CN103740129B - 一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺 - Google Patents

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钟映萍
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陆镇霆
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Guangdong Institute of Bioengineering Guangzhou Cane Sugar Industry Research Institute
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Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺，分批加入碳酸铵催化剂，严格控制反应温度和时间，分阶段进行焦糖反应，制得的焦糖色素色泽鲜红（红色素指数5.5以上），4-甲基咪唑低（小于100ppm），各项理化指标符合GB8817-2001国家标准。

Description

一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺
技术领域
本发明属于食品着色剂的生产技术领域，特别涉及一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺。
背景技术
焦糖俗称酱色，是一种浓红褐色带有特殊焦香味的胶体物质，其色泽具有不受酸、碱的影响，且着色均匀、耐光、耐热等特性，是食品工业中使用量最大的一种天然食用色素，广泛用于饮料、酱油、黄酒、香醋、啤酒以及部分烤制食品中，占整个食品着色剂市场销量的90%以上，其中尤以可乐型饮料用量最大。
目前焦糖色素的制备常为无氨法、铵盐法、氨法、加氢法工艺等。根据国际技术焦糖色素协会（ITCA）的分类，铵(氨)法焦糖是指在加工过程中不使用含亚硫酸盐作为催化剂而仅采用氨或铵盐作为催化剂制成的一类焦糖色素，其使用范围较广，主要用于酿造(如酱油、酱制品、卤制品、醋)、啤酒、糖果、糕点、汤料等调味品及医药保健品，通常带正电荷。然而由于在该制备过程中会产生致惊厥的4-甲基咪唑，铵(氨)法焦糖色素的食用安全性备受质疑。
铵(氨)法焦糖反应历程很复杂，工艺条件的不同会显著影响焦糖色素的品质。目前国内铵(氨)法焦糖的传统工艺主要是：将糖质（淀粉水解糖或糖蜜清液）浓缩至相对密度1.33～1.38，于140℃时通入糖液量0.1%的氨气于140℃下保温几个小时；冷却至90℃时出料过滤，38℃下贮存。但这种工艺制备出来的焦糖色素样品中的4-甲基咪唑含量几乎都超过国家标准。目前国内某些大厂和国外一些厂家还采用膜过滤技术对生产的焦糖色素样品进行处理，以达到去除4-甲基咪唑等杂质，提高产品质量的目的。但膜过滤技术成本高，操作比较复杂，企业应用压力大，很难得到推广。因此如何改进传统焦糖色素的制备工艺，使其4-甲基咪唑含量达到国家安全标准范围，是焦糖色素生产行业亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺。
本发明所采取的技术方案是：
一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺，包括以下步骤：
(1)  将糖蜜用适量水稀释后，沉降，取上清糖液；
(2)  将糖液转入反应釜，加入糖液质量0.5～1%的碳酸铵溶液，控制温度在115～120℃反应5～10min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；继续加入糖液质量1.5～2.0%的碳酸铵溶液，控制温度在122～125℃反应15～20min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；然后控制温度在115～120℃反应20～30min，结束反应，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
优选的，步骤（1），将糖蜜稀释后，升温至105～110℃并维持40～60min后，降温至60～80℃，进行沉降。
优选的，步骤（1），将糖蜜稀释，调节pH至1.5～2.8后，进行升温。
优选的，步骤（1），取上清糖液后，调节锤度至60～65°Bx。
优选的，步骤（2），将糖液转入反应釜，升温至115℃～120℃后，加碳酸铵溶液。
优选的，碳酸铵溶液为饱和水溶液。
优选的，步骤（2），结束反应后，降温至50℃以下。
优选的，步骤（1），将糖蜜与水按重量比1：0.2～0.25稀释。
本发明的有益效果是：
本发明改进传统的铵法焦糖色素制备工艺，通过分批加入催化剂，严格控制反应温度和时间等工艺参数，分阶段进行焦糖反应，制备得到的焦糖色素色泽鲜红（红色素指数5.5以上），4-甲基咪唑低（小于100ppm），各项理化指标符合GB8817-2001国家标准。
具体实施方式
焦糖反应是一个复杂的过程，除了发生美拉德反应和焦糖化反应外，还有很多副反应，其中在铵法焦糖色素的制备中，铵基与还原糖在一定的温度下会缓慢生成4-甲基咪唑，导致焦糖色素中4-甲基咪唑含量超标，而4-甲基咪唑的形成与原料、反应的温度、时间、pH等有密切的关系。本发明对传统的铵法焦糖色素制备工艺进行改进，分批加入催化剂，严格控制反应温度和时间，分阶段进行焦糖反应，制备的焦糖色素色泽鲜红（红色素指数5.5以上），4-甲基咪唑低（小于100ppm），各项理化指标符合GB8817-2001国家标准。
本发明低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺，包括以下步骤：
(1)  将糖蜜用适量水稀释后，沉降，取上清糖液；
(2)  将糖液转入反应釜，加入糖液质量0.5～1%的碳酸铵溶液，控制温度在115～120℃反应5～10min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；继续加入糖液质量1.5～2.0%的碳酸铵溶液，控制温度在122～125℃反应15～20min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；然后控制温度在115～120℃反应20～30min，结束反应，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
优选的，步骤（1），将糖蜜稀释后，升温至105～110℃并维持40～60min后，降温至60～80℃，进行沉降。
优选的，步骤（1），将糖蜜稀释，调节pH至1.5～2.8后，进行升温。
优选的，步骤（1），取上清糖液后，调节锤度至60～65°Bx。
优选的，步骤（2），将糖液转入反应釜，升温至115℃～120℃后，加碳酸铵溶液，以减少铵盐与糖液接触的时间，减少4-甲基咪唑的形成。
优选的，碳酸铵溶液为饱和水溶液。
优选的，步骤（2），结束反应后，在5min内降温至50℃以下。
优选的，步骤（1），将糖蜜与水按重量比1：0.2～0.25稀释。
优选的，步骤（2），加入糖液质量5～10%的蒸馏水，调节锤度并控制温度在115～120℃反应20～30min，结束反应。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。
实施例1
低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺：
（1）糖蜜的前处理：取精炼糖糖蜜4kg，加水1kg水稀释后，加入稀硫酸，调节pH值为1.5，升温至105℃并维持60min，降温至80℃左右放入沉降罐，沉降后取上清糖液使用；
（2）锤度调节：加入适量的水调节糖液的锤度至60°Bx，并泵至反应釜内；
（3）反应阶段：先将糖液快速升温至115℃，然后缓慢滴加糖液质量1%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在115℃反应10min；继续滴加糖液质量1%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；继续滴加糖液质量2.0%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应20min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应10min；然后滴加蒸馏水控制温度在115℃反应20min；
（4）反应结束后，压至成品罐，并在5min内降温至50℃以下，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
实施例2
低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺：
（1）糖蜜的前处理：取精炼糖糖蜜5kg，加水1kg水稀释后，加入稀硫酸，调节pH值为2.0，升温至105℃并维持60min，降温至60℃左右放入沉降罐，沉降后取上清糖液使用；
（2）锤度调节：加入适量的水调节糖液的锤度至63°Bx，并泵至反应釜内；
（3）反应阶段：先将糖液快速升温至120℃，然后缓慢滴加糖液质量0.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应5min；继续滴加糖液质量1%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应10min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在125℃反应15min；继续滴加糖液质量1%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应10min；然后滴加蒸馏水控制温度在120℃反应20min；
（4）反应结束后，压至成品罐，并在5min内降温至50℃以下，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
实施例3
低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺：
（1）糖蜜的前处理：取精炼糖糖蜜4kg，加水1kg水稀释后，加入稀硫酸，调节pH值为2.0，升温至110℃并维持40min，降温至80℃左右放入沉降罐，沉降后取上清糖液使用；
（2）锤度调节：加入适量的水调节糖液的锤度至63°Bx，并泵至反应釜内；
（3）反应阶段：先将糖液快速升温至118℃，然后缓慢滴加糖液质量0.8%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在118℃反应7min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；继续滴加糖液质量2.0%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应20min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；然后滴加蒸馏水控制温度在115℃反应30min；
（4）反应结束后，压至成品罐，并在5min内降温至50℃以下，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
实施例4
低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺：
（1）糖蜜的前处理：取甘蔗糖蜜5kg，加水1kg水稀释后，加入稀硫酸，调节pH值为2.1，升温至110℃并维持40min，降温至80℃左右放入沉降罐，沉降后取上清糖液使用；
（2）锤度调节：加入适量的水调节糖液的锤度至64°Bx，并泵至反应釜内；
（3）反应阶段：先将糖液快速升温至115℃，然后缓慢滴加糖液质量1.0%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在115℃反应10min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；继续滴加糖液质量2.0%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应20min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；然后滴加蒸馏水控制温度在115℃反应30min；
（4）反应结束后，压至成品罐，并在5min内降温至50℃以下，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
实施例5
低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺：
（1）糖蜜的前处理：取甘蔗糖蜜4kg，加水1kg水稀释后，加入稀硫酸，调节pH值为2.1，升温至105℃并维持60min，降温至70℃左右放入沉降罐，沉降后取上清糖液使用；
（2）锤度调节：加入适量的水调节糖液的锤度至65°Bx，并泵至反应釜内；
（3）反应阶段：先将糖液快速升温至115℃，然后缓慢滴加糖液质量1.0%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在115℃反应10min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在120℃反应15min；继续滴加糖液质量1.5%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在125℃反应15min；继续滴加糖液质量1%的碳酸铵饱和水溶液，控制温度在122℃反应10min；然后滴加蒸馏水控制温度在120℃反应20min；
（4）反应结束后，压至成品罐，并在5min内降温至50℃以下，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素。
本发明实施例制备的焦糖色素技术指标如下表所示：
其余理化指标均符合GB8817-2001国家标准。

Claims (3)

1.一种低4-甲基咪唑焦糖色素的制备工艺，包括以下步骤：
(1)      将糖蜜用适量水稀释，调节锤度至60～65°Bx，pH至1.5～2.8后，升温至105～110℃并维持40～60min后，降温至60～80℃，沉降，取上清糖液；
(2)      将糖液转入反应釜，升温至115℃～120℃后，加入糖液质量0.5～1%的碳酸铵溶液，控制温度在115～120℃反应5～10min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；继续加入糖液质量1.5～2.0%的碳酸铵溶液，控制温度在122～125℃反应15～20min；继续加入糖液质量1～1.5%的碳酸铵溶液，控制温度在120～122℃反应10～15min；然后控制温度在115～120℃反应20～30min，结束反应，得到低4-甲基咪唑含量的焦糖色素；
其中，碳酸铵溶液为碳酸铵的饱和水溶液。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：步骤（2），结束反应后，降温至50℃以下。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：步骤（1），将糖蜜与水按重量比1：0.2～0.25稀释。
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