臭氧和过氧化氢

多数的强氧化剂都对有机物有很强的氧化作用和漂白作用。典型的如氯气和漂白粉，已在多项工业中应用。它们对糖汁也有明显的脱色效能，但因其副作用较大，不适合用于糖液的脱色。

臭氧是一种强力的氧化剂，近年已大规模用在生活用水与饮用水的处理。它应用于糖业的可能性也早就受到人们的注意。

糖品中的色素绝大部分都是含有大量共轭双键的有机物。臭氧能迅速将双键氧化而使它断裂，将原有的有色物分子破坏而生成分子量较低、含双键较少的物质，对可见光的吸收减少，颜色消退，而且不能再缩聚成有色物。

古巴gomez试验将臭氧通入炼糖厂的经过澄清处理的糖浆(50℃)中，糖浆很快脱色，10分钟的脱色率已超过50%，30分钟的脱色率超过80%。糖浆的ph和浓度是重要的因素，以ph7和50ºbx较好，浓度高时脱色较慢。在中性时蔗糖对臭氧是稳定的，碱性下蔗糖可能被臭氧破坏而至纯度下降。将臭氧脱色后的糖浆在实验室内煮炼，得到的结晶糖的质量达到了精炼糖的要求。他们认为，可以用臭氧取代精炼糖过程所用的活性炭，为达到同样脱色率所需的臭氧量为每吨糖0.4kg。

梁汉平进行了详细的研究，将原糖液和几种模拟的有色物质分别用几种还原剂和氧化剂处理，结果说明氧化剂的效果比还原剂好得多。在四种氧化剂中，次氯酸钠和臭氧的脱色率最高，可以达到60～80%以上，优于过氧化氢和亚氯酸钠。但使用次氯酸盐增加了糖汁的无机物含量，故以使用臭氧的效果最佳。糖液连续通入臭氧(臭氧流量80l/h，浓度0.00825g/l，糖液ph 7.0，糖液量320ml)，以及从甘蔗汁中抽提出的酚类色素通入臭氧，不同时间后的脱色率如下表。 

它们的脱色都很快，最终的脱色率都超过80%。糖液原来含酚量124mg/kgbx ，在通臭氧过程中迅速下降，如下表。酚类物的除去率很高。 

实验还说明，臭氧对焦糖、类黑精(还原糖与氨基酸反应的产物)以及还原糖碱性分解物都有良好的脱色作用。在多种色素并存的情况下，臭氧对低分子量的色素有明显的选择性(小分子物质的化学活性较强)。

经过臭氧处理后，溶液对紫外线的吸收光谱亦大幅度下降。焦糖溶液原来在280nm处有很高的吸收峰，氧化后该峰消失，且整个紫外波长段的吸收大幅度降低，对大部分波长紫外线的光密度下降超过80%。这直接证明了臭氧处理破坏了有机物的大部分双键结构，从而根本改变了有关物质的吸光性质。

据测定，在室温下通臭氧60分钟，如同时调节ph稳定在7.0时，蔗糖的损失为0.1%，如温度为60℃，损失为0.14%。还原糖略有减少，这和糖液ph有关，可能有部分还原糖被破坏或氧化。

据杨云飞的试验，用经过磷浮法清净的原糖回溶糖浆通入臭氧，糖浆1.5l，浓度50～60ºbx，平均ph7.06，色值522iu，臭氧通入量4.8g/h，通入不同时间后糖液的ph和色值变化如下表：

臭氧的脱色作用很快，脱色率很高。它将糖液中有机物的醛、酮基氧化成羧基，生成有机酸，故ph值明显降低。试验还说明，臭氧对深色的糖蜜也有良好的脱色作用。

 广西大学制糖研究所试验用臭氧处理赤砂糖的回溶糖浆，在300g50ºbx的糖浆中通入臭氧(0.08g/min)，通入不同时间后的脱色率如下表。  

过氧化氢h₂o₂也是强氧化剂，能产生类似臭氧的多种化学反应，如将有色的不饱和有机化合物分子中的双键氧化并使之断裂，生成无色的产物，后者亦不能再聚合成大分子有色物质，故脱色作用较强。国内外糖业界都做了大量试验，中南美洲的一些糖厂已将它用在生产上作脱色剂。

过氧化氢的商品名为双氧水，工业双氧水含h₂o₂约30%。

据梁汉平的研究，h₂o₂对还原糖碱性分解物、拟黑色素和焦糖都有明显的脱色能力。在加入h₂o₂ 0.2%时，这三者的脱色率分别为22～50％。这些作用都远优于亚硫酸。

英国shore的研究说明，h₂o₂可以将色素分子在不饱和位置或双酮处断裂形成羧基酸。在甜菜原汁中加入h₂o₂ 0.1%，总多酚类物质由6.5mg/l减少到0.5mg/l，dopa由3.8mg/l降低到0。清汁和糖浆色值顺次降低19％和26％。

印度mane等对亚硫酸法甘蔗糖厂应用过氧化氢的作用进行了详细的研究。说明在混合汁中加入h₂o₂能除去大量的多酚类(35～52%)，并除去部分氨基酸(8～15%)和还原糖(14～50%)，但如只加灰和h₂o₂(不加so₂)煮沸，沉淀物的沉降很慢，不能达到澄清。如果混合汁加灰加so₂又加h₂o₂，除去多酚类的效果不如不加so₂者。这显然是由于它的一部分被消耗掉。

将糖浆分别进行硫熏和加入20～50mg/l的h₂o₂(不硫熏)，加h₂o₂的脱色率都高于硫熏(均在ph 7.0下测定色值)，如下表。  

糖浆加入h₂o₂比常规的硫熏可除去较多的多酚类物质，试验结果如下表(糖浆中原含多酚类约0.5%bx)。  

他们在印度的５个亚硫酸法糖厂中，在糖浆或煮糖罐中分别加入不同量的h₂o₂，白糖的色值都有所降低。加入h₂o₂的位置和数量分别如下：

1. 在煮甲糖膏放糖前加入h₂o₂ 40mg/kg(对甘蔗10mg/kg)；

2. 在硫熏后的糖浆中加入h₂o₂ 50mg/kg(对甘蔗12.5mg/kg)；

3. 在硫熏后的糖浆中加入h₂o₂ 50mg/kg及在煮甲糖膏放糖前加入40mg/kg(合共对甘蔗22.5mg/kg)。

其他各项条件与原用的相同。５个糖厂制得的白糖的平均色值，不加h₂o₂的常规方法为148iu，按上述１法加h₂o₂的为124iu，对比降低16％；按上述２法的为116iu，对比降低21％，按３法的为106iu，对比降低28％。

加入h₂o₂制得的白糖，各种非糖分的含量都稍低。５个糖厂的平均结果如下表。  

加入h₂o₂制得的白糖在相同的条件下存放，它的变色小于无加入者。

福建南靖糖厂在90年代曾试验在煮甲糖时加入h₂o₂，加入量为13～20mg/kg(先稀释到浓度0.1%，分别在抽种整理浓缩后及最后煮水前加入)，制得的白砂糖的色值比对照组(不加h₂o₂)降低14～21%, 白糖残留so₂量降低31～39%, 白糖存放时的增色也较小。

80年代以后，中南美州的一些炼糖厂亦使用h₂o₂提高脱色效果。在回溶糖浆的磷浮清净处理中，加入h₂o₂约400mg/kgbx(在加入磷酸与石灰之前与有机阳离子脱色剂同时加入)，亦有较好的效果。