本来这篇文章的题目打算是《母液固含量的测定及常见问题(三)》,不过我怕有朋友见了面会打我。一个固含量测定的问题都快水一个季度了。。。
本篇文章的出发点也是从固含量测定文章延伸出来的。在烘干样品的过程中,不免需要考虑各组分的沸点、熔点。利用不同沸点、熔点分离各物质是化学生产、检测分析常用的手法。酿酒制酒的最后一步提纯,就是靠乙醇和水的沸点不同进行分离的操作。白酒二锅头就是掐头去尾,只要中间蒸馏出来的产品。原理是一样的,只是二锅头要的是蒸发出去的酒精,我们要的是留在底盘里的固体。
在做固含量试验时,加入葡钠的样品特别容易焦化。本来我以为这是葡钠受热分解的表现。然后我就开始查找葡萄糖酸钠的熔点和焦化的原因。查完之后尴尬了,这数据跟试验完全对不上。葡萄糖酸钠的熔点℃,我加热所用温度最高是℃。理论上葡萄糖酸钠是不会挥发,并且也不应该碳化。为此,我又单独加热烘干葡萄糖酸钠,结果非常amazing啊,加热后的葡萄糖酸钠样品质量仅仅损失了1%-2%,但是样品已经变得乌漆嘛黑了。这个现象就意味着焦是焦了,但是质量基本没啥损失。
试验的时候,我不知道这是发生了什么反应。直到我开始写这篇文章,写到几个关键字“糖”“焦化”。这难道是变成了焦糖?
百度百科中的介绍如下:
焦糖的制造并不是什么新鲜的事,它是一种褐变反应(BrowningReaction)。褐变反应是我们日常生活与食品加工及烹调中经常碰到的现象,可至今为止,科学技术尚不能确切的解释焦糖反应的机理,焦糖的结构组成也尚未被认识。一个几乎毕生在实验室中从事焦糖研究的英国化学家Brache感叹地说:“焦糖不仅具有复杂性,而且也无法预测,只有在最大限度内将原料、制备技术、时间、温度等加以控制,才能保证高质量产品的可重复性……”。可见,焦糖的生产技术是困难的,在国外也被视为高科技产品,其生产工艺被严格保密。美国可口可乐之所以能风行全世界一个世纪,国际市场占有率独占鳌头,与他拥有耐酸焦糖技术是分不开的。
如上所述,现代科学技术虽还未能彻底认识焦糖反应的机理,但对非酶褐变反应的前期机理及反应生成物却已有了明确的认识。一般认为,焦糖反应有两种类型:一类是在有胺伴随下的美拉德反应,即由葡萄糖+NH3-R生成雪夫氏碱(SehiffsBase),进一步加热生成N-取代葡基胺(N-substitutedqlycosylanine).另一类是纯焦糖化反应(单纯地加热葡萄糖的焦化反应),即在相当高的高温下(大约℃)使碳水化合物产生醛类,然后缩合成染色成份。两类反应都能产生醛类和二羰基化合物,但美拉德反应渗入含氨成份,此反应机制可粗略地归纳为3步:
第1步:启动反应。A、糖-氨结合;B、阿马都利(Amadori)分子重排反应。
第2步:降解反应产生具有强紫外光吸收的无色物,释放二氧化碳。C、糖脱水。D、环开裂。
第3步:缩合反应形成高分子量的强染色成份。E、醛醇缩合;F、醛-氨聚合和含氨杂环化合物的形成。
顺着百度百科的介绍,美拉德反应肯定不是,毕竟我也没闻到红烧肉或者烧烤的味道。那就是纯焦糖化反应,按照这个线索我继续往下搜--焦糖化反应。
焦糖化反应是糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下,加热到熔点以上的高温(一般是-℃以上)时,因糖发生脱水与降解,也会发生褐变反应。焦糖化反应在酸碱条件下都可以进行,一般碱性条件下速度快一些。糖类在强热条件下生成两类物质:一类经脱水生成焦糖,另一类在高温下裂解生成小分子醛酮类,小分子醛酮类进一步缩合聚合也会有深色物质出现。
糖类在无水条件下加热或糖类在高浓度下用稀酸处理,这两种方法都可发生焦糖化作用,一般都是单糖的脱水反应。葡萄糖经焦糖化后生成葡萄糖昔,果糖经焦糖化后生成果糖昔。
至此,我总算给了葡萄糖酸钠烘干变黑的现象一个相对合理的解释。变黑的现象并不会太影响固含量测定的准确性。以前也没在意过,寻思着黑就黑呗,又不拿来吃。
对了,这里有个冷知识~其实葡萄糖酸钠是咸,甜的是葡萄糖。
在一个特定的行业内的交流,经常会用到各种缩写简称。本来简称这个东西没什么问题,但是人啊这个动物就是懒,尤其是在思考方面,特别喜欢偷工减料想当然。比如我从业这么多年了,一直以为葡钠(葡萄糖酸钠)是由玉米发酵而来。葡钠葡钠,葡萄糖嘛,单糖,玉米天然发酵,没毛病!
以至于这么多年我跟别人交流的时候也是会说,葡钠就是以玉米为主要原料经过生物降解而来。说有错吧,也没错。但是就是不严谨。直到我写固含量相关文章的时候,我才开始正儿八经的翻阅资料完善了一点点相关知识。
简而言之,玉米降解是没错,但是玉米降解后得到的产品时葡萄糖。葡萄糖需要进一步反应,才能变成我们减水剂行业使用的葡萄糖酸钠。简而言之,以玉米淀粉为原料进行水解等一系列工艺生产后得到葡萄糖,葡萄糖再进行生物发酵才能得到最终的葡萄糖酸钠。
葡萄糖分子结构
葡萄糖酸钠分子结构
葡萄糖比葡萄糖酸钠便宜,两者也是同类产品,为什么不能用葡萄糖直接做为缓凝剂,这个问题其实问的很好。为啥不能用呢?因为效果不好~
为啥效果不好呢?下篇文章再说。。。。
在日常工作中,我也经常会发懒癌症,有些似是而非的问题,一想到也不影响结果,就会直接忽略掉。直到开始写段子才慢慢改变,一方面是这都是水的文章内容嘛,一方面是,文章讲究的逻辑严谨,不能没影响就可以略过。我上学时候最恨的就是习题书上答案写“略”!这让我怎么抄,呸,让我怎么自助学习。
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