白砂糖生產過程中亞硝酸鹽的控制

◎ 云俊崗，王俊生，沈 珺

（1.內蒙古敕勒川糖業有限責任公司，內蒙古 包頭 014100；2.包頭輕工職業技術學院，內蒙古 包頭 014100）

制糖企業在白砂糖生產的成品檢測中總有亞硝酸鹽含量超標問題，且不同地區的成品糖亞硝酸鹽含量不一樣。據國家糖業質量監督檢驗中心檢測，南方甘蔗糖廠生產的白砂糖中亞硝酸鹽含量均低于2 mg·kg-1，北方甜菜糖廠生產的白砂糖中亞硝酸鹽含量均高于2 mg·kg-1[1]。亞硝酸鹽成為北方糖廠生產面臨的一大難題，基于此，本文重點分析了白砂糖生產過程中亞硝酸鹽的控制措施，為白砂糖生產企業提供參考。

1 亞硝酸鹽概述

1.1 亞硝酸鹽定義

亞硝酸鹽是含有亞硝酸根陰離子（NO2-）的鹽，最常見的是亞硝酸鈉，亞硝酸鈉為白色至淡黃色粉末或顆粒，味微咸，外觀及滋味都與食鹽相似，易溶于水。亞硝酸鹽廣泛存在于人類環境中，是自然界中最普遍的含氮化合物[2]。人體內硝酸鹽在微生物的作用下可還原為亞硝酸鹽、N-亞硝基化合物的前體物質。亞硝酸鹽在肉類制品中被允許作為發色劑限量使用，但亞硝酸鹽引起食物中毒的概率較高，攝入0.3～0.5 g的亞硝酸鹽即可引起食物中毒，食用3 g導致人死亡[3]。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布致癌物清單，將硝酸鹽或亞硝酸鹽列入2A類致癌物清單中[4]。

1.2 亞硝酸鹽中毒機理

亞硝酸鹽在酸性條件下為強氧化劑，進入人體后，可使血液中低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去運氧的功能，致使組織缺氧，出現頭痛、頭暈、無力、胸悶、氣短、心悸、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉及口唇、指甲、全身皮膚、黏膜紫紺等中毒癥狀，嚴重的會皮膚青紫甚至昏迷。

1.3 亞硝酸鹽的來源

亞硝酸鹽的來源有：①作為發色劑和防腐劑人為添加，特別是肉制品中。②食物中的硝酸鹽轉化而來。另外，腌制食品中會含有大量的亞硝酸鹽[5]。

2 白砂糖生產中亞硝酸鹽的產生原因及控制

2.1 甜菜帶入的亞硝酸鹽

北方制糖企業用甜菜作為原料生產白砂糖，原料如果在儲放過程中保存不當導致輕微腐爛或腐爛程度比較嚴重，都會產生亞硝酸鹽。腐爛程度不同，亞硝酸鹽的含量也不同，據檢測新鮮的甜菜原料亞硝酸鹽含量為1.4 mg·kg-1，有輕微腐爛的甜菜含量為 2.6 mg·kg-1，重度腐爛的甜菜含量為4.6 mg·kg-1[6]。因此，甜菜原料的收購和儲放很重要，會直接影響亞硝酸鹽產生的含量。

2.2 生產制糖用水

2.2.1 水中的亞硝酸鹽指標

我國頒布實行的《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）規定，飲用水中硝酸鹽氮的含量不超過10 mg·L-1，要求亞硝酸鹽含量用NO2-計的最大限量為不得超過0.002 mL·L-1，而制糖生產時煮糖滲出、過濾等都需要大量用水，但煮糖的時亞硝酸鹽溶入可以忽略不計。

2.2.2 原料水中亞硝酸鹽去除方法

我國城市給水處理廠采用的混凝→沉淀→過濾→消毒的常規處理工藝不能有效地去除飲用水中的硝酸鹽。去除飲用水中硝酸鹽的方法：①反滲透。利用外加反滲透壓力使原水反向透過反滲透膜從而分離硝酸鹽。②電滲析。利用外加電場力的作用使飲用水中的硝酸根通過陰離子交換膜到達相應的電極室，從而使原水中硝酸鹽實現分離去除。③離子交換法。利用離子交換樹脂對陰離子的選擇性交換去除飲用水中硝酸鹽。④活潑金屬還原法。利用活潑金屬的還原性能將飲用水中的硝酸鹽進行還原，常用的金屬還原劑有鐵粉和鋁粉。⑤金屬催化還原硝酸鹽。以氫氣、甲酸、甲醇等為還原劑，以金屬為催化劑進行的脫硝反應。⑥生物反硝化。在厭氧或缺氧條件下，將有機碳源作為電子供體，硝酸鹽作為電子受體，利用反硝化菌體內的一系列生物酶將硝酸鹽還原為一氧化氮、一氧化二氮和無害的氮氣的過程，但是會有微生物污染。

2.3 生產工藝中亞硝酸鹽控制

2.3.1 制糖滲出生產工藝中的控制

亞硝酸鹽是由甜菜中的氨氮化物在亞硝酸菌的作用下，并在適宜的溫度、時間和pH值條件下生成的，而亞硝酸菌存在于甜菜表皮的泥土中，因此，控制滲出汁亞硝酸鹽含量的首要任務是提高甜菜的洗凈度，減少甜菜表皮泥土中亞硝酸菌的帶入，必要時可以用石灰水對甜菜進行滅菌。

亞硝酸菌最適宜的生長溫度是15～40 ℃，40～60 ℃時生長放緩，70 ℃時抑制生長，81 ℃所有微生物活動終止。但當溫度一旦回到適宜生長溫度時，亞硝酸菌又可繁殖，因此盡量減少物料在60 ℃以下的停留時間是降低滲出汁中亞硝酸鹽的有效手段之一。即采取滲出汁熱燙，另外也可以增設菜絲熱燙器、滲出器首段增加加熱面或切換熱源等手段將菜絲和首段滲出汁混合物迅速熱到70 ℃以上。

亞硝酸菌最適宜生長的pH值是7～8.5，滲出用水一般用熱水或循環水，其pH值為8.5～9.0，回頭的壓粕水pH值為5.5～6.5，而且壓粕水中含有大量的微生物。根據甜菜制糖滲出理論，滲出用水應呈微酸性，最佳pH值為6.3左右，因此，滲出用水必須要進行酸化處理，而回頭的壓粕水要經過硫漂或高溫滅菌處理。

2.3.2 清凈過程中的亞硝酸鹽含量控制

通過滲出過程亞硝酸鹽的生成機理及控制發現，亞硝酸鹽的大量形成是在滲出過程中通過亞硝酸菌作用產生的。而在清凈過程中亞硝酸菌處于高溫強堿環境中，為滅活過程，因此亞硝酸鹽不會增加。另外，亞硝酸鹽在清凈過程中不會分解或被碳酸鈣吸附沉淀，因此滲出汁中的亞硝酸鹽將會全部進入煮糖系統。

2.3.3 結晶過程中的亞硝酸鹽含量控制

結晶工序應當注意：①甲原、洗蜜一定要分清，甲原蜜絕不可混入洗蜜中回煮一砂。②進料順序是先進高純度料，再進低純度料。這樣即使晶體表皮吸附了較多的亞硝酸鹽，也可在分離洗水時被洗去一部分。③要加強結晶操作，避免產生并晶、聚晶和包晶等不良晶體，否則亞硝酸鹽進入晶體內會造成成品白砂糖亞硝酸鹽超標。

3 結語

白砂糖生產過程中亞硝酸鹽形成的因素很多，為確保成品白砂糖的亞硝酸鹽含量能夠符合工藝要求，應該提高甜菜的洗凈度，重視滲出操作條件和滅菌，盡量減少滲出汁的亞硝酸鹽含量，結晶工序要根據物料情況編制合理的煮糖制度，規范結晶操作，盡量減少不良晶體的產生，從而控制白砂糖成品亞硝酸鹽含量。