本發(fā)明屬于食品添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐鹽性普通焦糖色素及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

焦糖色素是一種廣泛應(yīng)用于低度酒、醬油、食醋、焙烤等行業(yè)的食品著色劑，按照原料及生產(chǎn)方法分為：1、普通焦糖色素，它是以蔗糖為主要原料，在酸性(檸檬酸)或堿性(naoh)條件下，高溫聚合成褐色或黑色物質(zhì)，由于生產(chǎn)過程中不使用銨(氨)類化合物，故不形成4-甲基咪唑，是一種安全的焦糖色素生產(chǎn)方法。該方法生產(chǎn)的焦糖色素色率低、但紅色素指數(shù)、黃色素指數(shù)較高，在酒精、酸中穩(wěn)定性較好，但耐鹽性較差。2、亞硫酸鹽焦糖色素，它是以亞硫酸為催化劑，經(jīng)焦糖化反應(yīng)形成的黑褐色物質(zhì)，其中不含1-甲基咪唑，但硫的含量較高，我國很少用該法生產(chǎn)焦糖色素，該法生產(chǎn)的焦糖色素耐酸性較好，著色力強(qiáng)，常用于酸性飲料的著色劑。3、氨法焦糖色素，它是以糖或糖類化合物為原料，以氨或銨類化合物為催化劑，經(jīng)焦糖化反應(yīng)形成的黑褐色物質(zhì)，該產(chǎn)品耐鹽性較好，被廣泛用于醬油生產(chǎn)中，是我國生產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的食品添加劑。4、亞硫酸銨焦糖色素，它是以糖或糖類為主要原料，以亞硫酸銨為催化劑生產(chǎn)的黑褐色物質(zhì)。

我國對耐鹽性(銨法或氨法)焦糖色素的需求量大，銨法或氨法焦糖色素的色率較高，但其中含有4-甲基咪唑，隨著人們安全意識的增強(qiáng)，該焦糖色素越來越引起人們的關(guān)注。盡管該法生產(chǎn)的焦糖色素中4-甲基咪唑的含量低于國標(biāo)要求，但畢竟含有這一危險的化合物質(zhì)，且隨著色率的升高危險性越大。

普通焦糖色素我國生產(chǎn)較少，主要是由于蔗糖在受熱過程中極易起泡，且難以控制。zl2015102182333在多年研究的基礎(chǔ)上，采用變速攪拌工藝，及時消除泡沫，才使這一久遠(yuǎn)的技術(shù)在三口瓶中得以順利進(jìn)行，這為該技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。采用這一技術(shù)生產(chǎn)的焦糖色素色率較低，但紅色素指數(shù)、黃色素指數(shù)較高，以其配制的醬油烹飪的菜品色澤鮮艷、圓潤，且在半小時內(nèi)不變色。但該焦糖耐鹽性隨原料的變化較大，在同樣的條件下，使用一些蔗糖生產(chǎn)的焦糖耐用性就好，而使用另一品牌的蔗糖生產(chǎn)的焦糖耐鹽性就差。

華南理工大學(xué)于淑娟院士研究了普通焦糖色素的分子組成，反應(yīng)機(jī)理，為普通焦糖的生產(chǎn)提供了技術(shù)支持，但制備方法很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。廣州甘蔗糖業(yè)研究所譚文興等采用蔗糖與油混合加熱，分離、再混合加熱的方法，得到ph值為5.53，錘度為76.9°bx，色率為19474ebc,黃色指數(shù)為8.93，紅色指數(shù)為5.70,對dpph·自由基的半數(shù)抑制率為0.6mg/ml的普通色素，但該焦糖色素耐鹽性差，不能應(yīng)用于醬油釀造中。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的主要存在的問題是：由于蔗糖在加熱過程中極易起泡，因此，生產(chǎn)困難。近年來雖有涉及的研究，但工藝路線過長，工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。即使可以生產(chǎn)，但耐鹽性較差，也無法應(yīng)用于到醬油生產(chǎn)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種耐鹽性普通焦糖色素及其制備方法和應(yīng)用，該方法解決了因原料造成普通焦糖色素耐鹽性差技術(shù)難題，在蔗糖熔化前加入氫氧化鈉溶液，有效地控制了生產(chǎn)過程中泡沫的形成，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)該方法制得普通焦糖色素安全性高，色澤鮮艷、圓潤、耐鹽性好，可用于醬油生產(chǎn)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種耐鹽性普通焦糖色素的制備方法，包括以下步驟：

1)搭建回流裝置，將蔗糖置于三口瓶中，在攪拌條件下，緩慢加入氫氧化鈉溶液，油浴加熱回流反應(yīng)直至蔗糖完全融化，在反應(yīng)30min；

2)將回流裝置改為蒸餾裝置，收集反應(yīng)餾分直至反應(yīng)溫度升至150～160℃，撤去蒸餾裝置，改為回流裝置，在150～160℃下繼續(xù)反應(yīng)1.5～2.5h；

3)向反應(yīng)體系中加入三聚磷酸鈉溶液，回流反應(yīng)20～30min，制得耐鹽性普通焦糖色素。

步驟1)中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為1％～2％。

步驟1)中，蔗糖與氫氧化鈉溶液的用量比為50g：(8～10)ml。

步驟1)中，油浴的溫度為180℃。

步驟1)中，蔗糖融化后的反應(yīng)溫度為110℃。

步驟3)中，加入的三聚磷酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為0.5％～1％。

蔗糖與加入的三聚磷酸鈉溶液的用量比為50g：(20～30)ml。

本發(fā)明還公開了采用上述方法制得的耐鹽性普通焦糖色素，該焦糖色素的色率為14000～15000ebc，黃色素指數(shù)≥9.3，紅色素指數(shù)≥5.7。

本發(fā)明還公開了上述耐鹽性普通焦糖色素在制備食用醬油中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明公開的耐鹽性普通焦糖色素的生產(chǎn)方法，采用了兩個關(guān)鍵技術(shù)，第一，反應(yīng)時向蔗糖中加入naoh溶液，避免了過程中消泡難的現(xiàn)象發(fā)生。普通焦糖色素的生產(chǎn)是一個脫水、脫羧反應(yīng)，在此過程中，因脫水降低了體系的溫度，因此本發(fā)明采用蒸餾的方法將水分趕出，提高了反應(yīng)溫度，使反應(yīng)向焦糖形成的方向進(jìn)行。在脫羧反應(yīng)中形成中間產(chǎn)物丙酮醛，丙酮醛在高溫下，被氧化成丙酮酸，用naoh中和部分諸如丙酮酸類化合物，有利于焦糖化反應(yīng)的進(jìn)行。第二，反應(yīng)結(jié)束前，給反應(yīng)體系中加入三聚磷酸鈉，一方面，三聚磷酸鈉能夠改變普通焦糖的帶電性，同時，三聚磷酸鈉對金屬離子具有一定的絡(luò)合能力，增加金屬離子在溶液中的溶解性，增加普通焦糖的穩(wěn)定性。另一方面，三聚磷酸鈉也能使液態(tài)、固態(tài)微粒更好的溶于液體(如水)介質(zhì)中，使溶液外觀完全透明，好像真溶液一樣，即增溶作用。提高了焦糖色素的耐鹽穩(wěn)定性。

經(jīng)測定，本發(fā)明制得的耐鹽性普通焦糖色素，不含4-甲基咪唑，產(chǎn)品的色率較低(14000～15000ebc)，但紅色素指數(shù)(≥5.7)、黃色素指數(shù)(≥9.3)較高，以其為添加劑配制的醬油用以烹飪，不僅可保持蔬菜的本色，而且賦予菜品紅潤的色澤，激發(fā)食客的食欲。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

實施例1

搭建回流裝置，取50g一級綿白糖(甜菜糖，新疆芳草湖糖廠)于帶攪拌、溫度計的三口燒瓶中，在不斷攪拌的情況下，徐徐加入1％的naoh溶液10ml，在油浴鍋中繼續(xù)加熱待蔗糖完全融化后，將回流裝置改為蒸餾裝置，收集餾分，至反應(yīng)溫度為160℃時，撤去蒸餾裝置，改為回流裝置，在150℃下繼續(xù)反應(yīng)2h，給其中加入0.5％的三聚磷酸鈉溶液25ml，回流反應(yīng)30min，得到不含4-甲基咪唑，色率為14800ebc，黃色素指數(shù)為9.41，紅色素指數(shù)為5.75，耐鹽性好的普通焦糖色素。

實施例2

搭建回流裝置，取50g二級蔗糖(云南富屏糖業(yè)股份有限公司)于帶攪拌、溫度計的三口燒瓶中，在不斷攪拌的情況下，徐徐加入2％的naoh溶液8ml，在油浴鍋中繼續(xù)加熱待蔗糖完全融化后，將回流裝置改為蒸餾裝置，收集餾分，至反應(yīng)溫度為158℃時，撤去蒸餾裝置，改為回流裝置，在150-155℃下繼續(xù)反應(yīng)2.5h，給其中加入0.8％的三聚磷酸鈉溶液25ml，回流反應(yīng)25min，得到不含4-甲基咪唑，色率為15000ebc，黃色素指數(shù)為9.51，紅色素指數(shù)為5.75，耐鹽性好的普通焦糖色素。

采用4-甲基咪唑按照氣相色譜法進(jìn)行測定，在本實施例制得的產(chǎn)品中未出現(xiàn)4-甲基咪唑峰，說明產(chǎn)品中沒有4-甲基咪唑，元素分析顯示產(chǎn)品中n原子含量為0，進(jìn)一步驗證產(chǎn)品中沒有4-甲基咪唑。

色率按照國標(biāo)進(jìn)行測試，紅色素指數(shù)、黃色素指數(shù)按照業(yè)界公認(rèn)的方法進(jìn)行測試。

焦糖色素的耐鹽性是指取5-10g的焦糖溶于100ml濃度為20％的食鹽水中，放置24h不產(chǎn)生沉淀。以云南富屏糖業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的二級蔗糖為原料，按照zl2015102182333提供的方法生產(chǎn)焦糖色素，發(fā)現(xiàn)該焦糖色素的耐鹽性較差，即焦糖色素在20％的食鹽水中渾濁，靜置一段時間后產(chǎn)生沉淀。但以本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)的焦糖色素耐鹽穩(wěn)定性好，可能是由于三聚磷酸鈉的加入，改變了焦糖的電性，或由于三聚磷酸鈉使焦糖色素中的固態(tài)或液態(tài)微粒溶于食鹽水中。

實施例3

搭建回流裝置，取50g二級蔗糖(廣西田東縣制糖有限公司)于帶攪拌、溫度計的三口燒瓶中，在不斷攪拌的情況下，徐徐加入1.5％的naoh溶液10ml，在油浴鍋中繼續(xù)加熱待蔗糖完全融化后，將回流裝置改為蒸餾裝置，收集餾分，至反應(yīng)溫度為160℃時，撤去蒸餾裝置，改為回流裝置，在155-160℃下繼續(xù)反應(yīng)1.5h，給其中加入1％的三聚磷酸鈉溶液25ml，回流反應(yīng)30min，得到不含4-甲基咪唑，色率為14874ebc，黃色素指數(shù)為9.33，紅色素指數(shù)為5.74，耐鹽性好的普通焦糖色素。

蔗糖熔化前加入氫氧化鈉溶液，在實驗過程中不產(chǎn)生泡沫，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

綜上所述，本發(fā)明采用：①、給蔗糖中加入naoh溶液的方法，提高了普通焦糖的色率，避免了過程中消泡難的現(xiàn)象發(fā)生。②、反應(yīng)結(jié)束前，給反應(yīng)體系中加入三聚磷酸鈉，利用三聚磷酸鈉的增溶性，克服普通焦糖耐鹽性差的技術(shù)難題。采用以上關(guān)鍵技術(shù)，可得到不含4-甲基咪唑，安全的焦糖色素，其色率為14000-15000ebc，黃色素指數(shù)≥9.3，紅色素指數(shù)≥5.7，耐鹽性好的普通焦糖色素，該焦糖色素能夠滿足醬油生產(chǎn)。

本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法相比具有下述優(yōu)點：

1、產(chǎn)品中不含4-甲基咪唑，是一種安全的焦糖色素生產(chǎn)方法。產(chǎn)品的色率較低，但紅色素指數(shù)、黃色素指數(shù)較高，以其為添加劑配制的醬油用以烹飪，不僅可保持蔬菜的本色，而且賦予菜品紅潤的色澤，激發(fā)食客的食欲。這一產(chǎn)品的開發(fā)，豐富了焦糖色素的品種。

2、該方法是在zl2015102182333的基礎(chǔ)上，針對以蔗糖為原料生產(chǎn)普通焦糖色素時因原料來源不同、加工工藝不同引起焦糖色素耐鹽性差的技術(shù)問題等進(jìn)行的。蔗糖的來源不同、處理方法不同，按照zl2015102182333生產(chǎn)的焦糖色素耐鹽性差別較大，有些蔗糖按zl2015102182333生產(chǎn)的焦糖耐鹽性極好，而有些蔗糖按zl2015102182333生產(chǎn)的焦糖耐鹽性不好，針對上述問題，我們采用給其中加入三聚磷酸鈉的方法，提高了焦糖的耐鹽性。三聚磷酸鈉在溶液中具有很好的分散性，能夠提高普通焦糖的耐鹽性，該方法比較簡單，但十分實用，也可用于銨法焦糖的生產(chǎn)中。本發(fā)明與zl2015102182333最大的區(qū)別在于：①、在蔗糖熔化前加入氫氧化鈉溶液，避免了蔗糖熔化產(chǎn)生泡沫，難以控制的現(xiàn)象發(fā)生，zl2015102182333為控制泡沫，采用了變速攪拌技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)下，這種方法難以實現(xiàn)，這種方法更容易工業(yè)化生產(chǎn)。②、加入氫氧化鈉有利于反應(yīng)向焦糖色素形成的方向進(jìn)行，提高了焦糖色素的色率。③、加入三聚磷酸鈉，改變了焦糖色素的電性，提高了焦糖色素對金屬離子的絡(luò)合作用，使普通焦糖的固態(tài)或液態(tài)微粒更好的分散在鹽水溶液中，改善了焦糖色素的耐鹽穩(wěn)定性。④、克服了因原料來源、加工工藝不同造成焦糖色素耐鹽性差的問題出現(xiàn)。

3、普通焦糖的生產(chǎn)是一個脫水、脫羧反應(yīng)，在此過程中，因脫水降低了體系的溫度，采用蒸餾的方法將水分趕出，提高了反應(yīng)溫度，使反應(yīng)向焦糖形成的方向進(jìn)行。在脫羧反應(yīng)中形成中間產(chǎn)物丙酮醛，丙酮醛在高溫下，被氧化成丙酮酸，用naoh中和部分諸如丙酮酸類化合物，有利于焦糖化反應(yīng)的進(jìn)行。