我国是甘蔗起源中心之一,甘蔗种质资源在我 国分布很广,南自海南岛,北至北纬33°的陕西汉 中地区,地跨纬度15°;东自台湾东部,西至西藏 东南部的雅鲁藏布江跨越经度达30°都有分布。其 分布范围广,为其他国家所少见。在复杂的地理环 境下经过长期的驯化形成了许多具有抗病、虫、干 旱等逆境的优良基因资源,尤其是一些近缘野生种 如斑茅、割手密等具有很强的抗病、虫及干旱、低 温等逆境胁迫能力。广东省甘蔗种质资源库在广东 省科技厅的重视和支持下,收集保育了国内外栽培 与野生种质资源2100 多份,成为国内唯一被国际 植物资源局认可的甘蔗种质资源库。科学合理地开 发利用优异酿酒甘蔗种质可以有效发挥甘蔗种质资 源库的作用和潜力,是对现有甘蔗种质资源最积极 有效的保护。
甘蔗目前作为制糖工业原料,其加工路径单 一,产业稳定性和抗风险能力非常低。2007/08 年 榨季以来,虽然受2008 年初南方冻雨灾害的影响 造成产量损失,但在近年甘蔗科技进步的支撑下, 甘蔗产量和食糖产量依然创历史新高,并提前3 年 达到“十一五”规划目标,加上进口糖和库存糖, 全榨季食糖产量达到1650 万t,出现供过于求,全 行业全年一路疲软,处于亏损边缘,蔗农的利益和 种蔗积极性受到严重伤害。据统计,2006 年农户 种植甘蔗净利润5992.2 元/hm2,2007 年下滑至 5383.95 元/hm2,2008 年下滑至2937.3 元/hm2。尽 管在高糖价的带动下2009/10 年榨季蔗农收益出现 了一定程度的恢复性增长,但由于其他作物的效益 也提高了,种植甘蔗的比较优势与前几年相比仍然 有所下降[1]。
甘蔗种质多元化利用,酿酒甘蔗种质开发利用 与非粮燃料乙醇领域能源甘蔗的开发利用具有同质 性。开展此研究也同时为甘蔗燃料乙醇的发展进行 技术、成果和资源方面的储备;通过这方面的研究, 为广东东西两翼甘蔗生产提供多加工用途的甘蔗品 种,提高甘蔗种植效益,促进农民增收。这对当前 应对国际金融危机,保障粮食安全,稳定农村经济, 提高产业竞争力,推动社会主义新农村建设具有重 要意义。
以甘蔗为原料酿制酒精或食用白酒在国际上有 较长历史。巴西、古巴、西班牙、印度、越南、毛 里求斯、墨西哥、澳大利亚等国的甘蔗酒都具有成 熟的品牌,尤其以巴西蔗汁酒和古巴朗姆酒最为著 名。朗姆酒是以蔗糖汁或蔗糖浆为原料经发酵和蒸 馏加工而成的酒,有时也用糖渣或其他蔗糖副产品 作原料[2]。
上世纪70~80 年代,我国甘蔗制糖产区有少 量以甘蔗制糖的糖泡和未能榨尽糖的甘蔗渣为原料 发酵生产的糖泡酒[2](糖泡酒有朗姆酒的部分风 味)。广州的一些拉丁餐厅、酒吧也有甘蔗酒供应, 所供应的基本上是巴西、古巴进口的甘蔗酒。世界 上最大产蔗国巴西近5 年来,甘蔗酒出口量增长了 10 倍。1997 年巴西出口甘蔗酒97 万L,2001 年出 口量达1100 万L,约20 亿美元;其主要出口地区 见表1。巴西特产“嘎沙萨”(一种甘蔗酒)已成 为该国的出口创汇的主打产品之一。
![]() | 表1 巴西甘蔗酒出口地区一览表(NCM:22084000) |
我国传统的甘蔗酒是蔗泡酒,95%以上都是通 过甘蔗制糖的糖泡和未能榨尽糖的甘蔗渣发酵而 来,只是作为甘蔗加工的副产品之一,品质差,档 次低,已淡出人们的视线。而由于产区的土质、气 候、原料品种、收获季节和制糖方法、工艺条件的 不同,糖蜜中的化学成分相差比较大,发酵得到的 酒精质量也各有不同,调配甘蔗酒的品味较低,一 直没有形成品牌和市场。四川攀枝花学院李敏杰、 熊亚对甘蔗酒发酵工艺条件进行研究,研究了以甘 蔗为原料发酵制酒的最佳工艺参数,取得了一定的 成果[3]。巴西用于生产甘蔗酒的甘蔗约1000 万t, 种植面积约12.5 万hm2,由于制糖和酿酒双重用 途,甘蔗种植面积已从2005 年的615 万hm2 增加 到2008 年的879 万hm2,使巴西成为世界最大的 甘蔗生产国。同时,改良品种和改进管理措施使圣 保罗州的糖厂生产提高了53%,由1972 年的51 t 甘蔗/hm2 上升到2007 年的78 t/hm2。根据Demattê 报道,一些糖厂宿根5~6 年甘蔗平均可产83 t/hm2。以前甘蔗占用高肥力土壤,现已转向低肥力 土壤。这些土壤上推荐使用的技术措施有:石灰与 石膏同时施用以加深根系,热法磷酸盐作磷肥,并 使用酒糟、滤饼和蔗渣等糖厂副产品作为有机质和 必需养分来源。改良品种使种植者有了更高产的品 种,这是增产的主要原因。可发现含糖量提高了 23%,从每吨甘蔗含糖93.6 kg 增到115.0 kg。古 巴甘蔗品种优良,栽种一次,可以连续收割5~15 年,甘蔗含糖量为12%~14.5%。
日本朝日酿酒公司、日本农业研究中心和管理 部门共同研发出超级甘蔗,正式名称为“高生物质 甘蔗”,也被称做“怪物甘蔗”,是日本第1 个设计 用于制造乙醇并且不牺牲产量的品种。但由于甘蔗 的生态适应性差异问题,国外的优良种质的优良特 性基本无法在我国蔗区表现,甘蔗优异种质的开发 只能依靠我们自主开发。我国在酿酒甘蔗种质(能 源甘蔗)方面也做了大量工作,在重金属污染矿区 种植能源甘蔗,初步筛选出了生物量大、可发酵糖 含量高,适于乙醇发酵的能源甘蔗品种──粤糖 94-128。
甘蔗汁的发酵试验表明: 采用酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae(S.cerevisiae)2.8 菌株发酵 时,发酵液残糖含量较低,乙醇的体积分数可达到 12%以上[4]。根据在湛江研究结果:在甘蔗成熟过 程中,不同品种甘蔗随糖分积累的同时,纯度(包 括简纯度和重力纯度)均不断增加,简纯度和重力 纯度在交互变化,2 者存在一个交点,交点后的纯 度曲线趋于平稳,还原糖总量逐渐减少,但在成熟 过程中,出现小的波动,转光度变化趋势与蔗汁蔗 糖分最为一致[5]。
美国Ceres Inc.生物技术公司于2006 年启动了 与我国在能源甘蔗种质创新利用方面的合作,重点 在提高甘蔗的生物量,特别是糖分含量。
我国食用酒精的生产原料以玉米为主,主要在 北方地区,而在南方地区尤其是广西等地,以前以 木薯生产酒精,但木薯生产酒精的企业效益下滑, 近年来纷纷将生产设施改造成以玉米为原料的工艺 设备,使得玉米在食用酒精行业的消耗量增加。全 国食用酒精产能从2005 年的300 万t 扩大到2007 年的560 万t 的水平。玉米酒精对我国粮食安全的 严重影响,使得非粮甘蔗酿制特色食用酒具有广阔 的市场空间。
广东省白酒年销量约为35 万t,大规模的白酒 厂寥寥无几。随着经济的发展,广东人饮酒观念发 生了改变,一般对白酒要求不但要包装精美,而且 要环保、绿色、安全,因此对有害成分含量少、低 乙醇的纯净酒的需求会越来越大。同时新的国家食 用酒精标准GB10343-2008 于2009 年10 月开始执 行,国家新的食用酒精标准要求有了很大的提高, 一大批老的酒精生产企业会因产品质量达不到国家 新的食用酒精标准要求,又没有足够资金进行技术 改造,而退出食用酒精市场,甘蔗酒从兑配白酒的 市场需求来看,不但能够迅速填补退出企业空出的 市场空间,而且还会受到市场的欢迎,具有极强的 市场竞争力。
[1] | 国家甘蔗产业技术研发中心. 国家甘蔗产业技术体系工作简报. 2010. 2
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[2] | 张佳泳,蚁细苗,张远平,曾练强,等. 利用纯甘蔗原汁酿制优质甘蔗白酒的研究初探[J]. 甘蔗糖业, 2010(2):45-47,13. (![]() |
[3] | 李敏杰,熊亚. 甘蔗酒发酵工艺条件的研究[J]. 宝鸡文理学院学报:自然科学版,2009,29(2):43-46. (![]() |
[4] | 朱国辉,罗思施,李守思,等. 重金属污染土壤能源甘蔗品种筛选及蔗汁发酵的研究[J]. 可再生能源, 2008,26(2):60-63. (![]() |
[5] | 王超,陈庄,王季槐. 湛江主要甘蔗品种蔗汁品质指标变化规律分析[J]. 中国糖料,2007(4):19-21. (![]() |