甘蔗制糖論文：甘蔗制糖研究現狀

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本文作者：陸海勤1郭海蓉1麻少瑩1莫佳琳2作者單位：1廣西大學輕工與食品工程學院2國家食糖及加工食品質量監督檢驗中心

葡聚糖的處理方法

物理方法如超濾法、滲析法及反滲透法都可以有效地去除葡聚糖，但這些方法目前在制糖工業生產中技術成本高，并沒有得到應用和推廣。目前最有效的方法就是用葡聚糖酶將葡聚糖水解成低分子質量的物質，減少葡聚糖對生產的影響。20世紀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，葡聚糖酶的研究與應用一直在進行[27]，并培養出了多種在耐高溫與在高錘度糖液中使用的葡聚糖酶。目前美國、澳大利亞、南非、泰國、波蘭、日本等國家的部分糖廠在生產中使用葡聚糖酶。路易斯安那州糖廠在1996—1997榨季首先使用美國Genencor公司生產的商品名字為DextranexTM[21]的葡聚糖酶產品。1999年，日本Sankyo公司獲得了美國食品和藥物管理局(FDA)批準，由Chaetomiumgracile菌產生的葡聚糖酶DextranexR可以應用于糖廠生產過程，并于2000年開始出口至歐洲與美國。2002年丹麥NovoNordisk公司生產的葡聚糖酶DextranasePlus上市，使用溫度可達85℃，pH值范圍可至3～7，由Chaetomiumerraticum菌產生。美國氰特公司(Cytec)的產品TalozymeD也于2002年進入市場。

葡聚糖酶在制糖工業的應用研究進展

1在蔗汁中的應用

澳大利亞是最早在制糖工業上應用葡聚糖酶的國家，實驗指出葡聚糖酶可水解70%葡聚糖，完全水解葡聚糖是沒有必要的，并且使成本大大增加[28]。延長葡聚糖酶的反應時間與在低錘度蔗汁使用可以得到良好的效果，同時也建議在壓榨或蒸發的過程中使用[29]。葡聚糖酶在蔗汁中的水解適宜時間在10～15min為佳。1996—1997年榨季，路易斯安那州糖廠在混合汁中添加DextranexTM，加入量為6g/t蔗汁，作用時間為12～15min，可降解50%～85%的葡聚糖，降低了煮糖的黏度及廢蜜純度，晶體中的葡聚糖含量也減少了80%[21]。

2在糖漿或糖膏中的應用

日本與法國的商業產品葡聚糖酶在錘度為65oBx的糖漿中使用，溫度提高到85℃，由于錘度增加，降低了葡聚糖的水解速率。在錘度為60oBx的糖漿中使用，酶活力減少了30%～40%[17]。隨著耐高溫酶的研制成功，研究者在糖漿或糖膏中添加葡聚糖酶以減少酶的使用量。澳大利亞的研究表明[28]，在煮制工段添加葡聚糖酶可使乙糖膏的黏度降低20%。路易斯安那州糖廠的實驗是在蒸發罐中添加DextranexTM、糖液錘度為65oBx、溫度為85℃，結果表明，糖漿中葡聚糖減少70%～75%，甲膏中葡聚糖減少20%～60%，產品糖中的葡聚糖減少70%。在路易斯安那州的AlmaPlantation糖廠里進行實驗時也得出類似的結果[21]。由于錘度增加，酶活降低，致使在蒸發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]，在糖漿或乙糖膏中使用葡聚糖酶，為達到相同的效果，酶用量是在混合汁中用量的兩倍。以上研究可看出，在煮煉過程使用葡聚糖酶未能減少使用量。關于葡聚糖酶的使用工藝點，奧杜邦糖學會認為，最有效的添加點應該是提汁車間，此時的蔗汁溫度、pH值條件可促進酶的反應。

3殺菌劑的使用

通過消毒或殺菌的方式來減少生產過程中葡聚糖的產生。如在一定時間間隔內，使用蒸汽消毒壓榨車間設備和使用殺菌劑噴灑貯存的甘蔗。葡聚糖酶的使用與殺菌劑的使用并不沖突，可以達到互補的作用，研究表明，葡聚糖酶可以在添加了二硫代氨基甲酸鹽(脂)殺菌劑的蔗汁中使用[6]。這兩種方法的聯合使用，不僅可以在一開始就減少葡聚糖的生成，而且對已經生成的葡聚糖，再用酶水解，可降低蔗汁中葡聚糖含量。

4經濟效益分析

目前，葡聚糖酶制劑的價格大約是3500$/t，在葡聚糖含量為1600mg/kg的蔗汁中使用16mg/kg時，可以水解90%的葡聚糖，多收回0.8kg蔗糖/t甘蔗。以每噸甘蔗1.075m3混合汁計，每噸甘蔗使用14.88mg/kg葡聚糖酶，需要0.052$，如每磅糖的價格是0.05$，多收回的糖產生的價值是0.8×2.2×0.05＝0.088$。可見在蔗汁中添加葡聚糖酶能產生經濟效益，同時還可使生產操作過程更容易進行。