[发明专利]一种生产焦糖色素的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明专利涉及生产焦糖色素领域，尤其涉及一种生产焦糖色素的方法及其设备。

背景技术

焦糖色素(Carame1)，也被称为焦糖，是一种广泛用于食品、医药等行业的着色剂，对于食品工业，在酱油、食醋、料酒、酱卤、腌制制品、烘制食品、糖果、药品、碳酸饮料以及非碳酸饮料等中均有使用，在赋予产品特定色泽的同时也带来特定的焦糖风味。焦糖色素为浓黑褐色黏稠物质，溶于水，不溶于有机溶剂。在1940年，美国食品药品监督管理局(FDA)就发布了焦糖色素的相关规定。但是由于焦糖色素中含有的4甲基咪唑具有毒性，其发展受到一定的限制。后来经过进一步深入的研究和试验，联合国粮食与农业组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)和国际食品添加剂联合专家委员会(JECFA)均认定在一定的限量范围内焦糖色素是安全的。在1863年美国即实现了焦糖色素的商业化生产。由于特殊的国情，新中国在20世纪70年代方才开始拥有了生产焦糖的小作坊，随着改革开放和经济的发展，我国的焦糖色素工业也得到了迅猛的发展。

焦糖色素的生成主要伴随着3种反应，分别是美拉德反应(MaillardReaction)、焦糖化反应(Caramellization)和氧化反应(Oxidation)。通常使用糖类和含有氨基酸的肽或蛋白质等原料在一定温度下进行反应得到。

传统的焦糖色素生产方法按催化剂的不同分有4种。其一是普通法，由DE值70以上的葡萄糖浆在160℃左右不采用含有铵化物或亚硫酸盐的催化剂，得到的产品色率较低，大致为1.7×10⁴，但红色指数可达6以上，氮硫含量低，pH3～4，且在75％的乙醇溶液中稳定，负(弱)电荷，主要用于蒸馏酒、甜食和香味混合。其二是亚硫酸盐法，该方法与普通方法相似，但催化剂采用亚硫酸盐且用量较高，得到的产物色率大致为2.7×10⁴，不含氨，pH2.5～4.0，负电荷，使用范围小，只能用于一些特殊的食品或药品中，并且不属于国标中规定可使用的方法。其三是氨法，采用氨作为催化剂，常用高当量的葡萄糖或转化糖与氨在高温下制成，色率大致为3.2×10⁴～5×10⁴，不含硫，pH2.8～5.5，耐盐性好，主要用于焙烤食品、啤酒和酱油等。其四是亚硫酸铵法，采用亚硫酸铵盐为催化剂，葡萄糖、蔗糖为原料在酸性条件下催化而成，色率大致为2×10⁴～8×10⁴，含氨和硫，pH2.0～3.5，负(强)电荷，由于着色力强并且在酸性条件下十分稳定，因而通常用于软饮料汤料、宠物食品等中。

现有焦糖反应主要是采用大反应釜间断式批量反应，首先将反应原料（各种糖类）批量（20吨~70吨）投到反应釜中，然后按照所投物料的一定比例添加添加剂，充分搅拌后通过反应釜中的盘管，用蒸汽通过盘管加热物料，加热时间一般持续30分钟以上，时间视所反应的物料量为准，物料添加越多，升温时间越久。温度升到预定温度后，在反应釜中保温若干小时，期间不是抽查物料色率，以确定反应时间。该反应升温时间长、物料受热不均匀，保温时间长，所生产产品批次单一，无法实现连续生产。

甘蔗是我国南方主要的农业经济作物，在我国已有很悠久的栽培历史。甘蔗废蜜是甘蔗榨糖后的副产品，其中含有重量含量35%左右的蔗糖，11%左右的还原糖，以及胶体、无机非糖分等其他杂质。由于无机非糖分的造蜜作用，从甘蔗糖蜜中提取蔗糖是不经济的。目前，甘蔗糖蜜主要用于酒精发酵，酵母培养等方面。甘蔗糖蜜中含有较多的糖分，故是制备优质焦糖色素理想的天然原料。

发明内容

本技术是采用喷射加热器将含糖物质加热，然后采用若干个细长的主体组合层流罐进行保温，高温物料从层流罐体的下部进入到罐体，然后从单个罐体的上部流出，通过控制流出罐体的个数和流量控制焦化反应的保温时间，最终实现焦化反应的完成。

本发明是通过下述技术方案实现的：

生产焦糖色素的方法采用的设备，包括物料预融罐、喷射加热器、层流反应釜、闪蒸罐和焦化配料罐和成品罐，并依次用管道连接，其中闪蒸罐包括板框中转罐、蒸发中转罐和浓缩中转罐；

所述的层流反应釜使用盘管加热，通过物料与内通蒸汽的盘管接触，产生热交换将物料加热，再将加热的物料搅拌均匀。

所述的板框压滤机含有滤室，滤室由交替排列的滤板和滤框构成；滤板的表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布；滤框和滤板的边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤液和引出滤液。

上述生产焦糖色素的设备采用的工艺方法包括以下步骤：