黃嘉 馬慶賀

摘 要：在白砂糖生產(chǎn)中，色值測定可幫助確定白砂糖產(chǎn)品的顏色是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以及是否存在不正常的顏色變化，對確保白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性非常重要。白砂糖從外到里3層物料分別為甲洗蜜、糖漿和甲種，每層物料色值高低對白砂糖整體色值均有影響。本研究對白砂糖色值分3層進(jìn)行分析試驗(yàn)，對每層物料煮制過程中的色值變化進(jìn)行測定。檢測結(jié)果表明，白砂糖晶體的3層物料中只要有1層以上物料色值偏高，就會導(dǎo)致白砂糖整體色值偏高，需對該層物料進(jìn)行操作工藝調(diào)整。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)結(jié)合色值測定結(jié)果對煮糖結(jié)晶過程進(jìn)行工藝參數(shù)和原料質(zhì)量優(yōu)化，探尋最佳煮糖工藝方案，提高白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：白砂糖；色值測定；分層試驗(yàn)

中圖分類號：TS244? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-820X（2023）04-0019-05

0 引言

在甘蔗制糖生產(chǎn)中，色值是衡量制糖工藝效果和產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。在所有生產(chǎn)指標(biāo)中，色值最難控制，實(shí)際生產(chǎn)中白砂糖產(chǎn)品色值通常偏高，影響產(chǎn)品定級。影響白砂糖產(chǎn)品色值的因素眾多且復(fù)雜，大體上可分為工藝操作管理和原料質(zhì)量控制兩大因素。通常白砂糖晶體由甲種、糖漿和甲洗蜜3種物料組成，每種物料為1層。每層物料色值與該層原料質(zhì)量和操作工藝有關(guān)。因此，可通過測試每層色值數(shù)據(jù)以反映出煮制過程中哪一環(huán)節(jié)存在問題，為優(yōu)化物料質(zhì)量和操作工藝提供參考。

1 白砂糖生產(chǎn)中色值測定的意義與主要難點(diǎn)

1.1 色值測定的意義

在甘蔗制糖生產(chǎn)中，色值是指糖漿或糖產(chǎn)品的顏色深淺程度，通常參照GB/T 317—2018《白砂糖》進(jìn)行測定。白砂糖色值是關(guān)鍵質(zhì)量控制參數(shù)，對白砂糖的質(zhì)量和市場競爭力評估有重要意義。顏色是消費(fèi)者判斷糖品質(zhì)的重要指標(biāo)之一［1］。較淺的顏色通常代表較高的純度和品質(zhì)，因此測定白砂糖色值可幫助生產(chǎn)商評估白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量。在市場上，低色值可作為白砂糖產(chǎn)品的賣點(diǎn)之一。較低的色值代表白砂糖質(zhì)地清澈透明，更受消費(fèi)者青睞，有助于提高白砂糖產(chǎn)品市場競爭力。此外，色值還能反映甘蔗糖分在提取、煉制等過程中的變化情況。通過監(jiān)測色值，生產(chǎn)廠家可以及時調(diào)整白砂糖生產(chǎn)工藝，保證產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性。

1.2 色值測定的主要難點(diǎn)

白砂糖色值測定需要高精度的儀器和準(zhǔn)確的方法，微小的誤差都可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的判斷。儀器的校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)品的選擇及操作人員的技能均會影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，樣品的準(zhǔn)備和處理對測定結(jié)果也有重要影響。不當(dāng)?shù)臉悠诽幚矸椒赡軐?dǎo)致樣品色素釋放或轉(zhuǎn)化，從而影響測定準(zhǔn)確性。樣品的選擇、制備和處理方法必須嚴(yán)格控制，以確保測定結(jié)果可靠［2］。同時，環(huán)境因素如光照、溫度、濕度等均可能影響色值測定結(jié)果，特別是光照條件，會影響顏色的視覺感知，因此需在穩(wěn)定的環(huán)境條件下測定色值。此外，甘蔗糖漿中色素種類多樣，不同種類色素對顏色的影響程度不同，在測定中需綜合考慮色素類別、色素含量等因素對色值的影響。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)原理

煮制甲糖膏過程涉及多個步驟和物料。乙糖作為甲糖膏甲種，利用糖液飽和度與溶解度的平衡關(guān)系，在控制好罐內(nèi)壓力、真空度和溫度的情況下，經(jīng)過物理單元操作過程將甲洗蜜和糖漿不斷包裹，最終形成甲糖膏，甲糖膏經(jīng)過助晶分蜜分篩形成白砂糖。在煮制過程中，為了確保白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，需監(jiān)控各步驟中的關(guān)鍵參數(shù)，色值就是其中之一。

甲糖膏煮制過程中，主要物料通過管道輸送到煮糖罐里加熱濃縮結(jié)晶，煮制結(jié)晶過程分為3個物料單元操作，均為結(jié)晶溶解過程，包裹物料從外到里依次分別是甲洗蜜、糖漿和甲種。每層物料的色值是評估白砂糖品質(zhì)的重要指標(biāo)，不同層次的色值可反映出不同步驟中的化學(xué)變化和物質(zhì)含量變化。甲洗蜜是煮甲糖制備的第1層物料，其色值可能受到甲洗蜜原始顏色及后續(xù)處理過程的影響。通過分光光度法測定甲洗蜜的吸收光譜，可確定其中不同波長的吸收程度，從而反映出甲洗蜜中可能存在的雜質(zhì)或變化。糖漿是第2層物料，其色值變化可能與糖漿濃度、pH及其他化學(xué)特性有關(guān)。分光光度法可幫助分析這些因素對糖漿顏色的影響，從而優(yōu)化制備過程，確保最終白砂糖產(chǎn)品的色值符合要求。甲種是第3層物料，其色值高低可能受甲種色澤影響，也可能受糖的結(jié)晶特性影響。通過分析甲種色值，可找出前面步驟中影響色值的關(guān)鍵因素，從而進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和改進(jìn)。

2.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

根據(jù)GB/T 317—2018《白砂糖》規(guī)定，一級白砂糖色值≤150 IU。甘蔗制糖采用亞法工藝，通常白砂糖產(chǎn)品出廠色值在80～150 IU范圍內(nèi)。依據(jù)工藝經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常白砂糖色值在80～110 IU范圍內(nèi)，說明工藝控制操作良好；白砂糖色值在111～140 IU范圍內(nèi)，說明工藝控制操作較好；白砂糖色值在141～160 IU范圍內(nèi)，說明工藝控制操作較差。因此，試驗(yàn)分別在色值波段80～110 IU、111～140 IU和141～160 IU測試。白砂糖整體測定色值即將白砂糖不分層直接完全溶解后測定色值，結(jié)果作為白砂糖出廠檢測色值。

試驗(yàn)方法參照GB/T 317—2018《白砂糖》，使用三乙醇胺鹽酸緩沖溶液進(jìn)行白砂糖溶解，以確保白砂糖色值測定的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。試驗(yàn)分為3次，第1～3次試驗(yàn)分別有5、10和3個樣品，共對18個樣品進(jìn)行測定。3次試驗(yàn)中樣品分析步驟均相同，每個樣品3層物料試驗(yàn)步驟如下。第1層物料試驗(yàn)步驟：①準(zhǔn)備白砂糖樣品、250 mL燒杯和三乙醇胺鹽酸緩沖溶液。②將100 g白砂糖樣品放入燒杯中，加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液。攪拌溶解白砂糖樣品，控制溶液錘度在25 °Bx左右，以確保溶解度適當(dāng)。③將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中，用抽濾裝置對糖液進(jìn)行過濾，去除固體殘?jiān)?，得到清澈糖液；使用吸光光度?jì)和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。第2層物料試驗(yàn)步驟：①在第1層物料燒杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液，攪拌溶解白砂糖樣品，同樣控制溶液錘度在25 °Bx左右，以確保溶解度適當(dāng)。②將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中，用抽濾裝置對糖液進(jìn)行過濾，去除固體殘?jiān)?，得到清澈糖液。③使用吸光光度?jì)和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。第3層物料試驗(yàn)步驟：①在第2層燒杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液，攪拌至白砂糖樣品完全溶解為止。②將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中，用抽濾裝置對糖液進(jìn)行過濾，去除固體殘?jiān)?，得到清澈糖液。③使用吸光光度?jì)和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。根據(jù)測得的吸光值計(jì)算白砂糖各層次色值。

3 結(jié)果與分析

從表1可知，當(dāng)樣品3個層次色值均較低時，白砂糖整體色值就低，如果有1層色值高就可能導(dǎo)致白砂糖整體色值偏高。本次試驗(yàn)中，白砂糖樣品色值較低，整個煮制過程控制得當(dāng)，工藝操作正常穩(wěn)定。

從表2可知，樣品中2層物料色值較高會導(dǎo)致白砂糖整體色值高。與第1次試驗(yàn)相比，第2次試驗(yàn)白砂糖色值更高，整個煮制過程控制不穩(wěn)定，各層次色值波動較大，操作工藝需調(diào)整。

從表3可知，樣品中3層物料色值均較高時，白砂糖整體色值明顯升高，白砂糖成品質(zhì)量較低，整個煮制過程工藝操作和3種物料質(zhì)量均需優(yōu)化。

結(jié)果分析顯示，在白砂糖結(jié)晶過程中，當(dāng)?shù)?層顏色變化較明顯時，很可能是由于甲洗蜜投入量過大或其純度較低；當(dāng)?shù)?層顏色變化較明顯時，可能是糖漿的色澤較深或濃度過低，需對澄清工藝進(jìn)行仔細(xì)檢查，找出問題所在；第3層顏色變化較明顯，可能是甲種純度不夠、甲種顆粒過大，或甲種本身色澤較深等原因所致。

4 討論

制糖行業(yè)是食品加工領(lǐng)域的重要組成部分，近年來積極采用技術(shù)改造、引進(jìn)新設(shè)備及調(diào)整工藝參數(shù)等措施優(yōu)化制糖工藝，以期在生產(chǎn)過程中達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在制糖生產(chǎn)過程中，成品色值被廣泛用來衡量澄清效果，是重要的評價指標(biāo)［3］。盡管上述措施使白砂糖色值大幅下降，實(shí)際生產(chǎn)中仍需持續(xù)探索和優(yōu)化制糖工藝，繼續(xù)降低白砂糖產(chǎn)品色值，提高市場競爭力。

產(chǎn)品色值作為衡量白砂糖品質(zhì)的重要參數(shù)，與白砂糖的有色物質(zhì)種類、結(jié)構(gòu)和光的相互關(guān)系密不可分。澄清化學(xué)處理在去除有色物質(zhì)方面存在一定局限性，這些有色物質(zhì)仍會與溶解液混溶在糖液母液中。在煮糖過程中，隨著時間推移，糖液母液純度逐漸下降，母液中雜質(zhì)占比升高。這些雜質(zhì)由于結(jié)晶過程的吸附作用，逐漸聚集在晶體表面，越靠近晶體表面，有色雜質(zhì)的含量越多，從而導(dǎo)致產(chǎn)品著色越深［4］。影響白砂糖產(chǎn)品色值的因素多且復(fù)雜。優(yōu)化煮糖過程不僅涉及到工藝參數(shù)的調(diào)整，還與原料質(zhì)量把控緊密相關(guān)，高質(zhì)量的原料有助于確保白砂糖晶體澄凈。因此，在制糖工藝中，不僅需要關(guān)注煮煉過程的優(yōu)化，還需從原料選擇的角度入手，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

為了更好地探索白砂糖成品色值的變化規(guī)律，本次試驗(yàn)采用分層試驗(yàn)白砂糖色值的方法，結(jié)果表明，為了降低白砂糖色值，可從3種不同物料的配比著手，減少第1層物料（甲洗蜜）的進(jìn)料量或提高其純度。另外，還可通過控制甲種純度和顆粒大小改進(jìn)白砂糖產(chǎn)品顏色。若連續(xù)生產(chǎn)的白砂糖產(chǎn)品色值始終保持較高水平，那么問題可能不僅限于白砂糖的結(jié)晶過程，還可能與整個制備過程的澄清工藝有關(guān)。此外，人為操作不當(dāng)也可能對最終白砂糖顏色產(chǎn)生影響。因此，若想全面解決白砂糖產(chǎn)品色值偏高的問題，需在白砂糖的結(jié)晶過程中綜合考慮多個因素，包括調(diào)整不同物料的比例、優(yōu)化進(jìn)料量和純度、嚴(yán)格控制甲種品質(zhì)和顆粒大小；同時還應(yīng)對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，確保澄清工藝操作正確。通過上述措施，可更好地控制白砂糖產(chǎn)品色值，提升白砂糖結(jié)晶的質(zhì)量和效率，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。本次試驗(yàn)結(jié)果可在一定程度上展示煮糖結(jié)晶過程中色值的變化趨勢，但由于試驗(yàn)范圍受限于一家制糖企業(yè)，因此數(shù)據(jù)有一定局限性。

總體來看，制糖行業(yè)在降低白砂糖產(chǎn)品色值方面取得了顯著進(jìn)展，但同時存在許多待解決的問題。在未來的發(fā)展中，制糖企業(yè)需要繼續(xù)投入更多精力和資源，從不同角度出發(fā)，優(yōu)化制糖工藝，提升原料質(zhì)量，進(jìn)一步降低白砂糖產(chǎn)品色值。只有通過不斷探索和試驗(yàn)，才能更好地理解白砂糖色值高低成因的復(fù)雜機(jī)理，并找到更有效的解決方案，推動整個制糖行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 陳德元）