美拉德反應(yīng)釜作為反應(yīng)釜的一種特殊類型,同樣由釜體、夾套、攪拌系統(tǒng)三大組成部分構(gòu)成,另設(shè)釜蓋(封頭)、夾套或盤管(加熱、冷卻循環(huán))、攪拌器(錨式、槳式、渦輪式等)、傳動裝置(電機減速機)、軸封裝置(機械密封)、保溫介質(zhì)、支撐(支腿、平臺)等組件,配備的攪拌機組和冷凝器設(shè)備。
我們可以根據(jù)客戶需要不同的工藝對反應(yīng)釜進行定制設(shè)計,這主要從材質(zhì)的選擇,功能的設(shè)計,配套系統(tǒng)的選擇,以及對期望產(chǎn)品的要求進行預(yù)期。
美拉德反應(yīng)釜配備溫度監(jiān)控裝置、測溫孔、CIP自動旋轉(zhuǎn)噴洗球、快開式物料進出口、溫度傳感器、視鏡射燈、液位計等設(shè)備,便于人工操作,易于溶劑均勻分布,有效成分含量高。
一般情況下,溫度不超過180℃,一般約為100~160之間。溫度過低,反應(yīng)緩慢,溫度高,則反應(yīng)迅速。所以,可以按照生產(chǎn)條件,選擇適當?shù)臏囟?。一般來說,反應(yīng)溫度和時間成反比。在反應(yīng)過程中,需要不斷攪拌,使反應(yīng)物充分接觸,并均勻受熱,以保證反應(yīng)的正常進行。有需要加入植物油時,將植物油先加入反應(yīng)鍋內(nèi),然后將溶有氨基酸和醇類的水在攪拌情況下慢慢加入。在反應(yīng)過程中,由于在加熱情況下,水會翻騰溢出,同時,一部分芳香化合物也隨之揮發(fā),因此,鍋頂必須裝有使逸出的氣體能充分冷卻的冷凝器,而且,采用較低的冷凝水會更好??傊?,既要讓其充分回流,又盡量能使芳香化合物的損失減少。由于美拉德反應(yīng)比較復(fù)雜,終點的控制必須非常嚴格,達到反應(yīng)終點時,反應(yīng)產(chǎn)物要迅速冷卻至室溫,,以免在較高溫度下,繼續(xù)反應(yīng),引起香氣、香味的變化,反應(yīng)后的產(chǎn)品一般要求在10℃下貯存。 美拉德反應(yīng)使用的生產(chǎn)設(shè)備,容量不宜太大,根據(jù)國外經(jīng)驗,一般以200升以下為宜,因為容量過大,易造成反應(yīng)物接觸不勻,加熱不勻等現(xiàn)象,使反應(yīng)后每批產(chǎn)品的香氣、香味不一致。設(shè)備材質(zhì)宜為不銹鋼,鍋內(nèi)有夾套、不銹鋼蛇管,用作加熱和冷卻之用。不銹鋼攪拌器用框板式,轉(zhuǎn)率為60~120RPM。鍋密閉,鍋蓋上設(shè)窺鏡,加料口、抽樣口、回流管連通不銹鋼冷凝器,冷凝器通大氣。操作時,必須嚴格控制溫度,待反應(yīng)結(jié)束前,停止攪拌,從鍋底或鍋蓋抽樣口處抽取反應(yīng)的產(chǎn)品樣品檢驗色澤、香氣、香味等有關(guān)質(zhì)量指標,確認質(zhì)量符合要求后,就立即冷卻、停止反應(yīng)。
隨著現(xiàn)在生活質(zhì)量的提高,現(xiàn)在香精生產(chǎn)越來越多。許多肉香芳香化合物是由水溶性的氨基酸和碳水化合物組成的,在加熱反應(yīng)中,經(jīng)過氧化脫羧、縮合和環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生含氨、氮和硫的雜環(huán)化合物,包括呋喃、呋喃酮、吡嗪、噻吩、噻唑、噻唑啉和環(huán)狀多硫化合物,同時也生成硫化氫和氨。在雜環(huán)化合物中,尤其是含硫的化合物,是組成肉類香氣、香味的主要成分,幾種硫取代基的呋喃化合物,具有肉類香氣、香味,如3—硫醇基—2—甲基呋喃和3—硫醇基—2、5—二甲基呋喃。在一般呋喃化合物中,在乙位碳原子有硫原子的產(chǎn)品具有肉類香氣、香味,而在甲位碳原子上存在硫原子的品種,就有類似硫化氫的香氣。另外,噻吩化合物,具有煮肉的香氣香味,噻吩化合物由半胱氨酸、胱氨酸和葡萄糖、丙酮醛于125℃、PH=5.6、反應(yīng)24小時下生成,如4—甲基—5—(a—羥乙基)噻唑,2—乙?;?mdash;2—噻唑啉,12—乙?;?mdash;5—丙基—2—噻唑啉。美拉德反應(yīng)是一種普遍的非酶褐變現(xiàn)象,將它應(yīng)用于食品香精生產(chǎn)之中,我國還是近幾年才開始的。在反應(yīng)中,使用的氨基酸種類較多,有L—丙氨酸、L精氨酸和它的鹽酸鹽、L—天冬氨酸、L—胱氨酸、L—半胱氨酸、L—谷氨酸、甘氨酸、L—組氨酸、L—亮氨酸、L—賴氨酸和它的鹽酸鹽、L—烏氨酸、L—蛋氨酸、L—苯丙氨酸、L—脯氨酸、L—絲氨酸、L—蘇氨酸、L—色氨酸、L—酪氨酸、L—異亮氨酸等,它們在反應(yīng)中,能生成一定的香氣物質(zhì)。 L—胱氨酸、L—半胱氨酸、牛黃酸、維生素B1等,均能產(chǎn)生肉類香氣、香味。
(1) 甘氨酸,能產(chǎn)生焦糖香氣、香味;
(2)L—丙氨酸,能產(chǎn)生焦糖香氣、香味;
(3)L—頡氨酸,能產(chǎn)生巧克力香氣、香味;
(4)L—亮氨酸,能產(chǎn)生烤干酪香氣、香味;
(5)L—異亮氨酸,能產(chǎn)生烤干酪香氣、香味;
(6)L—脯氨酸,能產(chǎn)生面包香氣、香味;
(7)L—蛋氨酸,能產(chǎn)生土豆香氣、香味;
(8)L—苯丙氨酸,能產(chǎn)生刺激性香氣、香味
(9)L—酪氨酸,能產(chǎn)生焦糖香氣、香味;
(10)L—天冬氨酸,能產(chǎn)生焦糖香氣、香味;
(11)L—谷氨酸,能產(chǎn)生奶油糖果香氣、香味;
(12)L—組氨酸,能產(chǎn)生玉米面包香氣、香味;
(13)L—賴氨酸,能產(chǎn)生面包香氣、香味;
(14)L—精氨酸,能產(chǎn)生烤蔗糖香氣、香味。在美拉德反應(yīng)中,使用的糖類包括:葡萄糖、蔗糖、木糖醇、鼠李糖和多羥醇如山梨酸醇、丙三醇、丙二醇、13—丁二醇等。