Химия отрасли
Метод получения колера заключается в нагревании сахарозы при температуре, близкой к температуре плавления (185–190 °С), что вызывает ее глубокие химические изменения – обезвоживание, карамелизацию, гидролиз, таутомерные и изомерные превращения моноз, ангидридизацию и оксиметилфурфурольное разложение, полимеризацию. В результате пиролиза образуется сложная смесь, состоящая из ангидридов различных сахаров, производных фурана, кислот жирного ряда, темноокрашенных (гуминовых) соединений и других веществ.
Для получения колера кроме сахара используют кристаллическую глюкозу, крахмальную патоку, а также смесь углеводов и аминокислот. В последнем случае происходят меланоидиновые реакции. Известно много сортов колера, например только фирма May–Lambert выпускает их свыше 70, различающихся интенсивностью окраски, вязкостью, рН, изоэлектрической точкой и другими свойствами.
Колер добавляют во многие напитки, которые должны иметь цвет от светло-желтого до темно–коричневого. Обычная норма колера невелика - от 2 до 7 кг на 1000 дал купажа. Несколько больше его идет в «Шоколадный крем» (36 кг) и некоторые настойки («Хинная», «Охотничья», «Перцовка»). Особенно в больших количествах (1300 кг) его добавляют в Рижский чёрный бальзам. Бальзаму при этом он не только придает соответствующую окраску, но и участвует в формировании вкуса, аромата и физико-химических свойств напитка.
Практически во все сорта темного пива добавляют колер, что обеспечивает им темно-коричневый цвет и сладкий вкус. Его также используют при приготовлении безалкогольных напитков. Перед внесением в купаж колер разбавляют водой в соотношении 1:1.
По внешнему виду колер вязкая густая жидкость темно–коричневого цвета, горького вкуса.
Приборы и реактивы: электрический сушильный шкаф, весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, стаканы фарфоровые или из термостойкого стекла вместимостью 500 – 1000 см3, колбы, воронка, вода дистиллированная, ареометры с пределами измерения плотности 1,2 – 1,5, термометры лабораторные на интервал температур 50 – 200 °С, цилиндры.
Ход работы: Для предохранения от брызг горячего колера необходимо работать в фартуках и защитных очках! В фарфоровый или стеклянный стакан загружают 100 г сахара (с точностью до 0,5 г). Стакан подбирают с таким расчетом, чтобы сахар занимал 30 – 35 % полезной емкости стакана. Затем стакан ставят в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 80 – 100 °С, нагревают при периодическом перемешивании 1 – 2 мин с интервалом 5 – 10 мин. При температуре 160 °С сахар расплавляется и постепенно буреет. Когда весь сахар расплавится, температуру постепенно повышают до 175 – 180 °С и поддерживают ее 15 – 20 мин при перемешивании массы. При готовности колера нагрев прекращают, а перемешивание продолжают 10 – 15 мин, после чего подливают в стакан тонкой струей воду, предварительно нагретую до 60 – 65 °С. (Соблюдать осторожность – первые порции воды могут вскипеть и попасть в глаза, на кожу!). Когда температура упадет до 100 – 105 о С вводят остальное количество воды из расчета получения колера плотностью 1,35 (при температуре 20 °С), примерно 50% воды к массе сахара. Когда колер охладится до 60–65°С, перемешивание прекращают и колер переливают в колбу.
Для определения плотности полученного колера наливают его в цилиндр на 2/3 его высоты и определяют плотность раствора с помощью ареометра. Полученные по шкале значения записывают для дальнейших расчетов.
Нормально приготовленный колер имеет плотность 1,35 и окрашивающую способность раствора концентрацией 2 г/л, соответствующую по цветомеру высоте столба жидкости 16 ± 2 мм при сравнении с эталоном цвета № 10 и компенсаторе 00; при определении по фотоэлектрокалориметру — оптическую плотность 0,280–0,340 нм при λ = 413 нм и ширине кюветы 3 мм.
Обработка результатов. Выход колера плотностью 1,35 (при температуре 20 °С) составляет 105–108% к массе взятого сахара. Если плотность колера отличается от указанной, то выход его определяют при нормальной плотности с помощью диаграммы Приложения 5.
Например, для варки взято 100 кг сахара-песка. Получено 103,50 кг колера плотностью 1,365. Согласно диаграмме 100 кг колера данной плотности соответствует 103,78 кг колера с нормальной плотностью. Выход колера равен: (103,5 х 103,78)/ 100 = 107,41%
Контрольные вопросы:
1. Цель использования красителей в производстве безалкогольных напитков.
2. Какие красители относятся к натуральным, а какие к синтетическим?
3. Какие химические процессы протекают при получении колера?
Приложение 1
Приложение 2
Таблица 1
Вычисление массовой доли спирта
Относите-льная плот- ность |
Массовая доля спирта, % |
Относите-льная плот- ность |
Массовая доля спирта, % |
Относите-льная плот- ность |
Массовая доля спирта, % |
Относите-льная плот- ность |
Массовая доля спирта, % | |
1,000 | 0,000 |
0,9967 | 1,785 |
0,9934 | 3,670 |
0,9901 | 5,700 | |
0,9999 | 0,055 | 6 | 1,840 | 3 | 3,730 | 0 | 5,760 | |
8 | 0,110 | 5 | 1,890 | 2 | 3,785 |
0,9899 | 5,820 | |
7 | 0,165 | 4 | 1,950 | 1 | 3,845 | 8 | 5,890 | |
6 | 0,220 | 3 | 2,005 | 0 | 3,905 | 7 | 5,950 | |
5 | 0,270 | 2 | 2,060 |
0,9929 | 3,965 | 6 | 6,015 | |
4 | 0,325 | 1 | 2,120 | 8 | 4,030 | 5 | 6,080 | |
3 | 0,380 | 0 | 2,170 | 7 | 4,090 | 4 | 6,150 | |
2 | 0,435 |
0,9959 | 2,225 | 6 | 4,150 | 3 | 6,205 | |
1 | 0,485 | 8 | 2,280 | 5 | 4,215 | 2 | 6,270 | |
0 | 0,540 | 7 | 2,335 | 4 | 4,275 | 1 | 6,330 | |
0,9989 | 0,590 | 6 | 2,390 | 3 | 4,335 | 0 | 6,395 | |
8 | 0,645 | 5 | 2,450 | 2 | 4,400 |
0,9889 | 6,455 | |
7 | 0,700 | 4 | 2,505 | 1 | 4,460 | 8 | 6,520 | |
6 | 0,750 | 3 | 2,560 | 0 | 4,520 | 7 | 6,580 | |
5 | 0,805 | 2 | 2,620 |
0,9919 | 4,580 | 6 | 6,645 | |
4 | 0,855 | 1 | 2,675 | 8 | 4,640 | 5 | 6,710 | |
3 | 0,910 | 0 | 2,730 | 7 | 4,700 | 4 | 6.780 | |
2 | 0,960 |
0,9949 | 2,790 | 6 | 4,760 | 3 | 6,840 | |
1 | 1,015 | 8 | 2,850 | 5 | 4,825 | 2 | 6,910 | |
0 | 1,070 | 7 | 2,910 | 4 | 4,885 | 1 | 6,980 | |
0,9979 | 1,125 | 6 | 2,970 | 3 | 4,945 | 0 | 7,050 | |
8 | 1,180 | 5 | 3,030 | 2 | 5,005 |
0,9879 | 7,115 | |
7 | 1,235 | 4 | 3,090 | 1 | 5,070 | 8 | 7,180 | |
6 | 1,285 | 3 | 3,150 | 0 | 5,130 | 7 | 7,250 | |
5 | 1,345 | 2 | 3,205 |
0,9909 | 5,190 | 6 | 7,310 | |
4 | 1,400 | 1 | 3,265 | 8 | 5,255 | 5 | 7,380 | |
3 | 1,455 | 0 | 3,320 | 7 | 5,315 | 4 | 7,445 | |
2 | 1,510 |
0,9939 | 3,375 | 6 | 5,375 | 3 | 7,510 | |
1 | 1,565 | 8 | 3,435 | 5 | 5,445 | 2 | 7,580 | |
0 | 1,620 | 7 | 3,490 | 4 | 5,510 | 1 | 7,650 | |
0,9969 | 1,675 | 6 | 3,550 | 3 | 5,570 | 0 | 7,710 | |
8 | 1,730 | 5 | 3,610 | 2 | 5,635 |