專利名稱：用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食用色素領(lǐng)域和廢水治理領(lǐng)域，具體說來是一種用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色 素，同時(shí)達(dá)到消除糖蜜酒精廢液排放對環(huán)境的污染。
技術(shù)背景糖蜜酒精廢液是利用甘蔗糖蜜為原料生產(chǎn)酒精后排出的廢液，其主要成分包括糖分、蛋 白質(zhì)、氨基酸、色素、果膠、蔗臘、纖維素、花色素等，屬高濃度有機(jī)廢水，化學(xué)需氧量(C0D) 達(dá)8~12萬，生物需氧量(B0Ds)達(dá)4~6萬，每生產(chǎn)1噸酒精約產(chǎn)10~15噸廢液，全國糖蜜 酒精產(chǎn)量達(dá)千萬噸，因此產(chǎn)生的糖蜜酒精廢液量相當(dāng)大，如將其排放， 一方面造成寶貴資源 的浪費(fèi)，也會(huì)給環(huán)境和生產(chǎn)生活造成極大破壞。目前焦糖色素基本以葡萄糖、蔗糖或糖蜜為原料直接生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝分為焦糖化反應(yīng)和 糖-胺反應(yīng)制得。公開文獻(xiàn)介紹了一種從糖蜜酒精廢液提取焦糖色素的方法，是先用離心分 離和篩網(wǎng)過濾的方法除去不溶性有機(jī)物和微量雜質(zhì)，然后將所得液體經(jīng)超濾膜過濾，截留物 經(jīng)干燥即得焦糖色素成品，但是該方法的收率只能達(dá)到14.5%，焦糖色素的回收率在90%， 另外超濾膜再生困難，成本較高。再生中產(chǎn)生二次廢水，增加了廢水處理負(fù)荷。糖蜜酒精廢液的處理一直是困擾我國制糖業(yè)的環(huán)保技術(shù)難題，迄今為止，尚未找到投資 省，運(yùn)行費(fèi)用低，達(dá)標(biāo)排放可靠的方法。目前對糖蜜酒精廢液的治理方法主要包括化學(xué)法、 物理法、生物法以及混合法等，具體有氧化塘法、厭氧制沼氣法、蒸汽濃縮法、制單細(xì)胞 飼料法、鍋爐煙道氣濃縮法等。以上各種方法單獨(dú)或組合使用，都因其各自存在的缺陷，不 能達(dá)到理想的效果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用先進(jìn)生物技術(shù)治理糖蜜酒精廢液，獲得食用焦糖色素產(chǎn) 品，即"變廢為寶"，同時(shí)達(dá)到消除糖蜜酒精廢液排放對環(huán)境的污染，進(jìn)而創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì) 及社會(huì)效益。焦糖色素是一種紅褐色或黑褐色的液體膠狀物或粉粒狀物質(zhì)，屬食用色素范疇，廣泛應(yīng) 用于飲料、醬油、陳醋、糖果、糕點(diǎn)等食品的著色工藝。世界衛(wèi)生組織和我國食品工業(yè)協(xié)會(huì) 等權(quán)威機(jī)構(gòu)均把焦糖色素列為天然食用色素，我國年產(chǎn)天然食用色素1.8 2萬噸，其中焦糖色素占80%。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過如下具體工藝來實(shí)現(xiàn)將酒精蒸餾塔排出的糖蜜酒精廢液冷卻到30 45°C,用氨水調(diào)節(jié)酒精廢液Hi值至7. 5 8.0，加入質(zhì)量含量為0.5 5%的生物助劑，混合均勻，預(yù)反應(yīng)時(shí)間l小時(shí)，沉淀后濾去沉 渣，然后按每100公斤酒精廢液加入5 20公斤的氨水，氨水的質(zhì)量含量為20-25%，加熱 至130°C，反應(yīng)時(shí)間為2 3小時(shí)，再經(jīng)沉淀，過濾或離心除去雜質(zhì)，濃縮干燥即得焦糖色 素產(chǎn)品。以上所述的生物助劑是將蔗糖轉(zhuǎn)酐酶、a-淀粉酶、e-葡聚糖酶、果膠酶、蛋白酶、 脂肪酶、纖維素酶或木聚糖酶等酶制劑和抗生素按照1 2:0. 2 0. 3的質(zhì)量比例混合均勻。 上述的酶制劑可以是其中兩種或多種的混合；所述的抗生素是含青霉素類、鏈霉素類抗生素， 可以是單一的青霉素，或者是青霉素、鏈霉素各占50%的混合物，青霉素濃度為100IU/ml， 鏈霉素濃度為0. lg/L。加入生物助劑的作用是實(shí)現(xiàn)有機(jī)大分子的降解與轉(zhuǎn)化，降低廢液粘 度。以上所述的沉淀過濾或離心是用離心機(jī)將沉淀物分離或用板框過濾機(jī)濾出濾渣。 本發(fā)明的有益效果是1、 利用甘蓆糖蜜為原料生產(chǎn)酒精后排出的廢液生產(chǎn)食品添加劑焦糖色素，可以解決焦 糖色素的原料，節(jié)省了大量葡萄糖、蔗糖或糖蜜等原料糖，降低了生產(chǎn)成本，質(zhì)量可靠。2、 解決了糖蜜酒精廢液的處理一直是困擾我國制糖業(yè)的環(huán)保技術(shù)難題，達(dá)到消除糖蜜 酒精廢液排放對環(huán)境的污染，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1提取酒精蒸餾塔排出的糖蜜酒精廢液500ml，冷卻到3(TC，開動(dòng)攪拌裝置，加入氨水調(diào) 節(jié)ra值至7.5，加入10ml焦糖色素用生物助劑，生物助劑為酶制劑和青霉素蔗糖轉(zhuǎn)酐酶 和a-淀粉酶1比1，酶制劑和青霉素按照1 2:0.2 0.3的質(zhì)量比例的混合物，青霉素濃 度為100IU/ml，預(yù)反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，沉淀后濾去沉渣。將清液加入容積為1升的焦糖反應(yīng) 釜，加入化學(xué)純氨水50ml，封閉反應(yīng)釜，升溫至130'C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，靜止20分鐘， 打開反應(yīng)釜，過濾除去雜質(zhì)，再經(jīng)濃縮干燥得焦糖色素粉粒20g，其感官指標(biāo)和理化指標(biāo)均 達(dá)到食品添加劑焦糖色GB8817-2001標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2提取酒精蒸餾塔排出的糖蜜酒精廢液500ml，冷卻到35'C，開動(dòng)攪拌裝置，加入氨水調(diào)4節(jié)PH值至7.8，加入10ml焦糖色素用生物助劑，生物助劑為酶制劑和青霉素，酶制劑為a -淀粉酶、P-葡聚糖酶、果膠酶質(zhì)量比例1:1:1;酶制劑和青霉素按照1 2:0. 2 0. 3的質(zhì) 量比例的混合物，青霉素濃度為100IU/ml，預(yù)反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，沉淀后濾去沉渣。將清液 加入容積為1升的焦糖反應(yīng)釜，加入質(zhì)量含量20-25^氨水50ml，封閉反應(yīng)釜，升溫至130 'C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，靜止20分鐘，打開反應(yīng)釜，過濾除去雜質(zhì)，再經(jīng)濃縮干燥得焦糖 色素粉粒25g，其感官指標(biāo)和理化指標(biāo)均達(dá)到食品添加劑焦糖色GB8817-2001標(biāo)準(zhǔn)(見表1 )。 實(shí)施例3提取酒精蒸餾塔排除的糖蜜酒精廢液500ml，冷卻到4(TC，開動(dòng)攪拌裝置，加入氨水調(diào) 節(jié)PH值至8.0，加入10ml焦糖色素用生物助劑，生物助劑為酶制劑和青霉素+鏈霉素，酶 制劑為a-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、蔗糖轉(zhuǎn)酐酶等量混合并和青霉素、鏈霉素(質(zhì)量含量 各占50%，青霉素濃度為100IU/mi，鏈霉素濃度為0. lg/L)按照酶抗生素1 2:0. 2 0. 3 的質(zhì)量比例的混合物，預(yù)反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，沉淀后濾去沉渣。將清液加入容積為1升的焦糖 反應(yīng)釜，加入質(zhì)量含量20X的氨水50ml，封閉反應(yīng)釜，升溫至130'C，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)， 靜止20分鐘，打開反應(yīng)釜，過濾除去雜質(zhì)，再經(jīng)濃縮干燥得焦糖色素粉粒22g,其感官指 標(biāo)和理化指標(biāo)均達(dá)到食品添加劑焦糖色GB8817-2001標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所述的用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法，各實(shí)施例所得的焦糖色素色澤和外 觀形狀為黑褐色粉狀顆粒，具有焦糖色素的焦香味，產(chǎn)品經(jīng)稀釋后澄明，無混濁和沉淀。各項(xiàng)主要理化指標(biāo)均達(dá)到食品添加劑焦糖色GB8817-2001標(biāo)準(zhǔn)，表1所列產(chǎn)品指標(biāo)為以 上實(shí)施例2的理化指標(biāo)。表l:理化指標(biāo)對照表項(xiàng) 目指標(biāo)比較標(biāo)準(zhǔn)樣品吸光度，E(O. 1%， lcm， 610nm)0. 05 0. 60. 15 0. 55氨氮(以NH:,計(jì))，％《0. 500. 3254-甲基咪唑，％《0. 020. 008二氧化硫(以S(U十),%《0. 1未檢出砷(以As計(jì))，mg/kg《1. 00. 52鉛(以Pb計(jì))，mg/kg《2. 01. 22總氮(以N計(jì))，％《3. 32. 55總汞(以Hg計(jì))，mg/kg《0. 1未檢出總硫(以S計(jì)〉，％《3. 52. 15權(quán)利要求
1、一種用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法，其特征在于將酒精蒸餾塔排出的糖蜜酒精廢液冷卻到30～45℃，用氨水調(diào)節(jié)酒精廢液PH值至7.5～8.0，加入質(zhì)量含量為0.5～5％的生物助劑，混合均勻，預(yù)反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，沉淀后濾去沉渣，然后按每100公斤酒精廢液加入5～20公斤的氨水，氨水的質(zhì)量含量為20-25％，加熱至130℃，反應(yīng)時(shí)間為2～3小時(shí)，再經(jīng)沉淀，過濾或離心除去雜質(zhì)，濃縮干燥即得焦糖色素產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法，其特征在于所述的 生物助劑是酶制劑和抗生素按照1 2:0. 2 0. 3的質(zhì)量比例混合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法，其特征在于所述的 酶制劑是蔗糖轉(zhuǎn)酐酶、a-淀粉酶、0-葡聚糖酶、果膠酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、木 聚糖酶或葡聚糖酶的其中一種或多種的混合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素的方法，其特征在于所述的 抗生素是含青霉素類、鏈霉素類抗生素，使用單一的青霉素，或者是青霉素、鏈霉素各占質(zhì) 量含量為50%的混合物，青霉素濃度為100IU/ml，鏈霉素濃度為0. lg/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及食用色素領(lǐng)域和廢水治理領(lǐng)域，具體說來是一種用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)焦糖色素，實(shí)現(xiàn)廢水綜合治理的生物技術(shù)。將酒精蒸餾塔排除的糖蜜酒精廢液冷卻到30～45℃，加入液氨調(diào)節(jié)pH值至7.5～8.0，加入焦糖色素用生物助劑，實(shí)現(xiàn)有機(jī)大分子的降解與轉(zhuǎn)化，降低廢液粘度，沉淀后濾去沉渣，再加入液氨，加熱至130℃，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，再經(jīng)過沉淀，過濾或離心除去雜質(zhì)，濃縮干燥即得產(chǎn)品焦糖色素。本發(fā)明可以消除酒精廢液排放對環(huán)境的污染，又能制得食用焦糖色素，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C02F9/14GK101554223SQ20091011388
公開日2009年10月14日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者周如金, 玲 張, 李春海, 梁智群, 陳桂光 申請人:廣西大學(xué)