活性炭在味精生產過程中有脫色去雜作用,是后段板框過濾時除去細小懸浮狀雜質的過濾介質。用量約為中和液的1-2%,相當于商品味精的8%左右。按照林業部粉狀活性炭標準(LY216-79),該種活性炭屬于782型2類。具體要求(一級品):脫色力,亞甲蘭(mL)≥10;干燥減重(%)≤10%;pH值5-7;總鐵量(%)≤0.05;氯化物(%)≤0.20;鈣鎂(以MgO計)≤0.25%;酸溶物(%)≤3.0;灼燒殘渣(%)≤4。這些指標,在實際應用中,有的需要加深理解,有的則需重新認識。
一、脫色力
脫色力是評價活性炭是否適合味精生產的基本指標。味精中的色素來源于原料葡萄糖和玉米漿發酵時的細菌生成物及提取過程中殘糖與菌體蛋白水解的生成物,其成分還受谷氨酸提取方法的影響。在制定部標準時,選取了一些廠家的產品作對比試驗后,確認由物理法活化的產品,絕大多數與谷氨酸和亞甲蘭的脫色力成比例關系,其比值約為1.5,這是確定以亞甲蘭判斷吸附昧精色素能力的依據。我們發現影響這一比值的因素很多,如活性炭的原料、灰份的組成與含量、活化介質與活化速度等等,其間差異較大,故不宜用亞甲蘭評價此類產品。
上述谷氨酸實物系由沈陽味精廠提供的豆粕水解后濃縮、干燥物。許多廠以此項作為測定實物脫色力的標準,但由于實際生產為菌體發酵法,這種方法也逐漸失去了代表“實物”的意義。如:
1.沈陽味精廠就四個單位的活性炭對豆粕水解物和新法扶酸的脫色力做過對照試驗。試驗結果:
A廠原料為林化工業廢渣的炭化品,活化設備是間歇式沸騰爐;
B廠原料為松木屑炭,設備與A廠相同;
C廠為明子干餾炭,同燜燒爐;
D廠條件與B廠相同。結果表明,由于所選定的色素物質與生產過程中的實物不同,導致對活性炭的評價欠妥,影響了產品質量,造成了浪費。
2. 1985年,天津味精廠與靖宇化工廠因諸次配制的豆粕水解液色素成份不同,對活性炭脫色力的判斷出現誤差。
3.本所1985年提出的一份研究報告:采用雜木屑炭為原料,在不同條件下,同是間歇式沸騰爐的產品,對新老酰酸的脫色卻明顯不同。
所以,倘修訂此項標準,應考慮谷氨酸提取方法,并取有代表性的工廠的酰酸作為比較實物脫色的基礎。筆者比較了上海天廚及沈陽、天津三大味精廠對活性炭脫色力的測定方法,覺得沈陽的新膚酸實物脫色法較適用(該法系供需雙方1982年協商標準)。方法規定:置0.5克干燥活性炭于36毫升谷氨酸中和液中,溫度為50~55℃,并不停地攪拌,保持30分鐘,過濾,濾液循環三次。 在721型分光光度計上測濾液透光度(a=3厘米,λ=420微米),82%以上為合格。每4毫升溶液中含谷氨酸1克,中和液pH值為6.0。
根據上述方法測定的幾種活性炭對新缺酸的脫色力。此法不足之處是:即使味精生產工藝條件是穩定的,由于原料變化,色素成份與量均有變化。倘以批量酞酸為基準,每更換一批膚酸時,標定出換算系數,可能更適用些。
二 鈣鎂,鐵鋁,粒度與濾速
鈣鎂等堿土金屬離子與谷氨酸離子形成穩定的絡合物,而且無法通過結晶將其除去,這是純度下降、阻礙結晶生成,造成晶形不勻整的重要原因。諸味精廠對此項要求不同:上海與天津味精廠作為輔助材料分析,無此項標準;在制定部標準時,采納了沈陽的意見,作為產品技術指標;湖州塘南活性炭廠要求≤0.25%;鐵力干餾廠不作為控制指標;山東省重工業廳標準(0GT0204-63)要求≤0.3%。農業部活性炭標準工作組曾測定包括英國味精炭在內的八個樣品的鈣鎂含量,株州木材公司很低,為0.04%;靖宇化工廠很高,為0.64%。1984年靖宇廠曾根據用戶要求,采取予處理,降至0.18%,達到了標準。
味精的質量標準中規定:99%的味精含鐵在5PPm以下;80%昧精含鐵在10PPm以下。味精中如果含有鐵等雜質,成品的色澤就會變化。遼源味精廠技術部門推測,有的味精在貯存中變紅色,可能是鐵鹽的作用。在生產中多以硫化鈉除去谷氨酸中和液中的鐵。
為防止鐵由活性炭轉入味精中,多數味精廠對活性炭含鐵量都有具體要求。天津味精廠則暨硫化鈉除鐵于中和液脫色后,因此,對活性炭的鐵鹽含量,就不過分強調。
按規定的檢驗方法,同一種粉狀活性炭粒子愈細,脫色力測定值愈高。但在生產中卻給后段板框過濾帶來困難,有時競出現炭粉透過過濾介質進入產品中的“漏炭”現象。為解決這個問題,除有經供需雙方協商的《標準》外,又補充了這方面的指標:一是取10克經干燥的活性炭,過100日/平方厘米篩,振蕩15分鐘,計算篩上截留部分,超過10%為合格;另一種方法是取5克活性炭與50毫升蒸餾水攪拌均勻,過濾,采用杭州新華牌D12.5厘米快速濾紙,測定濾出液量為25毫升時所需時間。
三、水份、灰份、pH值
《標準》中規定,諸類型活性炭,干燥減重(%)≤10,附注中說明,大于10%時,由供需雙方協商。含水50%左右的濕炭,可以改善生產與使用環境。因此,濕炭應進行推廣,而干燥減重不宜提出統一指標。
《標準》要求灼燒殘渣(%)≤A。對于以木屑、木炭類為原料的活性炭,達到這個指標并無困難,有些品種灰份偏高,通過前處理可以降到4%左右,但對于特殊原料,此項指標就很難合格了。例如,用白煤生產的粉狀活性炭,對味精脫色是合格的,而灰份卻為4.5%;用落葉松樹皮生產栲膠的殘渣制造的活性炭,對各種工藝的味精色素均易吸附,脫色力好于國內同類產品,其它有害雜質含量均不超過規定指標,唯灰份偏高,達19%左右。問題在于《標準》即限定有害雜質含量,又復規定灰份限額,是沒有必要的。在這種情況下,灰份含量高非但無害,反而可增加容積重,改善過濾效果。
《標準》規定,pH值為5~7,上海天廚味精廠要求為中性,前者與中和液脫色條件近似,而且在活性炭生產過程中也無不方便處。一些味精廠家則認為,活性炭只占中和液的1~2%,所以對中和液pH值并無顯著影響,對此項作出限制也似乎是多余的,我們傾向于這種觀點。