白砂糖生产过程中亚硝酸盐的控制

◎ 云俊岗，王俊生，沈 珺

（1.内蒙古敕勒川糖业有限责任公司，内蒙古 包头 014100；2.包头轻工职业技术学院，内蒙古 包头 014100）

制糖企业在白砂糖生产的成品检测中总有亚硝酸盐含量超标问题，且不同地区的成品糖亚硝酸盐含量不一样。据国家糖业质量监督检验中心检测，南方甘蔗糖厂生产的白砂糖中亚硝酸盐含量均低于2 mg·kg-1，北方甜菜糖厂生产的白砂糖中亚硝酸盐含量均高于2 mg·kg-1[1]。亚硝酸盐成为北方糖厂生产面临的一大难题，基于此，本文重点分析了白砂糖生产过程中亚硝酸盐的控制措施，为白砂糖生产企业提供参考。

1 亚硝酸盐概述

1.1 亚硝酸盐定义

亚硝酸盐是含有亚硝酸根阴离子（NO2-）的盐，最常见的是亚硝酸钠，亚硝酸钠为白色至淡黄色粉末或颗粒，味微咸，外观及滋味都与食盐相似，易溶于水。亚硝酸盐广泛存在于人类环境中，是自然界中最普遍的含氮化合物[2]。人体内硝酸盐在微生物的作用下可还原为亚硝酸盐、N-亚硝基化合物的前体物质。亚硝酸盐在肉类制品中被允许作为发色剂限量使用，但亚硝酸盐引起食物中毒的概率较高，摄入0.3～0.5 g的亚硝酸盐即可引起食物中毒，食用3 g导致人死亡[3]。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布致癌物清单，将硝酸盐或亚硝酸盐列入2A类致癌物清单中[4]。

1.2 亚硝酸盐中毒机理

亚硝酸盐在酸性条件下为强氧化剂，进入人体后，可使血液中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，失去运氧的功能，致使组织缺氧，出现头痛、头晕、无力、胸闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、腹泻及口唇、指甲、全身皮肤、黏膜紫绀等中毒症状，严重的会皮肤青紫甚至昏迷。

1.3 亚硝酸盐的来源

亚硝酸盐的来源有：①作为发色剂和防腐剂人为添加，特别是肉制品中。②食物中的硝酸盐转化而来。另外，腌制食品中会含有大量的亚硝酸盐[5]。

2 白砂糖生产中亚硝酸盐的产生原因及控制

2.1 甜菜带入的亚硝酸盐

北方制糖企业用甜菜作为原料生产白砂糖，原料如果在储放过程中保存不当导致轻微腐烂或腐烂程度比较严重，都会产生亚硝酸盐。腐烂程度不同，亚硝酸盐的含量也不同，据检测新鲜的甜菜原料亚硝酸盐含量为1.4 mg·kg-1，有轻微腐烂的甜菜含量为 2.6 mg·kg-1，重度腐烂的甜菜含量为4.6 mg·kg-1[6]。因此，甜菜原料的收购和储放很重要，会直接影响亚硝酸盐产生的含量。

2.2 生产制糖用水

2.2.1 水中的亚硝酸盐指标

我国颁布实行的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）规定，饮用水中硝酸盐氮的含量不超过10 mg·L-1，要求亚硝酸盐含量用NO2-计的最大限量为不得超过0.002 mL·L-1，而制糖生产时煮糖渗出、过滤等都需要大量用水，但煮糖的时亚硝酸盐溶入可以忽略不计。

2.2.2 原料水中亚硝酸盐去除方法

我国城市给水处理厂采用的混凝→沉淀→过滤→消毒的常规处理工艺不能有效地去除饮用水中的硝酸盐。去除饮用水中硝酸盐的方法：①反渗透。利用外加反渗透压力使原水反向透过反渗透膜从而分离硝酸盐。②电渗析。利用外加电场力的作用使饮用水中的硝酸根通过阴离子交换膜到达相应的电极室，从而使原水中硝酸盐实现分离去除。③离子交换法。利用离子交换树脂对阴离子的选择性交换去除饮用水中硝酸盐。④活泼金属还原法。利用活泼金属的还原性能将饮用水中的硝酸盐进行还原，常用的金属还原剂有铁粉和铝粉。⑤金属催化还原硝酸盐。以氢气、甲酸、甲醇等为还原剂，以金属为催化剂进行的脱硝反应。⑥生物反硝化。在厌氧或缺氧条件下，将有机碳源作为电子供体，硝酸盐作为电子受体，利用反硝化菌体内的一系列生物酶将硝酸盐还原为一氧化氮、一氧化二氮和无害的氮气的过程，但是会有微生物污染。

2.3 生产工艺中亚硝酸盐控制

2.3.1 制糖渗出生产工艺中的控制

亚硝酸盐是由甜菜中的氨氮化物在亚硝酸菌的作用下，并在适宜的温度、时间和pH值条件下生成的，而亚硝酸菌存在于甜菜表皮的泥土中，因此，控制渗出汁亚硝酸盐含量的首要任务是提高甜菜的洗净度，减少甜菜表皮泥土中亚硝酸菌的带入，必要时可以用石灰水对甜菜进行灭菌。

亚硝酸菌最适宜的生长温度是15～40 ℃，40～60 ℃时生长放缓，70 ℃时抑制生长，81 ℃所有微生物活动终止。但当温度一旦回到适宜生长温度时，亚硝酸菌又可繁殖，因此尽量减少物料在60 ℃以下的停留时间是降低渗出汁中亚硝酸盐的有效手段之一。即采取渗出汁热烫，另外也可以增设菜丝热烫器、渗出器首段增加加热面或切换热源等手段将菜丝和首段渗出汁混合物迅速热到70 ℃以上。

亚硝酸菌最适宜生长的pH值是7～8.5，渗出用水一般用热水或循环水，其pH值为8.5～9.0，回头的压粕水pH值为5.5～6.5，而且压粕水中含有大量的微生物。根据甜菜制糖渗出理论，渗出用水应呈微酸性，最佳pH值为6.3左右，因此，渗出用水必须要进行酸化处理，而回头的压粕水要经过硫漂或高温灭菌处理。

2.3.2 清净过程中的亚硝酸盐含量控制

通过渗出过程亚硝酸盐的生成机理及控制发现，亚硝酸盐的大量形成是在渗出过程中通过亚硝酸菌作用产生的。而在清净过程中亚硝酸菌处于高温强碱环境中，为灭活过程，因此亚硝酸盐不会增加。另外，亚硝酸盐在清净过程中不会分解或被碳酸钙吸附沉淀，因此渗出汁中的亚硝酸盐将会全部进入煮糖系统。

2.3.3 结晶过程中的亚硝酸盐含量控制

结晶工序应当注意：①甲原、洗蜜一定要分清，甲原蜜绝不可混入洗蜜中回煮一砂。②进料顺序是先进高纯度料，再进低纯度料。这样即使晶体表皮吸附了较多的亚硝酸盐，也可在分离洗水时被洗去一部分。③要加强结晶操作，避免产生并晶、聚晶和包晶等不良晶体，否则亚硝酸盐进入晶体内会造成成品白砂糖亚硝酸盐超标。

3 结语

白砂糖生产过程中亚硝酸盐形成的因素很多，为确保成品白砂糖的亚硝酸盐含量能够符合工艺要求，应该提高甜菜的洗净度，重视渗出操作条件和灭菌，尽量减少渗出汁的亚硝酸盐含量，结晶工序要根据物料情况编制合理的煮糖制度，规范结晶操作，尽量减少不良晶体的产生，从而控制白砂糖成品亚硝酸盐含量。