QB/T 4093-2010液体糖标准的问题及其修订建议
2015-12-12邓广华李劲劲农立忠蔡碧云黄立新
邓广华,李劲劲,,农立忠,蔡碧云,黄立新
(1广州市华侨糖厂,广东广州 510760;2华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640)
QB/T 4093-2010液体糖标准的问题及其修订建议
邓广华1,李劲劲1,2,农立忠1,蔡碧云1,黄立新2
(1广州市华侨糖厂,广东广州 510760;2华南理工大学轻工与食品学院,广东广州 510640)
本文结合蔗糖液体糖的生产和应用实际,对“QB/T 4093-2010液体糖”存在的诸如液体糖产品的分类依据、范围及其规定还原糖分的指标值,还原糖的测定方法的选定,以及全蔗糖糖浆中微量或少量的还原糖对其蔗糖分测定的影响等问题进行研究分析,提出了相应的解决办法和修订建议,可供同行企业使用以及供今后修订完善该标准做参考,使标准更加严谨和符合生产实际情况。
液体糖;标准;修订
0 前言
以甘蔗、甜菜为原料可制造食品行业常见的各级白砂糖、绵白糖、方糖、冰糖、片糖、红糖、糖粉等固体糖产品。另外,为了方便使用以及不用结晶节约成本,国外也有液态的精炼糖产品,主要有2种类型的液体糖:一种是含全蔗糖,固含量为67%的液体糖;另一种是含55%的转化糖,固含量为76%的液体糖[1-2]。随着国内饮料食品行业的发展,对品质要求的提高,以及液体槽罐设备及其物流的普及发展,国内对(蔗糖)液体糖的需求也在不断地增长,市场不断地扩大,因应此趋势,由中国轻工业联合会提出,中华人民共和国工业和信息化部在2010年11月22日颁布了QB/T 4093-2010液体糖的轻工行业标准,并在2011年3月1日起开始实施[3]。
QB/T 4093-2010标准规定适用于以白砂糖、绵白糖、精制糖蜜或中间制品为原料,经加工或转化工艺制炼而成的食用液体糖。还规定了产品的分类:液体糖按成分可分为全蔗糖糖浆和转化糖浆2种类型,并且在“4.2理化要求”规定了全蔗糖糖浆和转化糖浆产品相关的指标要求,具体见表1。
表1 理化要求
广州市华侨糖厂以一级白砂糖为原料,溶解后经过脱色、离交等精制处理,再经浓缩制得液体糖,主要生产全蔗糖糖浆。但是,在应用QB/T 4093-2010标准指导生产、检验液体糖产品的过程中,遇到了该标准存在多个方面的问题,产品总糖分的检验结果多在99.5%之下,对本企业液体糖的生产、品管和销售产生了困扰。
本文通过对QB/T 4093-2010液体糖标准进行分析研究,结合蔗糖液体糖的生产和应用实际,指出该标准存在的问题,分析原因,并提出相应的解决办法和修订建议,供同行企业以及今后修订完善该标准做参考。
1 问题及修订建议
1.1 液体糖产品的分类及其还原糖的指标制订
以蔗糖或还原糖(葡萄糖、果糖)含量比例为指标要求,蔗糖液体糖产品按其糖分组成,不外乎存在以下3种状况:①只含蔗糖,不含还原糖;②既含蔗糖,又含还原糖;③不含蔗糖,只含还原糖。故标准对液体糖产品按其糖组分进行分类,并且规定液体糖按成分可分为全蔗糖糖浆和转化糖浆2个类型,这种定性的分类是科学可行的。因此,液体糖产品内的干物质还原糖含量成为区分全蔗糖糖浆和转化糖浆2类产品的唯一性指标,由于QB/T 4093标准对糖分以及测量方法的规定,在实际应用中产生了问题。
(1)在QB/T 4093-2010标准4.2条款中,规定了转化糖浆中的干物质中的还原糖含量应该≥60%,全蔗糖糖浆中的还原糖含量为“—”。从正常定义“全蔗糖糖浆”的还原糖含量应该是“无需检测”。但5.2.2的条款中,只有全蔗糖糖浆干物质中蔗糖测定方法的规定,无全蔗糖糖浆干物质中还原糖的测定方法的规定,在实际生产中会出现很大问题:对于只含蔗糖、不含还原糖的液体糖产品,无需规定其干物质中还原糖的测定方法,从法律、逻辑和纯粹理想的情况上来讲,都是正确的;对于还原糖含量在一定范围内的液体糖产品,如果采用全蔗糖糖浆干物质中蔗糖的测定方法,由于一次旋光测量蔗糖糖度时,溶液中的还原糖旋光值会影响蔗糖分的实际旋光值(特别是果糖的负旋光值),还原糖的含量越高,则糖液的旋光度测定值将越偏离其中蔗糖分的实际旋光值,测量结果会出现很大误差。实际上如果不计入还原糖的含量,全蔗糖糖浆干物质中总糖分难以≥99.5%。所以除微量还原糖含量的全蔗糖糖浆外必须规定全蔗糖糖浆的还原糖含量测定方法。是否采用干物质中还原糖含量≥60%的转化糖浆的测定方法,还是有更合适的测定方法,这需要在标准修订过程研究解决。
对于还原糖含量在一定范围内的液体糖产品,按照该标准的规定,它们不属于转化糖浆,如果采用“全蔗糖糖浆”归类,与市场上实际使用的40%、58%或具有其它还原糖含量的转化糖浆很容易混淆。因此,QB/T 4093-2010标准在划分转化糖浆产品方面,只规定了干物质中还原糖≥60%,导致了其覆盖性不全的问题。要解决其标准覆盖性不全的问题还应该再细分,比如可再细分为高中低不同转化程度的转化糖浆产品。具体合适的还原糖指标值同样有待于同行研究修订。
(2)由于标准中没有对“全蔗糖糖浆”定义作出解释,所以对“—”的含义理解可能会混淆,从“全蔗糖糖浆”中“全”的词义理解应为无还原糖成分,而实际表述还原糖含量为“—”即无需检测。建议该标准应对全蔗糖糖浆和转化糖浆进行严格的定义,在标准中增加名词定义及解释;同时对4.2条款中的理化要求中全蔗糖糖浆中的还原糖含量改为以文字形式表示,以防误解。
全蔗糖糖浆只含100%蔗糖、不含还原糖是理想
的状态,含绝大部分的蔗糖、含少量或微量的还原糖才是实际存在的情况,称之为全蔗糖糖浆也是合适的。因此,全蔗糖糖浆可含有少量的还原糖,可规定其干物质中还原糖≤0.3%,或者≤0.5%,甚至≤2.0%,具体合适的指标值有待于同行研究修订。这样的修订不但符合实际的情况,其实也涵盖了标准中规定的全蔗糖糖浆只含100%蔗糖、不含还原糖的这种理想的形态,法规的规定也严谨了。
通过上述2个方面的还原糖指标值的修订,将能够使液体糖产品涵盖所有的不同的蔗糖、还原糖含量比例的实际情况。
1.2 全蔗糖糖浆干物质中还原糖的测定方法的选定
QB/T 4093-2010标准没有规定全蔗糖糖浆干物质中还原糖的测定方法,转化糖浆的还原糖的测定方法在5.2.3则有规定:选择按照QB/T 2343.2-1997标准,或者GB/T 18932.22-2003标准[4-5]。因此,对于含少量或微量还原糖的全蔗糖糖浆的液体糖产品,其还原糖的测定方法似乎顺理成章也可以参照这2个方法进行。
(1)QB/T 2343.2-1997标准的“3.1 方法提要”介绍,其还原糖的测定方法为兰-艾农恒容法,用赤砂糖样液滴定一定量的费林氏试剂,滴定前加入预测的水量以保持最终容量恒定(75 mL)。根据耗用赤砂糖样液的量,通过换算可得还原糖的含量,且在“3.4.3.3 允许误差”中规定2次测定值之差不超过其平均值的15%[4]。
该法似乎更适于测定还原糖含量低的液体糖样品,如华侨糖厂现有的液体糖产品,其还原糖含量一般不足2.0%,在允许误差15%的情况下,其还原糖与真值的差距在0.30%以下,还有较大的可能使总糖分不至于≤99.5%。
(2)由于全蔗糖糖浆干物质中蔗糖采用GB317-2006白砂糖中规定的方法进行测定,为“4.3蔗糖分的测定”,同样,全蔗糖糖浆干物质中还原糖,也可考虑采用GB317-2006标准中规定的方法进行测定,为“4.4 还原糖分的测定”[6]。该方法是基于碱性铜盐溶液中金属盐类的还原作用,用碘量法测定奥氏试剂与糖液作用生成的氧化亚铜,从而确定样品中的还原糖分。虽然该方法的测定原理、材料、步骤和条件与QB/T2343.2-1997标准的还原糖分的测定方法不同,但是GB317-2006标准规定以它作为测定白砂糖产品中(微量)的还原糖的方法,由于全蔗糖糖浆干物质中还原糖的含量同样是较小或很小,故用GB317-2006标准规定的还原糖的测定方法作为全蔗糖糖浆干物质中还原糖的测定方法可行,而且可能比QB/T 2343.2-1997标准更合适。
1.3 GB/T 18932.22-2003标准等高效液相色谱(HPLC)测定方法的问题
该法为高效液相色谱的测定方法,用标样(葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等等)配制标准溶液,在规定的测定条件下进样,用最小二乘法拟出不同组分的标准工作曲线。在同样条件下,样品试样进样,仪器给出测定组分的峰高(也有用峰面积),通过该组分的标准曲线得到测定组分的量,再通过称样质量、稀释倍数等数据计算得到含量浓度。这是色谱法进行定量检测的一般可行的套路步骤[7]。
GB/T 18932.22-2003的方法具有一定的检出限:果糖、葡萄糖、麦芽糖为0.5%,蔗糖为0.2%(参见该标准的“1 范围”中的内容),对于蜂蜜产品或者其他多数的液体糖、果汁饮料产品,测定其中的蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖等糖组分是可行的。但是,对于全蔗糖糖浆对象,测定其干物质中的还原糖,其葡萄糖、果糖的转化糖含量可在0.5%以下,以华侨糖厂现有的液体糖产品为例,其果糖、葡萄糖含量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%或至0.50%时,用GB/T 18932.22-2003标准的方法测定的结果,结果之间没有显著性差异,其结果都不可靠。如果忽略掉该方法检出限之下含量的还原糖,则全蔗糖糖浆干物质中总糖分将难以≥99.5%,从而难以符合要求。
其次,GB/T 18932.22-2003的方法采用乙腈+水(77+23)为流动相,其中乙腈的比例对葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖的组分出峰的保留时间RT和峰高、峰面积的影响甚大,也是要考虑的问题。
美国Waters公司出品的Sugar-PAKTM钙离子交换树脂色谱柱或者其它公司出品的离子交换树脂色谱柱,都可用去离子水作为流动相,在85℃左右能够分离测定果葡糖浆和转化糖等液体糖产品中的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等糖组分,也是非常常用的测定方法[8-9]。图1、图2分别为该法测定的英国金狮糖浆和加拿大Waitrose牌枫树糖浆样品的HPLC色谱图。由图可见,葡萄糖、果糖、蔗糖等不同的糖组分之间的分离效果很好,对它们各自的定量有利。其中金狮糖浆是典型的蔗糖转化糖浆,
Waitrose牌枫树糖浆的蔗糖含量高,在糖分中占绝对的高含量。
图1 金狮糖浆样品糖组分的HPLC色谱图
图2 Waitrose牌枫树糖浆样品的HPLC色谱图
即使仪器、其它的测定条件和操作完全相同,对于同一个糖组分,不同试验次所出的色谱峰,它们的峰面积或峰高之间也会存在1%~2%的相对误差。从图1、图2可见,即使对同一张的HPLC色谱图,不同操作人员对色谱峰的起始、终点位置的判断定位也可能存在一定的差异,也会导致仪器定量该峰的峰面积出现微细的差异。因此,在相同的条件下,2次或数次的测定,所得的峰面积或峰高的相对误差能够在1.0%以内,已属非常好。因此,总糖分≥99.5%的液体糖,用HPLC方法测定其总糖分,结果值在(实际值±0.99)%的范围内为正常,即高至100.49%,或者低至98.51%的结果都是正常的。由于0.99%的糖分测定误差值已经大于0.5%的要求值,用HPLC方法测定误差要求这么小的液体糖产品的总糖分显然不合适。
因此,GB/T 18932.22-2003蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的测定方法液相色谱示差折光检测法或其它的HPLC的测定方法,不适于作为转化糖浆干物质中蔗糖和还原糖的测定方法,即5.2.2.2.2和5.2.3.2的方法不可行,作为全蔗糖糖浆
干物质中蔗糖、还原糖的测定方法也是不可行的。
1.4 还原糖对蔗糖分测定的影响及其修订建议
蔗糖分的测定方法有多种,最常用为旋光法。QB/T 4093-2010标准也是采用旋光法测定液体糖浆产品的蔗糖分、总糖分等理化指标。旋光法基于蔗糖的旋光性,以及糖液的旋光度与其浓度成正比的性质,是目前测定蔗糖分最简便、快速的一种方法。旋光法可分为一次旋光法和二次旋光法:所谓一次旋光法是指观测一次旋光度测定样品中蔗糖分的方法,又称直接旋光法,应用最广;二次旋光法又称转化旋光法,是在样液蔗糖转化前后,共观测2次旋光度以测定蔗糖分的方法,比较麻烦。
如果液体糖样品中存在着其它的像还原糖一样具有旋光性的物质,就会影响蔗糖分的实际旋光值大小,象本厂生产的液体糖就含有少量的还原糖,按照QB/T 4093-2010中全蔗糖糖浆的方法(即一次旋光法)测定液体糖浆产品的蔗糖分时,测定值为蔗糖分真值的近似值,而且还原糖的含量越高,则糖液的旋光度测定值将越偏离其中蔗糖分的实际旋光值,蔗糖分的测定值与蔗糖分真值也就相差越大。因此,对于含还原糖的液体糖样品,按照QB/T 4093-2010的方法所得的总糖分(蔗糖+还原糖)测定值,由于其中的蔗糖分的测定值与蔗糖分的真值存在差异,所以,该总糖分(蔗糖+还原糖)测定值与真值也存在差异,从理论上讲,既可能大于真值,也可能小于真值。
本厂试验发现使用一次旋光法测定蔗糖分时,添加葡萄糖将使得蔗糖分的测定值比实际值大,添加F42、F55的果葡糖浆和转化糖使得蔗糖分的测定值比实际值小,并且都随着它们含量的增加,这种影响也逐渐增大。对于葡萄糖和果糖含量比例为1:1的蔗糖转化糖,旋光法蔗糖分的测定值的校正关系值为y= 0.393x-0.100(x为还原糖的百分含量)。因此,液体糖样品的总糖分除按照GB317-2006(旋光)方法测定所得的蔗糖分+QB/T 2343.2-1997方法测定所得的还原糖分x外,还要加上y值[10]。比如,某液体糖产品的还原糖含量为1.00%,则用GB 317旋光方法测得的名义蔗糖分,还需校正加上0.293%,才是其实际的蔗糖分,从而能够保证全蔗糖糖浆干物质中总糖分≥99.5%。
1.5 其它方面
(1)旋光法测定糖分,要求样品的称量非常精确,固体的白砂糖样品易测水分,也容易使用分析天平进行精确的称量。QB/T 4093-2010标准采用阿贝折光仪测定液体糖的干物质浓度,对于全蔗糖糖浆、转化糖浆的不同类型的液体糖产品,应该不如真空干燥法测定糖浆干物质的方法精确,可以参照GB12102-1989葡萄糖浆干物质测定方法[11]或其它类似的方法。
(2)QB/T 4093-2010标准适用于以白砂糖、绵白糖、精制的糖蜜或中间制品为原料,经加工或转化工艺制炼而成的食用液体糖。然而像北美的枫树糖浆、国内的甜高粱糖浆,也属于含多量蔗糖分的液体糖产品,其它如韩国的清纯糖浆,除蔗糖外,还含有约20%的蔗果低聚糖,都不属于该标准定义的产品范围。QB/T 4093-2010标准是否可以加宽其定义范围,覆盖市场上林林总总的更多的液体糖产品,使之能够更好为广大企业和消费者所服务,也请制糖同行和其它食品行业的专家共同研究修订。
2 结论
(1)QB/T 4093-2010液体糖标准以还原糖含量比例进行全蔗糖糖浆、转化糖浆的分类是可行的。但是在转化糖浆方面还应该再细分,制订合适的还原糖指标值,再将其细分为高中低的不同转化程度的转化糖浆产品,实现其全覆盖面。
(2)全蔗糖糖浆可含少量或微量的还原糖,总糖分还是蔗糖分+还原糖分,这样才符合生产实际的情况。至于其干物质中还原糖%≤0.3,或者≤0.5,甚至≤2.0等等,有待于企业和专家研究商定。
(3)既然全蔗糖糖浆可含有少量或微量的还原糖,其测定方法可以选用QB/T2343.2-1997赤砂糖试验方法或者GB317-2006白砂糖标准中规定的还原糖分的测定方法。
(4)QB/T4093-2010标准规定的GB/T 18932.22-2003蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的测定方法液相色谱示差折光检测法或其它的HPLC的测定方法,不适于作为转化糖浆干物质中蔗糖和还原糖的测定方法,即5.2.2.2.2和5.2.3.2的方法不可行,作为全蔗糖糖浆干物质中蔗糖、还原糖的测定方法也是不可行的。
(5)全蔗糖糖浆以GB317-2006白砂糖规定的旋光法测定其蔗糖分,可是其中含有的还原糖却影响了糖浆中蔗糖分的实际测定结果,蔗糖分的测定值的校正值为y= 0.393x-0.100,应该给予加上。
(6)QB/T 4093标准修订扩大其适用范围。
[1] 陈维钧,许斯欣. 甘蔗制糖原理与技术——蔗糖结晶与成糖:第四分册[M]. 北京:中国轻工业出版社,2001:348-373.
[2] 陈其斌,周重吉. 甘蔗制糖手册:第十二版[M],高大维,译校. 广州:华南理工大学出版社,1993:404-415.
[3] 中国轻工业联合会. QB/T 4093-2010液体糖[S]. 北京:中国标准出版社,2010.
[4] 中国轻工总会质量标准部. QB/T 2343.2-1997 赤砂糖试验方法[S]. 北京:中国标准出版社,1997.
[5] GB/T 18932.22-2003蜂蜜中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖含量的测定方法液相色谱示差折光检测法[S]. 北京:中国标准出版社,2003.
[6] 中国轻工业联合会. GB317-2006白砂糖[S]. 北京:中国标准出版社,2006.
[7] 黄立新,徐正康. 用HPLC作为检测淀粉糖品的糖分方法标准的必要性[J]. 广州食品工业科技,2001,17(3):19-21.
[8] 黄立新,余业棠. 酸水解蔗糖生产转化糖的研究[J]. 食品科学,2003,24(3):24-26.
[9] GB/T20379-2006淀粉衍生物葡萄糖浆、果糖浆和氢化葡萄糖浆成分的测定高效液相色谱法[S]. 北京:中国标准出版社,2006.
[10] 吴小员,赵璧秋,黄立新. “QB/T4093-2010液体糖”旋光法测定蔗糖时还原糖的影响研究[J]. 甘蔗糖业,2012(6):43-47.
[11] 中华人民共和国商业部. GB12102-1989葡萄糖浆干物质测定方法[S]. 北京:中国标准出版社,1989.
(本篇责任编校:朱涤荃)
Revision Suggestions for the Issues in the Standard of QB/T 4093-2010 Liquid Sugar
DENG Guang-hua1, LI Jin-jin1,2, NONG Li-zhong1, CAI Bi-yun1, HUANG Li-xin2
(1Guangzhou Huaqiao Sugar Factory, Guangzhou 510760;2College of Light Industry and Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640)
According to the production and application of sucrose liquid sugar, the paper found and studied the issues in the QB/T 4093-2010 “liquid sugar”, such as items about classification, product scope of the liquid sugar, the index of reducing sugar of the invert syrup, the measuring methods of reducing sugar, and the influence of reducing sugar to the measurement of sucrose. There were corresponding solutions for the problems and suggestions for the revision of QB/T 4093-2010, making this standard more rigorous and consistent with the actual situation, which can be used by the sugar enterprises, and be used as a reference to revise the standard in the future.
Liquid sugar; Standard; Revision
TS247
A
1005-9695(2015)02-0054-06
2015-03-04;
2015-04-07
2012年度国家自然科学基金重点项目(31130042),广州市精制糖与淀粉衍生物工程技术研究开发中心资助项目
邓广华(1961-),男,本科,工程师,从事食品工厂的生产管理和技术研发,Tel:020-22206323
邓广华,李劲劲,农立忠,等. QB/T 4093-2010液体糖标准的问题及其修订建议[J]. 甘蔗糖业,2015(2):54-59.