李朝明

（云南西雙版納州英茂糖業(yè)有限公司景真糖廠，云南 勐海 666200）

耕地白糖的生產(chǎn)，無論采取何種制糖工藝，其本質(zhì)都在于將壓榨甘蔗汁中含有的除蔗糖以外的成分，如淀粉、葡聚糖、蛋白質(zhì)、色素、果膠、還原糖等，加以去除或分離，從而提高糖汁中蔗糖純度，并通過結(jié)晶制取白砂糖。蔗汁中的雜質(zhì)成分的含量和不同組成，在很大程度上會影響耕地白糖的生產(chǎn)穩(wěn)定性、成本以及成品質(zhì)量。蔗汁的成分隨著甘蔗品種、氣候條件、有無自然災(zāi)害（霜、風(fēng)、旱、蟲等）、生長的時間和收獲的季節(jié)、收割后放置的環(huán)境和時間，以及提汁方法與條件等因素而有很大的變化［1］。特別是在生產(chǎn)榨季后期，隨著蔗糖分的提高，由于蔗糖的轉(zhuǎn)化生成的還原糖也隨之增多，并且蛋白、果膠等膠體成分明顯增加。這些非糖分雜質(zhì)的增加，增加了糖漿黏度，不利于結(jié)晶，直接增加了煮煉難度。另外部分雜質(zhì)在蔗糖結(jié)晶過程中進入晶體，影響白砂糖品質(zhì)。景真糖廠生產(chǎn)的一級白砂糖大部直接供應(yīng)給康師傅等終端企業(yè)，部分生產(chǎn)飲料的終端企業(yè)，要求不得檢出酸性絮凝物。近三個榨季以來，榨季后期生產(chǎn)的白砂糖，其中產(chǎn)生酸性絮凝物的批次所占的比例由榨季前期的9.4%提高到了24.2%。為了解決這些問題，生產(chǎn)技術(shù)部門采取了工藝優(yōu)化、加強管理、新型澄清劑的應(yīng)用等多種措施，但收效甚微。在此基礎(chǔ)上，我們對生物酶在白砂糖煮煉過程中的應(yīng)用進行了嘗試。

近年來，生物酶越來越受到甘蔗制糖工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重視，被很多人認(rèn)為是能夠替代傳統(tǒng)制糖除雜澄清技術(shù)的新一代技術(shù)工藝。α-淀粉酶在糖業(yè)中應(yīng)用的比較早，1967～1968年在南非就有能分解70%原始存在淀粉的報道。相對當(dāng)時的Rabe真空浮選法，酶法降解淀粉被認(rèn)為是最有效、最經(jīng)濟、最容易管理的方法［2］。Kumbhar用酶法澄清甘蔗汁，顯著地提高了甘蔗汁的過濾速度，提高了溶液的真溶性［3］。黃俊杰［4］等人總結(jié)了果膠酶、淀粉酶、葡聚糖酶、纖維素酶等在蔗汁澄清中的特性和作用。凌國士［5］等人介紹了單一性酶制劑的應(yīng)用研究概況，并指出只使用單一酶常常無法有效地達到預(yù)期的除雜澄清功效，因此，實踐中往往采用由單一酶制劑之間的適當(dāng)配比組合形成的復(fù)合酶制劑來更好地達到除雜澄清的效力。

Mack F.stansbury和Arroll L.hoffpauir在上世紀(jì)50年代末通過對甘蔗精糖糖漿中分離出來的酸性絮凝物進行分析，發(fā)現(xiàn)在此類酸性絮凝物中，灰分占19.1%～22.1%，活性炭占26.0%～45.8%，淀粉占9.1%～38.9%，蛋白質(zhì)占5.6%～10.1%［6］?；魸h鎮(zhèn)［7］指出淀粉、葡聚糖及甘蔗中的其它多糖，都會使糖液混濁或形成絮凝物。據(jù)Ermolaeva的研究，糖的酸性絮凝物中含27.5%多糖、24%蛋白質(zhì)和35%灰分。通過生物酶降解淀粉、葡聚糖、蛋白等雜質(zhì)，有助于消除酸性絮凝物。

事實上，目前除淀粉酶有部分糖廠在應(yīng)用以外，其它酶制劑很少實際應(yīng)用于制糖行業(yè)，其中一部分原因在于用酶成本較高，而成本高的部分原因在于大部分研究傾向于將酶應(yīng)用在澄清過程中。如黃康寧［8］對酶制劑澄清條件進行研究，確定了復(fù)合酶用于澄清的最適條件為：最適pH值為4.7，最適溫度為30℃。而實際生產(chǎn)中澄清階段pH為7.0～8.5，溫度90～102℃，這樣的工藝條件導(dǎo)致部分生物酶活力下降甚至失活，大大降低了生物酶的作用效果。相比澄清階段，煮煉階段pH 5.5～7.0，溫度60～70℃的條件更適合酶作用。另外煮煉過程中糖膏錘度高，高濃度的蔗糖能對酶起到一定的保護作用。如李鮮能［9］指出蔗糖能提高α-葡聚糖酶在熱環(huán)境下的穩(wěn)定性，且蔗糖濃度高時效果更明顯。

為了解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的榨季后期糖難煮以及酸性絮凝物增多等問題，我們嘗試在煮煉過程中應(yīng)用由蘇州昆藍生物科技有限公司提供的制糖專用復(fù)合酶。該復(fù)合酶由纖維素酶、α-葡聚糖酶、蛋白酶、果膠酶等多種酶制劑復(fù)合而成，可用于降解糖液中存在的α-葡聚糖、可溶性纖維、蛋白質(zhì)、果膠等雜質(zhì)。

1 降低糖膏黏度

由于生產(chǎn)中，不同批次糖膏的黏度有一定差異，我們在考察復(fù)合酶降低糖膏黏度效果時，取一定量甲膏加水調(diào)整錘度至65°Bx，分成幾份，分別加入不同添加量的復(fù)合酶，60℃反應(yīng)2h，每20min取樣檢測糖液黏度。糖液黏度變化情況，見圖1。加入復(fù)合酶后，糖液黏度迅速下降，而且復(fù)合酶添加量越高，糖液黏度下降更快。隨著反應(yīng)時間的增加，黏度下降速度逐漸變慢。反應(yīng)2h時，200ppm和250ppm添加量（按糖液絕干計算）的糖液黏度相比加酶前分別下降43.10%、44.35%，兩者相差不大。說明當(dāng)添加量增加到一定程度時，繼續(xù)增加加酶量，盡管反應(yīng)初期黏度下降更快，但隨著反應(yīng)的進行，最終黏度下降程度相差并不大。因此，添加200ppm復(fù)合酶即可以有效降低糖液黏度。對于某些黏度特別大的糖漿，可以考慮添加250ppm復(fù)合酶，前期迅速降低黏度，降低煮煉難度。

圖1 糖液黏度變化曲線

2 復(fù)合酶在甲膏煮煉過程中的應(yīng)用

選取連續(xù)20罐甲膏，煮制過程中10罐添加復(fù)合酶，10罐不添加復(fù)合酶。加復(fù)合酶與不加復(fù)合酶的批次交替進行。復(fù)合酶添加量為200ppm（按甲膏絕干計）。這20罐甲膏煮制過程中要求操作工人嚴(yán)格控制煮制體積55m3，密切注意加酶與不加酶批次之間的差異。煮制之后放糖、助晶、篩糖、稱重操作時，每批次之間物料截斷，確保能夠準(zhǔn)確統(tǒng)計每一罐甲膏生產(chǎn)的成品白砂糖產(chǎn)量，對每一批次白砂糖進行各項理化指標(biāo)檢測。

2.1 感官評價

煮糖操作工人反應(yīng)添加復(fù)合酶的批次在煮制過程中蔗糖晶體顆粒大小更統(tǒng)一，晶體吸收更好、更快，煮糖時間比未加酶的更短。

表1 甲膏中主要膠體物質(zhì)含量檢測數(shù)據(jù)

表2 甲膏及白砂糖產(chǎn)量數(shù)據(jù)

2.2 甲膏相關(guān)數(shù)據(jù)及成品白砂糖產(chǎn)量數(shù)據(jù)

加酶組與空白組甲膏中主要膠體物質(zhì)含量檢測數(shù)據(jù)，見表1，我們可以看到應(yīng)用復(fù)合酶可顯著降低甲膏中葡聚糖、蛋白質(zhì)、果膠等膠體物質(zhì)的含量。從甲膏相關(guān)數(shù)據(jù)可以看到，加酶組相比空白組，膏蜜純度差提高3.11%、結(jié)晶率提高1.48%，最終白砂糖產(chǎn)量提高1.20%，見表2。這說明通過復(fù)合酶對膠體物質(zhì)的降解，降低甲膏黏度，改善了蔗糖的結(jié)晶效率，讓糖更容易煮制，從而取得了縮短煮糖時間，提高白砂糖產(chǎn)量的效果。

2.3 成品白砂糖質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)

對比加酶組與空白組成品白砂糖主要指標(biāo)，可以看到加酶后白砂糖的色值與濁度分別下降了9IU、4MAU，加酶對改善白砂糖色值、混濁度有一定作用，見表3。這可能是由于蔗糖結(jié)晶效率的提高，色素或其它雜質(zhì)進入蔗糖晶體的量比不加酶時更低。此外加酶后白砂糖產(chǎn)生酸性絮凝物的批次數(shù)量下降，接近于榨季前期產(chǎn)生酸性絮凝物的批次占比。說明添加復(fù)合酶后通過降解能導(dǎo)致酸性絮凝物生成的膠體物質(zhì)，能減少酸性絮凝物的產(chǎn)生。同時，由于能導(dǎo)致酸性絮凝物生成的因素非常多，因此目前通過添加復(fù)合酶并不能完全的消除酸性絮凝物。

表3 成品白砂糖部分檢測數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

通過在甲膏煮制過程中應(yīng)用復(fù)合酶，甲膏中葡聚糖、蛋白質(zhì)、果膠這三種膠體物質(zhì)含量分別降低了91.01%、85.85%、87.27%，降低了甲膏黏度，甲膏結(jié)晶率提高了3.11%，縮短了甲膏煮制時間，增加了白砂糖產(chǎn)量，同時還降低了會產(chǎn)生酸性絮凝物的白砂糖比例，能有效的降低糖廠在榨季后期甲膏黏度大、糖難煮、酸性絮凝物增加的問題。