亞硫酸銨法焦糖色的儲存特性研究

周海軍陳志穎 周彥斌 葉曉蕾 郭 峰 許永苗 何少清

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州 510280）

·應用研究·

亞硫酸銨法焦糖色的儲存特性研究

周海軍*陳志穎 周彥斌 葉曉蕾 郭 峰 許永苗 何少清

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州 510280）

焦糖色是一種在食品行業中被廣泛應用的天然著色劑，根據生產工藝可以分為以下四大類：普通法焦糖色（Ⅰ）、苛性亞硫酸鹽焦糖色（Ⅱ）、氨法焦糖色（Ⅲ）、亞硫酸銨法焦糖色（Ⅳ）。由這4種工藝生產的焦糖色的產品特性各異，使用領域也各不相同。其中，亞硫酸銨法焦糖色以碳水化合物為主要原料，在氨化合物和亞硫酸銨鹽同時存在下，加或不加酸（堿）而制得，此類焦糖色因帶有強負電荷且具有優良的酸穩定性而被廣泛應用在軟飲料工業中。

應用于軟飲料中的液體亞硫酸銨法焦糖色為深褐色至黑色，具有特殊的焦香味，其主要指標如表1所示。

表1 亞硫酸銨法焦糖色主要質量指標

本文以亞硫酸銨法焦糖色為對象，研究產品在一定儲存期內、不同儲存溫度下主要質量指標（包括色率、紅色指數、黃色指數、pH、波美度、黏度、鹽穩定性、酸穩定性）的變化，探究合適的儲存溫度及儲存時間，為該產品的生產、儲存及運輸的控制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

亞硫酸銨法焦糖色，廣州雙橋股份有限公司；磷酸、氯化鈉，均為分析純；配制用水、檢測用水，均為超純水。

1.2 儀器與設備

MP230pH計，美國梅特勒；Lambda 35紫外-可見分光光度計，PerkinElmer；ML204/02精密天平，美國梅特勒；DU-20電熱恒溫油浴箱，上海一恒；DV2T黏度計，美國博勒飛；DH-300T固液兩用電子比重計，臺灣達宏美拓。

1.3 方法

1.3.1 亞硫酸銨法焦糖色樣品的儲存試驗

將亞硫酸銨法焦糖色平均分裝9份，每份5kg，以3份為一組，分別放置于5℃（模擬低溫）、25℃（模擬室溫）、55℃（模擬高溫）的恒溫箱中；以31d為儲存試驗期，第1天待焦糖色達到目標溫度后取樣檢測指標，從第2天起，每3天取樣檢測色率、紅色指數、黃色指數、pH、波美度、黏度，每6天取樣檢測耐鹽性、耐酸性。所有指標均以每組平均值為結果。

1.3.2 亞硫酸銨法焦糖色主要質量指標的測定方法

1.3.2.1 色率

稱取1g焦糖色，定容至1000mL，配制成1g/L溶液，用分光光度計在610nm下測定溶液吸光值，重復測定3次，取其平均值A1，按式（1）計算色率。

1.3.2.2 紅色指數

將1g/L焦糖色溶液用分光光度計在510nm下測定吸光值，重復測定3次，取其平均值A2，按式（2）計算紅色指數。

1.3.2.3 黃色指數

將1g/L焦糖色溶液用分光光度計在460nm下測定吸光值，重復測定3次，取其平均值A3，按式（3）計算紅色指數。

1.3.2.4 pH

稱取30g焦糖色，加入30g水混合均勻，控制溫度為25℃±0.2℃，直接用pH計測量讀數。

1.3.2.5 波美度

用電子比重計測量15℃±0.2℃下焦糖色的密度ρ1和水的密度ρ0，按照式（4）計算波美度。

1.3.2.6 黏度

用500mL淺型燒杯量取300mL焦糖色，溫度控制在25℃±0.2℃，用黏度計測量其黏度。

1.3.2.7 耐鹽性

稱取1 g樣品于80mL燒杯中，注入50mL質量濃度20%的食鹽溶液，攪拌均勻后觀察，溶液澄清無沉淀，在25℃靜置24h后再次觀察，如果溶液仍澄清無沉淀，即為符合耐鹽性的要求。

1.3.2.8 耐酸性

稱取1 g樣品于80mL燒杯中，注入50mL pH值為4.50的磷酸溶液，攪拌均勻后觀察，溶液澄清無沉淀，在25℃靜置24h后再次觀察，如果溶液仍澄清無沉淀，即為符合耐酸性的要求。

1.3.3 數據處理

所有結果均取平均值，數據采用Excel 2010進行分析。

2 結果與討論

2.1 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色色率的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色色率的影響如圖1所示。

圖1 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色色率的變化

由圖1可知，隨著儲存時間延長，在不同溫度下儲存的焦糖色色率均呈上升趨勢，其中儲存溫度為5℃試驗組焦糖色的色率上升幅度最小，55℃和25℃實驗組的色率上升幅度較大并且總上升值相近。儲存溫度為5℃，焦糖色的色率一直緩慢上升，在第31天達到最高點27623 EBC；儲存溫度為25℃，色率上升速度較5℃時快，在第28天達到最高點28150 EBC，之后色率基本不變；儲存溫度為55℃，第1～10天色率上升速度很快，之后明顯減緩，到第19天后色率基本不變。

由此可知，不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色的色率變化情況有所不同，其原因可能是焦糖化反應結束后，產物體系并未完全穩定，在較高的外界溫度作用下，體系中部分物質會繼續反應，致使色率上升，隨著儲存時間的推移，色率最終趨于穩定。

2.2 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色紅色指數、黃色指數的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色紅色指數、黃色指數的影響如圖2、圖3所示。在不同的儲存溫度下，焦糖色的紅色指數、黃色指數都呈先下降后上升的變化趨勢，其中5℃試驗紅色、黃色指數組的變化最平緩，其次為25℃試驗組，55℃試驗組的變化最明顯。儲存溫度為5℃，第1～10天焦糖色的紅色指數略有下降，之后緩慢上升，第31天達到最高點5.91；第1～10天焦糖色的黃色指數有輕微下降，之后逐漸上升，第31天達到最高點8.97。儲存溫度為25℃，第1～10天焦糖色的紅色指數下降，之后上升，第31天達到最高點5.95；第1～7天焦糖色的黃色指數變化情況與5℃試驗組相同，之后黃色指數不斷上升，上升速率大于5℃試驗組，第31天黃色指數達到最高點9.04。儲存溫度為55℃，紅色指數、黃色指數的下降幅度及上升幅度均大于5℃、25℃試驗組，第1～7天焦糖色的紅色指數、黃色指數均下降，第10～22天兩者上升速度較快，第25天起上升速度減緩，第28天紅色指數、黃色指數均達到最高點，之后基本不變。

由以上結果得知，儲存溫度升高會加快亞硫酸銨法焦糖色紅色指數、黃色指數的上升速度，在儲存期內，焦糖色體系有部分未達到穩定狀態的物質會繼續反應，因此紅色指數、黃色指數會有所變化。但隨著儲存時間的延長，不同溫度下焦糖色的紅色指數、黃色指數的上升速率均有所減緩，55℃試驗組的紅色指數、黃色指數在第28天就達到平衡，由此可知，提高儲存溫度對焦糖色體系的穩定具有促進作用。

圖2 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色紅色指數的變化

圖3 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色黃色指數的變化

2.3 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色pH的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色的pH影響如圖4所示。

圖4 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色pH的變化

由圖4可知，不同溫度下焦糖色的pH均隨時間延長而下降，溫度越高，下降幅度越大。儲存溫度為5℃，焦糖色的pH平緩下降，在31天內從5.74下降至5.41；儲存溫度為25℃，焦糖色的pH下降速度較5℃時快，且在第31天時下降至最低點5.10；儲存溫度為55℃，第1～7天下降速度較快，之后速度逐漸減慢，第22天后pH達到平衡，穩定在5.08±0.1。

上述結果表明，在不同溫度下，體系中酸性物質均隨著儲存時間延長而增多，亞硫酸銨法焦糖色的pH下降，儲存溫度升高，pH下降較快，但最終會達到平衡。

2.4 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色波美度的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色波美度的影響如圖5所示。

圖5 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色波美度的變化

由圖5可以看出，儲存溫度越低，焦糖色的波美度越穩定，隨著溫度升高，波美度呈現先下降后上升的趨勢，變化幅度隨溫度升高而增大。儲存溫度為5℃，焦糖色在儲存期內的波美度變化不大，基本保持在36.20°Bé±0.2°Bé；儲存溫度為25℃，焦糖色的波美度在第1～10天有所下降，之后緩慢上升，并且在第31天達到最高點36.27°Bé；儲存溫度為55℃，第1～13天波美度不斷下降，然后逐漸上升，第31天達到最高點36.19°Bé。

由上述結果推斷，波美度下降的原因是焦糖色在儲存前期發生分子內脫水等后反應，波美度上升則是由于儲存后期焦糖色中的部分小分子重新聚合，發生膠化反應。

2.5 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色黏度的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色的黏度影響如圖6所示。

圖6 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色黏度的變化

由圖6可知，在5℃的儲存溫度下，焦糖色的黏度下降最為緩慢，在第31天達到了最低點310.0 mPa·s；在25℃的儲存溫度下，黏度下降的幅度比5℃時大，在第13天達到了最低點290.1 mPa·s，隨著儲存時間的推移，黏度呈現出上升的趨勢；在55℃的儲存溫度下，黏度下降的幅度最大，在第13天達到了最低點247.6 mPa·s，第13天后黏度呈現出上升的趨勢。

結果表明，儲存溫度對焦糖色產品的黏度有較大的影響，其原因是焦糖色波美度的變化導致試樣黏度的改變。結合2.4的結果來看，黏度和波美度的變化呈正相關關系。

2.6 儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色耐鹽性、耐酸性的影響

儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色鹽穩定性及酸穩定性的影響如表2、表3所示。由表2、表3可知，所有試驗組的焦糖色在鹽溶液、酸溶液中均沒有出現渾濁，在5℃、25℃、55℃的儲存溫度下，焦糖色均保持良好的耐鹽性和耐酸性。從試驗結果得出，亞硫酸銨法焦糖色的耐鹽性、耐酸性與儲存溫度沒有顯著相關性。

表2 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色的耐鹽性

表3 不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色的耐酸性

3 結 論

本文以亞硫酸銨法焦糖色為對象，研究了產品在不同儲存溫度下主要質量指標的變化特征，得出結論如下：

（1）儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色的色率、紅色指數、黃色指數、pH、波美度、黏度均有影響，而且溫度越高，指標的變化幅度越大。

（2）不同儲存溫度下焦糖色的色率均有所上升，幅度大小依次為：5℃儲存＜25℃儲存≈55℃儲存。較高的儲存溫度使焦糖色中部分物質繼續反應，色率上升，但隨著儲存時間推移，反應速率減慢直至停止，焦糖色的色率最終趨于穩定。

（3）不同儲存溫度下焦糖色的紅色指數、黃色指數均表現出先降后升的趨勢，隨著儲存時間的延長，顏色指數上升速度逐漸減緩，最終也會達到平衡。

（4）不同儲存溫度下焦糖色的pH均下降，低溫組下降速率較平均，室溫和高溫組儲存前期呈現出快速下降的趨勢，后期下降速度有所減慢。

（5）不同儲存溫度下焦糖色的波美度均呈現先降后升的趨勢，但總體變化幅度不超過0.5°Bé。黏度的變化同樣是先降后升，與波美度呈正相關關系。

（6）亞硫酸銨法焦糖色的耐鹽性、耐酸性與儲存溫度沒有顯著相關關系，因為這2個質量特性主要是由焦糖色自身所帶電荷性質決定的，而電荷性質取決于焦糖色的生產工藝。

［1］張國瑛，顧正彪，洪雁.焦糖色素生產及應用的進展［J］.食品工業科技，2007，28（4）：232-238.

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Storage characteristics of sulfite ammonia caramelcolor

ZHOU Haijun*CHEN Zhiying ZHOU Yanbin YE Xiaolei GUO Feng XU Yongmiao HE Shaoqing
（Guangzhou Shuangqiao companyLTD.，Guangdong Guangzhou 510280，China）

以亞硫酸銨法焦糖色為對象，研究了儲存溫度對其主要質量指標的影響。試驗結果表明，儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色的色率、紅色指數、黃色指數、pH、波美度、黏度均有影響，而且溫度越高，指標的變化幅度越大。不同儲存溫度下亞硫酸銨法焦糖色色率的變化均呈上升趨勢，其中儲存溫度為室溫和高溫試驗組的色率在試驗期內達到穩定；紅色指數、黃色指數均呈先降后升的趨勢，而且上升速度逐漸減緩；pH均有所下降，低溫組下降速率較平均，室溫和高溫組在儲存前期呈現出快速下降的趨勢，后期下降速度有所減緩；波美度與黏度成正相關，兩者均先降后升。儲存溫度對亞硫酸銨法焦糖色的耐鹽性、耐酸性沒有顯著影響。

亞硫酸銨法焦糖色；儲存溫度；質量指標

Effects of different storage temperatures on main quality indexes of sulfite ammonia caramel color were studied.The results showed that different storage temperatures had impact on color index,red index,yellowindex,pH,Baume degree,viscosityofsulfite ammonia caramel color.Higher temperature caused larger variation of quality indexes mentioned before.Color indexes ofcaramels stored at different temperatures rose in the storage experiment.Color indexes of experimental groups at room temperature and high temperature became stable in the end.Red indexes and yellow indexes decreased at first and then rose with risingrate graduallyslowed down.The pH values ofall samples went down as storage period prolonging.Droppingrate ofpH ofcaramel at lowtemperature was smooth，while droppingrate ofpH of caramel at room temperature and high temperature were fast at first and then slowed down.Baume degree was positively correlated to viscosity and both decreased at first and then rose.Storage temperature had no significant influence on salt resistance and acid resistance ofsulfite ammonia caramel color.

sulfite ammonia caramel color；storage temperature；qualityindex

TS202.3

A

1673-6044（2017）01-0009-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2017.01.005

*周海軍，男，1978年出生，2001年畢業于杭州商學院，食品科學與工程專業，助理工程師。

2017-02-17