以玉米为原料的多元醇工业现状与发展趋势

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中图分类号：TS245文献标识码：A文章编号：1672-979X(2008)09-0006-03

发酵工业是对农产品深加工的高科技产业，以玉米为原料生产多元醇是发酵工业的新兴行业，也是功能性糖类深加工的主要产品之一。

1我国多元醇工业现状

多元醇是以农产品为原料，利用生物工程技术及物理化学方法联合生产的生化产品。发酵生产多元醇主要以玉米淀粉、糖类为起始原料，经加工生成2个以上羟基的醇，如六元醇（山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、淀粉糖浆氢化物等）；五元醇（木糖醇、阿拉伯醇）；四元醇（赤藓醇）；三元醇（丙三醇）；二元醇（乙二醇、丙二醇）等。大部分产品具有功能性，作为保健食品的配料广泛用于食品、化工等工业。根据有关资料，目前我国多元醇主要产品有山梨醇、麦芽糖醇、低聚糖醇、低聚异麦芽糖醇、赤藓糖醇、氢化淀粉糖浆、木糖醇、异麦芽酮糖醇、乳糖醇、甘露醇、乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇等10余种。

2006、2007年我国多元醇产量和出口量见表1。

近年我国糖醇产品的出口总量上升幅度较大，其中2007年山梨醇出口量达到5.02万吨，在出口多元醇中的比例较大。

2多元醇产品特点及市场

多元醇中最大的品种是糖醇，由相应的糖质经催化加氢制得，如山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、乳糖醇、木糖醇、赤藓糖醇等，1999年被国际食品法典委员会批准为“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂”；国际卫生和粮农组织食品添加剂法规委员会批准麦芽糖醇、山梨醇、木糖醇、乳糖醇和甘露糖醇为无须规定ADI值的食品添加剂。我国食品添加剂所用GB2760甜味剂中的糖醇，其最大使用量是生产的需要量。

2.1糖醇的主要特性

2.1.1理化特性作为功能食品配料, 糖醇不仅具有与砂糖、异构化糖、饴糖等完全相同的糖质，而且具备延长储存期、非着色性、非受蚀性、高耐热性、低热卡、高渗透性、低甜味、保湿性、光泽性等特点。

2.1.2生理特性糖醇是具有控制血糖值上升、防龋齿、提高钙吸收率等功能的非糖甜味食品原料，是可被消化吸收的营养性甜味剂。主要多元醇的甜度见表2。

2.2生物合成多元醇的优势

以玉米为原料生物发酵生产多元醇较化工法生产更具优越性。（1）以淀粉、糖类为起始原料氢化还原生产多元醇，得率高于其他技术路线，比如，1吨多淀粉能生产1吨山梨醇或麦芽糖醇；（2）生物合成的多元醇不仅安全卫生，而且有可降解性，是今后发展绿色环保型表面活性剂和可降解材料的起始原料；（3）玉米是可再生资源，较之以石油为原料化学合成多元醇更具竞争力。

美国生产的糖醇50 %用于食品，日本60 %用于食品。目前国产糖醇大部分出口，用作食品添加剂的不到10 %。我国功能性甜味剂的市场潜力巨大，大力开发糖醇用于食品是食品生产商及糖醇企业的当务之急。

3多元醇的主要产品

3.1麦芽糖醇

麦芽糖醇是以玉米淀粉为原料，经酶法水解制得麦芽糖后，经加氢还原得到的一种双糖醇。目前，麦芽糖醇产品有液体和结晶两种。麦芽糖醇甜度为蔗糖的80 %～90 %，其甜味柔和，无刺激性和返酸的后味，具有适度的清凉感。

部分发达国家在20世纪70年代开始生产和销麦芽糖醇售，现已具有相当规模；我国于90年代开始生产，目前产地有广东、江西、上海、江苏、山东等。产品主要作为甜味剂用于无糖甜点、糖果、冰激凌等。2005年我国麦芽糖醇产量1.5万吨，2007年已达到约2.0万吨。国内正式投产的企业主要在山东、江西、广东、广西等地。

3.2山梨醇

玉米淀粉经加工得到结晶葡萄糖后，经氢化制得山梨醇。目前，商品山梨醇有粉状结晶及液体两种，液体产品含山梨醇50 %～70 %。山梨醇是无臭味、有清凉感的甜味剂，广泛用于食品、医药、表面活性剂、醇酸树脂、日化等行业。山梨醇是多元醇中价值较低、销售量最大的品种，具有原料广泛、工艺简单、成本低廉、用途广泛等特点。

我国山梨醇工业生产起步较晚，上世纪50年代东北制药总厂开始生产山梨醇，作为生产维生素C的原料。由于生产技术和应用技术等因素的制约，我国山梨醇发展较慢，到1992年产量仅2.5万吨（折70 %干计，下同）。进入21世纪后，我国山梨醇产业飞速发展，一批技术先进、规模合理、管理良好、资金雄厚的企业在国内外市场竞争中脱颖而出。2006年我国山梨醇产量达到50多万吨，超过美国位居世界第一位；2007年产量超过了60万吨。目前，我国山梨醇生产企业（包括部分外企）主要在吉林、山东、广西等省区。

目前我国山梨醇产品的基本质量指标已经与国际水平接轨。生产维生素C用山梨醇的比旋度，20世纪80年代为6.2，90年代初为5.8、目前已普遍降到4.6以下，有的企业已达到4.4以下。总醇中副产物甘露醇的含量已降到1 %以下，有的降到0.5 %以下。牙膏用山梨醇的防冻问题已经解决，可在－15 ℃以下放置半月而不结晶。

目前我国山梨醇行业各项消耗指标大幅度下降，装备水平大大提高。如生产1吨70 %山梨醇的氢气消耗已普遍降到110 m3以下，部分厂家降到90 m3；吸附制氢装置已全面取代电解法制氢，120 kg甚至更高压力的磁力搅拌加氢釜、高压进料系统、连续离子交换系统、薄板换热多效蒸发器、先进的压榨压滤机、薄片叶滤机以及生产全过程的计算机控制等已用于生产，标志着我国山梨醇行业技术水平已经接近或达到国际先进水平。

3.3木糖醇

富含多缩戊糖的玉米芯等，经水解、净化、浓缩、结晶、分离、烘干得木糖，再通过加氢制得木糖醇。蔗渣、玉米秸、竹子等富含多缩戊糖的原料也是潜在生产木糖醇的资源。2007年我国木糖和木糖醇的产量约20万吨，其中木糖醇近8万吨，主要产地是山东、吉林、浙江、河南、河北等地，这些地区企业的产量占全国木糖醇产量的80 %以上。

因有木糖和木糖醇防龋齿、低热量、改善肝功能和促进肠道双歧杆菌增殖等多方面的用途而广泛用于口香糖、牙膏、无糖食品和医药，是糖尿病患者很好的营养剂和辅助治疗剂，也是国内外公认的疗效食品、健美食品的重要基料。

随着人民生活水平的提高，人们普遍关注健康，功能性食品成为食品工业新的经济增长点。木糖和木糖醇作为功能性营养甜味剂正逐步进入人们的一日三餐，近年木糖醇国际市场每年以10 %～20 %的速度增长，国内市场更是以每年30 %的高速增长。目前国内木糖醇主要应用领域包括口香糖、糕点食品、乳制品饮料、个人护理产品、牙膏、果汁饮料等，占国内木糖醇消费的80 %以上。2006年我国木糖和木糖醇产能约30万吨，是世界第一生产和出口大国，占世界木糖醇贸易总额的70 %以上。2006年无糖食品需求量上升，特别是木糖醇口香糖市场份额加大，促成了木糖醇价格上涨。我国将从世界木糖醇生产和出口大国逐步成为木糖醇生产和消费大国。

我国木糖（醇）行业中的企业基本都通过了ISO9000认证，不少企业还通过了ISO14001和HACCP认证，木糖（醇）产品质量达到或超过国外同类产品水平。木糖醇生产中先进的膜过滤设备取代了普通的过滤设备，提高了产品品质和提取率。近年来，木糖醇一次结晶收率达60 %以上，比传统工艺提高9 %，结晶操作时间由原来的30多个小时缩短在10小时以内，生产能力提高了2倍以上，节能、降耗、减排效果明显。我国木糖醇精制结晶技术达到国际先进水平。

目前，木糖和木糖醇生产企业更加重视环境保护和资源的综合利用。封闭循环利用生产用水，用污水处理产生的沼气发电创造效益，弥补污水处理成本，提高了资源综合利用率，降低了能源消耗，走循环经济的发展道路初见成效。

4多元醇工业发展面临的主要问题

近十多年来，我国以糖醇为主的多元醇工业发展很快，但也暴露出一些问题。

4.1原材料价格上涨，市场竞争加剧

目前，多元醇行业所需的淀粉价格上涨，生产企业和产能迅速增加，下游产品对产品的质量要求越来越高，使得利润空间有限，市场竞争压力加大。

4.2能源消耗和污染问题

多元醇行业是高耗水、电、气行业。例如当前生产中主要采用多效真空蒸发系统浓缩，溶液黏度逐步增大，流动性降低，传热效率严重下降，能耗很高；抽真空系统也使投资和操作费用提高；耗费大量冷却水；脱色、提纯产生大量废水，如不严格处理，会污染环境。这些问题限制了多元醇企业的发展。

4.3与国外先进技术有差距

国际上具有多元醇工业化生产能力的企业目前仅有罗盖特公司、三菱化学公司等一些跨国企业，其技术领先、知识产权保护严密，处于垄断地位。而国内企业生产尚停留在传统技术的基础上，自主创新开发新技术和新产品的能力不够。比如目前我国的糖醇绝大部分是液体产品，由于国内无糖食品产量迅速增长，对结晶产品的需求增加，迫使我们必须尽快掌握规模化生产结晶糖醇的技术。因此，要积极加快自主开发，采用高新技术进一步提高产品质量，大幅度降低成本，以使多元醇行业可持续发展。

4.4产品市场认知度有待进一步提高，应用领域要进一步扩展

以糖醇为主的多元醇行业出现得较晚，比如赤藓糖醇等较新的品种，虽然经过几年的宣传和教育，但是认知度还是较低，在许多应用领域还存在心理和技术问题，需要进一步拓展。

5我国多元醇工业发展趋势

（1）优化区域布局，培育产业带和企业集群，进一步提升行业发展总体水平。

（2）加大重大关键技术项目和设备的研发投入，开发新品种和高档次品种，提升自主知识产权品牌的国际竞争力。多元醇产品的国家标准进一步与国际接轨，使主要指标达到国际标准。

（3）转变增长方式，全面推行清洁生产、节能减排，进行资源精深加工和综合利用，以循环经济支撑技术研发和产品推广。

（4）通过功能性宣传，进一步提高多元醇特别是糖醇的市场认知度，进一步拓展应用领域。

参考文献

[1]尤新，李明杰. 木糖与木糖醇的生产技术及其应用[M]. 北京：中国轻工业出版社，2006：289-451

[2]中国发酵工业协会. 全国发酵行业高峰论坛论文集[C]. 北京：2007，11.