焦糖色素簡稱焦糖，是食品工業(yè)中應用范圍最廣的著色劑，在釀造、軟飲料、糖果等行業(yè)中使用量巨大。焦糖按生產工藝可分為[1]：普通焦糖、堿性亞硫酸鹽焦糖、銨（氨）法焦糖和亞硫酸法焦糖。其中，銨（氨）法焦糖適合在醬油等釀造行業(yè)中使用，故又稱釀造型焦糖。甘蔗廢糖蜜是制糖工業(yè)的廢料，一般用于酒精發(fā)酵。因其中約含50%的總糖，故可用糖蜜代替蔗糖、轉化糖漿等高價原料來生產焦糖。但焦糖生產是一種褐變反應，其過程具有復雜性和難預測性，糖蜜焦糖成品往往紅色指數低，染色性差，用于醬油中則出現(xiàn)沉淀多、燒菜發(fā)烏等現(xiàn)象，因此，有必要對以糖蜜為原料生產焦糖色素的工藝、技術關鍵進行研究，為低成本焦糖色素的生產和應用提供科學依據。
    關鍵詞：糖蜜；焦糖色素；紅色指數；色率；耐鹽性；染色性

　　1 材料與方法
　　1.1 材料
　　廢甘蔗糖蜜；硫酸、氫氧化鈉、尿素、硫酸銨：均為分析純。氨水、食鹽、消泡劑，食品級。

　　1.2 儀器
    721型可見分光光度計：上海光譜儀器公司；PHS-2酸度計：上海精析分析儀器有限公司；TDL-5低速大容量離心機：上海精密儀器儀表公司。

　　1.3 成品檢測方法
　　焦糖色素色率測定：按GB8817。焦糖色素紅色指數測定：分別測定0.1%的焦糖色素稀釋液在510 nm和610 nm處的吸光值，紅色指數=10×lg(A510/A610)。耐鹽性試驗：取1.0 g焦糖色素加入20%（經過濾）的食鹽水溶液中，充分攪拌，加熱至沸，經24 h后觀察，若不出現(xiàn)混濁或沉淀，表示該焦糖色素耐鹽性好；反之，則表示耐鹽性差。

　　染著性試驗[5]：取1.0 g焦糖色素于燒杯中加水稀釋，再加入2.0 cm3的白豆腐五塊，煮沸3 min。豆腐取出瀝水后置于白托盤中，觀察其顏色變化。若豆腐上色快，色澤穩(wěn)定性好，表示該焦糖色素染著性好；若上色慢，色澤不穩(wěn)定，表面發(fā)烏，則表明染著性差。

　　2 結果與分析
　　2.1 糖蜜預處理
　　甘蔗糖蜜中含有大量膠體和灰分。膠體的存在，會在加熱熬煮時產生樹脂化產物，影響焦糖色素的溶解性和耐鹽性；灰分的存在，會增加焦糖溶液的沉淀。因此，必須對原料糖蜜進行預處理，通過離心或過濾加以澄清。糖蜜非常黏稠，需要適當稀釋才能使雜質易于沉降。但不能過稀，否則會增加焦糖化工序的能耗，并會使成品焦糖的耐鹽性降低。糖蜜中蔗糖含量占總糖的50%以上，必須酸解以生成還原性糖，提供焦糖化反應所需的酮基或醛基。取原料糖蜜加水分別稀釋至40.0°Be’、36.0°Be’、32.0°Be’、28.0°Be’、24.0°Be’，用硫酸調pH值為2.5。90℃恒溫水浴4 h后，離心20 min，2 500 r/min，測定膠體沉淀量。結
果見表1。

　　從表1可以看出，糖蜜溶液稀釋度增大，有利于膠體和灰分沉淀。綜合考慮沉淀量和后序的焦糖化工藝，選定32.0°Be’為原料糖蜜的最佳稀釋度。

　　2.2 焦糖化反應
　　2.2.1 加入催化劑的方式
　　用氫氧化鈉將糖蜜的pH值調至7.5，分別以氨水和硫酸銨為催化劑，添加量4%，110℃反應，選用下列三種添加催化劑的方式進行對比試驗：①加熱前添加：加熱前加入催化劑，靜置1 h，然后升溫反應；②分段添加：加熱前加入50%催化劑，緩慢升溫至100℃后加入剩余的50%催化劑，保持15 min，再升溫至預定溫度；③加熱后添加：加熱升溫至預定反應溫
度后加入催化劑。結果見表2。

　　表2表明，在加熱前添加固體或液體催化劑，制備的焦糖色素均具有較高的紅色指數。用硫酸銨作催化劑時，三種方式紅色指數相差不大。而用后兩種方式添加氨水作催化劑時，紅色指數大幅下降，這可能由于高溫下氨水揮發(fā)，使實際用量減少之故。

　　2.2.2 反應時間的確定
　　原料糖蜜在高溫下發(fā)生美拉德反應和焦糖化反應生成焦糖色素，形成過程與產物組成相當復雜，無法準確得知。其中反應時間是影響焦糖質量的重要因素。反應時間短，色率不足；反應時間長，易引起焦糖樹脂化，造成紅色指數低、耐鹽性差。以氨水為催化劑，從恒溫后每隔0.5 h取樣測定色率與紅色指數，見圖1。

　　從圖1可以看出，在開始反應階段，糖蜜中還原糖與催化劑發(fā)生羰氨縮合，此時反應體系的紅色指數與色率均呈上升趨勢。150 min時，紅色指數達到最高值，之后急劇下降。而色率穩(wěn)步提高。這可能是反應中間產物發(fā)生分子重排，生成在610 nm處吸光度很高的物質。圖1表明不可能存在某一工藝使焦糖色素的色率與紅色指數同時都達到最佳。目前釀造業(yè)對焦糖色素的要求是在較高色率的基礎上追求高紅色指數，所以選定反應時間為150 min。

　　2.2.3 主要工藝參數的確定
　　焦糖化反應機理十分復雜，至今未有確鑿定論。影響成品焦糖色素的因素很多，經過多次單因素試驗后，安排正交試驗，以期獲得最佳生產工藝參數。取預處理后的糖蜜，用氫氧化鈉調節(jié)pH值，加入催化劑和消泡劑，加熱升溫至預定溫度，保持恒定，生成焦糖色素。隨即降溫，測定焦糖色素的色率和紅色指數，結果見表3。

　　表3 表明： 影響焦糖色素紅色指數的因素排序為B>C>A>D，影響焦糖色素色率的因素排序為D>A>C>B。二者的影響因素順序相反，這和二者在數學公式上就體現(xiàn)出的負相關性一致。目前食品加工業(yè)更偏愛紅色指數高的焦糖色素，故選定焦糖生產工藝為A₃B₁C₂D₁，即進樣糖蜜pH值8.0，氨水為催化劑，添加量4%，反應溫度105℃。按照正交試驗結果，采用該最佳工藝參數進行驗證試驗，結果見表4

　　表4表明，正交試驗結果可信，能生產同時具有較高色率與紅色指數的焦糖色素。

　　2.3 成品質量檢驗
　　2.3.1 耐鹽性試驗與染著性試驗。

　　通過對比試驗，可知本試驗制備的焦糖色素商品性質良好，與以葡萄糖母液、淀粉糖漿為原料生產的焦糖色素相近，適合于醬油生產。

　　2.3.2 理化指標

　　3 結論與討論

　　3.1 利用甘蔗廢糖蜜生產優(yōu)質焦糖色素是綜合利用資源、降低成本的有效途徑。保證焦糖色素耐鹽性的關鍵技術在于控制原料的品質：糖蜜必須經稀釋、酸解、沉淀除雜；使用的氨水也需達到食品級。此外需嚴格控制焦糖化反應的工藝參數。不適當的反應溫度或反應時間，均會使耐鹽性降低。
　　3.2 焦糖色素的紅色指數與色率在一定程度上呈負相關關系，二者只有在某一時間區(qū)域內可同時達到較高水平。提高紅色指數的工藝參數為：進樣pH8.0，添加4%氨水，放置1 h后升溫至105℃，反應150min。（本文搜集整理于網絡，如有侵權之處，請聯(lián)系我們刪除。）