甘蔗糖业  2004 Issue (5): 26-28,53   PDF    
引用本文
陆登俊, 卢家炯, 刘曼萍, 黄丽涵, 黎庆涛, 徐远金, 郭祀远. 甘蔗蔗糖分的渗渍搅拌法测定[J]. 甘蔗糖业, 2004,(5): 26-28,53.  
Lu Dengjun, Lu Jiajiong, Liu Manping, Huang Lihan, Li Qingtao, Xu Yuanjin, Guo Siyuanl. Experiment for the Determination of Sucrose Content by Means of Immersion with stirring Shredded Cane in Water[J]. Sugarcane and Canesugar, 2004,(5): 26-28,53.  
甘蔗蔗糖分的渗渍搅拌法测定
陆登俊1,2, 卢家炯2, 刘曼萍2, 黄丽涵2, 黎庆涛2, 徐远金3, 郭祀远1    
1. 华南理工大学食品与生物工程学院, 广州 510640;
2. 广西大学生物技术与糖业工程学院，南宁 530004;
3. 广西大学糖业工程技术研究中心, 南宁 530004
摘要：甘蔗糖分是糖厂生产技术管理和工艺衡算的重要指标之一,目前我国甘蔗糖厂采用的甘蔗渣糖分析方法为蒸煮法,其操作过程时间长而且受较多的因素影响,测定结果的重现性较差,影响分析结果的准确性。本实验采用渗渍搅拌破碎蔗料的预处理方法,通过测定搅拌渗渍汁的蔗糖分推算出甘蔗的糖分。试验表明该法可以简化测定步骤、减短测定时间,提高工作效率,且测定结果的准确性高,重现性好,具有很好的应用前景。
关键词： 渗渍搅拌     甘蔗糖分     测定    
Experiment for the Determination of Sucrose Content by Means of Immersion with stirring Shredded Cane in Water
Lu Dengjun1,2, Lu Jiajiong2, Liu Manping2, Huang Lihan2, Li Qingtao2, Xu Yuanjin3, Guo Siyuanl1    
1. College of Food Engineering & Biotechnology, South China University of Technology, Guangzhou 510640;
2. College of Biotechnology and Sugar Making Engineering, GuangXi University, Nanning 530004;
3. Sugar engineering technology research center, GuangXi University, Nanning 530004
Abstract: Sucrose content is one of the important technological targets in sugar manufacture.An experiment for the determination of sucrose content by means of immersion with stirring shredded cane in water was carried out.The results indicate that this new method requires less time and has a better reappearance than that of the normal method.
Key words: Immersion with stirring     Sucrose content of sugar cane     Determination    

目前我国的甘蔗制糖厂测定甘蔗糖分采用的 方法是将甘蔗压榨后分别测定蔗汁和蔗渣中的糖 分，然后求和得出甘蔗的蔗糖分含量。该方法中 测定蔗渣所含糖分时采用蒸煮法，由于蒸煮过程 中的影响因素较多，使得测定结果的重现性和精 确度都较差。湿式搅拌是国外较多采用的分析预 处理方法，在我国已在建筑、采矿等行业得到应 用[1,2,3]。本实验通过采用渗渍搅拌法测定甘蔗糖 分，结果表明用此方法测定甘蔗糖分有较高的准 确性和较好的重现性，同时此操作过程快速、简 单、无污染，符合快速分析测定的要求，有较好 的推广应用前景。

1 实验部分
1.1 试验原理

(1)蒸煮法测定蔗料糖分的原理是通过蒸煮 破坏蔗料的细胞壁，使细胞内的糖分能通过多次 反复渗渍和挤压而进人浸出液中，从而可检定其 蔗糖分含量[4]。

(2)搅拌法测定甘蔗糖分方案依据。用一定 比例的水与经破碎的蔗料混合，通过高速搅拌使 破碎蔗中的糖分向水中快速扩散，搅拌一定时 间，溶液中含糖分会与蔗渣中残留糖分浓度达到 平衡。此时通过测定蔗汁中的糖分可推算出甘蔗 的糖分。

1.2 试验方案
1.2.1 蒸煮法测定甘蔗糖分[4]

称取100g破碎蔗放人蔗渣蒸煮器中，加人 含有12.5°Bx Na2C03溶液5mL的70℃热水500mL,在沸水浴中进行蒸煮90min(每隔15min挤压1 次)，以抽取蔗渣中的糖分，冷却后称取蔗渣连 溶液重量，然后尽量挤压出溶液。在250mL锥瓶 中加人适量的碱性醋酸铅粉，摇匀过滤。用200mm 观测管测滤液的旋光度。

甘蔗糖分(蒸煮法)=0.26x蒸煮后溶液重x转光度/100 (1)

1.2.2 确定搅拌法最佳搅拌时间

将新鲜干净的甘蔗放人高速破碎机进行破 碎，称取300g破碎蔗与1200mL 20℃水混合后 倒人高速(14000r/min)食物搅拌机，搅拌一定 时间(如下)后，用120目的筛网过滤搅拌蔗汁， 将滤汁倒人250mL锥瓶，加人适量的碱性醋酸铅 粉，摇匀过滤。用200mm观测管测滤液的旋光度， 用式(2)算出甘蔗的糖分[5]。

甘蔗糖分(搅拌法)=过滤液的旋光度×过滤液重量×0. 992/甘蔗样品重量 (2)

其中，滤液重量=(甘蔗中水的重量+加人搅拌作用的水重量)/ (1-过滤液锤度/100)

式中:0.992是考虑残留于甘蔗细胞内的 糖分或糖分抽提率的校正系数，与甘蔗破碎度、 水温、搅拌强度等有关，在一定条件下可由实验 求得[6]。

将搅拌时间分别设为1、1.5、2、2.5、3、3. 5、4、4. 5、5、7.5、10、 15、20、 25、30min。 将结果进行数据处理，确定最佳搅拌时间(即在 最短的时间内溶液与蔗渣中残存的糖分达到平 衡)。

1.2.3 搅拌法测定甘蔗糖分

将新鲜干净的甘蔗放人高速破碎机进行破碎 后，称取300g破碎蔗与1200mL 20℃水混合倒 人高速(14000r/min)食物搅拌机，搅拌一定时 间(由1.2.2测出的最佳时间)后，用120目的 筛网过滤蔗汁，在250mL锥瓶中加人适量的碱性 醋酸铅粉，摇匀过滤。用200mm观测管测滤液的 旋光度，用式(2)算出甘蔗的糖分。

1.2.4 数据分析

数据用Microsoft Excel作图分析[7]。

将搅拌时间与测得的甘蔗糖分作X-Y散点 图，用Microsoft Excel处理，作出趋势线并算 出回归系数。

1.3 实验材料及设备

甘蔗:由广西南宁糖业集团明阳糖厂提供 甘蔗

高速破碎机(Jeffco BMX-280型甘蔗破 碎机)

广西南宁糖业集团明阳糖厂的实验室小型 压榨机

食物高速搅拌机(14000r/min)

WZZ-T2旋光仪(上海精密仪器厂)

2 试验结果与讨论
2.1 试验数据及处理
2.1.1 搅拌时间对甘蔗糖分测定的影响

按1. 1的试验方案进行试验，多次测定结果 的均值如图1。

图1 搅拌法测定甘蔗糖分
2.1.2求搅拌最佳时间

将2. 2中的数据作趋势线，得方程

Y=14. 014x0.0138 (3)

其回归系数R2=0. 960

对方程(3)，用微分方程可算出

时，X=10 minx(即当搅拌时间达到10min后， 每分钟从破碎蔗中渗透到溶液的蔗糖含量的增加 量小于0. 020°Z，此时认为溶液与蔗渣的糖分已 达到平衡。)

故选定实验条件为:搅拌破碎蔗10min测 定搅拌蔗汁的蔗糖分。

2.1.3 平行测定甘蔗糖分

将甘蔗用实验用的高速破碎机破碎后，均 匀分为8份破碎蔗样品，分别用蒸煮法和浸渍搅 拌法平行测定甘蔗的蔗糖分，结果见表1。

表1 平行测定甘蔗糖分的结果

对表1中两种方法所测得的甘蔗糖分数据 作t检验[8]，检验过程如下:

对于蒸煮法，

查表，当v(自由度)=4-1=3时，t95%=3. 183

对于搅拌浸渍法,

由t检验可以知道，搅拌浸渍法所测得的甘 蔗糖分结果之置信区间比蒸煮法的窄。说明，搅 拌浸渍法有足够高的可靠度。

同时，还对表1中的数据作双侧F-检验[8], 结果如下:

对于蒸煮法，Sw=±0. 647, Sw2=0.419

对于搅拌浸渍法，Sc=±0. 226, Sc2=0.051

F=Sw2/Sc2=8. 22

查表，F(97. 5, 3, 3)=15. 4

由于F根据t检验和f检验可知，浸渍搅拌法和蒸 煮法没有显著差异，说明浸渍搅拌法的精确度和 准确度均是满意的。

2.2 结果与讨论

(1)从图1中的趋势线可看出甘蔗糖度与搅 拌时间呈较好的乘幂次关系，在一定时间内，搅 拌时间越长，甘蔗中的糖分向水渗透得越多，溶 液中的糖分就越高。

(2)从2.1.2的分析中可知最佳搅拌时间为 10min。此时每单位时间(1min)内，甘蔗渣中 的糖分向水溶液渗出的蔗糖绝对量小于0. 020, 即认为溶液与蔗渣的糖分已基本达到平衡。

(3)从表1及2.1.3的分析可看出，用搅拌 法对同一样品进行平行测定，其结果标准误差为 0. 226，又根据t检验和f检验可知，浸渍搅拌 法和蒸煮法没有显著差异，说明浸渍搅拌法的精 确度和准确度均是满意的。

(4)由于蒸煮法操作时间长，至少需要1. 5h 才能完成测定任务;操作过程繁琐并需要一定的 经验。而利用搅拌浸渍法只需15min就可以测定 甘蔗糖分，明显得缩短分析时间，提高分析效率， 而且所测数据准确可靠，为实现在线监控、及时 准确指导后序工段的运作提供基础，因此有很好 的应用前景。

参考文献
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[2]丁浩等.湿式搅拌磨细磨煤系煅烧高岭土的实践和微粉加工工艺.中国非金属矿工业导刊,1998(5) (1)
[3]丁浩等.湿式搅拌磨细磨重质碳酸钙的实践和微粉加工工艺.中国非金属矿工业导刊,1998(4) (1)
[4]华南理工大学等.制糖工业分析.北京:中国轻工业出版社,1981 (2)
[5] S.R.Harris P.A.Hanks.采用湿式破裂机直接分析甘蔗 (1)
[6]李琳等.微波加热技术改良蔗渣转光度的分析方法.甘蔗糖业,1999(2) (1)
[7] Excel 2000中文版数据表和图表优化实例教程.北京:电子工业出版社,2000 (1)
[8]宋清等.实验设计与数据评价.广州:华南理工大学出版社,1996 (2)