怎樣減少和消除白糖中的酸性絮凝物[亞硫酸法]

版權聲明：轉載時請以超鏈接形式標明文章原始出處和作者信息及本聲明http://rzlyh.blogbus.com/logs/53991232.html白糖大量用於製造飲料(飲料工業用糖一般占糖消費總量的10～20％)。優質飲料要清澈透明，因此對所用的糖在這方面的要求也特別嚴格。許多飲料是酸性的, pH3～4, 故要求所用的糖開成的溶液在酸性下靜置幾天不形成絮狀物。白糖要做到這點是不容易的，有些精製糖也可能形成一些酸性絮凝物。因此，這個問題引起了製糖和食品工業的許多專家的重視，並進行過深入的研究。1、白糖中的酸性絮凝物是什麼物質？酸性飲料中的絮凝物，英文簡寫為ABF(acid beverage floc)。在濃度15％、pH3～4的糖液中，靜置1～10天時緩慢形成，呈棉絮狀或線粒狀。它具有膠體物質的性質，可以用超離心機或超過濾處理將它們分離出來。美國糖業研究所前所長克拉克（M.A.Clarke）的報告指出了和此有關的幾類物質：1、微生物：酵母、黴菌和細菌會使糖液乳濁或形成線形的絮狀物。它們在搖動時不會消散，在有殺菌劑(甲醛或苯甲酸)時不會形成。２、澱粉：呈混濁狀，可溶於酸。３、葡聚糖：形成微細的滴狀物。將糖乾燥後再溶解形成乳濁液。４、無機硅化合物：形成乳濁狀或懸浮性的沉澱，常稱為「水絮凝物」。５、甜菜糖中的絮凝物：含有甜菜中存在的皂角甙。６、酸性飲料絮凝物：在酸性中形成小球粒或串成線形，將溶液震動時分散，靜置時再形成。酵母如Saccharomyces和Torula，在很低的濃度下已使糖液混濁；黴菌如Aspergillus和Penicillium普遍存在於原糖中；細菌如B.subtilis和B.cereus在糖液中迅速繁殖，合成多糖體，主要是Levans(果糖聚合物)，是凝膠狀的小球粒。澱粉、葡聚糖及甘蔗中的其它多糖(簡寫為ISP)，都會使糖液混濁或形成絮狀物。糖液中常含有較多的硅化合物(注意防止糖廠用水帶入硅)。聚合的硅酸陰離子能和溶液中的其它陽離子結合沉澱，並將其它多糖體和其他大分子包藏在其中。據Ermolaeva的研究，糖的酸性絮凝物中含27.5%多糖、24%蛋白質和35%灰分。Roberts等發現這些絮凝物含多糖、蛋白質、硅化合物以及蔗脂和蔗蠟。多糖中包括澱粉、多糖(成份為阿拉伯糖--半乳糖縮合物並含有葡萄糖醛酸)、以及葡聚糖等。Miki等分析了從澳大利亞、菲律賓、古巴和南非進口的原糖，發現含有較多的澱粉和其它多糖類(主要是半乳糖—甘露糖縮合物)，並證實它們是形成白糖絮凝物的主要成份 。Godshall等用凝膠電泳法將糖液中的蛋白質分離出來鑒定。原糖中的蛋白質有兩類，一類分子量較大的是糖蛋白(glycoprotein)，精鍊時可將它除去，但另一類蛋白質的分子量較小，存在於所有的精糖中。克拉克等將這種蛋白質水解，分析它的氨基酸成份，主要是天冬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等。她認為，這些蛋白質在酸性下帶正電，與帶負電的多糖類互相吸引而凝聚，並將其它不溶解的懸浮微粒網路起來，組成這種絮狀物。還有很多研究都說明，這些絮凝物主要是高分子的有機物，並含有部分硅化合物。Roberts等的研究說明，將糖液在25℃下通過助濾劑過濾可將這些雜質大部分除去，但在85℃下℃的效果較差。他們認為這些物質在低溫下是分子量很高的大分子物質，但在高溫下則分散溶解成為較小的分子(由於分子熱運動和水化的加強)。與此相似，糖液中的蛋白質在低溫下過濾可以除去，但在80℃過濾則無效。他們認為這些蛋白質在低溫下與多糖類結合存在，在高溫下則分散為單個的較小的分子。我國國內有多個高級飲料的製造廠，它們多數購買國內生產的白糖，使用時要將這些糖經過凈化處理，即將糖溶解成50～55%濃度，加活性炭和硅藻土(用量對糖的比例各為0.2～0.3%)進行精細的過濾，以達到完全清亮的要求。為了保證產品質量以及過濾設備和生產線的生產能力，它們選購的白糖，要求不溶物含量比較低，沒有（或很少）酸性絮凝物，糖液過濾性良好。通常用碳酸法糖廠生產的白糖，也有用亞硫酸法糖廠製造的質量較高的白糖。2、怎樣減少和消除白糖的酸性絮凝物？白糖中酸性絮凝物的多少，與製糖原料的情況及成份、以及製糖工藝方法有關。通常，碳酸法製造的白糖的酸性絮凝物較少，而亞硫酸法白糖較難達到上述要求。這是由於碳酸法經過幾次「全汁過濾」，對各種不溶性物質和澱粉、蔗蠟、硅酸鹽等雜質的除去比較完全。亞硫酸法沒有經過「全汁過濾」，沉澱池放出的清汁的清亮度有時不夠好，同時亞硫酸法對膠體物質的除去率較低，這些都影響到白糖的質量。我們進行了多年的研究，主要目標是大幅度地提高亞硫酸法糖廠的白糖質量，並減少和消除白糖中的酸性絮凝物。現在已經有了基本成熟的方法，包括工藝和設備。目前正在分階段實施。現在可行的方法主要有兩種：1、混合汁先在低溫下進行磷浮處理，可以大量地除去澱粉等多糖類、蔗蠟等類脂物以及某些蛋白質。經過多次分析，低溫磷浮法可除去澱粉和蔗蠟85～90％或以上，蛋白質（主要是會在白糖中形成酸性絮凝物的組份）和可溶性硅化合物40～50％以上，以及絕大部分的蔗糠等雜質。這樣的浮清汁再進行常規的硫熏加灰加熱處理，澄清過程就順利得多，清汁質量也明顯提高。如果在硫熏加灰時再加入少量新型的高效脫色澄清劑，得到的清汁質量可以接近碳酸法清汁的水平，主要是色值降低到500IU左右（常規的亞硫酸法清汁色值通常為1000～1500IU）,純度比混合汁提高2～3度，膠體的總除去率達到50～60％。低溫磷浮法已在廣西一個大型亞硫酸法糖廠應用了接近3個榨季和經過一系列改進，現在已經能夠正常穩定地運行，操作管理也方便容易（每班只需一個工人），很少出現不良狀況（如反底），效果相當穩定，原來存在的細菌活動問題和浮渣難處理的問題也已經解決。可以肯定，上述工藝變革的最困難的技術問題已經過關，隨後的一步變革在技術上的難度不大，工藝和設備都相當成熟。2、亞硫酸法糖廠原有的工藝流程不變。將得到的清汁再進一步凈化，即加入少量（0.08～0.1%）的新型高效脫色澄清劑和微量絮凝劑（約2克/噸汁），清汁中的大部分膠體物質和約一半的色素將和脫色澄清劑結合，並完全凝聚成為緊密的、易於沉澱的棕黑色的沉澱物，在實驗室內它們在不到半分鐘的時間內就沉澱下來。在車間，可以應用新型的平流式快速沉降器（連續式），在15～20分鐘以內分離得到清亮透明的淺色的清汁和濃稠的泥汁。清汁的色值比原來的亞硫酸法清汁降低40～50％，純度比原來的清汁提高約1.5度。這種新型的脫色澄清劑是最近研究成功的新型高分子聚鋁化合物，沒有毒性（聚鋁化合物已普遍應用在自來水的原水處理中），並經過專門機構檢驗發證。平流式快速沉降器也已經在幾個糖廠中應用，最近還再作了進一步的完善。這個項目將在2005～2006年榨季在糖廠中投入生產應用。應用這兩種方法，生產的白糖質量都能夠接近碳酸法的白糖，主要是：色值100IU左右或以下，不溶物和濁度大大降低，酸性絮凝物基本沒有，其他指標都有顯著改善。增加使用的藥劑，費用對每噸蔗汁約為4元，即每噸糖增加成本30多元（遠低於碳酸法的成本增加）。新增的設備對一個日榨量為5000噸的糖廠為數十萬元（也遠少於碳酸法的設備費用），需要的廠房為2～3跨面積。因此是比較容易實行的。
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