В производстве безалкогольных напитков часть сахара расходуется для приготовления сахарного колера, используемого для окраски напитков в желтый и светло-коричневый цвета. Колер готовится путем термической обработки сахарозы при 180-200° С, т. е. при температуре, превышающей температуру ее плавления. Окраску колеру сообщают буроокрашенные продукты разложения сахарозы, называемые карамелями.

Карамелизация Сахаров основана на реакциях дегидратации и конденсации, продуктами которых являются ангидриды, оксиметилфурфурол, органические кислоты, гуминовые вещества. Нагревание сахарозы прежде всего сопровождается отнятием от ее молекулы одной-двух молекул воды с образованием ангидридов. В зависимости от степени дегидратации сахарозы различают следующие ангидриды: карамелан, карамелен и карамелин. Карамелан (C₁₂H₁₈0₉) образуется при потере молекулой сахарозы двух молекул (10,5%) воды. При потере тремя молекулами сахарозы восьми молекул (14%) воды образуется карамелен (С₃₆Н₅₀О₂₅); при потере двумя молекулами сахарозы семи молекул (18,4%) воды получается карамелин (С₂₄Н₃₀О₁₅).

Карамели различной степени дегидратации отличаются интенсивностью окраски, температурой плавления, удельным вращением, растворимостью в воде и в спирте (табл. 17).

Таблица 17. Свойства карамелей.

Карамели обладают высокой редуцирующей способностью и интенсивностью светопоглощения, которая увеличивается пропорционально степени дегидратации. Продукты первой и второй степени дегидратации имеют максимум светопоглощения при 225-235 нм. Продукты более глубокой дегидратации имеют максимум светопоглощения больший - 282 нм.

Дальнейшая термическая дегидратация ангидридов сахарозы (потеря молекулой сахарозы трех молекул воды) приводит к образованию оксиметилфурфурола, который подвергается изменениям: он либо усложняет свою молекулу с сохранением гексозоуглеводного скелета, образуя при этом гуминовые вещества; либо разлагается с образованием органических кислот - левулиновой и муравьиной:

В присутствии воздуха при термическом разложении сахарозы образуются также такие продукты окисления как ацетон и другие мало изученные соединения.

Из продуктов карамелизации наиболее ценными составными веществами колера являются буроокрашенные водорастворимые ангидриды карамелан и карамелен.

Колер приготовляют в колероварочных котлах. Колероварочный котел с электрическим обогревом (рис. 41) представляет собой двутельный металлический кожух, состоящий из двух вставленных один в другой цилиндров 1 и 2 и ванны-тигля 3, помещенной во внутренний цилиндр. Металлические цилиндры выложены изнутри листовым асбестом; пространство между цилиндрами заполнено асбестовой массой. В пространстве под тиглем смонтирован нагревательный элемент 12.

Рис. 41. Колероварочный котел: 1 и 2 - металлические цилиндры; 3 - ванна-тигель; 4 и 5 - листовая асбестовая изоляция; 6 - слой асбестовой массы; 7 - маховик; 8 и 9 - шестерни; 10 - стойки; 11 - полуоси; 12 - нагревательный элемент.

При помощи полуосей котел укреплен на стойках и поворачивается вокруг них посредством штурвала с рукояткой 7 и шестерен 8 и 9. Колероварочный котел устанавливают в изолированном помещении с искусственной вентиляцией, так как выделяющиеся при варке колера газы действуют на глаза и дыхательную систему.

Для варки колера котел на 50-55% его объема загружают сахаром. Большее заполнение недопустимо, так как при нагревании масса вспучивается и может перелиться через край. Затем к сахару добавляют 1-2% воды и производят нагрев при непрерывном размешивании. При 160° С сахар расплавляется и постепенно буреет. Затем карамелизация протекает при 180-200° С.

Варка колера продолжается 6-8 ч. Конец карамелизации определяется органолептически. Колер считается готовым, если капля его, нанесенная на стекло, после непродолжительного погружения в холодную воду имеет темно-бурую окраску, крошится при снятии со стекла и не прилипает к пальцам.

Работающие у колероварочного котла должны быть снабжены рукавицами, защитной одеждой и очками для предохранения от брызг горячего колера.

По окончании варки массе дают остыть до 60-65° С, прибавляют к ней горячую воду в количестве, необходимом для получения 79-81%-ного раствора. Выход колера, содержащего 20% воды, составляет 108% от массы сахара. Правильно приготовленный колер полностью растворяется в воде и имеет интенсивную окраску. Раствор 0,5 г колера в 1 л воды должен иметь такую окраску, как раствор 5 мл 0,1 н. раствора йода в 1 л воды. До использования колер хранится в сухом прохладном помещении.