E150d — Сахарный колер IV

В России, странах ЕС и США сахарный колер разрешен для широкого круга пищевых продуктов (главы 2-4).

Классификация, определения и требования к чистоте карамельных красителей приведены в спецификации ФАО/ВОЗ.

Карамельные красители – сложные смеси соединений, в том числе в коллоидном состоянии, полученные нагреванием углеводов, в том числе в присутствии кислот, щелочей или солей. В зависимости от технологии подразделяются на четыре класса.

Класс 1 — Е150а Сахарный колер простой I ( Class I: Plain caramel, caustic caramel) – получают нагреванием углеводов с использованием или без использования кислот и щелочей, без применения аммониевых или сульфитных соединений.

Класс 2 – Е150b Сахарный колер II, полученный по «щелочно-сулъфитной» технологии (Class II: CARAMEL II – Caustic sulfite caramel) – получают нагреванием углеводов с использованием или без использования кислот и щелочей в присутствии сульфитных соединений и без применения аммониевых компонентов.

Класс 3 – Е150с Сахарный колер, полученный по «аммиачной» технологии (Class III: Ammonia caramel) – получают нагреванием углеводов с использованием или без использования кислот и щелочей в присутствии аммониевых соединений и без применения сульфитных компонентов.

Класс 4 – Е150d Сахарный колер, полученный по «аммиачно-сульфитной» технологии (Class IV: Sulfite ammonia caramel) – получают нагреванием углеводов с использованием или без использования кислот и щелочей, в присутствии аммониевых и сульфитных соединений.

При получении карамельных красителей может быть использовано следующее сырье пищевого качества:

• глюкоза, фруктоза или их полимеры;
• серная и лимонная кислоты, гидроксиды натрия, калия, кальция или их смеси;
• гидроксид, карбонат, гидрокарбонат, фосфат, сульфат, сульфит и гидросульфит аммония;
• сернистая кислота, сульфиты и гидросульфиты калия, натрия и аммония;
• пеногасители.

Характеристики красителей и требования к чистоте приведены в табл. 6.7.

Применение согласно Codex Alimentarius: колер Е150а – Приложение 12, колер Е150с – Приложение 13, колер H150d – Приложение 14. 

    6.10.1. Сахарный колер простой, Е150а    

Колер Е 150а широко используется в России для окрашивания безалкогольных напитков в цвета от коричневато-желтого до желто-коричневого, спиртных напитков – в цвета от коричневато-желтого до темно-коричневого. Колер получают как полуфабрикат на заводах, выпускающих напитки, или приобретают как товарный продукт по действующей нормативной документации.

Технология колера для безалкогольных и спиртных напитков несколько различается. Следует заметить, что скорость карамелизации сильно зависит от содержания красящих и редуцирующих веществ в исходном сахаре, так как термическое разложение сахарозы является автокаталитической реакцией.

Таблица 6.7.

Характеристики красителей колер Е150 a,b,c,dи требования к чистоте согласно спецификации ФАО/ВОЗ [5]

    6.10.1.1. Получение колера Е150а для безалкогольных напитков [6,7]    

Для приготовления колера используют котлы разнообразных конструкций с огневым или электрическим обогревом. Для удаления вредных газов, образующихся в процессе варки колера, над котлами устанавливают вытяжные зонты, а котлы, имеющие крышки, снабжаются вытяжными трубами. Конструкция колероварочно- го котла с электрическим обогревом приведена на рис. 6.1. На заводах небольшой мощности использовались котлы с мешалкой и огневым подогревом, представляющие собой обычные стальные или чугунные котлы емкостью от 100 до 1000 л, вмазанные в печи, обогреваемые дровами (рис. 6.3).

Для приготовления колера в предварительно нагретый котел заливают воду (1-2% массы загружаемого сахара), после чего в котел равномерно загружают сахар при работающей мешалке. Допускается загрузка сахара в 2-3 приема (вместимость колероварочного котла должна быть в 4 раза больше объема загружаемого в котел сахара). Затем постепенно повышают температуру смеси до 160-165 °С и сахар начинает плавиться. Указанная температура поддерживается до тех пор, пока сахар не приобретает темно-бурую окраску. Затем обогрев прекращают и при перемешивании осторожно из мерника добавляют тонкой струей горячую воду с температурой 75- 90 °С (8% массы взятого сахара). Воду следует добавлять осторожно во избежание вспучивания массы и попадания горячих брызг на работающего, затем при перемешивании повышают температуру до 180-200 «С, при этом происходит обезвоживание сахарозы с образованием красящих веществ, являющихся продуктами карамелизации сахарозы. При этом наряду с карамелизацией сахарозы происходят окислительные процессы и образованием продуктов окисления летучих и нелетучих органических кислот.

Смесь выдерживают при указанной температуре до тех пор, пока взятая деревянной палочкой проба не начнет застывать с образованием упругой нити или при нанесении на стеклянную палочку капля не будет на ней растекаться. При достижении такого состояния смеси обогрев прекращают и при работающей мешалке подают в котел осторожно тонкой струей горячую 60-65 °С воду в количестве, необходимом для получения колера с массовой долей сухих веществ 70±2%. Полученную массу шестеренным насосом перекачивают или сливают из котла в сборник, снабженный перемешивающим устройством и рубашкой для охлаждения.

Выход колера составляет около 105% к массе израсходованного сахара. Массовая доля потерь сухих веществ при варке колера составляет 27-29%.

Правильно приготовленный колер полностью растворяется в воде и имеет интенсивную окраску.

Цветность колера должна соответствовать цветности 74±8 см³1 н раствора йода на 100 г сухих веществ колера.

При варке колера не следует повышать температуру выше 200 °С, так как в этом случае происходит обугливание сахара, в результате чего снижается стойкость напитков из-за выпадения осадка обуглившейся сахарозы.

Для варки колера отводят изолированное помещение, оборудованное приточно-вытяжной вентиляцией. Колероварочные котлы могут быть установлены в сироповарочном отделении в специально отведенном изолированном месте. Продолжительность одного цикла работы колероварочного котла 3-4 ч. Для предохранения от брызг горячего колера обслуживающий персонал должен работать в фартуках, рукавицах и очках.

    6.10.1.2 Получение колера Е150а для ликероводочных изделий [9,10]    

Процесс осуществляют в аппаратах с электрическим или огневым подогревом и механическим перемешиванием разных конструкций.

Открытый колероварочный котел (рис. 6.1) с электрическим обогревом состоит из каркаса, представляющего собой два вставленных один в другой металлических цилиндра с плоскими или сферическими днищами. Для теплоизоляции оба цилиндра выложены внутри слоем листового асбеста, а пространен заполнено волокнистым асбестом. В каркас помещен тигель. Иаднш цилиндра под тиглем установлен нагревательный элемент. Котел cm или механической мешалкой, поворотным устройством для слива ко. для отвода пара и газов в вентиляционную систему.

Рис. 6.1. Открытый колероварочный котел с электроподогревом [8]:
1, 2– стальные цилиндры; 3 – тигель; 4,5 – листовой асбест;
6 – волокнистый асбест; 7– маховик; 8,9– шестерни;
10– полуоси; 11 – стойка; 12–электронагревательный элемент

 Для получения колера со стабильной и высокой окрашивающей способностью необходимо соблюдать равномерный обогрев всей массы сахара в пределах температур 175-185 °С и установленную продолжительность нагрева (3-5 ч). Колер со стабильной окрашивающей способностью получают в механизированной колероварке (рис. 6.2).

Для нормальной работы колероварки, кроме колероварочного котла с мешалкой, необходима система стабилизации температуры, насос для перекачивания, сборника воды и готового колера.

Закрытый колероварочный котел (рис. 6.2) представляет собой цилиндрическую емкость с плоским днищем и сферической крышкой из нержавеющей стала. Для размешивания массы предусмотрена лопастная мешалка (40 об/мин). На крышке имеется смотровое стекло с подсветкой для визуального контроля процесса варки.

Рис. 6.2.Закрытый колероварочный котел в составе механизированной установки для варки колера [9]:
1 – котел; 2 – сборник для воды; 3 – лопастная мешалка; 4 – люк для загрузки; 5 – люк с подсветом;
6 – трубопроводы (резиновые шланги); 7 – сетчатый фильтр; 8 – газовые горелки; 9 – логометр;
10 – электромотор с редуктором; 11 – смотровое стекло; 72– насос; 13 – вытяжная труба

Аппарат соединен с общей вентиляционной системой. Сахар загружают через люк в крышке, закрываемый во время проведения процесса карамелизации. Обогрев котла электрический или огневой. Контроль температуры – термометром сопротивления с логометром. Для перекачки колера используют поршневой или центробежный насос. Сборники для воды и колера – металлические емкости. Сборник для воды оборудован мерным стеклом со шкалой, двумя штуцерами для воды и пара в верхней части аппарата и одним – для подачи воды в котел – снизу.Процесс получения колера включает следующие операции: проверку аппаратуры на исправность и чистоту колероварочного котла, загрузку сахара, кармели- зацию сахара, разбавление колера водой и перекачку в промежуточную емкость.

После проверки аппаратуры в котел загружают отвешенное количество сахара (из расчета 30-35% полезной емкости котла). Сахар должен соответствовать действующему стандарту – быть чистым, нормального вкуса, без постороннего запаха и механических примесей. После загрузки сахара включается обогрев котла. Для равномерного обогрева массу сахара периодически перемешивают. Длительность перемешивания – 1-2 мин, в интервале 5-10 мин. Полное плавление сахара отмечается при достижении температуры 150-160 °С. Повышение температуры до 175-180 °С сопровождается интенсивным процессом карамелизации. Процесс карамелизации при 175-185 «С протекает при перемешивании в течение 10-20 мин.

Готовность колера определяют по внешним признакам – но черно-бурому цвету и движению поверхности массы, от боков к центру, а также по данным лабораторных анализов. При готовности колера выключают обогрев, перемешивание продолжают 10-15 мин, после чего подают тонкой струей предварительно подогретую до 60-65 °С воду при работающей мешалке. Когда температура упадет до 100-105 °С, кран открывают полностью. Вода задается из расчета получения колера плотностью 1,35 при 20 °С (примерно 50% по весу сахара).

После охлаждения до 60-65 °С мешалку выключают, колер перекачивают насосом в сборники. Для улавливания сплавленных частиц колера перед насосом устанавливают фильтр в виде барабана, внутри которого размещена металлическая сетка с размером отверстий 4×4 мм. Освобожденный от колера котел промывают горячей водой, насос пропаривают паром или прокачивают горячей водой.

Длительность одного цикла получения колера зависит объема колероварочного котла, мощности нагревательных элементов и составляет примерно 3-5 ч.

Выход колера в пересчете на нормальный составляет 105-108% по весу взятого сахара.

Нормальным считают колер, имеющий плотность 1,35 и окрашивающую способность раствора концентрацией 2 г/л, соответствующую по цветометру высоте столба жидкости в 16 2 мм, при сравнении с эталоном цветности № 10 и компенсаторе 00. При определении по ФЭКу нормальный колер имеет оптическую плотность 0,280-0,340 при длине волны 413 нм и ширине кюветы 3 мм.

Выход колера в пересчете на нормальный (плотностью 1,35) определяется по табл. 6.8.

Контроль качества колера-полуфабриката предусматривает следующие показатели и методы анализа [9,12].

Растворимость определяют визуальным методом путем растворения в горячей воде, фильтрования и фиксации па фильтре присутствия частичек угля, которые свидетельствуют о пережоге сахара.

Относительную плотность определяют пикнометрическим или ареометрическим методами путем приготовления основного раствора колера и взвешивания его в объеме пикнометра с отнесением полученной величины к массе воды в объеме пикнометра и определением по табл. по относительной плотности раствора относительной плотности колера.

Таблица 6.8.

Выход колера плотностью 1,250-1,400 в пересчете на нормальный плотностью 1,350

Видимые сухие вещества определяют на рефрактометре путем нанесения на призму 1-2 капель основного раствора (20 г/100 мл) и умножения полученной величины отсчета на коэффициент 5.

Определения способности колера давать осадки проводят следующим образом. Раствор 20 мл серной кислоты квалификации «хч» плотностью 1,84 в 80 мл дистиллированной воды подкрашивают испытуемым колером до темно-коричневой окраски, наливают в цилиндр из бесцветного стекла и оставляют на 48 ч д ля отстаивания. По истечение этого времени раствор колера должен оставаться совершенно прозрачным. При смешивании колера с 90%-ным спиртом не должно происходить помутнения жидкости.

Представляет исторический интерес технология колера для ликероводочных изделий, описанная в учебнике 1939 г. [13] и приведенная ниже.

Отвешенное количество сахара загружают в котел, в который предварительно добавляется небольшое количество воды, и нагревают до испарения из массы наибольшего количества воды, что узнается по легкому побурению жидкой массы.

С самого начала варки колера, во избежание пригорания сахара, масса, содержащаяся в котле, подвергается непрерывному перемешиванию.

После побурения расплавленной массы рекомендуется добавлять небольшое количество раствора углекислого аммония или уксуснокислого натрия. Прибавление надо производить осторожно, так как выделяющиеся газы могут вызвать выбрасывание колера из котла.

Нагревание расплавленной массы производится до тех пор, пока весь сахар не превратится в карамель. Превращение в карамель узнается следующей пробой: при погружении в холодную воду масса, взятая на лучинку, должна представлять собой хрупкое, разламывающееся вещество и не склеиваться под пальцами. Дальнейшее нагревание поведет лишь к обугливанию колера, а не к увеличению его окрашивающей способности. Приготовленный колер разбавляют горячей водой до получения раствора плотностью 38° Боме при нормальной температуре. Если приготовление колера ведется в присутствии глицерина, последний добавляется в два приема: в начале варки сразу после растворения сахара и после побурения сахара.

На 50 кг сахара прибавляют до 1,3 кг глицерина (30° Боме), 500 г уксуснокислого натрия и 20 л воды.

Выход колера – около 105% от взятого рафинада или 75-85% от взятой глюкозы. Хорошо приготовленный колер обладает хорошей красящей способностью и имеет горький вкус; не дает осадков при растворении в воде в виде мелких частиц угля и в спирте – в виде декстриновых хлопьев.

Варка колера может проводится в котлах с огневым или паровым обогревом.

На рис. 6.3 изображен котел 1 с огневым подогревом, выпуклым днищем, вмазанный в очаг 2. Высота котла около 90 см. Во избежание пригорания колера котел со всех сторон замурован в шамотную кладку, за исключением дна. Обогревание котла осуществляется из топки 3. Заслонкой 4 регулируется скорость горения топлива.

Вмазанный около трубы котелок 5 служит для подогревания воды, которой разбавляют колер по окончании его обжигания.

Над котлом устроен навес с тягою для удаления водяных паров и газов, выделяющихся при нагревании массы.

Рис. 6.3. Колероварочный котел с огневым подогревом [13]:
1 – котел; 2 – очаг, 3 – топка; 4 – заслонка; 5 – котелок для подогревания воды

    6.10.1.3. Краситель колер Е150а концентрированный    

Краситель колер Е150а концентрированный по специальной технологии производится ООО «Комбинат химико-пищевой ароматики» (С-Петербург) по ТУ 9185-014-00333204-2004 «Колер сахарный концентрированный. Технические условия».

По органолептическим и физико-химическим показателям колер должен соответствовать следующим требованиям:

Таблица 6.9.

Требования к органолептическим и физико-химическим показателям красителя колер концентрированный Е150а

Содержание токсичных элементов в красителе колер Е150а не должно превышать допустимые уровни, мг на кг: мышьяк – 1, свинец – 2.

Колер сахарный концентрированный предназначен для подкрашивания различных пищевых продуктов. По колористическим характеристикам и красящей способности колер сахарный концентрированный имеет удвоенную красящую способность по отношению к обычному колеру, используемому в безалкогольных напитках (т. е. его расход в рецептурах в 2 раза меньше, чем у колера сахарного).

Применение согласно Codex Alimentarius – Приложение 12.

    6.10.2. Сахарный колер II, III, IV (Е150 Ь, с, d)    

Подробного описания технологии красителей Е150b сахарный колер II (щелочно- сульфитный), Е150с сахарный колер III (аммиачный),  Е150d сахарный колер IV (аммиачно-сульфитный) в литературе не имеется.

Фирмы-производители предлагают широкий ассортимент красителей сахарный колер Е150 Ь, с, d. Основные области применения колера Е1506 – крепкие алкогольные напитки, колера Е150с – пиво, колера Е150d – безалкогольные и алкогольные напитки. Применение согласно Codex Alimentarius красителей колера Е150с и Е150d – Приложения 13,14. Технические требования к физико-химическим и ор- ганолептическим показателям колера, а также рекомендуемые дозировки представляются фирмами-производителями.

Так, например, фирма D.D.Williamson Ltd. (Ирландия) предлагает колер Е15Od марки «Карамель 050», который, в соответствии с техническим сертификатом, должен соответствовать следующим требованиям:

Таблица 6.10.

Требования к красителю колерE150dмарки «Карамель 050» (согласно техническому сертификату)

Краситель колер Е150d «Карамель 050» сообщает водному раствору (напитку) желто-коричневый цвет при концентрации 0,002-0,01%, коричневый цвет–при концентрации 0,01-0,1% и темно-коричневый цвет – при концентрации более 0,1%.

Рекомендуемый расход красителя составляет 10-15% от расхода колера Е150а, т. е. взамен 1,0 кг колера Е 150а используют 100-150 г колера Е150d «Карамель 050».Следует учитывать, что колористические характеристики напитков, полученных с использованием колера Е150а и колера Е150d «Карамель 050», несколько различны: напиток с применением колера Е150а (дозировка 1,0 кг на 100 дал) имеет коричневато-желтый цвет, в то время как напиток с использованием колера E150d (дозировка – 100-150 г на 100 дал) – желтовато-коричневый цвет.

Для использования краситель колер Е150d необходимо предварительно растворить в воде. Рекомендуется использовать 20%-ные (по массе) водные растворы. Срок хранения раствора красителя не должен превышать 2 суток.