白糖中的有色物质

白糖中的有色物质

白糖的色值和外观白度是白糖质量指标中最重要的项目，技术上的难度也较大。按我国国家标准(gb317-1998)，精制糖的色值不超过30iu，优级白砂糖不超过80iu，一级白砂糖不超过170iu。多年以来，国内外制糖工作者为生产更洁白的白糖，进行了非常大量的研究工作，并在生产上采取了很多措施。为了更好地解决这个问题，需要了解白糖为什么会有色，以及有色物的成分、性质和除去的方法。

1.白糖显色的机理

纯粹的蔗糖是无色的洁白的晶体。各种糖产品带色是由于它们含有蔗糖以外的成分。

物质显现某种色泽是由于它吸收了某些波长的光波。不吸收光波的物质是无色或白色的。

光波是一定波长范围内的电磁波。人眼可见的光线的波长的范围为400～800nm。在此范围以外，波长200～400nm的为紫外线，波长800～25000nm的为红外线，以及波长更小或更大的其它电磁波，人眼都看不见。

各种有色的物质，由于它的分子结构的特点，对某一波长或某几种波长的电磁波有比较强的吸收。吸收400～435nm波长的物质显黄绿色，吸收435～480nm波长的显黄色，吸收480～500nm波长的显橙色至红色，吸收500～560nm波长的显紫红色。吸收更高波长的显紫色、蓝色、青色和青绿色。

所有的白糖，不论是质量很好的或质量较差甚至变色的，它们都主要吸收短波光线，对高波长段光线的吸收较小；波长越大，光密度越低。下表是广东一个亚硫酸法糖厂生产的两种白糖的吸光性质，其中第一种的糖浆经过常规的二次硫熏，第二种的糖浆经磷浮法清净。后者的白糖比前者洁白，它对整个波长范围的光线的吸收均明显低于前一种。

另一方面，各种糖品(包括成品和半制品)对紫外线的吸收都远大于对可见光的吸收。绝大多数糖品在可见光和波长大于300nm的紫外线范围内的吸收光谱都是一条连续的逐渐下降(先急速下降然后缓慢下降)的曲线。一种典型的白糖的分光吸收曲线如下图。它对紫外线的吸收很强，对可见光的吸收很弱。

许多实测资料都说明，白糖、原糖和赤砂糖，以及各种蔗汁和糖浆，还有焦糖和还原糖分解物等有色物质，对可见光的吸收光

谱都是连续地逐渐下降的曲线，没有吸收峰。它们更多地吸收紫外线：对300nm以下的吸收很强，在波长300nm以上直至可见光的吸收，实际上是前者向高波长方向延伸的下降段。纯粹的蔗糖的这个延伸段下降得很陡，到可见光区域，吸收就极少，故颜色很白。但各种不纯糖液中的杂质使这个延伸段升高和延长，在可见光区域也有相当的吸收，故色泽较深。各种糖品对可见光的吸收，都是对短波光线较强，对中波长光线略有吸收，故它们主要显黄色、橙色或带红色；如果对高波长光线的吸收也较强，则带褐色以至灰黑色。

通常，糖品对短波长光线的吸收远大于对中波长光线，如420nm的光密度一般为560nm的三倍多。虽然如此，由于人眼对短波光的敏感度低，多数糖品的黄色并不深。而如果它吸收560nm光波的光密度稍大一些，即使只是对420nm的光密度的1/3左右，也会显现明显的红色。又如果对600nm以上波长的光线也有稍大的吸收，它就带灰褐色。

白糖的色值分析，国际机构icumsa(糖品分析统一方法国际委员会)规定使用420nm的波长进行测定。因为白糖较强地吸收该波长的可见光，测定时仪器的读数较大，分析误差较小。对于高纯度的白糖如精制糖，这一测定值的高低能够较好地反映出糖的外观色泽的深浅。但对于纯度不很高的白糖，它对其它波长的光线也有相当的吸收，虽然其绝对值比较低，也会使白糖带不同的外观色泽，如“带黄”、“带红”、“带青”、“带灰”等。通常，如果白糖对中波长的吸收稍强，就会带红色，如果对高波长的光线也有稍强的吸收，就会带灰色。测定糖品样本对不同波长λ单色光的光密度dλ，算出比值(dλ/d420)，就可以看出问题。此外，含还原糖较多的白糖，外观会较白，这可能是由于还原糖和蔗糖的折光率不同所致。

用不同的原料(甘蔗或原糖)、以及用不同的生产方法(亚硫酸法、碳酸法和磷浮法)制出的白糖，其色素的成份会有些不同，使外观的观感有差异。有些白糖的分析色值不高，但外观颜色较深，

带暗红色；有些白糖的分析色值稍高，但外观颜色不差，带青白色。例如，榨蔗生产的白糖的外观一般较白，而炼糖加工生产的白糖，如以同一分析色值对比，外观会带暗红色。榨蔗生产的白糖，色值130iu左右还比较白，但在炼糖生产的这个色值的白糖，会显得相当难看。

事实上，对于不很洁白的白糖，人眼感觉的色泽深浅主要还是决定于糖对中波长光线的吸收，而不是对分析白糖色值所用的420nm光线。这是分析色值与感观色泽深浅有时不一致的原因。在原料不同或生产方法不同时，这种差异较为明显。

糖厂的中间制品的色值，icumsa规定用560nm波长测定。由于人眼对中波长光线最敏感，用这一波长测出的数值的高低，和人眼感觉的颜色深浅比较一致。

关于成品糖和中间制品的色值分析，历史上在国内外都曾用过不同的方法和不同的波长，至今仍未完全统一。因此，对有关的

色值数据必须留意其测定的方法和波长，必要时加以注明，如

iu(420nm)或iu420，iu(560nm)或iu560等。

国内糖品分析过去使用的单位为司丹默(stammer，简写为ºst)，以后白糖分析转用国际单位iu。初时曾根据一些白糖样本用两种方法的分析结果，推算出1ºst近似地相当于80～90iu。必须说明，这两种分析方法的前提条件是不同的(是否用微孔膜过滤和是否调ph至中性)，故这种“换算”是很粗的，而且完全不能使用在其他的场合。

糖品中有色物的主要成分是有机物，因此需要对有机物显色的机理有所了解。

有机物的吸光性质决定于它的化学结构。有机化合物如果分子中不含双键，其吸收光谱都在150nm以下，即在远紫外区。当有机物分子含有各种有双键的基团，如醛基、酮基、氨基等，以及不饱和的>c=c< 双键及苯环时，吸收峰的波长增大，而且吸收的强度也大幅度升高，从而使这些有机物对光波的吸收向可见光