浅淡葡聚糖检验在糖厂生产中的应用

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摘要：甘蔗如受到刀伤或压伤、病虫害、火烧、霜冻或在收割后放置长时间，会受到肠膜明串珠菌、链球菌属等微生物的感染而形成葡聚糖。这些微生物在适宜的温度和湿度下，能够分泌葡聚糖蔗糖酶，催化蔗糖生成葡聚糖。文章对葡聚糖检验在糖厂生产中的表现进行了探讨。

关键词：葡聚糖；定量分析检验；糖厂生产；蔗糖；葡聚糖蔗糖酶 文献标识码：A

中图分类号：TS24 文章编号：1009-2374（2016）12-0041-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.12.019

1 概述

葡聚糖（glucan）是以葡萄糖为单体形成的高分子聚合多糖。制糖工业中出现的葡聚糖主要是右旋糖酐（dextran），它是一种完全由α-D吡喃葡萄糖单体构成的多糖，是由微生物产生的酶引起葡萄糖聚合而成。鲜甘蔗中葡聚糖的含量很少，几乎为零。甘蔗如受到刀伤或压伤、病虫害、火烧、霜冻或在收割后放置长时间，都会受到肠膜明串珠菌、链球菌属等微生物的感染而形成葡聚糖。这些微生物在适宜的温度和湿度下，能够分泌葡聚糖蔗糖酶（dextransucrose），催化蔗糖生成葡聚糖。根据国内专家研究，葡聚糖从甘蔗田间产生开始，品种、砍运、糖厂现场卫生、蔗汁流程、温度、场地湿度、pH值等都会对葡聚糖产生影响。针对蔗汁葡聚糖含量的变化特征，可以通过检验查定而反映生产实际情况和糖分无形损失程度，及时指导生产。下面就以目前在广西农垦糖业广泛使用的检验情况为例，探讨葡聚糖定量分析检验在糖厂生产中的表现。

2 葡聚糖定量分析检验在生产中的表现和指导作用

第一，经多年改善，现普遍采用抗体免疫法来测定蔗汁中葡聚糖含量。该方法设备占用地方小，连带岗位场地仅需0.5m2，操作简便，只用4个步骤，灵敏度高、速度快，熟练工只需2分钟即可，极其适合在要求检验数据反映较快的甘蔗糖厂使用。

第二，从初压汁指标检验可以体现甘蔗新鲜度。与其他指标一样，初压汁葡聚糖含量和甘蔗质量变化具有一致性，具备参考价值和现实指导作用。根据以上查定，可以说，初压汁葡聚糖含量和其他几个传统指标一样，可以成为甘蔗新鲜度的参考。连续几个榨季运行结果的实践证明，初压汁葡聚糖含量的确可以成为反映甘蔗新鲜度的有效指标。通过葡聚糖数据反映出来，不同天气下的甘蔗变化情况，能及时促使制糖工艺调整指标，达到合理、高效生产。

通过几个不同时间段可以看出，葡聚糖的确随着不同气候变化而改变，阴湿天气尤其明显。根据采集数据综合分析，并不考虑砍运、堆放、车间卫生等条件，我们认为，晴天对甘蔗及前段物料的葡聚糖含量影响最大，阴雨天气的影响暂时未能清晰判断。这是因为非晴天气（特别是南风天）砍运，受到空气环境潮湿影响，适宜各类细菌生长，导致转化较快。已变化的甘蔗进厂往往比天气变化较滞后几天，所以如果完全通过榨季生产瞬时值来指导生产，必然会受影响，导致生产结果有所偏差。如果通过日常的小榨机进行蔗地的甘蔗分析，可以提前获知甘蔗质量变化，更容易掌握生产流向，如果此时及时调整工艺，可望达到更理想的效果。

第三，在制糖生产流程中，各阶段蔗汁的葡聚糖含量变化可体现出蔗糖分的无形损失及转化程度。

实验数据反映出流程中糖分的损失程度。甘蔗制糖工艺一般追求流程快过，这样无形损失和蔗糖分转化相对较少，产糖率达到较佳状态。但在多年的榨季实际生产中，如何通过数据查定，从而确定损失程度，各厂都有各自经验，并没有形成统一指标、查定做法和工艺定论。“什么情况才是我厂生产较好或产糖率最好的状态？现在达到了没有？”这是每个生产榨季、每个甘蔗糖厂和工艺技术员都在不断思考的问题。甘蔗质量的变化和生产工艺的调整在每个阶段都不一样，不断在变化。这就给大家出了一个判断上的难题，需要真实可靠的数据来验证。在气候异常如遇上霜冻、连续绵雨或被迫追大榨量等情况更为明显，往往通过前后榨期比对和糖厂相互比对进行确认，花费时间较多，而且有时还不能很肯定。但通过测定葡聚糖含量分析，应该能解决这一问题。作为一种新思路，其有效性已得到不同糖厂、不同阶段的验证。

通过测验查定，该糖厂认为各后段物料葡聚糖相差不大，无形损失应该在正常范围内。于是，根据差值较大的混汁和桔水进行了重新工艺布置，着重进行压榨石灰杀菌和丙糖膏煮炼监控，收到相当明显的结果。当季，该糖厂混合产糖率在当地区排名上升了好几位，名次靠前。这个成绩可以说，与这次真实、可靠、有效的测验查定，关系相当大。可以认为，如果时间上相离较近的物料，其葡聚糖含量相差较大，那么糖分转化和无形损失还是比较大的。当然，多少差值才是较好状态，这是一个经验常数，需要各糖厂不断总结。通过静置试验，测得后段物料葡聚糖含量变化更大。

通过各种物料静置比对试验，发现如下规律：物料置放越久，其葡聚糖含量就越高，差值越大；越是后段物料，越往后变化频率就越大；物料中葡聚糖含量变化的趋势与简纯度、pH值变化趋势较一致，但没有得到线性变化曲线。这里应该能说明糖分转化程度与葡聚糖含量多少有一定关联。从后段放置变化的程度，也可以在一定程度上体现出该种物料的内在质量。当然，通过清汁和滤清汁、糖浆的静置久放实验，也在一定程度上反映出蔗汁质量和澄清效果。

3 本次研究结果存在的问题

第一，检验物料往往存在时间差，造成不成对比关系。糖厂大多数物料都一样，瞬时样往往与集合样品性质相差较大，导致有时代表性较差，无法全面反映出生产状况。同样是受困于样品采集，各物料葡聚糖定量分析往往出现偏离，造成误解，特别来汁变化大、指标波动大、生产不稳定的糖厂更为明显。某糖厂多次出现初压汁和混合汁差值较大，甚至是负数的情况。这是因为初压汁是几次瞬时值，混合汁是集合样所致。初压汁经过几个工序，才混入混合汁，其经过时间、本身质量已经改变了，偏差便必然会存在了。

第二，受天气等影响因素比较多，不能确定变化程度。受研究深度不够等条件影响，在各种条件下，多少数值才是合理、准确的，目前还没有定论。比如说，南风天初压汁葡聚糖含量通常达到60mg/L以上。但有时也达到40多或者在130mg/L，那么我们就难以判断。如果130mg/L这个数值是准确、真实的，那么它代表甘蔗质量是怎样的，变坏程度如何？在实际制糖生产上，我们受困于此，不好根据这类参数一步到位调整工艺指标，这就出现了工艺只能微调、跟不上实际变化的情况，显得被动、非常不好掌握。这种情况在气候突变或者在节后抢砍时非常明显。尤其是临近榨季末期，收榨混乱时，其甘蔗质量更是一天一个变化，此时非常需要甘蔗质量的准确程度数据来指导生产。葡聚糖定量分析没有能在这一方面表现出适用性，还需要进一步研究。

第三，没有明确的变化范围，给生产工艺造成一定困难。制糖工艺相当成熟，其中pH值及硫熏强度、加热等都能够确定在某些窄小范围内进行生产控制，得到好效果。即使还原糖等指标也可以清晰体现出生产现状，比如初压汁还原糖在0.4%以下，就可说甘蔗是成熟的，但葡聚糖不一样，有时初压汁在150左右，但甘蔗实际上还是成熟或者新鲜的，有时与30～50的初压汁在生产中没有处理区别，同样达到产糖率高、产品质量好的效果，其范围的偏大给制糖生产造成困惑。虽然还存在一些问题，但葡聚糖含量分析还是表现出了良好的作用，确确实实给制糖生产带来很好的作用。通过近几个榨季的检验和探讨，也在实践中证明了葡聚糖定量分析能准确反映甘蔗新鲜度及成长变化，也能够在生产中一定程度反映出无形损失及澄清效果，但如果作为一种工艺指标需要常做检验分析，还要进一步研究，必须准确、及时、合理，才能发挥更大作用，有效指导生产。

参考文献

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[2] 吴飒丽.蔗汁中葡聚糖的测定及葡聚糖含量的变化特性研究[D].广西大学，2007.

[3] 莫柳珍.葡聚糖对亚硫酸法制糖工艺过程影响的研究[D].广西大学，2012.

[4] 梁达奉，曾练强，郭亭，严明奕，余林.葡聚糖对制糖工业的影响及对策（下）[J].甘蔗糖业，2008，（4）.

作者简介：郭海湛（1974-），男，广西北海人，广西农垦糖业集团红河制糖有限公司工程师，研究方向：甘蔗制糖及产业链延伸。