本发明属于焦糖色生产技术领域，具体涉及一种焦糖色水凝胶的制备方法。
背景技术：
焦糖色是一类以糖类物质通过焦糖化或美拉德反应而得到的一种食用色素。其作为一种重要的食品着色剂，目前它被广泛用于酱油、醋、酒类、饮料、烘焙食品、复合调味料等多种产品的调色或增色。随着这些行业的应用需求和应用范围的不断增大及新的行业应用需求的涌现，其对焦糖色的着色性能和着色形态提出了更高的要求。目前，焦糖色的应用形态主要包括液体和粉体两种形式，由于焦糖色是一类亲水性很强的大分子色素物质，因而在很大程度上限制了其在弱极性体系中的应用需求，尤其焦糖色粉体具有很强的吸湿特性，对其生产、存储、运输和应用等环节有更高的技术要求。
高分子水凝胶是一种具有介于液体和固体间的三维网络结构，其具有可成形性、成膜性和粘结性等性能，在生物食品医药工业中得到了广泛应用，从而也为焦糖色的着色形态的拓展及新的应用领域的开发提供了良好的机遇。在焦糖色反应过程中，采用多元醇对其进行接枝改性处理，形成焦糖色水凝胶，从而为焦糖色的应用范围扩大提供了可行性。目前，通过多元醇接枝改性制备焦糖色水凝胶还未见有报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种焦糖色水凝胶的制备方法，此方法制备的焦糖色水凝胶常温条件下在极性溶剂中溶解度很低，解决了焦糖色在弱极性体系和成型体系中的应用需求的问题，制备的焦糖色水凝胶适合在果冻、蛋糕、巧克力、乳制品等食品行业的应用，进一步扩大了焦糖色的应用范围。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一方面提供了一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：将糖类物质用酸调节ph值为1.0～3.5(优选为2.5～3.5)，升温至100～120℃，反应时间为1～5小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为130～150℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入多羟基醇，此时反应液的温度控制为140～160℃，在氮气保护的条件下，反应时间2.5～5小时；
所述多羟基醇的质量占糖类物质折干重的5～30％；
第三步，调制和降温：将热水和氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的10～30％(优选为12～22％)、4-6％；调节波美度为34～38°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
所述糖类物质选自蔗糖的水溶液、葡萄糖浆、果葡糖浆(f42或f55)中的至少一种。
所述酸选自硫酸、磷酸、柠檬酸中的至少一种。
所述多羟基醇选自丙三醇、正丁醇、木糖醇、甘露醇中的至少一种。
所述蔗糖的水溶液是将蔗糖溶于水中，质量浓度为70～80％，优选为73.3％。
所述热水的温度为80～90℃，优选为85℃。
所述氢氧化钠溶液是将氢氧化钠溶于水中制成。
所述室温为5～35℃。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的焦糖色水凝胶的制备方法，通过多羟基醇在焦糖色焦化转色反应阶段接枝改性焦糖色制备的焦糖色水凝胶，适合在果冻、蛋糕、巧克力等食品行业的应用，解决了目前焦糖色在弱极性体系和成型体系中应用需求的技术难题。同时也为非食品行业如3d打印、药物缓释、生物传感器等的应用提供了可行性，因而本发明在很大程度上扩大了焦糖色的应用范围，提升了焦糖色的综合利用价值。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
生产38°bé焦糖色水凝胶(°bé指焦糖色的波美值)。
一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：将100kg果葡糖浆(f42，干基为72.0％)用硫酸调节ph值为2.5，升温至100℃，反应5小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为130-136℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入7.2kg丙三醇，此时反应液的温度控制为140～150℃，在氮气保护的条件下，反应3小时；
所述丙三醇的质量占果葡糖浆折干重的10％；
第三步，调制和降温：将15.84kg温度为85℃的热水和2.88kg氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的22％和4％；调节波美度到38°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
实施例2
生产34°bé焦糖色水凝胶
一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：将120kg葡萄糖浆(干基为72.0％)用硫酸调节ph值为2.5，升温至120℃，反应2小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为135-145℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入25.9kg正丁醇，此时反应液的温度控制为145～155℃，在氮气保护的条件下，反应3小时；
所述正丁醇的质量占葡萄糖母液折干重的30％；
第三步，调制和降温：将12kg温度为85℃的热水和4.32kg氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的13.9％和5％；调节波美度到34°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
实施例3
生产35°bé焦糖色水凝胶
一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：将100kg果葡糖浆(f55，干基为72.0％)用硫酸调节ph值为3，升温至115℃，反应1.5小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为135～140℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入14.4kg木糖醇，此时反应液的温度控制为140～150℃，在氮气保护的条件下，反应5小时；
所述木糖醇的质量占果葡糖浆折干重的20％；
第三步，调制和降温：将14kg温度为85℃的热水和4.32kg氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的19.4％和6％；调节波美度到35°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
实施例4
生产36°bé焦糖色水凝胶
一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：将100kg果葡糖浆(f42，干基为72.0％)用硫酸调节ph值为3.5，升温至120℃，反应1小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为140～150℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入3.6kg甘露醇，此时反应液的温度控制为145～155℃，在氮气保护的条件下反应3小时；
所述甘露醇的质量占果葡糖浆折干重的5％；
第三步，调制和降温：将15kg温度为85℃的热水和4.32kg氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的20.8％和6％；调节波美度到36°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
实施例5
生产35°bé焦糖色水凝胶
一种焦糖色水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
第一步，脱水反应：称取110kg蔗糖和40kg水置于反应斧中，搅拌溶解，用柠檬酸调节ph值为3并升温加热至105℃，反应5小时，完成糖类物质的脱水反应；
第二步，焦化和接枝反应：在温度为145～150℃的条件下，向第一步完成糖类物质的脱水反应的溶液中加入14.4kg丙三醇，此时反应液的温度控制为155～160℃，在氮气保护的条件下反应2.5小时；
所述丙三醇的质量占蔗糖重的13％；
第三步，调制和降温：将13.2kg温度为85℃的热水和4.95kg氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)依次加入第二步保温反应结束的反应液内，所述热水和氢氧化钠溶液分别占糖类物质折干重的12％和4.5％；调节波美度到35°bé，将反应物料降温至室温，获得所述焦糖色水凝胶。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。