一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法与流程

1.本发明属于焦糖色生产技术领域，具体涉及一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法。


背景技术：

2.焦糖色又称酱色，是人类使用历史最悠久的食品添加剂之一，广泛应用于酱油、醋、饼干、饮料、糖果、酒类等多种食品中，是我国使用量最大的食用色素，在食品领域中具有极为重要的作用。
3.焦糖色按其生产工艺不同分为普通法、苛性亚硫酸盐法、铵法、亚硫酸铵法四类。亚硫酸铵法焦糖色是采用食用级碳水化合物为原料，在亚硫酸盐和铵类物质同时存在的条件下，用加压或常压的生产方式通过美拉德反应生成的一种黑褐色稠状胶体物质。
4.亚硫酸铵法焦糖色带负电荷，具有良好的耐酸性、耐盐性，着色能力强，适用范围广，性价比高深受广大食品工厂的青睐，其产销量占到整个焦糖色产品总量的60％以上。随着应用需求和应用范围不断扩大，也对亚铵法焦糖色的应用效果、品质和安全性提出了更高的要求。而现有的亚硫酸铵法焦糖色的生产方法制备亚硫酸铵法焦糖色发生的副反应较多，导致亚硫酸铵法焦糖色中杂质含量较多，例如4-甲基咪唑杂质含量高。另外，现有的生产方法制备的亚硫酸铵法焦糖色的着色力有待进一步提升。
5.因此，亟需提供一种新的亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，使得制备的亚硫酸铵法焦糖色中杂质含量少，进一步提升亚硫酸铵法焦糖色的着色力。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的是提出一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法。本发明所述工艺方法制备的亚硫酸铵法焦糖色杂质含量少(例如4-甲基咪唑杂质含量少)，着色力强，安全性高，品质优异。
7.本发明通过以下技术方案实现上述目的。
8.一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，包括以下步骤：
9.(1)将糖浆和亚硫酸盐混合，制得糖浆混合物；
10.(2)将水和铵盐混合，置于反应容器中，加压升温，然后加入步骤(1)中所述糖浆混合物，反应，冷却，中和，制得所述亚硫酸铵法焦糖色；
11.优选的，步骤(1)中，所述糖浆选自麦芽糖浆、葡萄糖浆、果葡糖浆中的至少一种。
12.优选的，步骤(1)中，所述糖浆中的固形物质量分数为60-85％，优选75-80％。
13.优选的，步骤(1)中，所述亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、连二硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的至少一种。
14.优选的，步骤(1)中，所述糖浆与亚硫酸盐的质量比为100：(1-15)，优选100：(2-15)。
15.优选的，步骤(2)中，所述水和铵盐的质量比为1：(0.5-1.5)，优选1：(0.9-1.1)，更优选1：1。所述水和铵盐共同构成催化剂。
16.优选的，步骤(2)中，所述铵盐选自硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸氢铵、柠檬酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。
17.优选的，步骤(2)中，所述水和铵盐的总质量与步骤(1)中所述糖浆混合物的质量比为(1-10)：100，优选(2-10)：100。
18.优选的，步骤(1)、步骤(2)中涉及糖浆的用量时，是以糖浆中的固形物的质量来计算。
19.优选的，步骤(2)中，所述加压升温的压力为0.01-0.2mpa，温度为101-126℃；进一步优选的，所述加压升温的压力为0.01-0.1mpa，温度为105-125℃。
20.优选的，步骤(2)中，加入步骤(1)中所述糖浆混合物的方式为流加。所述流加的速度是匀速流加入反应容器中，且流加的整个过程在4.5-5h之间完成。或者，所述流加的速度为28-40kg/min，优选28-38kg/min，更优选28-32kg/min。
21.优选的，步骤(2)中，所述反应的压力为0.05-0.5mpa，温度为105-128℃；进一步优选的，所述反应的压力为0.05-0.35mpa，温度为105-125℃。
22.优选的，步骤(2)中，反应结束后，冷却至室温。
23.优选的，步骤(2)中，中和至ph为酸性，优选ph为4.0-6.0。
24.优选的，步骤(2)中，中和后，还包括过滤处理，过滤取滤液，即制得所述亚硫酸铵法焦糖色。
25.优选的，过滤后，还包括调配、灌装等常规操作。
26.现有的亚硫酸铵法焦糖色生产工艺的反应体系是在原料糖浆与亚硫酸盐的氨或铵类化合物进行美拉德反应。糖浆和氨或铵类化合物中的自由氨基经过一系列包括缩合、脱氢、重排、异构化等反应，最终形成含氮的棕色聚合物或共聚物，称为类黑素。类黑素是分子结构未知的复杂高分子混合物，混合物中含有不饱和键、杂环结构以及一些残基。
27.反应过程中，美拉德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，此外亚硫酸根能和醛形成加成化合物，该化合物会抑制形成酮醛类还原性中间产物，所以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，亚硫酸根能和醛形成加成化合物，该化合物会抑制形成酮醛类还原性中间产物，所以添加过多亚硫酸根会抑制焦糖褐变。
28.本发明通过先加入水、铵盐混合并加压升温，再向混合物中定速流加糖浆与亚硫酸盐的混合物(糖浆混合物)，使铵盐在过量，而亚硫酸盐又相对缺失的情况下，有利于推进美拉德反应的快速进行，生成更多的含氮的棕色聚合物或共聚物，从而减少副反应的发生，减少副产物(如4-甲基咪唑)的产生。而随着糖浆混合物的流加量增多，亚硫酸根离子的含量逐渐增大，美拉德反应的产物与亚硫酸根离子相互作用发生氧化反应，提升焦糖色的着色力。同时因为亚硫酸根离子在相对缓慢的增加，不会大面积的和醛形成加成产物抑制还原性中间产物的形成。因此，本发明制备的亚硫酸铵法焦糖色中副产物(如4-甲基咪唑)含量少，且制备的亚硫酸铵法焦糖色着色力强。
29.一种亚硫酸铵法焦糖色，由上述工艺方法制得，且所述亚硫酸铵法焦糖色中4-甲基咪唑的含量低于8.8mg/kg。
30.优选的，所述亚硫酸铵法焦糖色中4-甲基咪唑的含量低于5.5mg/kg，更优选，4-甲基咪唑的含量低于4.5mg/kg。
31.一种食品，包括上述亚硫酸铵法焦糖色。
32.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
33.(1)本发明采用特殊的加料方法，使得制备的亚硫酸铵法焦糖色杂质含量少(例如4-甲基咪唑杂质含量少)，着色力强，安全性高，品质优异。
34.(2)本发明在前期反应过程中铵盐过量，有利于加速反应，可有效的提升生产效率，本发明催化剂(水和铵盐)用量少，不仅降低了成本，而且副产物也相对较少，残留的二氧化硫以及生成的4-甲基咪唑等杂质相对更少。
具体实施方式
35.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
36.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
37.实施例1
38.本实施例以生产36be，10000ebc亚硫酸铵法焦糖色(ebc为亚硫酸铵法焦糖色的色率单位；be指亚硫酸铵法焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)为例进行说明。
39.一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，包括以下步骤：
40.(1)准备葡萄糖糖浆混合物：将固形物含量为75％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆，焦亚硫酸钠120kg，混合均匀，制得糖浆混合物，备用；
41.(2)在反应釜中加入催化剂：在反应釜中加入60kg水和60kg碳酸氢铵，升温到105℃，压力为0.02mpa；
42.(3)流加糖浆混合物并反应：向步骤(2)的反应釜中流加步骤(1)的浆混合物，流加速度为30kg/min，流加过程中保持反应釜中温度为105℃；
43.(4)继续反应：加完糖浆混合物后继续反应，反应至吸光度为0.038，终止反应；
44.(5)冷却、中和：将终止反应的物料冷却，加碱调节ph至5.36；
45.(6)过滤：将步骤(5)获得的物料通过200目的滤网过滤，滤掉焦糖色中杂质，制得亚硫酸铵法焦糖色；
46.(7)调配：将亚硫酸铵法焦糖色泵入调配罐，根据色率、波美、酸度技术指标要求进行调配；
47.(8)计量灌装：调配好的产品，计量灌装，入库保管。
48.对比例1
49.本对比例与实施例1的区别仅在于对比例1中，焦亚硫酸钠120kg，碳酸氢铵60kg，水60kg一起加入固形物含量为75％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆中，混合均匀反应，升温反应，反应至吸光度为0.038，终止反应。步骤(5)、步骤(6)、步骤(7)、步骤(8)与实施例1相同。
50.将实施例1和对比例1制备的亚硫酸铵法焦糖色进行610nm吸光度、4-mi(4-甲基咪
唑)含量、着色力性能测试，结果如表1所示。
51.表1
[0052] 实施例1对比例1610nm吸光度0.0380.0384-mi含量(mg/kg)3.527.6着色力++++
[0053]
注：“+”越多，表示着色力越强。
[0054]
实施例2
[0055]
本实施例以生产36be，35000ebc亚硫酸铵法焦糖色(ebc为亚硫酸铵法焦糖色的色率单位；be指亚硫酸铵法焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)为例进行说明。
[0056]
一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，包括以下步骤：
[0057]
(1)准备葡萄糖糖浆混合物：将固形物含量为75％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆，亚硫酸钠450kg，混合均匀，制得糖浆混合物，备用；
[0058]
(2)在反应釜中加入催化剂：在反应釜中加入150kg水和150kg硫酸铵，升温到115℃，压力为0.05mpa；
[0059]
(3)流加糖浆混合物并反应：向步骤(2)的反应釜中流加步骤(1)的浆混合物，流加速度为30kg/min，流加过程中保持反应釜中温度为115℃；
[0060]
(4)继续反应：加完糖浆混合物后继续反应，反应至吸光度为0.135，终止反应；
[0061]
(5)冷却、中和：将终止反应的物料冷却，加碱调节ph至5.67；
[0062]
(6)过滤：将步骤(5)获得的物料通过200目的滤网过滤，滤掉焦糖色中杂质，制得亚硫酸铵法焦糖色；
[0063]
(7)调配：将物料泵入调配罐，根据色率、波美、酸度技术指标要求进行调配；
[0064]
(8)计量灌装：调配好的产品，计量灌装，入库保管。
[0065]
对比例2
[0066]
本对比例与实施例2的区别仅在于对比例2中，亚硫酸钠450kg，硫酸铵1500kg，水150kg一起加入固形物含量为75％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆中，混合均匀反应，升温反应，反应至吸光度为0.135，终止反应。步骤(5)、步骤(6)、步骤(7)、步骤(8)与实施例2相同。
[0067]
将实施例2和对比例2制备的亚硫酸铵法焦糖色进行610nm吸光度、4-mi(4-甲基咪唑)含量、着色力性能测试，结果如表2所示。
[0068]
表2
[0069] 实施例2对比例2610nm吸光度0.1350.1354-mi含量(mg/kg)5.267.3着色力+++++++
[0070]
注：“+”越多，表示着色力越强。
[0071]
实施例3
[0072]
本实施例以生产36be，70000ebc亚硫酸铵法焦糖色(ebc为亚硫酸铵法焦糖色的色
率单位；be指亚硫酸铵法焦糖色的波美值，色率、波美均为焦糖色的测定指标)为例进行说明。
[0073]
一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，包括以下步骤：
[0074]
(1)准备葡萄糖糖浆混合物：将固形物含量为80％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆，亚硫酸氢钠1200kg，混合均匀，制得糖浆混合物，备用；
[0075]
(2)在反应釜中加入催化剂：在反应釜中加入400kg水和400kg亚硫酸铵，升温到125℃，压力为0.5mpa；
[0076]
(3)流加糖浆混合物并反应：向步骤(2)的反应釜中流加步骤(1)的浆混合物，流加速度为38kg/min，流加过程中保持反应釜中温度为125℃；
[0077]
(4)继续反应：加完糖浆混合物后继续反应，反应至吸光度为0.272，终止反应；
[0078]
(5)冷却、中和：将终止反应的物料冷却，加碱调节ph至4.12；
[0079]
(6)过滤：将步骤(5)获得的物料通过200目的滤网过滤，滤掉焦糖色中杂质，制得亚硫酸铵法焦糖色；
[0080]
(7)调配：将物料泵入调配罐，根据色率、波美、酸度技术指标要求进行调配；
[0081]
(8)计量灌装：调配好的产品，计量灌装，入库保管。
[0082]
对比例3
[0083]
本对比例与实施例3的区别仅在于对比例3中，亚硫酸氢钠1200kg，亚硫酸铵400kg，水400kg一起加入固形物含量为80％(固形物为6000kg)的8000kg的葡萄糖浆中，混合均匀反应，升温反应，反应至吸光度为0.272，终止反应。步骤(5)、步骤(6)、步骤(7)、步骤(8)与实施例3相同。
[0084]
将实施例3和对比例3制备的亚硫酸铵法焦糖色进行610nm吸光度、4-mi(4-甲基咪唑)含量、着色力性能测试，结果如表3所示。
[0085]
表3
[0086] 实施例3对比例3610nm吸光度0.2720.2724-mi含量(mg/kg)8.796.7着色力
‑‑‑‑
[0087]
注：
“‑”
越多表示着色力越弱。
[0088]
从表1-3可以看出，实施例1制备的亚硫酸铵法焦糖色中4-甲基咪唑杂质含量最少，实施例2制备的亚硫酸铵法焦糖色的着色力最强。对比例1-3制备的亚硫酸铵法焦糖色的4-甲基咪唑杂质含量明显远远高于实施例1-3，且对比例1-3制备的亚硫酸铵法焦糖色的着色力明显低于实施例1-3。
[0089]
一种食品(酱油)，包括实施例1制备的亚硫酸铵法焦糖色。

技术特征：
1.一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将糖浆和亚硫酸盐混合，制得糖浆混合物；(2)将水和铵盐混合，置于反应容器中，加压升温，然后加入步骤(1)中所述糖浆混合物，反应，冷却，中和，制得所述亚硫酸铵法焦糖色。2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，步骤(1)中，所述糖浆选自麦芽糖浆、葡萄糖浆、果葡糖浆中的至少一种；所述糖浆中的固形物质量分数为60-85％。3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，步骤(1)中，所述亚硫酸盐包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、连二硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的至少一种；所述糖浆与亚硫酸盐的质量比为100：(1-15)。4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水和铵盐的质量比为1：(0.5-1.5)。5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水和铵盐的总质量与步骤(1)中所述糖浆混合物的质量比为(1-10)：100。6.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加压升温的压力为0.01-0.2mpa，温度为101-126℃。7.根据权利要求1-6任一项所述的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，加入步骤(1)中所述糖浆混合物的方式为流加，且流加的整个过程在4.5-5h内完成。8.根据权利要求1-6任一项所述的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的压力为0.05-0.5mpa，温度为105-128℃。9.一种亚硫酸铵法焦糖色，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的工艺方法制得，且所述亚硫酸铵法焦糖色中4-甲基咪唑的含量低于8.8mg/kg。10.一种食品，其特征在于，包括权利要求9所述的亚硫酸铵法焦糖色。

技术总结
本发明属于焦糖色生产技术领域，具体涉及一种亚硫酸铵法焦糖色的工艺方法。该工艺方法，包括以下步骤：(1)将糖浆和亚硫酸盐混合，制得糖浆混合物；(2)将水和铵盐混合，置于反应容器中，加压升温，然后加入步骤(1)中糖浆混合物，反应，冷却，中和，制得亚硫酸铵法焦糖色。本发明采用特殊的加料方法，使得制备的亚硫酸铵法焦糖色杂质含量少(例如4-甲基咪唑杂质含量少)，着色力强，安全性高，品质优异。品质优异。


技术研发人员：董英炎 吴贺丽 廖玺烈 李超 徐佳伟 老欣记 黎鑫芳
受保护的技术使用者：肇庆焕发生物科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/31