□ 儲(chǔ) 闖 黃 鵬 鄒 旭 中糧生化能源(公主嶺)有限公司
中糧生化能源(公主嶺)有限公司淀粉糖裝置糊精裝置生產(chǎn)能力為5萬噸/年。糊精生產(chǎn)工藝采用淀粉水解制備液體糊精,經(jīng)過濾、脫色、離交與預(yù)濃縮等工序后,液體糊精進(jìn)入粉體干燥系統(tǒng),根據(jù)市場實(shí)際情況,控制糊精產(chǎn)品水分、松密度與DE值。
麥芽糊精具有粘性大、增稠性強(qiáng)、溶解性好、速溶性佳、載體性好、發(fā)酵小、吸潮性低、無異味、甜度低、人體易于消化吸收、低熱與低脂肪等特點(diǎn),是食品工業(yè)中最理想的基礎(chǔ)原料之一,并在造紙工業(yè)、日用化工、醫(yī)藥工業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用[1]。本試驗(yàn)以公司麥芽糊精生產(chǎn)線為依托,對脫色工序活性炭添加量、活性炭與液體糊精接觸時(shí)間、微生物與氣味的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行研究,最終確定活性炭添加量3.5 kg/t絕干,活性炭與液體糊精充分接觸30min以上,對系統(tǒng)定期進(jìn)行噴淋滅菌,增加CIP清洗系統(tǒng)。通過連續(xù)生產(chǎn)驗(yàn)證在此最佳工藝條件下麥芽糊精的氣味穩(wěn)定性。
2.1.1 試驗(yàn)材料
活性炭(干炭)由福建省三明臨江大林森活性炭有限公司提供,樹脂DOWEX88MBH、DOWEX22由陶氏化學(xué)提供。
2.1.2 主要儀器設(shè)備
分析天平,梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司;pH計(jì),上海精密科學(xué)有限公司;數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋,菏澤市三星儀器儀表有限公司;鉑電阻溫度計(jì),上海儀表總廠;分光光度計(jì),上海精密科學(xué)有限公司;高效液相色譜儀,氣相色譜儀,安捷倫科技(中國)有限公司。
2.2.1 氣味
取樣品20 g,放入100 mL磨口瓶中,利用水浴鍋將樣品調(diào)至50 ℃,加蓋,振搖30 s,嗅其氣味,并記錄氣味特征。
2.2.2 pH
稱取樣品20g于100mL小燒杯中,先用水再用樣液沖洗電極數(shù)次,調(diào)節(jié)樣液溫度及pH計(jì)的溫度補(bǔ)償至(25±1)℃,測定樣液的pH值,在1min內(nèi)pH值穩(wěn)定,讀數(shù)。測定結(jié)束后用蒸餾水將電極沖洗干凈,放入飽和氯化鉀溶液中浸泡待用。
2.2.3 電導(dǎo)
選擇合適規(guī)格常數(shù)電極,根據(jù)電極實(shí)際電導(dǎo)池常數(shù),儀器進(jìn)行常數(shù)校正。經(jīng)校正后,儀器可直接測量液體電導(dǎo)率。將測量開關(guān)置“測量”檔,選用適當(dāng)?shù)牧砍虣n,將清潔之電極插入被測液中,儀器顯示該被測液在溶液溫度下之電導(dǎo)率。
2.2.4 色值
根據(jù)分光光度計(jì)手冊中的說明書安裝分光光度計(jì),調(diào)整波長到420nm。用糖溶液清洗比色槽然后裝滿。測量溶液的吸光度(As或-log10Ts ),以過濾的、真空處理的蒸餾水作為零色度的參照標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)干物質(zhì)含量(RDS)計(jì)算溶液中樣品的濃度c。按照公式(1)根據(jù)RDS獲得測試溶液的密度ρ(kg/m3)。
式(1)中:As—測試溶液的吸光度,%;RDS—測試溶液的干物質(zhì)含量,%;ρ—測試溶液的密度,kg/m3;c—測試溶液中樣品的濃度,%;b—比色皿的長度,cm。
3.1.1 脫色工序中活性炭添加量對口味的影響
脫色工序僅利用活性炭去除色素,在脫色工序分別加入0.76、1.00、1.52 kg/t與2.50 kg/t絕干糖,樣品編號(hào)1、2、3與4進(jìn)行試驗(yàn),在68 ℃、pH值為4.3的條件下進(jìn)料。根據(jù)GB/T 20884-2007中6.1.2麥芽糊精品評方法,取脫色工序物料樣品20g,放入100mL磨口瓶中,利用水浴鍋將樣品調(diào)至50℃,加蓋,振搖30s,嗅其氣味,并記錄氣味特征??谖秾Ρ冉Y(jié)果如表1(重復(fù)兩次實(shí)驗(yàn))。
表1 活性炭加量對口味的影響
活性炭添加量低時(shí),糊精有酸味;隨著加炭量的增加,味道逐漸減輕。
從表1可以看出,活性炭添加量增大,酸味與焦糊味減輕,但是糖液中衍生出的其他味道不同。當(dāng)加炭量為2.5 kg/t時(shí),口味會(huì)有明顯的減輕。結(jié)果顯示加炭量越大,雜味越低。
3.1.2 離交后添加活性炭對口味的影響
進(jìn)入精制離交后,物料做加炭實(shí)驗(yàn),確定活性炭在生產(chǎn)過程中對糖漿氣味的影響?;钚蕴刻砑恿繛槊繃嵔^干糖加活性炭1 kg。在68 ℃、干物濃度30%的條件下進(jìn)料。根據(jù)GB/T 20884-2007中6.1.2麥芽糊精品評方法,取離交工序物料樣品20 g,放入100 mL磨口瓶中,利用水浴鍋將樣品調(diào)至50 ℃,加蓋,振搖30 s,嗅其氣味,并記錄氣味特征。根據(jù)本文2.1.3的檢測方法,測得各組樣品的pH、電導(dǎo)、色值指標(biāo),結(jié)果如下(重復(fù)兩次實(shí)驗(yàn)),脫色樣品的各指標(biāo)對比結(jié)果見表2。
表2 精制后脫色氣味
通過實(shí)驗(yàn)探究,表2數(shù)據(jù)顯示,離交處理后,再次經(jīng)過活性炭吸附,色值去除率在70%左右,如果增加脫色系統(tǒng),可以減少混床吸附量,明顯提升混床吸附效果,降低混床樹脂的壓力,使糖漿及糊精產(chǎn)品的氣味及異味因子有保障。
系統(tǒng)內(nèi)部微生物代謝會(huì)產(chǎn)生異味因子,同時(shí)帶入雜味。
在生產(chǎn)過程中,甜香味、焦糖味、塑料味、吲哚味與泥土味較為突出,根據(jù)品評標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)感官氣味,可得出乙醛可體現(xiàn)出甜香味、糠醛可體現(xiàn)出輕微塑料味、丁酸會(huì)體現(xiàn)出酸味略臭味,微生物可代謝出乙醛、糠醛、丁酸,由此分析以上氣味由微生物代謝產(chǎn)生。生產(chǎn)時(shí)主要針對系統(tǒng)中容易產(chǎn)生以上異味因子的工序,如過濾、脫色、甜水罐進(jìn)行高溫噴淋清洗[3],快速去除異味根源。
(1)脫色系統(tǒng)活性炭添加量為2.5 kg/t絕干,混床后增加脫色系統(tǒng),活性炭添加量1 kg/t絕干,活性炭總添加量3.5 kg/t絕干,可降低液體糊精色值,去除其中有機(jī)色素,吸附糖漿中的異味。
(2)精制離交,定期進(jìn)行鹽浸處理,保證混床樹脂的運(yùn)行正常,出料時(shí)氣味盡量保持輕微。
(3)根據(jù)巴氏消毒原理[4],增加在線清洗系統(tǒng),對生產(chǎn)中間罐及管線用高溫水清潔,減少系統(tǒng)微生物的污染,避免微生物代謝產(chǎn)生異味,提高產(chǎn)品口味。