Приготовление сахарного сиропа с заданной концентрацией сухих веществ

Сахарный сироп представляет собой концентрированный водный раствор сахарозы. Массовая концентрация сухих веществ в сахарном сиропе, применяемом для производства безалкогольных напитков, должна составлять 60–65 %.

В табл. 5 приведены варианты концентрации сахарозы в сахарных сиропах, которые используются при производстве безалкогольных напитков.

Таблица 5

Концентрация сахарозы в сахарных сиропах

Концентрация сахарозы, %	60	61	62	63	64	65
Плотность раствора, г/см3	1,2894	1,2950	1,3010	1,3058	1,3102	1,3190

Проведение инверсии сахарозы

Приготовленный раствор сахара доводят до кипения и кипятят 15 мин. Полученный сахарный сироп для проведения инверсии охлаждают до 70 °С, вносят 50 %-й раствор лимонной кислоты из расчета 7,5 г на 1 кг сахара. Стакан с сиропом помещают в водяную баню, температура которой 70 °С, и выдерживают при этой температуре, постоянно перемешивая, в течение 2 ч.

Процесс инверсии сахарозы основан на гидролитическом расщеплении ее при нагревании со слабыми органическими кислотами. Реакция инверсии идет по уравнению

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆.

За счет присоединения молекулы воды сахароза распадается на глюкозу и фруктозу, при этом общее содержание сахаров увеличивается при полном гидролизе сахарозы на 5,26 %, что видно из соотношения молекулярной массы участвующих в реакции веществ:

342,308 + 18,016 = 180,016 + 180,162;

360,324 + = 105,26 %.

Однако следует иметь в виду, что прирост сухих веществ за счет инверсии сахарозы при приготовлении сахарного сиропа холодным способом рассчитывают с учетом инверсии сахара, равной 45 %, а при использовании горячего и полугорячего способов – 30 %.

Определение содержания инверсного сахара

Приготовление реактивов. Для проведения анализа на содержание инверсного сахара надо приготовить 2,5 н. раствор NaOH. В фарфоровый стакан вместимостью 500 мл наливают 350 мл воды и растворяют в ней 300 г NaOH. После охлаждения раствор переливают в цилиндр с пришлифованной пробкой вместимостью 500 мл и оставляют стоять 10 суток для оседания карбонатов. Так как полученный раствор 15 н., то для приготовления 2,5 н. раствора его разбавляют в шесть раз. Точность раствора проверяют титрованием соляной или серной кислотой в присутствии индикатора метилового красного. На 10 мл раствора 2,5 н. NaOH должно пойти ровно 25 мл 1 н. раствора соляной или серной кислоты. Если кислоты на титрование идет больше или меньше, то концентрацию раствора NaOH, соответственно, уменьшают разбавлением дистиллированной водой или увеличивают добавлением 15 н. раствора NaOH.

Ход работы. 1 г сиропа, содержащего более 30 % инверсного сахара (или 2 г сиропа, если менее 30 %), взвешивают в стеклянном сухом стаканчике с точностью до 0,01 г, опускают кусочек лакмусовой бумаги, приливают 5–10 мл воды и для нейтрализации кислот по каплям добавляют 1 н. раствор NaOH. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, несколько раз обмывая стаканчик дистиллированной водой и сливая ее в ту же колбу. Затем доливают водой до метки и тщательно перемешивают.

Сначала проводят ориентировочное определение содержание инверсного сиропа, а затем окончательное.

При ориентировочном определении содержания инверсного сиропа в коническую колбу вместимостью 100 мл вносят 20 мл 1 %-го раствора железосинеродистого калия и 5 мл 2,5 н. раствора NaOH, а затем прибавляют каплю 1 %-го раствора метилового голубого и содержимое колбы нагревают до кипения. К кипящему раствору (нагрев не прекращают) осторожно приливают из бюретки вместимостью 10 мл по одной капле через каждые 2–3 с испытываемого раствора инертного сиропа до исчезновения синей окраски. Концом титрования считают момент полного обесцвечивания раствора. Появление фиолетовой окраски после остывания раствора во внимание не принимается. На ориентировочное титрование должно расходоваться 5–6 мл раствора сиропа.

Для окончательного определения содержания инверсного сиропа в коническую колбу вместительностью 100 см³ вносят 20 см³ 1 %-го раствора железосинеродистого калия и 5 мл 2,5 н. раст-вора NaOH. Затем из бюретки приливают исследуемый раствор – на 0,5 мл меньше, чем израсходовано при ориентировочном определении. Колбу нагревают до кипения в течение 1 мин и прибавляют одну каплю раствора метилового голубого. Затем, не прекращая нагревания, приливают через каждые 2–3 с испытываемый раствор до исчезновения синей окраски. По шкале бюретки отсчитывают объем испытываемого раствора, пошедшего на титрование.

Далее необходимо вычислить поправку К" для 1 %-го раствора железосинеродистого калия. Для этого в коническую колбу с притертой или резиновой пробкой отбирают пипеткой 50 мл 1 %-го раствора железосинеродистого калия, затем сюда же прибавляют 20 мл 20 %-го раствора KI, не содержащего свободного йода, и 20 см³ 10 %-го раст-вора ZnSO₄, не содержащего железа. Содержимое взбалтывают в закрытой колбе и тотчас же титруют выделившийся йод 0,1 н. раствором Na₂S₂O₃ в присутствии 1 %-го раствора крахмала. Крахмал в данном случае является индикатором. Поправку К" подсчитывают с точностью до четвертого знака:

К" = V · 0,03291, (7)

где V – объем 0,1 н. раствора Na₂S₂O₃, пошедшего на титрование выделившегося йода, мл; 0,03291 – концентрация железосинеродистого калия в растворе, г/мл.

Содержание инверсного сахара в инверсном сиропе

Х_и.с = , (8)

где 20,12; 0,035 и 1000 – постоянные коэффициенты; V – объем испытываемого раствора сиропа, израсходованного на титрование, мл; V₁ – объем раствора, приготовленного из сиропа, мл (V₁ = 100 мл); m – масса инверсного сиропа, взятого для испытания, г.