能减小的N2气泡，例如约10-100μm。注入的氮气的量可以增加或减少，同时确认农用化学品残留物是否残留和/或变味是否发生。
根据甘蔗粗溶液的浓度的不同，通过TBARS法确定了抑制氧化的效果与N2气泡大小的关系。通过五(5)等级感官检查方法测定除味效果。此处，评分表示如下。5点：无异味；4点：轻微异味；3点或以下：异味。根据韩国食品和药物安全局(KFDA)的通告星号4号[食品基准和标准]，在农产品允许残留量中农用化学品标准中提出了该具体标准检测方法。测量了12种标准农用化学品(丁醛肟威硫氧化物、涕灭威砜(Aldicarbsulfone)、灭多虫、杀线威、3-羟基呋喃、涕灭威、甲基邻异丙氧基氨基甲酸苯酯、虫螨威、胺甲萘、1-萘酚、灭虫威、BDMC)的量并且彼此求和以估计上述效果。上述测定结果如下表3中所示。
[表3]-甘蔗粗溶液浓度和氮颗粒大小的功能效应
A-C：如果在同一测量项目中糖浓度恒定，则相对于N2注射喷嘴的内径差异具有统计学显著性(p＜0.05)。
X-Z：如果在同一测量项目中N2注射喷嘴的内径恒定，则相对于糖浓度差异具有统计学显著性(p＜0.05)。
(10)灌装
将如上所述获得的浓缩甘蔗粗溶液灌装入无菌容器中。分配的限制时间应定义为24个月。
根据本发明，不会发生褐变反应或碳化，并且可以通过氮气的反应除去异物，例如农用化学品残留物。因此，可以提供具有优异味道和风味、同时涉及天然棕色的色变的粗糖。因此，本发明具有工业实用性。
虽然已经参考优选实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其进行各种变型和改变。

Claims (10)

1.从甘蔗制造高纯度粗糖的方法，其包含：
预处理和破碎甘蔗原料；
榨汁、精制、灭菌和过滤破碎的甘蔗；和
浓缩、纯化和灌装甘蔗滤液。
2.根据权利要求1的方法，其中所述预处理通过将甘蔗原料进行洗涤、将其切成1-5cm的大小、将其在55-65℃的水蒸气中加热2-6小时来进行。
3.根据权利要求1的方法，其中将经过预处理的甘蔗原料置于破碎机中，破碎至0.1-0.5cm的大小，并使用带式压榨机进行榨汁，然后使用具有30-50目的过滤器将其过滤。
4.根据权利要求1的方法，其中所述精制过程还包含：向通过榨汁破碎的甘蔗得到的榨汁溶液中加入0.5-1％的明胶溶液，以通过螯合反应将甘蔗中包含的无机离子凝结，然后凝结甘蔗粗溶液，同时在1-60分钟内将0.5-1％的膨润土溶液缓慢地注入包括在其中导入明胶溶液的榨汁溶液以进行反应。
5.根据权利要求4的方法，其中滗析包含无机离子和使用明胶和膨润土在其中凝结的杂质的上清液，然后通过具有1μm的过滤器过滤，得到甘蔗粗溶液。
6.根据权利要求1的方法，其中通过压滤机榨汁过滤期间沉降在过滤器中的残留物并过滤以制备滤液，将该滤液与甘蔗粗溶液混合，并分离残留物。
7.根据权利要求1的方法，其中在105-115℃下通过瞬时灭菌器灭菌甘蔗粗溶液，将其冷却至60-70℃，用涂敷了硅藻土的过滤器过滤，然后在55℃-65℃减压浓缩以浓缩甘蔗粗溶液，浓度为65-70白利糖度。
8.根据权利要求1的方法，其中将氮气(N2)缓慢地注入到浓缩器的下部以便将其与水分一起蒸发并除去，从而消除异味和变味，并且陈化和纯化。
9.根据权利要求1的方法，其中以1-10μm的喷射尺寸导入氮气。
10.通过权利要求1-9中任一项所述的方法制造的高纯度粗糖。
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