亚硫酸铵法焦糖色的储存特性研究

周海军陈志颖 周彦斌 叶晓蕾 郭 峰 许永苗 何少清

（广州双桥股份有限公司，广东广州 510280）

·应用研究·

亚硫酸铵法焦糖色的储存特性研究

周海军*陈志颖 周彦斌 叶晓蕾 郭 峰 许永苗 何少清

（广州双桥股份有限公司，广东广州 510280）

焦糖色是一种在食品行业中被广泛应用的天然着色剂，根据生产工艺可以分为以下四大类：普通法焦糖色（Ⅰ）、苛性亚硫酸盐焦糖色（Ⅱ）、氨法焦糖色（Ⅲ）、亚硫酸铵法焦糖色（Ⅳ）。由这4种工艺生产的焦糖色的产品特性各异，使用领域也各不相同。其中，亚硫酸铵法焦糖色以碳水化合物为主要原料，在氨化合物和亚硫酸铵盐同时存在下，加或不加酸（碱）而制得，此类焦糖色因带有强负电荷且具有优良的酸稳定性而被广泛应用在软饮料工业中。

应用于软饮料中的液体亚硫酸铵法焦糖色为深褐色至黑色，具有特殊的焦香味，其主要指标如表1所示。

表1 亚硫酸铵法焦糖色主要质量指标

本文以亚硫酸铵法焦糖色为对象，研究产品在一定储存期内、不同储存温度下主要质量指标（包括色率、红色指数、黄色指数、pH、波美度、黏度、盐稳定性、酸稳定性）的变化，探究合适的储存温度及储存时间，为该产品的生产、储存及运输的控制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

亚硫酸铵法焦糖色，广州双桥股份有限公司；磷酸、氯化钠，均为分析纯；配制用水、检测用水，均为超纯水。

1.2 仪器与设备

MP230pH计，美国梅特勒；Lambda 35紫外-可见分光光度计，PerkinElmer；ML204/02精密天平，美国梅特勒；DU-20电热恒温油浴箱，上海一恒；DV2T黏度计，美国博勒飞；DH-300T固液两用电子比重计，台湾达宏美拓。

1.3 方法

1.3.1 亚硫酸铵法焦糖色样品的储存试验

将亚硫酸铵法焦糖色平均分装9份，每份5kg，以3份为一组，分别放置于5℃（模拟低温）、25℃（模拟室温）、55℃（模拟高温）的恒温箱中；以31d为储存试验期，第1天待焦糖色达到目标温度后取样检测指标，从第2天起，每3天取样检测色率、红色指数、黄色指数、pH、波美度、黏度，每6天取样检测耐盐性、耐酸性。所有指标均以每组平均值为结果。

1.3.2 亚硫酸铵法焦糖色主要质量指标的测定方法

1.3.2.1 色率

称取1g焦糖色，定容至1000mL，配制成1g/L溶液，用分光光度计在610nm下测定溶液吸光值，重复测定3次，取其平均值A1，按式（1）计算色率。

1.3.2.2 红色指数

将1g/L焦糖色溶液用分光光度计在510nm下测定吸光值，重复测定3次，取其平均值A2，按式（2）计算红色指数。

1.3.2.3 黄色指数

将1g/L焦糖色溶液用分光光度计在460nm下测定吸光值，重复测定3次，取其平均值A3，按式（3）计算红色指数。

1.3.2.4 pH

称取30g焦糖色，加入30g水混合均匀，控制温度为25℃±0.2℃，直接用pH计测量读数。

1.3.2.5 波美度

用电子比重计测量15℃±0.2℃下焦糖色的密度ρ1和水的密度ρ0，按照式（4）计算波美度。

1.3.2.6 黏度

用500mL浅型烧杯量取300mL焦糖色，温度控制在25℃±0.2℃，用黏度计测量其黏度。

1.3.2.7 耐盐性

称取1 g样品于80mL烧杯中，注入50mL质量浓度20%的食盐溶液，搅拌均匀后观察，溶液澄清无沉淀，在25℃静置24h后再次观察，如果溶液仍澄清无沉淀，即为符合耐盐性的要求。

1.3.2.8 耐酸性

称取1 g样品于80mL烧杯中，注入50mL pH值为4.50的磷酸溶液，搅拌均匀后观察，溶液澄清无沉淀，在25℃静置24h后再次观察，如果溶液仍澄清无沉淀，即为符合耐酸性的要求。

1.3.3 数据处理

所有结果均取平均值，数据采用Excel 2010进行分析。

2 结果与讨论

2.1 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色色率的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色色率的影响如图1所示。

图1 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色色率的变化

由图1可知，随着储存时间延长，在不同温度下储存的焦糖色色率均呈上升趋势，其中储存温度为5℃试验组焦糖色的色率上升幅度最小，55℃和25℃实验组的色率上升幅度较大并且总上升值相近。储存温度为5℃，焦糖色的色率一直缓慢上升，在第31天达到最高点27623 EBC；储存温度为25℃，色率上升速度较5℃时快，在第28天达到最高点28150 EBC，之后色率基本不变；储存温度为55℃，第1～10天色率上升速度很快，之后明显减缓，到第19天后色率基本不变。

由此可知，不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色的色率变化情况有所不同，其原因可能是焦糖化反应结束后，产物体系并未完全稳定，在较高的外界温度作用下，体系中部分物质会继续反应，致使色率上升，随着储存时间的推移，色率最终趋于稳定。

2.2 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色红色指数、黄色指数的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色红色指数、黄色指数的影响如图2、图3所示。在不同的储存温度下，焦糖色的红色指数、黄色指数都呈先下降后上升的变化趋势，其中5℃试验红色、黄色指数组的变化最平缓，其次为25℃试验组，55℃试验组的变化最明显。储存温度为5℃，第1～10天焦糖色的红色指数略有下降，之后缓慢上升，第31天达到最高点5.91；第1～10天焦糖色的黄色指数有轻微下降，之后逐渐上升，第31天达到最高点8.97。储存温度为25℃，第1～10天焦糖色的红色指数下降，之后上升，第31天达到最高点5.95；第1～7天焦糖色的黄色指数变化情况与5℃试验组相同，之后黄色指数不断上升，上升速率大于5℃试验组，第31天黄色指数达到最高点9.04。储存温度为55℃，红色指数、黄色指数的下降幅度及上升幅度均大于5℃、25℃试验组，第1～7天焦糖色的红色指数、黄色指数均下降，第10～22天两者上升速度较快，第25天起上升速度减缓，第28天红色指数、黄色指数均达到最高点，之后基本不变。

由以上结果得知，储存温度升高会加快亚硫酸铵法焦糖色红色指数、黄色指数的上升速度，在储存期内，焦糖色体系有部分未达到稳定状态的物质会继续反应，因此红色指数、黄色指数会有所变化。但随着储存时间的延长，不同温度下焦糖色的红色指数、黄色指数的上升速率均有所减缓，55℃试验组的红色指数、黄色指数在第28天就达到平衡，由此可知，提高储存温度对焦糖色体系的稳定具有促进作用。

图2 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色红色指数的变化

图3 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色黄色指数的变化

2.3 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色pH的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色的pH影响如图4所示。

图4 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色pH的变化

由图4可知，不同温度下焦糖色的pH均随时间延长而下降，温度越高，下降幅度越大。储存温度为5℃，焦糖色的pH平缓下降，在31天内从5.74下降至5.41；储存温度为25℃，焦糖色的pH下降速度较5℃时快，且在第31天时下降至最低点5.10；储存温度为55℃，第1～7天下降速度较快，之后速度逐渐减慢，第22天后pH达到平衡，稳定在5.08±0.1。

上述结果表明，在不同温度下，体系中酸性物质均随着储存时间延长而增多，亚硫酸铵法焦糖色的pH下降，储存温度升高，pH下降较快，但最终会达到平衡。

2.4 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色波美度的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色波美度的影响如图5所示。

图5 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色波美度的变化

由图5可以看出，储存温度越低，焦糖色的波美度越稳定，随着温度升高，波美度呈现先下降后上升的趋势，变化幅度随温度升高而增大。储存温度为5℃，焦糖色在储存期内的波美度变化不大，基本保持在36.20°Bé±0.2°Bé；储存温度为25℃，焦糖色的波美度在第1～10天有所下降，之后缓慢上升，并且在第31天达到最高点36.27°Bé；储存温度为55℃，第1～13天波美度不断下降，然后逐渐上升，第31天达到最高点36.19°Bé。

由上述结果推断，波美度下降的原因是焦糖色在储存前期发生分子内脱水等后反应，波美度上升则是由于储存后期焦糖色中的部分小分子重新聚合，发生胶化反应。

2.5 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色黏度的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色的黏度影响如图6所示。

图6 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色黏度的变化

由图6可知，在5℃的储存温度下，焦糖色的黏度下降最为缓慢，在第31天达到了最低点310.0 mPa·s；在25℃的储存温度下，黏度下降的幅度比5℃时大，在第13天达到了最低点290.1 mPa·s，随着储存时间的推移，黏度呈现出上升的趋势；在55℃的储存温度下，黏度下降的幅度最大，在第13天达到了最低点247.6 mPa·s，第13天后黏度呈现出上升的趋势。

结果表明，储存温度对焦糖色产品的黏度有较大的影响，其原因是焦糖色波美度的变化导致试样黏度的改变。结合2.4的结果来看，黏度和波美度的变化呈正相关关系。

2.6 储存温度对亚硫酸铵法焦糖色耐盐性、耐酸性的影响

储存温度对亚硫酸铵法焦糖色盐稳定性及酸稳定性的影响如表2、表3所示。由表2、表3可知，所有试验组的焦糖色在盐溶液、酸溶液中均没有出现浑浊，在5℃、25℃、55℃的储存温度下，焦糖色均保持良好的耐盐性和耐酸性。从试验结果得出，亚硫酸铵法焦糖色的耐盐性、耐酸性与储存温度没有显著相关性。

表2 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色的耐盐性

表3 不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色的耐酸性

3 结 论

本文以亚硫酸铵法焦糖色为对象，研究了产品在不同储存温度下主要质量指标的变化特征，得出结论如下：

（1）储存温度对亚硫酸铵法焦糖色的色率、红色指数、黄色指数、pH、波美度、黏度均有影响，而且温度越高，指标的变化幅度越大。

（2）不同储存温度下焦糖色的色率均有所上升，幅度大小依次为：5℃储存＜25℃储存≈55℃储存。较高的储存温度使焦糖色中部分物质继续反应，色率上升，但随着储存时间推移，反应速率减慢直至停止，焦糖色的色率最终趋于稳定。

（3）不同储存温度下焦糖色的红色指数、黄色指数均表现出先降后升的趋势，随着储存时间的延长，颜色指数上升速度逐渐减缓，最终也会达到平衡。

（4）不同储存温度下焦糖色的pH均下降，低温组下降速率较平均，室温和高温组储存前期呈现出快速下降的趋势，后期下降速度有所减慢。

（5）不同储存温度下焦糖色的波美度均呈现先降后升的趋势，但总体变化幅度不超过0.5°Bé。黏度的变化同样是先降后升，与波美度呈正相关关系。

（6）亚硫酸铵法焦糖色的耐盐性、耐酸性与储存温度没有显著相关关系，因为这2个质量特性主要是由焦糖色自身所带电荷性质决定的，而电荷性质取决于焦糖色的生产工艺。

［1］张国瑛，顾正彪，洪雁.焦糖色素生产及应用的进展［J］.食品工业科技，2007，28（4）：232-238.

［2］国家卫生和计划生育委员会.GB1886.64—2015，食品添加剂焦糖色［S］.北京：中国标准出版社，2015：1-9.

［3］张鑫.焦糖色素在调味品中的应用［J］.江苏调味副食品，2005，22（6）：16-17.

［4］周彦斌，郭峰，罗建勇，等.普通法焦糖色存储特性的研究［J］.现代食品科技，2015，31（7）：253-257.

［5］杨永发.提高焦糖色的红色指数及染着性的方法［J］.中国调味品，2003（9）：38-44.

［6］汪建国，汪琦.焦糖色的特性和在黄酒中的作用［J］.中国酿造，2006（11）：62-64.

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）

以亚硫酸铵法焦糖色为对象，研究了储存温度对其主要质量指标的影响。试验结果表明，储存温度对亚硫酸铵法焦糖色的色率、红色指数、黄色指数、pH、波美度、黏度均有影响，而且温度越高，指标的变化幅度越大。不同储存温度下亚硫酸铵法焦糖色色率的变化均呈上升趋势，其中储存温度为室温和高温试验组的色率在试验期内达到稳定；红色指数、黄色指数均呈先降后升的趋势，而且上升速度逐渐减缓；pH均有所下降，低温组下降速率较平均，室温和高温组在储存前期呈现出快速下降的趋势，后期下降速度有所减缓；波美度与黏度成正相关，两者均先降后升。储存温度对亚硫酸铵法焦糖色的耐盐性、耐酸性没有显著影响。

亚硫酸铵法焦糖色；储存温度；质量指标

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

*周海军，男，1978年出生，2001年毕业于杭州商学院，食品科学与工程专业，助理工程师。

2017-02-17