加热能够使蔗汁中的胶体物质脱水吗?

 

 

国内糖业界长期以来流行一种说法,说加热能够使蔗汁中的胶体脱水,促使胶体凝聚析出。这种说法并不适当。不过,它已经流行几十年了。也需要认真地弄清楚。

在蔗汁所含的各种胶体物质中,蛋白质是可以加热凝结的。但是大家都知道,一个完整的鸡蛋,在加热后整体凝固成为固态物质,并没有一滴水“脱”出来。相反,倒是原来可以流动的液态的鸡蛋白,凝固后失去了流动性。这是因为蛋白质凝固时形成了紧密细致的网络状结构,把原来的全部液体都网络在内成为一个整体,它含有很大量的水分,柔软而润滑,但其整体已不是液体。

由于蛋白质是生命的基础,在生物化学中对蛋白质的研究是非常透切的。蛋白质的凝固通常是在发生变性作用 (denaturation) 以后产生的。蛋白质在多种情况下会发生变性,加热和多种物理、化学、或机械处理都可能使蛋白质发生变性作用,使蛋白质的分子结构由原来紧密的、有规则的,变成松散的无定形结构,分子中的活性基团更多暴露,化学活性增强,较易发生各种化学反应,如在等电点下能自行凝固,在带电的状态下可以和带相反电荷的离子结合凝固等。但并不是发生了“脱水作用”。

至于蔗汁中的其他亲水性胶体物质,例如果胶、多缩戊糖、淀粉等,在加热时也并不发生“脱水作用”,有些还发生相反的变化。例如,甜菜中原来未溶解的原果胶,在加热时会水化而溶入糖汁中。甘蔗中的淀粉原来是不溶解的微细颗粒,加热到60℃以上糊化(这是淀粉的通性)而分散。其他的一些物质也有类似情况,如甘蔗中的蔗脂一般在5060℃融化而分散成为悬浊液,等等。

将蔗汁加热确实可以使部分杂质凝结析出,这主要是加热促进了磷酸钙沉淀的形成和使蛋白质凝结,它们吸附网络了蔗汁中的其他悬浮微粒,自然沉降或过滤以后可以得到基本清的清汁。但这些沉淀物仍然包容了大量的液体,因而体积很大,即使过滤得到的滤泥也仍然含有大量水分,例如一般的湿滤泥含水分约达70%。

蔗汁中的亲水胶体物质含有大量亲水性极强的-oh基,有很强的水化能力,它们是很难脱水的。只有在加入大量酒精时(达到70%以上)才能真正使它们脱水。此时析出的物质的体积只是很小的(只为上一种情况的百分之几)。而在通常的澄清处理中,亲水胶体物质很少发生脱水作用。

传统的胶体化学是重点研究憎水胶体的,关于胶体脱水与凝结的概念适用于这类胶体。但亲水胶体多数是大分子有机物,它们的性质和此有极大的差异。憎水胶体凝结的概念不适用于亲水胶体。

某些无机化合物含有“结晶水”,它可能与温度有关。在高温下的结晶水数量可能较少。但这种变化对蔗汁澄清产生多大的影响?还没有明确的数据可以说明。

实践经验说明,蔗汁用石灰法和亚硫酸法澄清需要将蔗汁加热到100℃左右,温度不足时效果较差。但是,蔗汁长时间在高温下停留对澄清效果也是不利的,可能使部分沉淀物复溶或分散。加热温度过高也是不利的,并没有发现高温可以使某些胶体物质脱水凝聚的证据。