甘蔗制糖论文：甘蔗制糖研究现状

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本文作者：陆海勤1郭海蓉1麻少莹1莫佳琳2作者单位：1广西大学轻工与食品工程学院2国家食糖及加工食品质量监督检验中心

葡聚糖的处理方法

物理方法如超滤法、渗析法及反渗透法都可以有效地去除葡聚糖，但这些方法目前在制糖工业生产中技术成本高，并没有得到应用和推广。目前最有效的方法就是用葡聚糖酶将葡聚糖水解成低分子质量的物质，减少葡聚糖对生产的影响。20世纪50年代，日本率先研究葡聚糖酶，并在60年代取得了成功[26]。此后，葡聚糖酶的研究与应用一直在进行[27]，并培养出了多种在耐高温与在高锤度糖液中使用的葡聚糖酶。目前美国、澳大利亚、南非、泰国、波兰、日本等国家的部分糖厂在生产中使用葡聚糖酶。路易斯安那州糖厂在1996—1997榨季首先使用美国Genencor公司生产的商品名字为DextranexTM[21]的葡聚糖酶产品。1999年，日本Sankyo公司获得了美国食品和药物管理局(FDA)批准，由Chaetomiumgracile菌产生的葡聚糖酶DextranexR可以应用于糖厂生产过程，并于2000年开始出口至欧洲与美国。2002年丹麦NovoNordisk公司生产的葡聚糖酶DextranasePlus上市，使用温度可达85℃，pH值范围可至3～7，由Chaetomiumerraticum菌产生。美国氰特公司(Cytec)的产品TalozymeD也于2002年进入市场。

葡聚糖酶在制糖工业的应用研究进展

1在蔗汁中的应用

澳大利亚是最早在制糖工业上应用葡聚糖酶的国家，实验指出葡聚糖酶可水解70%葡聚糖，完全水解葡聚糖是没有必要的，并且使成本大大增加[28]。延长葡聚糖酶的反应时间与在低锤度蔗汁使用可以得到良好的效果，同时也建议在压榨或蒸发的过程中使用[29]。葡聚糖酶在蔗汁中的水解适宜时间在10～15min为佳。1996—1997年榨季，路易斯安那州糖厂在混合汁中添加DextranexTM，加入量为6g/t蔗汁，作用时间为12～15min，可降解50%～85%的葡聚糖，降低了煮糖的黏度及废蜜纯度，晶体中的葡聚糖含量也减少了80%[21]。

2在糖浆或糖膏中的应用

日本与法国的商业产品葡聚糖酶在锤度为65oBx的糖浆中使用，温度提高到85℃，由于锤度增加，降低了葡聚糖的水解速率。在锤度为60oBx的糖浆中使用，酶活力减少了30%～40%[17]。随着耐高温酶的研制成功，研究者在糖浆或糖膏中添加葡聚糖酶以减少酶的使用量。澳大利亚的研究表明[28]，在煮制工段添加葡聚糖酶可使乙糖膏的黏度降低20%。路易斯安那州糖厂的实验是在蒸发罐中添加DextranexTM、糖液锤度为65oBx、温度为85℃，结果表明，糖浆中葡聚糖减少70%～75%，甲膏中葡聚糖减少20%～60%，产品糖中的葡聚糖减少70%。在路易斯安那州的AlmaPlantation糖厂里进行实验时也得出类似的结果[21]。由于锤度增加，酶活降低，致使在蒸发后的物料中使用葡聚糖酶的用量增加了6倍[16]。古巴的研究也表明[30]，在糖浆或乙糖膏中使用葡聚糖酶，为达到相同的效果，酶用量是在混合汁中用量的两倍。以上研究可看出，在煮炼过程使用葡聚糖酶未能减少使用量。关于葡聚糖酶的使用工艺点，奥杜邦糖学会认为，最有效的添加点应该是提汁车间，此时的蔗汁温度、pH值条件可促进酶的反应。

3杀菌剂的使用

通过消毒或杀菌的方式来减少生产过程中葡聚糖的产生。如在一定时间间隔内，使用蒸汽消毒压榨车间设备和使用杀菌剂喷洒贮存的甘蔗。葡聚糖酶的使用与杀菌剂的使用并不冲突，可以达到互补的作用，研究表明，葡聚糖酶可以在添加了二硫代氨基甲酸盐(脂)杀菌剂的蔗汁中使用[6]。这两种方法的联合使用，不仅可以在一开始就减少葡聚糖的生成，而且对已经生成的葡聚糖，再用酶水解，可降低蔗汁中葡聚糖含量。

4经济效益分析

目前，葡聚糖酶制剂的价格大约是3500$/t，在葡聚糖含量为1600mg/kg的蔗汁中使用16mg/kg时，可以水解90%的葡聚糖，多收回0.8kg蔗糖/t甘蔗。以每吨甘蔗1.075m3混合汁计，每吨甘蔗使用14.88mg/kg葡聚糖酶，需要0.052$，如每磅糖的价格是0.05$，多收回的糖产生的价值是0.8×2.2×0.05＝0.088$。可见在蔗汁中添加葡聚糖酶能产生经济效益，同时还可使生产操作过程更容易进行。