La présente invention concerne un nouveau caramel colorant possédant une stabilité et un pouvoir tinctorial grandement amé- liorés, ainsi qu'un procédé de fabrication dudit colorant.
On fait les caramels colorants en traitant par la chaleur des sucres en présence de certains réactifs chimiques choisis en vue de créer un milieu réactionnel favorable au développement de certaines caractéristiques dans le produit fini.
De façon générale, il existe cinq types importants de ¯caramels colorants
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(1) caramel pour boissons non alcoolisées (du type non acide) fait avec des sels d'ammonium d'acides forts, comme les ni- trates, les chlorures et les sulfates, ou des combinaisons d'ammo- niaque aqueuse ou de sels d'ammonium et sels analogues de métaux alcalino-terreux à titre de catalyseurs ou réactifs; (2) caramel pour boissons non alcoolisées du type acide, préparé à partir de sels d'ammonium d'acides faibles, en particu- lier le sulfite et le bisulfite, bien qu'on ait eu recours, avec moins d'efficacité, au carbonate, à l'acétate et autres sels.
On a recours aussi fréquemment à des combinaisons d'ammoniaque ou de sels d'ammonium d'aciàes forts avec les sels alcalino-terreux'des acides faibles énumérés; (3) caramel pour boissons maltées, préparé à partir d'ammo- niaque seule ou en-combinaison avec de petites quantités d'acides forts, comme l'acide nitrique, sulfurique, chlorhydrique ou les sels alcalino-terreux d'acides forts; (4) caramel pour boissons alcoolisées, fait avec des subs- tances alcalines, principalement des composés du sodium, allant de l'hydroxyde au bisulfite avec parfois de faibles quantités de sels d'ammonium ; (5) caramel pour matières alimentaires cuites au four et colorant pour matières alimentaires préparés à partir de combinai- sons des réactifs utilisés dans d'autres types déjà énumérés, va- riables selon l'application.
L'un des procédés les plus courants de fabrication d'un ca ramel colorant comporte l'ébullition d'un sirop épais de sucre dans lequel on a introduit le réactif approprié et la poursuite du chauffage jusqu'à ce qu'on ait atteint la couleur désirée. En général, la teneur en humidité de la masse doit être réduite au- dessous de 5% avant d'obtenir la couleur désirée.. Ceci nécessite 'non seulement l'évaporation d'une grande quantité d'eau mais en
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outre l'addition d'eau (refroidissement)à la masse cuite/pour la reconstituer sous la forme du produit désiré, à savoir d'un li- quide épais ayant une densité de 30 à 42 Baumé environ.
Ce système virtuellement demi-sec présente un certain nombre d'inconvénients. Par exemple, le contact intime du sucre et du réactif en solution concentrée donne lieu à une réaction. de secondaire dite/"résinification". Les produits résultant de la résinification deviennent'insolubles et commencent éventuellement à se carboniser lorsqu'on poursuit le chauffage. En outre, il est nécessaire de cuire en excès le mélange pour compenser l'effet de diminution de la couleur dû à l'eau de refroidissement. Etant don- né que le refroidissement est obligatoire, on doit cuire la masse à une couleur plus foncée qu'on ne le désire, car l'eau de refroi- dissement diminuera la couleur.
Il semble également que la concen- tration massive et l'interférence physique de la solution sucrée avec les réactifs inhibe le développement des caractéristiques colorant optimum du caramel/. Le résultat global du procédé ci-avant est la production d'un caramel colorant qui est instable aux acides) c'est-à-dire se coagule ou s'agglomère, et est sujet à détériora- tion au magasinage, c'est- à - dire s'épaissit ou se prend en gel, et qui en général ne possède pas un pouvoir tinctorial élevé.
Le but principal de la présente invention est de remédier à ces divers inconvénients et plus particulièrement de produire un caramel colorant d'un pouvoir tinctorial plusieurs fois plus élevé, qui soit stable au magasinage et aux acides, etc. D'autres buts apparaîtront par la suite.
La présente invention fournit un procédé de fabrication d'un caramel colorant qui comprend le chauffage d'une solution de sucre avec un catalyseur sous pression et à une densité inférieure à 15 Baumé environ..
La demanderesse a découvert qu'en conduisant la réaction
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de caramélisation sous pression, tout en maintenant la densité de la solution soumise à la r¯éaction à 15 Baumé environ ou moins @ pendant la réaction, le pouvoir tinctorial du produit final par unité de la matière première, à savoir le sucre, est augmenté de façon inattendue par rapport aux caramels colorants antérieurs.
De même, la stabilité du caramel colorant ainsi obtenu est forte- ment accrue par rapport aux caramels colorants disponibles anté- rieurement. Le fait de conduire la réaction en système dilué donne des matières colorantes qui ont un pouvoir tinctorial par unité de sucre supérieur à celui des caramels colorants antérieurs, tout en évitant la résinification et autres réactions secondaires.
Ce qui est plus important, on peut préparer des caramels colorants d'une intensité double ou triple, ou même supérieure, dans de tels systèmes dilués, attendu qu'on peut utiliser davantage de cata- lyseur par unité de poids de sucre..
Bien que l'invention soit applicable à tous les types de caramels colorants énumérés ci-avant, on la décrira en se référant aux liqueurs d'hydrolysats d'amidon ayant un indice d'équivalent- dextrose (D. E.) de 40 à 100% environ. Les sirops d'égouts de 1er jet, provenant des opérations de cristallisation du dextrose, sont particulièrement utiles dans la présente invention.
Pour mettre en oeuvre l'invention, on déminéralise et raf- fine d'abord les sirops d'égouts, ayant par exemple un D.E. de 80%, à l'aide de résines d'échange d'ions, de la manière habituel- le. On règle la densité des liqueurs au degré désiré,puis on les introduit . dans un autoclave muni d'un agitateur. On introduit en- suite le catalyseur à la concentration désirée. On chauffe l'auto- clave et l'on maintient des températures de cuisson comprises entre 124 et 129 C (donnant une pression interne de 1,26 à 1,75 kg/cm2 environ) jusqu'à ce qu'on ait obtenu le point final. On détermine le point final en prélevant un échantillon de temps en temps et en mesurant sa couleur au colorimètre de Klett.
Une fois le point fi-
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, nal atteint, on arrête la réaction de caramélisation en refroi- dissant le contenu de l'autoclave. On ajuste ensuite le pH du ca- ramel colorant ainsi obtenu à 3 à 3,3. L'opération finale consiste à'concentrer le caramel colorant à la densité désirée à l'aide d' un évaporateur à vide à simple effet sous un vide de 625 mm.
On prépare le catalyseur utilisé dans l'essai ci-avant en insufflant de l'anhydride sulfureux gazeux dans une solution glacée d'ammoniaque dans l'eau à 14% jusqu'à ce que la densité soit de 24 à 25 Baumé environ et le pH de 6,5.
On a procédé à une série d'essais en procédant comme ci- avant en faisant varier la densité de la matière première, ainsi que la concentration du catalyseur. La gamme pratique de la con- centration du catalyseur est de 20 40%, de la substance sèche.
Les résultats, qui sont reportés aux tableaux I et II, font ressor tir les avantages de la présente invention sur les anciens procé- dés. Les résultats du tableau I montrent que la résistance aux acides du caramel colorant, préparé à de faibles concentrations, est accrue de façon inattendue par rapport à celle produite aux concentrations élevées. Il convient'de noter que des expériences en vue d'obtenir un caramel colorant d'intensité double à des den- sités de la matière brute supérieures à 35 Baumé ont échoué en- tièrement, quel que soit le dosage du réactif. Ainsi, le procédé décrit offre un moyen non seulement de faire des caramels colorants présentant une bien meilleure résistance aux acides, mais ayant également un meilleur pouvoir tinctorial que les produits obtenus selon les procédés antérieurs.
Le tableau II montre que la caramé- lisation à une faible densité de la solution de sucre est respon- sable de l'augmentation inattendue de la couleur, plus que l'aug- mentation de la concentration du catalyseur.
L'essai du caramel colorant consiste principalement en -une détermination accélérée d'échec Dans tous les essais l'échec est ou bien le point auquel une partie du caramel devient insolu-
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ble, en produisant un trouve dans la solution, ou bien celui au- quel la matière commence à se prendre en un gel goudronneux inso- luble dans l'eau.
L'essai déterminant pour un caramel colorant destiné à résister en milieu acide est celui .de la "résistance aux acides".
Dans un essai adopté pour évaluer des caramels colorants produits selon l'invention, on mélange un caramel colorant non dilué avec la moitié de son poids d'acide phosphorique concentré de qualité alimentaire et on le place dans un bain-marie bouillant. Ceci constitue une reconstitution aggravée des conditions de stockage d'un sirop de réserve ou concentré de mise en bouteilles. A in- tervalles appropriés, on dissout une goutte du mélange dans 15 à 20 ml d'eau distillée et on 1!observe en ce qui concerne l'appa, rition d'un trouble. Le temps écoulé entre le-commencement de 1' essai et l'apparition du trouble est le "point de louche". On poursuit après cela le chauffage jusqu'à ce que le mélange attei- gne un "point de gel'? et ne soit plus fluide. Ces essais sont mesurés en minutes.
TABLEAU I
EMI7.1
<tb> Caramels <SEP> colorants <SEP> d'intensité <SEP> simple
<tb>
<tb> ¯¯¯Baume <SEP> à <SEP> 16 C <SEP> Résistance <SEP> aux <SEP> acides <SEP> (min.)-
<tb>
<tb>
<tb> matière <SEP> ' <SEP> cuite <SEP> et <SEP> point <SEP> de <SEP> point <SEP> de
<tb>
<tb> première <SEP> concentrée <SEP> trouble <SEP> gel
<tb>
EMI7.2
3lot À 42,0 3812 85 105
EMI7.3
<tb> Lot <SEP> B <SEP> 38,0 <SEP> 38,2 <SEP> 165 <SEP> 170
<tb>
<tb> Lot <SEP> C <SEP> 25,0 <SEP> 37,5 <SEP> 175 <SEP> 185
<tb>
<tb> Lot <SEP> D <SEP> 15,0 <SEP> 38,0 <SEP> - <SEP> 430
<tb>
<tb> Caramels <SEP> colorants <SEP> d'intensité <SEP> double
<tb>
<tb> Lot <SEP> E <SEP> 35,0 <SEP> 36,6 <SEP> 66 <SEP> 71
<tb>
<tb> Lot <SEP> F <SEP> 20,0 <SEP> 36,9 <SEP> 85 <SEP> 96
<tb>
<tb> Lot <SEP> G <SEP> 15,0 <SEP> 34,2 <SEP> 148 <SEP> 150
<tb>
<tb> Lot <SEP> H <SEP> 15,0 <SEP> 36,
4 <SEP> 190 <SEP> 210
<tb>
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TABLEAU I (suite)
EMI8.1
<tb> tne
<tb>
EMI8.2
Caramels colorants dt.; .risîté simple
EMI8.3
<tb> Quantité <SEP> de <SEP> réactif <SEP> @ <SEP> Klett
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> % <SEP> sur <SEP> la <SEP> subs- <SEP> Couleur <SEP> du <SEP> produit
<tb>
<tb> volume <SEP> tance <SEP> sèche <SEP> conc <SEP> entré
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> A <SEP> 12 <SEP> 11 <SEP> 11,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> B <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> la,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> C <SEP> 12 <SEP> 23 <SEP> 7,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lor <SEP> D <SEP> 12 <SEP> 40 <SEP> 6,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Caramels <SEP> colorants <SEP> d'intensité <SEP> double
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> E <SEP> 12 <SEP> 15 <SEP> 5,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> F <SEP> 12 <SEP> 30.
<SEP> 4,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> G <SEP> 12 <SEP> 40 <SEP> 4,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Lot <SEP> H <SEP> 12 <SEP> 40 <SEP> 4,5
<tb>
NOTE : "Intensité simple" se réfère ordinairement aux caramels colorants d'une intensité de couleur'comprise entre 8,0 et 10,0 au colorimètre Klett. Ainsi,on considère que "l'intensité doublet! est comprise entre 4,0 et 5;0.
TABLEAU II
EMI8.4
<tb> Lot <SEP> C <SEP> Lot <SEP> I
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bé <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> première <SEP> 25,0 <SEP> 15,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Bé <SEP> du <SEP> produit <SEP> final <SEP> 37,5 <SEP> 37,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> louche <SEP> (minutes) <SEP> 175 <SEP> 175
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> gel <SEP> (minutes) <SEP> 185 <SEP> 185
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> réactifs <SEP> en <SEP> volume <SEP> 12
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> réactifs <SEP> par <SEP> rapport <SEP> aux
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> matières <SEP> sèches <SEP> 23 <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Couleur <SEP> Klett <SEP> 7,0 <SEP> 8,
1
<tb>
EMI8.5
-Lot il Loto
EMI8.6
<tb> Bé <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> première <SEP> 30,0 <SEP> 43,0
<tb>
<tb> Bé <SEP> du <SEP> produit <SEP> final <SEP> 38,3 <SEP> 37,6
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> louche <SEP> (minutes) <SEP> 130 <SEP> 95 <SEP> - <SEP>
<tb>
<tb> Point <SEP> de <SEP> gel <SEP> (minutes) <SEP> 141 <SEP> 120
<tb>
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TABLEAU II (suite)
EMI9.1
<tb> Lot <SEP> JM <SEP> $Lot <SEP> KM
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> réactifs <SEP> en <SEP> volume <SEP> 8 <SEP> 15
<tb>
<tb>
<tb> % <SEP> réactifs <SEP> par <SEP> rapport <SEP> aux
<tb>
<tb> matières <SEP> sèches <SEP> 13 <SEP> ' <SEP> 13
<tb>
<tb>
<tb> Couleur <SEP> Klett <SEP> 9,1 <SEP> 8,0
<tb>
M On a procédé à ces deux essais avec une liqueur brute, moins raffinée que celle utilisée dans les autres essais ;
parsuite, les résultats sont inférieurs, mais comparables.
REVENDICATIONS
1. Un procédé de fabrication de caramels colorants dans lequel on chauffe une solution de sucre avec un catalyseur, sous pression et à une densité inférieure à 15 Baumé environ.
2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel on chauf fe en présence d'un catalyseur une liqueur d'hydrolysat d'amidon ayant un indice d'équivalent de dextrose de 40 à 100% environ.
3. Le procédé des revendications 1 ou 2, dans lequel le catalyseur est une solution de sulfite d'ammonium de 24 à 25 Baumé environ et on conduit le chauffage à 124 à 129 C environ (1,26 à 1,75 kg/cm2).
4. Le procédé des revendications 2 et 3, dans lequel la solution de catalyseur est présente en une quantité comprise en- tre 20 et 40% de l'hydrolysat, rapporté à la substance sèche.
5. Le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on règle entre 3,0 et 3,3 le pH du colorant-cara- mel obtenu,puis on ramène sa densité sous vide jusqu'à 30 Baumé environ ou moins.
6. Le procédé de fabrication de caramels colorants, tel que décrit ci-avant avec référence spéciale à l'un quelconque des exemples.
7. Un caramel colorant, lorsqu'il est préparé par le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 6.