果葡糖浆生产过程中2-氨基乙酰苯控制方法探究

◎ 赵红云，陈春霞，安鸿雁

（中粮（成都）粮油工业有限公司，四川 成都 611435）

果葡糖浆又称高果糖浆或异构糖浆，是由植物淀粉水解和异构化制成的淀粉糖浆[1]。在果葡糖浆生产过程中，其主要成分果糖、葡萄糖由于发生脱水、缩合等一系列反应，产生多种微量杂质，其中有一部分在超过一定感官阈值时会对产品风味产生不良影响，通常称这类化合物为异味化合物[2]。果葡糖浆中可能存在的异味化合物主要有乙醛、异戊醛、2-氨基乙酰苯、糠醛和5-羟甲基糠醛等。本文针对果葡糖浆生产过程中2-氨基乙酰苯控制方法进行探究。

1 2-氨基乙酰苯

2-氨基乙酰苯，别名2-氨基苯乙酮，英文名2-Aminoacetophenone，缩写简称为2-AP、2-AAP或者AAP（下文简称2-AP），其结构如图1所示。其物理性质以及结构式[3]见表1。

表1 2-AP物理性质表

图1 2-AP结构式图

2-AP具有芳香活性的微量物质存在于果葡糖浆，白葡萄酒、牛奶2-AP含量高于感官阈值，将影响产品的风味。国际饮料科学技术学会（International society of beverage technologists，ISBT）规定，高果糖浆中2-AP限量标准为0.5 μg/kg。

1.1 2-AP的产生机理

目前，对于2-AP的详细形成过程尚未彻底确定，但大多数研究表明2-AP很可能通过以下2个途径产生：①植物激素吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid，以下简称IAA）在特定环境下发生裂解反应[4]。IAA主要来源于生产果葡糖浆的原料玉米淀粉。②色氨酸及其代谢物被氧化产生2-AP。在碱性条件下，色氨酸上的氨基先被催化氧化，产生中间体化合物3-氨茴酰丙氨酸，这个中间体化合物被进一步降解产生2-AP[4]。

1.2 果葡糖浆生产中2-AP产生情况

本文首先针对生产上各中间过程2-AP含量进行连续监控，排查出2-AP含量较高的工序主要有过滤及离交工序；针对原料、离交工序进行分析，结合实验数据，研究影响2-AP产生主要影响因素，为果葡糖浆生产提供指导。

2 材料与方法

2.1 仪器与设备

S20 pH计（上海梅特勒-托利多有限公司）；PL2002分析天平（上海梅特勒-托利多有限公司）；固相萃取仪（美国Waters）；1260型液相色谱仪（美国安捷伦科技有限公司）；SYNERGY超纯水发生器（密理博有限公司）。

2.2 试剂与药品

2-氨基乙酰苯标准品（HPLC级，Sigma公司生产）、果葡糖浆（中粮（成都）粮油工业有限公司生产）、甲醇（HPLC级，Sigma公司生产）；乙腈（HPLC级，Sigma公司生产）、超纯水（电阻率大于18.2 mΩ/cm）、磷酸（色谱纯，Sigma公司生产）、氨水（GR，成都市科龙化工试剂厂）；甲酸（GR，成都市科龙化工试剂厂）。

2.3 2-AP检测色谱条件

色谱柱：反相C18柱，150 mm×4.6 mm，5 μm（Waters）。流动相为25%乙腈洗脱液，柱温30 ℃，检测波长227 nm，流速1.0 min/mL，进样量100 μL，运行时间15 min，采用外标法通过峰面积计算含量。

2.4 样品前处理

①称量20 g HFS加50 mL 2%磷酸水，100 ℃加热10 min，冷却至室温。②固相萃取柱：浓缩、去除基质干扰。③MCX柱活化：甲醇3 mL。④平衡：2%磷酸水3 mL。⑤上样：20 HFS+50 mL 2%磷酸水，100 ℃加热10 min冷却。⑥清洗1：2%磷酸水3 mL。⑦清洗2：甲醇3 mL。⑧洗脱：5%氨水甲醇水1 mL。⑨稀释：3%甲酸水1 mL。⑩萃取后的样品用0.22 μm滤头过滤后，设定100 μL进样检测。

2.5 2-AP标准曲线的绘制

曲线采用五点校正法，要求相关系数保证0.9990以上。①准确称取0.1g（精确到0.000 1 g），乙腈水溶液定容至100 mL，浓度为1 000 mg/L。②用50%甲醇水溶液，移取上述标准储备液1 mL，超纯水定容至100 mL，浓度为10 mg/L。此为工作标准溶液A。③用50%甲醇水溶液，移取工作标准溶液A 1 mL，超纯水定容至100 mL，浓度为100μg/L。此为工作标准溶液B。④外标曲线浓度分别为3、5、7、10 μg/L和20 μg/L（分别移取3、5、7、10 mL和20 mL工作标准溶液B定容至100mL）。⑤曲线溶液：5%氨水甲醇、3%甲酸水的比例为1∶1。⑥用0.22 μL滤膜过滤后，设定HPLC参数进行2-AP标准曲线的绘制。

2.6 计算公式

式中，X为2-AP含量，单位为μg/kg；C为曲线读数，单位为μg/kg；m为样品称样量，单位为g；2为稀释后的样品体积数，单位为mL。

2.7 2-AP产生主要工序排查

针对各工序2-AP进行5个周期内连续监控，排查2-AP产生主要工序。

2.8 原料对2-AP产生的影响

对不同产区原料生产的果葡糖浆中2-AP含量进行监控。

2.9 二套离交运行时间及阴柱阳柱对2-AP的影响

对离交周期运行时间内2-AP含量进行监控，对二套离交不同时间段阴柱阳柱出料2-AP含量进行监控。

3 结果与讨论

3.1 2-AP产生主要工序排查

从表2和图1实验数据可以看出，生产过程中，有3个主要增长点，过滤工序、一套离交工序、二套离交工序（一、二、三套蒸发工序因浓缩导致2-AP含量有所增长）。脱色系统具备较强的去除能力，可去除前段工序的2-AP高达99%。三套离交也可去除一定量的2-AP。因此，本文主要针对离交运行时间、不同产地原料进行分析影响2-AP的因素。

表2 各工序监控周期内2-AP含量检测表（单位：μg/kg）

图1 各工序监控周期内2-AP含量检测图

3.2 不同地区淀粉2-AP含量

有研究证明[5]，生产淀粉的农作物若生长在低雨量地区，日光非常强烈，农作物体内就会发生有机氮营养缺失，导致“非典型老化”现象（Untypical Aging，UTA），最终使生产出来的果葡糖浆具有不良风味。此外，过早收割未成熟的作物比晚收割的同类作物发生UTA现象的几率高很多，导致果糖生产时2-AP含量增多。

从图2看出，部分东北地区玉米淀粉2-AP含量明显高于西北、华北地区。故生产过程中可通过选择区域性采购原料进行控制。

图2 各区域玉米淀粉2-AP含量图

3.3 二套离交运行时间对2-AP影响

二套离交分阴柱、阳柱，其内部阴阳离子分别与糖浆中的阴阳离子进行交换，以达到精制的作用[1]。从二套运行时间来看，二套离交运行时间越久，出料2-AP含量越高，综合图3分析，二套脱色2-AP含量已降至较低水平，此工段2-AP含量随离交运行时间而增长，可判断2-AP由此工段产生。

图3 二套离交周期运行时间内2-AP含量图

3.4 二套离交阴柱阳柱出料2-AP含量

对二套离交-2AP增长原因进一步分析：选择二套离交一组阴阳柱进行跟踪实验，由图4可以看出，二套离交运行周期内，阴柱及阳柱2-AP含量均有所上升，且阳柱出料2-AP含量均小于阴柱出料。分析可能的原因[6-7]为糖浆在前端过滤不彻底，氨基酸在碱性条件下被催化氧化，产生中间体化合物3-氨茴酰丙氨酸，这个中间体化合物被进一步降解产生2-AP。

图4 二套离交阴柱阳柱出料2-AP含量图

4 结论与建议

本试验依托公司10万吨/年果葡糖浆生产线并结合生产实践，排查出果葡糖浆系统生产过程中2-AP的来源主要为原料引入、一套离交以及二套离交运行产生，去除2-AP的工段为一二套脱色工段、三套离交工段。在果葡糖浆实际生产过程中，可根据实际生产节奏结合产量需求严格控制一、二套离交周期运行通量：二套离交运行时间控制在32h以内，再生时适当提高酸浓度，同时保证过滤工段过滤效果，严格控制运行压力，避免压力过高蛋白渗透，做好滤布的清洗验证工作；脱色工段可适当增加碳柱下碳频次，三套离交保证混床再生效果，严格控制其通量运行，保证2-AP去除能力，满足质量要求。

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