传统甘蔗亚硫酸法制糖工艺清净效率低，原料 和物料中葡聚糖对制糖各工序以及糖产品质量带来 严重负面影响。亚硫酸法制糖工艺已有百年历史， 优点是工艺和设备简单，成本较低。但它存在着糖 汁清净脱色效率低的缺陷，生产的白砂糖的色值和 灰分以及二氧化硫含量偏高，难以在高端的食品、 饮料（如可口可乐等）、制药行业中得到使用。改革 亚硫酸法制糖工艺被认为是目前糖业界急需进行的 研究项目之一。我国90%以上的耕地白糖是采用亚 硫酸法进行生产，寻找一种新的技术先进、简单易 行、环保绿色的制糖澄清工艺技术以改革和发展现 有的亚硫酸法制糖工艺已成为制糖行业的当务之 急。制糖过程使用酶制剂对于提高澄清效果、降低 能耗和减少排污有明显作用，是典型的绿色生物处 理工艺^[1]。在蔗汁澄清过程中使用新型酶制剂——葡聚糖酶，可有效降解清除制糖物料中的葡聚糖， 提高澄清效果，增加清混汁纯度差，提高蔗糖结晶 率，增加煮炼回收率及提高白砂糖产品质量。

上世纪60 年代，国外就开始探索应用淀粉酶、 葡聚糖酶、果胶酶等除去制糖物料中多糖，降低物 料粘度，加快沉降过滤速度，减少蒸煮时间，降低 蒸汽消耗，提高糖的品质和产量^[2]。此项技术在美 国、澳大利亚、丹麦等国家已得到一定的推广和应 用^{[3, 4]}。葡聚糖酶在制糖中的作用效果显著，可提升 制糖产品的质量和竞争力。高效葡聚糖酶应用于制 糖清净无疑对制糖行业清洁生产、技术进步及促进 产业发展具有积极意义。我们在2013/14 年榨季分 别在广西农垦糖业集团下属的多家糖厂使用本研发 团队自主研发的葡聚糖酶进行了生产性试验，均取 得了可喜的结果，为今后的葡聚糖酶在糖厂澄清中 广泛应用打下了基础；试验中采用葡聚糖单抗试剂 盒测定生产过程中的葡聚糖，能快捷、准确测定甘 蔗原料、在制品和产品中的葡聚糖含量，对葡聚糖 酶的作用效果进行准确评价。本文就葡聚糖酶应用 于糖厂清净提高产品质量及回收的效果进行研究。

根据葡聚糖酶学性质研究结果，再结合制糖生 产的工艺条件确定酶添加位置，一般葡聚糖酶的酶 解反应温度不超过65℃、酶解pH 范围选择在4.5～ 6.8 之间、酶解作用时间不少于5 min，物料锤度不 大于35゜Bx。因此将加酶点定在甘蔗压榨蔗汁中。

根据甘蔗压榨采用复式渗浸法的情况，加酶点 定在甘蔗压榨机组的第1 座及倒数第2 座压榨机的 蔗汁槽中。

葡聚糖酶为一种液体产品，其添加装置由2 个 100 L 塑料桶及2 个蠕动计量泵组成。

葡聚糖酶的加入量：按每万吨甘蔗加入150 kg 原液，在第1 个点加入量为酶总量的2/3，第2 点加 入量为酶总量的1/3。

采用未加酶组空白试验与加酶组试验进行对 比。通过加酶前后混合汁、澄清汁、白砂糖等中间 制品及产品的葡聚糖含量变化以及澄清汁、白砂糖 质量理化指标、煮炼收回、煮糖操作等综合评价葡 聚糖酶使用效果。

样品采集仍按糖厂日常方法进行采集，样品的 锤度、糖度（蔗糖分）、纯度、色值等按制糖日常分 析方法进行。样品的葡聚糖含量利用葡聚糖单抗试 剂盒进行测定。葡聚糖与葡聚糖单抗所形成的可溶 性免疫复合物会从液相析出，使反应液出现混浊， 通过测定反应液的浊度与标准品对照，即可计算出 检样中的葡聚糖含量。

（1）样品制备：待测样品经0.45 μm 滤器过滤。 如待测样品中葡聚糖含量大于1000 μg/mL，则必须 进行稀释后再测定。

（2）标准品测定：把1.0 mL 抗体加入测试皿中， 置入浊度计，读数，重复几次，读取稳定浊度值作为 空白值N 标0。加入10 μL 标准品，立即用1 mL 移液 枪反复吹打6 次（尽量避免产生气泡）并开始计时置 入浊度计，达2 min 时读取浊度值N 标，则葡聚糖标 准品引起的浊度变化值△NTU 标为(N 标－N 标 0)。

（3）样品测定：把1.0 mL 抗体加入测试皿中， 置入浊度计，读取稳定浊度值作为空白值N 样0。加 入10 μL 待测样品，立即用用1 mL 移液枪反复吹打 6 次（尽量避免产生气泡）并开始计时置入浊度计， 2 min 时读取浊度值N 样，则样品引起的浊度变化值 △NTU 样为(N 样－N 样 0)。

（4）计算结果表示： CF=M 标/△NTU 标 M 样=CF×△NTU 样

式中：CF 为转换系数，M 标为葡聚糖标准品浓 度(ppm)，M 样为样品中的葡聚糖含量(mg/kg)。

在蔗场人工采集不同新鲜程度的甘蔗样品3 个，分别为新鲜甘蔗、刀口表面变黑甘蔗、完全变 质甘蔗，利用小型压榨机压榨出蔗汁，并利用免疫 比浊法测其葡聚糖，结果如表1 所示。结果表明， 葡聚糖含量能反映甘蔗的新鲜程度，甘蔗越不新鲜， 其蔗汁葡聚糖含量越高，锤度也越低。这是因为甘 蔗在存放过程中微生物大量繁殖，导致糖分转化损 失，同时产生葡聚糖。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 不同新鲜程度的甘蔗蔗汁葡聚糖含量比较

表1 不同新鲜程度的甘蔗蔗汁葡聚糖含量比较

表2 为加酶前后各在制品的葡聚糖含量，序号 1、2、3、4 分别表示在4 个糖厂进行试验。从表2可以看出，4 个糖厂的混合汁（初压汁）空白样品 葡聚糖含量还是较高，说明甘蔗不新鲜，在存放和 压榨过程中微生物大量繁殖，导致糖分转化损失， 同时产生葡聚糖。而加葡聚糖酶后混合汁葡聚糖含 量在2 号糖厂从177 mg/kg·°Bx 降到为19 mg/kg·°Bx，而清汁未检出，说明加入葡聚糖酶能完 全降解蔗汁中的葡聚糖。3 号糖厂由于是停榨前的 10 多天做的试验，甘蔗砍运更不新鲜，空白样品的 混合汁、清汁葡聚糖含量达到300 mg/kg·°Bx 左右， 但加入葡聚糖酶后混合汁已降至29 ～ 38 mg/kg·°Bx，清汁已基本没有。这说明用葡聚糖酶可 以有效地除去蔗汁中的葡聚糖。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 加酶前后各在制品的葡聚糖含量

表2 加酶前后各在制品的葡聚糖含量

由于蔗汁中的葡聚糖被降解后，蔗汁的粘度会 降低，在澄清过程中可更好地清除蔗汁中的杂质， 对澄清汁的各项指标均有改善作用。表3 为加酶前 后澄清效果指标变化情况，从表3 可以看出，加酶 后脱色率和清混汁纯度差都有提高。从现场观察的 情况看，澄清汁较加酶前更透亮。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 加酶前后澄清效果指标变化情况

表3 加酶前后澄清效果指标变化情况

加酶有助于煮炼回收的提高，表4 为加酶前后 煮糖的变化情况。从表4 可以看出，3 个糖厂甲膏 的膏蜜纯度差均提高，说明加酶后白砂糖结晶率提 高，而废蜜重力纯度下降，产糖率或煮炼收回率提 高，从废蜜带走的糖减少。从现场岗位操作工人反 映，加酶期间糖浆容易过滤，糖膏比较爽手好煮。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 加酶前后煮糖的变化情况

表4 加酶前后煮糖的变化情况

图1～图3 为1、3、4 号糖厂加酶前后白砂糖 的葡聚糖含量变化情况（2 号糖厂因为出产原糖没 有记录统计）。 由于糖厂的煮糖都采用套种煮制法，因此加葡 聚糖酶后，要使中间物料完全不含葡聚糖需要最少 3 天时间，从图中也证明要几天后白砂糖的葡聚糖 才能完全检测不出来。

图1(Figure 1)

图1 1号糖厂加酶前后白砂糖的葡聚糖含量变化情况

图2(Figure 2)

图2 3号糖厂加酶前后白砂糖的葡聚糖含量变化情况

图3(Figure 3)

图3 4号糖厂加酶前后白砂糖的葡聚糖含量变化情况

表5 数据是由加酶前的86 个编号和加酶期间的 85 个编号白砂糖统计得出。可以看出，二氧化硫含 量加酶前24 mg/kg，加酶后下降至18 mg/kg，加酶 后白砂糖一级A 率提高了24 个百分点。这证明了 物料中的葡聚糖加酶降解对提高白砂糖质量有一定 效果。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 加酶前后白砂糖的质量变化情况（3 号糖厂统计数据）

表5 加酶前后白砂糖的质量变化情况（3 号糖厂统计数据）

（1）在甘蔗压榨过程中使用本研发团队自主研 发的新型酶制剂——葡聚糖酶，可以有效降解蔗汁 中葡聚糖，除去率达到98%以上，白砂糖产品葡聚 糖含量低至不能检出。可以预见，在炼糖过程中， 葡聚糖酶对于清除由原糖带来的葡聚糖，提高精炼 效率，提高产品质量将起到显著的效果。

（2）加酶期间压榨车间的曲筛蔗饭（葡聚糖） 没有出现，混合汁箱的泡沫减少，消泡剂的用量减 少，蔗汁清净效果提升，糖浆容易过滤，煮糖糖膏 比较爽手、好煮，蔗糖收回率提高，废蜜纯度降低。 我们预期，酶处理后的蔗汁可以降低后续处理工艺 强度，如硫熏强度等。

（3）本试验使用葡聚糖单克隆抗体试剂盒，能 快捷、准确测定甘蔗原料、在制品和产品中的葡聚 糖含量，使甘蔗新鲜度评价和制品、产品中的葡聚 糖的监控有了科学、有效的创新方法，同时也将为 今后机械化收获甘蔗的质量管理提供科学依据。