2006
2. 广西大学糖业工程技术研究中心 南宁530004
2. Sugar Engineering & Technology Research Center, Guangxi University, Nanning 530004
甘蔗制糖业是广西的支柱产业，而制糖过程 中所产生的副产物综合利用是影响其效益和可持 续发展的重要因素。提高糖厂副产物的综合利用 价值，减轻生产过程对环境的污染等成为糖业界 亟待解决的问题。糖厂通常把混合汁中所含的蛋 白质、多糖和脂类等营养成分视为影响糖品质量 和糖分回收的因素，想方设法地在生产过程中加 入各种化学试剂除去它们，以获得非蔗糖成分含 量更低的成品糖，生产出来的白砂糖只能提供热 量和甜味而无其它营养价值，且有机非糖分的利 用率低。糖厂混合汁经上浮法处理所得的浮渣约 占榨量的2％，富含有机非糖分，若对混合汁浮 渣进行综合利用可以将甘蔗制糖过程中有机非糖 分的处理和利用提前至澄清工段。同时，减轻有 机非糖分对制糖过程后工段的负面影响，有利于 将传统制糖模式转变为生态经济新模式[1]。本文 针对混合汁浮渣的基本成分做初步研究，根据相 关的国标方法对混合汁浮渣的灰分、蛋白质、粗 脂肪、粗纤维和碳水化合物含量进行测定，为浮 渣的综合利用提供基础数据。
混合汁浮渣：广西农垦集团良圻制糖有限公 司2005/06 年榨季混合汁经共聚凝浮清系统处理 及滤布压滤所得湿浮渣，置于烘箱50℃烘干至恒 重，经破碎机破碎过40 目筛收集备用；滤泥：广 西农垦集团良圻制糖有限公司2005/06 年榨季滤 泥，置于烘箱50℃烘干至恒重，经破碎机破碎过 40 目筛收集备用；硫酸铜（A.R.）天津市化学试 剂一厂；硫酸钾（A.R.）广东汕头市西陇化工厂； 硫酸（A.R.）广东省廉江市爱廉化试剂有限公司； 硼酸（A.R.）汕头市光华化学厂；氢氧化钠（A.R.） 广东汕头市西陇化工厂；盐酸（A.R.）广西师范 学院化学试剂厂；石油醚（A.R.）天津市光复精 细化工研究所；混合指示液：1 份甲基红乙醇溶 液(1 g/L)与5 份溴甲酚绿乙醇溶液(1 g/L)临用 时混合。
微型植物粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公 司）；101-2s 数显式电热恒温干燥箱（上海沪越 实验仪器有限公司沪越科学实验仪器厂）；高温箱 式电阻炉（沈阳长城工业电炉厂）；AL204 型电子 天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）； 玻璃称量瓶；瓷坩埚；干燥器；凯氏定氮装置； 25 mL 酸式滴定管；索氏提取器；其它常用实验 室仪器。
试样经灼烧后所残留的无机物质称为灰分。 灰分系用灼烧称量法测定。
根据国家标准GB/T 5009.4—2003，称取固 体试样2.00～3.00 g，置于已灼烧至恒重的瓷坩 埚中,先以小火加热使试样充分炭化至无烟,然后 置马弗炉中,在550±25℃灼烧1h。冷却至200℃ 以下取出放入干燥器中再冷却30 min，在称量前 如灼烧残渣有炭粒时，向试样中滴入少许水湿润， 使结块松散，蒸出水分再次灼烧直至无炭粒即灰 化完全，准确称量。重复以上操作直至恒重。 灰分含量（%）=(m1 - m2)/(m3-m2)×100
式中：m1—坩埚和灰分的质量，单位g（克， 下同），m2—坩埚的质量（g），m3—坩埚和试样的 质量（g）。
蛋白质是含氮的有机化合物。试样与硫酸和 硫酸铜、硫酸钾一同加热消化，使蛋白质分解， 分解的氨和硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏 使氨游离，用硼酸吸收后以硫酸或盐酸标准滴定 溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为 蛋白质的含量。
根据国家标准GB/T 5009.5— 2003， 称取 0.20～2.00 g 固体试样，置于干燥的凯氏定氮瓶 中,加入0.2 g 硫酸铜，6 g 硫酸钾及20 mL 硫酸， 稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，在电炉上加热消化 至溶液呈蓝绿澄清透明后再继续加热0.5～1 h， 冷却后定容至100 mL。装好定氮装置，于水蒸气 发生瓶内装水至2/3 处，加入数粒玻璃珠，加甲 基红指示液数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性， 用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。 向接受瓶加入10 mL 硼酸溶液(20 g/L)及1～2 滴 混合指示剂，并使冷凝管的下端插入液面下，准 确吸取10 mL 试样处理液由小漏斗流入反应室， 并以10 mL 水洗涤小烧杯使流入反应室内。将10 mL 氢氧化钠溶液(400 g/L)倒入小玻杯由小漏斗 流入反应室。蒸馏5 min，移动接受瓶，液面离 开冷凝管下端，再蒸馏1 min，然后用少量水冲 洗冷凝管下端外部。用盐酸标准滴定溶液（0.05 mol/L）滴定至灰色或蓝绿色为终点。同时做试剂 空白试验。
蛋白质含量（%）=(V1-V2)×c×0.0140×F×100/m×10/100
式中：V1—试样消耗硫酸或盐酸标准滴定液 的体积，单位mL（毫升，下同），V2—试剂空白消 耗硫酸或盐酸标准滴定液的体积（mL），c—硫酸 或盐酸标准滴定溶液浓度，单位mol/L（摩尔/升）， 0.0140 为1.0 mL 硫酸[c(1/2H2SO4)=1.000 mol/L] 或盐酸[c(HCL)=1.000 mol/L]标准滴定液相当的 氮的质量（g），m—试样的质量（g），F—氮换算 为蛋白质的系数，一般为6.25。
试样用无水乙醚或石油醚等溶剂抽提后，蒸 去溶剂所得的物质，称为粗脂肪。因为除脂肪外， 还含色素及挥发油、蜡、树脂等物。抽提法所测 得的脂肪为游离脂肪。
根据国家标准GB/T 5009.6—2003，称取固 体试样2.00～5.00 g 移入滤纸筒内，封好纸筒两 端，放入脂肪抽提器的抽提筒内，连接已干燥至 恒重的接受瓶，由抽提器冷凝管上端加入无水乙 醚或石油醚至瓶内容积的2/3 处，于水浴上加热， 使乙醚或石油醚不断回流提取（6～8 次/h），一 般抽提6～8 h。取下接受瓶，回收乙醚或石油醚， 待接受瓶内乙醚或石油醚剩1～2 mL 时在水浴上 蒸干，再于100±5℃干燥2 h，放干燥器内冷却 后称量。重复以上操作直至恒重。
脂肪含量（%）=(m1-m0)/m2 ×100
式中：m1—接受瓶和粗脂肪的质量（g），m0 —接受瓶的质量（g），m2—试样的质量（g）。
在硫酸作用下，试样中的糖、淀粉、果胶质 和半纤维素经水解除去后，再用碱处理，除去蛋 白质及脂肪酸，剩余的残渣为粗纤维。如其中含 有溶于酸碱的杂质，可灰化后除去。
称取固体试样2.0 g,移入500 mL 烧杯中， 加入200 mL 煮沸的1.25％H2SO4,并记录液面，盖 上表面皿，置于电炉上1 min 内沸腾，微沸30 min， 加沸水保持酸液的体积并经常摇动烧杯，到时取 下烧杯，立即用200 目30 cm2 尼龙布折叠成12 层过滤，用沸水洗涤至洗液呈中性。移入500 mL 烧杯中加1.25％NaOH 按上述酸法处理，到时取下 烧杯，静置分层，立即用200 目30 cm2 尼龙布折 叠成12 层过滤，反复用沸水洗涤至洗液呈中性。 以下按国家标准GB/T 5009.10—2003《植物类食 品中粗纤维的测定》操作，并计算结果。
粗纤维含量（%）=G/m ×100
式中：G—残余物的质量（或经高温炉损失的 质量），单位（g），m—试样的质量（g）。
采用上述国标检测方法分析测定浮渣中的灰 分、蛋白质、脂肪、粗纤维和总碳水化合物等基 本成分含量，结果见表1。
 | 表1 混合汁浮渣的基本成分 |
据文献[4,5], 混合汁干固物中约含灰分 2.05%、蛋白质1.38%、脂肪0.15%。表1 的数据 与混合汁干固物相比，混合汁浮渣中的灰分、蛋 白质和脂肪含量分别高出约2.56、11.33 和45.67 倍。这从一个侧面表明，上浮澄清处理可以有效 富集并除去混合汁中的脂肪类和蛋白类物质。
为了更好地了解混合汁浮渣与糖厂滤泥在基 本成分含量方面的差别，以评价综合利用价值及 难易程度，同样采用上述国标方法分析测定糖厂 滤泥，结果见表2 和图1。
| 表2 滤泥的基本成分检测 |
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图1 混合汁浮渣和滤泥基本成分比较 |
从图1 的数据比较可以发现，浮渣中所含的 蛋白质、碳水化合物含量远高于滤泥，脂肪和粗 纤维含量与滤泥相当，而灰分含量远低于滤泥。 就营养成分而言，浮渣的利用价值更高。
对浮渣基本成分的分析测定结果表明，每 100 g 浮渣中含灰分7.30g，蛋白质17.02 g，脂 肪7.00g，粗纤维11.23g，总碳水化合物68.67 g。 与混合汁干固物相比，浮渣中的灰分、蛋白质和 脂肪含量均远高于混合汁干固物，说明共聚凝浮 清法具有很强的富集灰分、蛋白质和脂肪的能力。 与滤泥相比，浮渣中的蛋白质和碳水化合物含量 较高，脂肪和粗纤维含量与滤泥相当，灰分含量 低于滤泥，从中提取蔗蜡、蔗脂、果胶和蛋白质 等生物活性物较从滤泥中提取更为经济、可行。 因此，从分析比较可以看出，浮渣具有较高的价 值，是一种很有发展潜力的糖厂副产物。
目前对于浮渣综合利用的研究尚未起步，糖 厂大都将浮渣并入滤泥。然而，浮渣尤其是磷浮 法[6]的浮渣避免了将蔗汁加热至100℃左右以获 得良好澄清效果的操作环节，使得甘蔗所含的蔗 蜡、蔗脂、果胶和蛋白质等“杂质”不至于变性 或分解，从中可以提取高品质的蔗蜡、蔗脂、果 胶和蛋白质等生物活性物，并减轻有机非糖分对 制糖过程的负面影响，在改善制糖生产的同时通 过有机非糖分综合利用获得可观的经济效益。
| [1] | 陈山,王弘,卢家炯.甘蔗制糖业副产物的综合利用. 食品发酵与工业[J].2005,31(1):104-108. ( 1)
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| [2] | 沈园,郭亚东,王淑红.植物类食品中粗纤维测定方法的改进.中国卫生工程学[J]. 2005,4(4):231-232. (1)
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| [3] | 无锡轻工业学院,天津轻工业学院.食品分析[M]. 北京:轻工业出版社,1983:131. (1)
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| [4] | 《甘蔗制糖工业手册》编写组.甘蔗制糖工业手册:上册[M].北京:轻工业出版社,1984:298. (1)
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| [5] | 陈其斌.甘蔗糖手册:上册[M].北京:轻工业出版社,1987:20. (1)
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| [6] | 霍汉镇.制糖工艺与装备的新概念与新实践[M]. 全国甘蔗糖业信息中心,2002:247-249. (1)
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