□ 儲 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能力為5萬噸/年。糊精生產工藝采用淀粉水解制備液體糊精,經過濾、脫色、離交與預濃縮等工序后,液體糊精進入粉體干燥系統,根據市場實際情況,控制糊精產品水分、松密度與DE值。
麥芽糊精具有粘性大、增稠性強、溶解性好、速溶性佳、載體性好、發酵小、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,是食品工業中最理想的基礎原料之一,并在造紙工業、日用化工、醫藥工業中得到越來越廣泛的應用[1]。本試驗以公司麥芽糊精生產線為依托,對脫色工序活性炭添加量、活性炭與液體糊精接觸時間、微生物與氣味的對應關系進行研究,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,對系統定期進行噴淋滅菌,增加CIP清洗系統。通過連續生產驗證在此最佳工藝條件下麥芽糊精的氣味穩定性。
2.1.1 試驗材料
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由陶氏化學提供。
2.1.2 主要儀器設備
分析天平,梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司;pH計,上海精密科學有限公司;數顯電熱恒溫水浴鍋,菏澤市三星儀器儀表有限公司;鉑電阻溫度計,上海儀表總廠;分光光度計,上海精密科學有限公司;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次,調節樣液溫度及pH計的溫度補償至(25±1)℃,測定樣液的pH值,在1min內pH值穩定,讀數。測定結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
選擇合適規格常數電極,根據電極實際電導池常數,儀器進行常數校正。經校正后,儀器可直接測量液體電導率。將測量開關置“測量”檔,選用適當的量程檔,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率。
2.2.4 色值
根據分光光度計手冊中的說明書安裝分光光度計,調整波長到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準。根據干物質含量(RDS)計算溶液中樣品的濃度c。按照公式(1)根據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1、2、3與4進行試驗,在68 ℃、pH值為4.3的條件下進料。根據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至50℃,加蓋,振搖30s,嗅其氣味,并記錄氣味特征。口味對比結果如表1(重復兩次實驗)。

表1 活性炭加量對口味的影響
活性炭添加量低時,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。當加炭量為2.5 kg/t時,口味會有明顯的減輕。結果顯示加炭量越大,雜味越低。
3.1.2 離交后添加活性炭對口味的影響
進入精制離交后,物料做加炭實驗,確定活性炭在生產過程中對糖漿氣味的影響。活性炭添加量為每噸絕干糖加活性炭1 kg。在68 ℃、干物濃度30%的條件下進料。根據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至50 ℃,加蓋,振搖30 s,嗅其氣味,并記錄氣味特征。根據本文2.1.3的檢測方法,測得各組樣品的pH、電導、色值指標,結果如下(重復兩次實驗),脫色樣品的各指標對比結果見表2。

表2 精制后脫色氣味
通過實驗探究,表2數據顯示,離交處理后,再次經過活性炭吸附,色值去除率在70%左右,如果增加脫色系統,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,使糖漿及糊精產品的氣味及異味因子有保障。
系統內部微生物代謝會產生異味因子,同時帶入雜味。
在生產過程中,甜香味、焦糖味、塑料味、吲哚味與泥土味較為突出,根據品評標準物質感官氣味,可得出乙醛可體現出甜香味、糠醛可體現出輕微塑料味、丁酸會體現出酸味略臭味,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生。生產時主要針對系統中容易產生以上異味因子的工序,如過濾、脫色、甜水罐進行高溫噴淋清洗[3],快速去除異味根源。
(1)脫色系統活性炭添加量為2.5 kg/t絕干,混床后增加脫色系統,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,去除其中有機色素,吸附糖漿中的異味。
(2)精制離交,定期進行鹽浸處理,保證混床樹脂的運行正常,出料時氣味盡量保持輕微。
(3)根據巴氏消毒原理[4],增加在線清洗系統,對生產中間罐及管線用高溫水清潔,減少系統微生物的污染,避免微生物代謝產生異味,提高產品口味。