甘蔗糖业  2011 Issue (3): 6-8   PDF    
酿酒甘蔗种质资源的开发与利用
安玉兴1, 孙东磊1, 刘少谋2, 黄振瑞3    
广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室, 广东广州510316
摘要:甘蔗作为制糖工业原料,其加工路径单一,产业稳定性和抗风险能力较低。酿酒甘蔗种质的开发利用,能够为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。科学合理地开发利用优异酿酒甘蔗种质也可以有效发挥甘蔗种质资源库的作用和潜力,积极有效地保护现有甘蔗种质资源。
关键词甘蔗     酿酒     种质资源    
Development and Utilization of Sugarcane Germplasm for Liquor Making
AN Yu-xing1, SUN Dong-lei1, LIU Shao-mou2, HUANG Zhen-rui3    
Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute, Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou, 510316
Abstract: When using sugarcane as a raw material for cane sugar industry,the available processing method is limited,which causes the whole industry unstable and liable to risks.Exploiting sugarcane germplasm for liquor making could provide varied varieties for multi-function processing applications,improve economic effect of cane growing and increase income for cane growers.It can also make more efficient exploitation,and more active protection,of current germplasm resources.
Key words: Sugarcane     Liquor Making     Germplasm    

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。

1 酿酒甘蔗种质资源开发的必要性

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。

2 国内外概况
2.1 以甘蔗为原料酿制特色酒是各主要产蔗国的传统

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)
2.2 酿酒甘蔗种质开发利用是提高甘蔗产业效益的 有效途径

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。

3 市场预测和发展趋势

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。

参考文献
[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 (1)
[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. (2)
[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. (1)
[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. (1)
[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. (1)
(本篇责任编校:李金玉)