白砂糖产品色值分层试验

黄嘉 马庆贺

摘 要：在白砂糖生产中，色值测定可帮助确定白砂糖产品的颜色是否符合标准，以及是否存在不正常的颜色变化，对确保白砂糖产品质量稳定性和一致性非常重要。白砂糖从外到里3层物料分别为甲洗蜜、糖浆和甲种，每层物料色值高低对白砂糖整体色值均有影响。本研究对白砂糖色值分3层进行分析试验，对每层物料煮制过程中的色值变化进行测定。检测结果表明，白砂糖晶体的3层物料中只要有1层以上物料色值偏高，就会导致白砂糖整体色值偏高，需对该层物料进行操作工艺调整。在生产过程中，应结合色值测定结果对煮糖结晶过程进行工艺参数和原料质量优化，探寻最佳煮糖工艺方案，提高白砂糖产品质量。

关键词：白砂糖；色值测定；分层试验

中图分类号：TS244                                文献标志码：A 文章编号：2095-820X（2023）04-0019-05

0 引言

在甘蔗制糖生产中，色值是衡量制糖工艺效果和产品质量的重要指标。在所有生产指标中，色值最难控制，实际生产中白砂糖产品色值通常偏高，影响产品定级。影响白砂糖产品色值的因素众多且复杂，大体上可分为工艺操作管理和原料质量控制两大因素。通常白砂糖晶体由甲种、糖浆和甲洗蜜3种物料组成，每种物料为1层。每层物料色值与该层原料质量和操作工艺有关。因此，可通过测试每层色值数据以反映出煮制过程中哪一环节存在问题，为优化物料质量和操作工艺提供参考。

1 白砂糖生产中色值测定的意义与主要难点

1.1 色值测定的意义

在甘蔗制糖生产中，色值是指糖浆或糖产品的颜色深浅程度，通常参照GB/T 317—2018《白砂糖》进行测定。白砂糖色值是关键质量控制参数，对白砂糖的质量和市场竞争力评估有重要意义。颜色是消费者判断糖品质的重要指标之一［1］。较浅的颜色通常代表较高的纯度和品质，因此测定白砂糖色值可帮助生产商评估白砂糖产品质量。在市场上，低色值可作为白砂糖产品的卖点之一。较低的色值代表白砂糖质地清澈透明，更受消费者青睐，有助于提高白砂糖产品市场竞争力。此外，色值还能反映甘蔗糖分在提取、炼制等过程中的变化情况。通过监测色值，生产厂家可以及时调整白砂糖生产工艺，保证产品的一致性和稳定性。

1.2 色值测定的主要难点

白砂糖色值测定需要高精度的仪器和准确的方法，微小的误差都可能影响产品质量的判断。仪器的校准、标准品的选择及操作人员的技能均会影响测定结果的准确性，样品的准备和处理对测定结果也有重要影响。不当的样品处理方法可能导致样品色素释放或转化，从而影响测定准确性。样品的选择、制备和处理方法必须严格控制，以确保测定结果可靠［2］。同时，环境因素如光照、温度、湿度等均可能影响色值测定结果，特别是光照条件，会影响颜色的视觉感知，因此需在稳定的环境条件下测定色值。此外，甘蔗糖浆中色素种类多样，不同种类色素对颜色的影响程度不同，在测定中需综合考虑色素类别、色素含量等因素对色值的影响。

2 材料与方法

2.1 试验原理

煮制甲糖膏过程涉及多个步骤和物料。乙糖作为甲糖膏甲种，利用糖液饱和度与溶解度的平衡关系，在控制好罐内压力、真空度和温度的情况下，经过物理单元操作过程将甲洗蜜和糖浆不断包裹，最终形成甲糖膏，甲糖膏经过助晶分蜜分筛形成白砂糖。在煮制过程中，为了确保白砂糖产品质量的稳定性和一致性，需监控各步骤中的关键参数，色值就是其中之一。

甲糖膏煮制过程中，主要物料通过管道输送到煮糖罐里加热浓缩结晶，煮制結晶过程分为3个物料单元操作，均为结晶溶解过程，包裹物料从外到里依次分别是甲洗蜜、糖浆和甲种。每层物料的色值是评估白砂糖品质的重要指标，不同层次的色值可反映出不同步骤中的化学变化和物质含量变化。甲洗蜜是煮甲糖制备的第1层物料，其色值可能受到甲洗蜜原始颜色及后续处理过程的影响。通过分光光度法测定甲洗蜜的吸收光谱，可确定其中不同波长的吸收程度，从而反映出甲洗蜜中可能存在的杂质或变化。糖浆是第2层物料，其色值变化可能与糖浆浓度、pH及其他化学特性有关。分光光度法可帮助分析这些因素对糖浆颜色的影响，从而优化制备过程，确保最终白砂糖产品的色值符合要求。甲种是第3层物料，其色值高低可能受甲种色泽影响，也可能受糖的结晶特性影响。通过分析甲种色值，可找出前面步骤中影响色值的关键因素，从而进行相应调整和改进。

2.2 试验材料与试验方法

根据GB/T 317—2018《白砂糖》规定，一级白砂糖色值≤150 IU。甘蔗制糖采用亚法工艺，通常白砂糖产品出厂色值在80～150 IU范围内。依据工艺经验数据，通常白砂糖色值在80～110 IU范围内，说明工艺控制操作良好；白砂糖色值在111～140 IU范围内，说明工艺控制操作较好；白砂糖色值在141～160 IU范围内，说明工艺控制操作较差。因此，试验分别在色值波段80～110 IU、111～140 IU和141～160 IU测试。白砂糖整体测定色值即将白砂糖不分层直接完全溶解后测定色值，结果作为白砂糖出厂检测色值。

试验方法参照GB/T 317—2018《白砂糖》，使用三乙醇胺盐酸缓冲溶液进行白砂糖溶解，以确保白砂糖色值测定的准确性和可重复性。试验分为3次，第1～3次试验分别有5、10和3个样品，共对18个样品进行测定。3次试验中样品分析步骤均相同，每个样品3层物料试验步骤如下。第1层物料试验步骤：①准备白砂糖样品、250 mL烧杯和三乙醇胺盐酸缓冲溶液。②将100 g白砂糖样品放入烧杯中，加入90 mL三乙醇胺盐酸缓冲溶液。搅拌溶解白砂糖样品，控制溶液锤度在25 °Bx左右，以确保溶解度适当。③将溶解后的糖液倒入干净烧杯中，用抽滤装置对糖液进行过滤，去除固体残渣，得到清澈糖液；使用吸光光度计和折光锤分别测定糖液的吸光值和折光锤度。第2层物料试验步骤：①在第1层物料烧杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺盐酸缓冲溶液，搅拌溶解白砂糖样品，同样控制溶液锤度在25 °Bx左右，以确保溶解度适当。②将溶解后的糖液倒入干净烧杯中，用抽滤装置对糖液进行过滤，去除固体残渣，得到清澈糖液。③使用吸光光度计和折光锤分别测定糖液的吸光值和折光锤度。第3层物料试验步骤：①在第2层烧杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺盐酸缓冲溶液，搅拌至白砂糖样品完全溶解为止。②将溶解后的糖液倒入干净烧杯中，用抽滤装置对糖液进行过滤，去除固体残渣，得到清澈糖液。③使用吸光光度计和折光锤分别测定糖液的吸光值和折光锤度。根据测得的吸光值计算白砂糖各层次色值。

3 结果与分析

从表1可知，当样品3个层次色值均较低时，白砂糖整体色值就低，如果有1层色值高就可能导致白砂糖整体色值偏高。本次试验中，白砂糖样品色值较低，整个煮制过程控制得当，工艺操作正常稳定。

从表2可知，样品中2层物料色值较高会导致白砂糖整体色值高。与第1次试验相比，第2次试验白砂糖色值更高，整个煮制过程控制不稳定，各层次色值波动较大，操作工艺需调整。

从表3可知，样品中3层物料色值均较高时，白砂糖整体色值明显升高，白砂糖成品质量较低，整个煮制过程工艺操作和3种物料质量均需优化。

结果分析显示，在白砂糖结晶过程中，当第1层颜色变化较明显时，很可能是由于甲洗蜜投入量过大或其纯度较低；当第2层颜色变化较明显时，可能是糖浆的色泽较深或浓度过低，需對澄清工艺进行仔细检查，找出问题所在；第3层颜色变化较明显，可能是甲种纯度不够、甲种颗粒过大，或甲种本身色泽较深等原因所致。

4 讨论

制糖行业是食品加工领域的重要组成部分，近年来积极采用技术改造、引进新设备及调整工艺参数等措施优化制糖工艺，以期在生产过程中达到更高的质量标准。在制糖生产过程中，成品色值被广泛用来衡量澄清效果，是重要的评价指标［3］。尽管上述措施使白砂糖色值大幅下降，实际生产中仍需持续探索和优化制糖工艺，继续降低白砂糖产品色值，提高市场竞争力。

产品色值作为衡量白砂糖品质的重要参数，与白砂糖的有色物质种类、结构和光的相互关系密不可分。澄清化学处理在去除有色物质方面存在一定局限性，这些有色物质仍会与溶解液混溶在糖液母液中。在煮糖过程中，随着时间推移，糖液母液纯度逐渐下降，母液中杂质占比升高。这些杂质由于结晶过程的吸附作用，逐渐聚集在晶体表面，越靠近晶体表面，有色杂质的含量越多，从而导致产品着色越深［4］。影响白砂糖产品色值的因素多且复杂。优化煮糖过程不仅涉及到工艺参数的调整，还与原料质量把控紧密相关，高质量的原料有助于确保白砂糖晶体澄净。因此，在制糖工艺中，不仅需要关注煮炼过程的优化，还需从原料选择的角度入手，确保产品质量达标。

为了更好地探索白砂糖成品色值的变化规律，本次试验采用分层试验白砂糖色值的方法，结果表明，为了降低白砂糖色值，可从3种不同物料的配比着手，减少第1层物料（甲洗蜜）的进料量或提高其纯度。另外，还可通过控制甲种纯度和颗粒大小改进白砂糖产品颜色。若连续生产的白砂糖产品色值始终保持较高水平，那么问题可能不仅限于白砂糖的结晶过程，还可能与整个制备过程的澄清工艺有关。此外，人为操作不当也可能对最终白砂糖颜色产生影响。因此，若想全面解决白砂糖产品色值偏高的问题，需在白砂糖的结晶过程中综合考虑多个因素，包括调整不同物料的比例、优化进料量和纯度、严格控制甲种品质和颗粒大小；同时还应对整个生产过程进行监控，确保澄清工艺操作正确。通过上述措施，可更好地控制白砂糖产品色值，提升白砂糖结晶的质量和效率，为客户提供更优质的产品。本次试验结果可在一定程度上展示煮糖结晶过程中色值的变化趋势，但由于试验范围受限于一家制糖企业，因此数据有一定局限性。

总体来看，制糖行业在降低白砂糖产品色值方面取得了显著进展，但同时存在许多待解决的问题。在未来的发展中，制糖企业需要继续投入更多精力和资源，从不同角度出发，优化制糖工艺，提升原料质量，进一步降低白砂糖产品色值。只有通过不断探索和试验，才能更好地理解白砂糖色值高低成因的复杂机理，并找到更有效的解决方案，推动整个制糖行业的高质量发展。

参考文献

［1］ 潘莉莉，蔡惠贤，陈钰萍，等. 甘蔗糖厂硫熏过程氧气对白砂糖色值的影响研究［J］. 甘蔗糖业，2019（2）：32-36.

［2］ 李朝明. 浅谈澄清工艺对白砂糖产品质量的影响［J］. 广西糖业，2019（4）：42-45.

［3］ 迟雅丽，赵亚红，杨丽，等. 近红外技术用于白砂糖色值检测模型的建立［J］. 现代食品，2020（10）：195-199.

［4］ 陈桂云，黎颖欣，林少扬，等. 白砂糖色值检测影响因素研究［J］. 现代食品，2022，28（6）：210-213.

（责任编辑 陈德元）