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目前國內外對從蔗渣和濾泥中提取蔗蠟等高附加值產品的研究較多。但是,從制糖生產方式中得到的副產品蔗渣和濾泥進行提取蔗蠟是舍近求遠的做法,因為蔗蠟只存在于甘蔗表皮,甘蔗渣、濾泥是甘蔗經過處理后的副產品,其中的總類脂物約有60%殘留于蔗渣中,40%進入混合汁。如從甘蔗渣、濾泥中提取蔗蠟,一是在制糖生產過程中部分蔗蠟損失,二是由于甘蔗渣、濾泥的量較大,使得提取難度較大。若從甘蔗蔗皮中提取蔗蠟或直接提取二十八烷醇,則避免了蔗蠟的損失和原料處理量大的問題。從甘蔗皮中提取蔗蠟或高級醇是最有價值的選擇。
提取植物甾醇
植物甾醇是一種天然活性物質,具有重要的應用價值。目前的研究證明,植物甾醇在抑制腫瘤、抑制癌細胞增生、保持體內環境穩定、控制代謝及調節應激反應等方面都有重要作用。最新研究還表明,植物甾醇具有抗病毒功能。基于植物甾醇對人體的諸多功能及其特有的性質,植物甾醇已在醫藥、食品、化妝品等行業中得到了廣泛應用。相信不久的將來,植物甾醇降膽固醇食品就會被推向市場。2010-04-20《中國醫藥報》一篇題為“全球植物甾醇市場需求廣闊,我國有差距”的文章報道:低脂肪和低固醇類食品可顯著降低心臟病的發病率,因此造就了植物甾醇的廣闊市場需求。歐盟批準其可應用于食品,美國FDA也通過了其降低膽固醇的健康聲稱,更促進了植物甾醇的廣泛應用。在歐洲市場,三大植物甾醇供應巨頭———科寧公司、ADM公司和Raisio生命科學公司控制著歐洲79%的市場份額,其他22家公司占據著21%的市場份額;82.2%的植物甾醇應用于功能食品和飲料領域中,17.8%應用于飲食增補劑、藥品和化妝品中。據中國植物提取產業信息網了解,歐盟市場每年對植物固醇類成分的消費超過4000t。2008年,歐盟植物甾醇市場規模達到4億歐元,預計到2012年,市場增長率將達到114%。近幾年,國內對植物甾醇的研究步伐也在加快,為甘蔗皮中提取植物甾醇提供了許多技術參考。甘蔗是中國分布地區很廣的經濟作物,從甘蔗皮中提取植物甾醇是利用豐富資源的一個途徑,具有巨大的開發潛力。
生產木糖醇及低聚木糖
木糖醇是一種具有營養價值的甜味物質,是多元醇中最甜的甜味劑,同時也是人體糖類代謝的正常中間體。作為一種純天然的功能性產品,木糖在國外市場已經非常普及。1973年《日本食品添加物便覽》對木糖說明為:無熱量甜味劑、葷菜肴制品添加劑、油脂抗氧化劑、醬色原料、各種香味原料、整腸劑、低吸濕性原料、醫藥用、工業原料。進入90年代以來,人們對保健食品的需求越來越大,具有甜味劑、改善肝功能、防齲齒、降血糖、減肥以及提高機體的免疫能力等保健功能的木糖醇在全球年消費量呈現出快速增長趨勢,三高(高脂肪、高糖、高蛋白)飲食所引起的富貴病正日益凸出木糖醇的健康價值,木糖醇是目前世界上公認的安全健康型甜味劑。木糖醇未來在醫藥領域具有廣闊的研究和應用前景。盡管木糖的生產已經有幾十年的歷史,但人們對木糖醇的研究仍在進行。有研究生產方法的,也有研究其應用的。文獻就介紹了木糖醇在口香糖、酸奶、糖果、飲料、焙烤食品以及酒類中的應用。
木糖醇加工工業是一個新興工業,有著廣闊的應用前景。甘蔗中聚戊糖的含量達20%~30%,木糖、木糖醇及低聚木糖等被認為是甘蔗副產品中最有價值的產品。我國是產糖大國,甘蔗原料資源豐富,市場廣闊,發展條件得天獨厚。廣西農墾在國內首創以甘蔗渣為原料專業生產功能糖和稀有糖,使上游生產過程中產生的低價值副產物成為下游高附加值產品的優勢原料,把傳統制糖業轉變為資源綜合利用型現代工業循環經濟生態產業鏈,實現資源綜合利用。隨著經濟的發展,人民生活逐漸由溫飽型向營養型、保健型轉變,木糖醇將成為未來發展的必然趨勢。
提取膳食纖維
膳食纖維作為一種極其重要的食品成分已經成為功能性食品領域研究的熱門課題。膳食纖維被公認為是蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質和水之后的第七大營養素。在我國,由于膳食不平衡或營養過剩而造成的“文明病”已在我國出現,肥胖癥、高血脂、冠心病、糖尿病和結腸癌等已成為危害我國人民健康的主要疾病。而膳食纖維卻具有諸多良好的醫療保健功能:預防由冠動脈硬化引起的心臟病;預防長時間便秘而引起的痔瘡及下肢靜脈曲張;改善糖代謝,有降血糖作用;預防脂肪肝的作用;減緩農藥的毒害作用;增強人體抗癌能力,預防癌癥;治療腸炎。因此,開展從甘蔗皮中提取膳食纖維的研究,對提高我國人民的健康水平是非常必要和緊迫的任務,具有非常重要的現實意義。膳食纖維因具有重要的生理功能已經成為國內外功能性食品研究的熱點,蔗渣是一種安全、便宜的理想膳食纖維源,近年來國內外已十分注意蔗渣膳食纖維的研究。蔗渣是很好的天然膳食纖維源,從蔗渣中提取的膳食纖維在安全性、消費者接受性方面具有明顯優勢。蔗渣經粉碎、漂洗、除異味、脫色、干燥等步驟,即可生產膳食纖維粉,其提取工藝過程比較簡單,適合產地發展加工產業。充分利用甘蔗皮開發新型膳食纖維具有巨大的潛力和優勢。
甘蔗皮所含的色素在制糖生產過程中常變成更深色物質對生產有很大的不良影響。如能合理利用,則能變廢為寶,造福人類。隨著社會的發展和人民生活水平的提高,食品的色、香、味越來越受到人們的重視,因而色素的品種和需求量也越來越大。天然色素中的主要成分有很多是食物中的固有成分,并具有一定的營養價值和生理保健作用。作為食品的著色劑,需食用安全可靠、有利于人類的健康,天然色素因安全性的優勢而更為人們所接受。因此利用無毒無害的天然物質提取食用色素,已經成為色素發展的趨勢。甘蔗皮富含天然色,許多學者已對甘蔗紅色素的提取和穩定性作了初步研究。研究表明,甘蔗紅色素在弱酸、中性及堿性條件下穩定,提取方法簡單且成本低,具有一定的開發潛力,為進一步開發利用甘蔗天然色素提供科學依據。另外,蛋白質及淀粉等非糖分對蔗汁澄清及蔗糖結晶均有重要不良影響,可回收用于飼料等加工業。一般方法是用堿液溶解提取濾泥中的蛋白質類,提取液加酸凝固粗蛋白,通過簡單的工藝過程進行回收利用。
提升效益,造福人類
為更好地開發利用蔗渣、濾泥、糖蜜等副產物,世界各國一直在不斷研究探索。利用蔗渣生產一次性餐具可以替代塑料快餐具,能有效防止“白色污染”。在半纖維素中嵌入長鏈酰基氯化物可使其具有防水性能。有研究表明,和蔗渣相比用甘蔗皮纖維增強復合材料的性能更優。提蔗蠟等成分后的蔗皮,比普通蔗渣堅硬,加樹脂粘膠劑可制強度高的硬質人造板或條形材,可代替木材應用于建筑的梁、柱、門框等,從而減少人們對木材的依賴。因此,加快對甘蔗皮的研發,充分開發高附加值的產品,將大大提升制糖企業的經濟效益和社會效益。在社會效益方面,前面所述的節能減排和保健功能都是很好的說明。雖然甘蔗皮中的許多非糖分不利于制糖生產,但對人體健康卻非常有利,將其提取后進一步加工,可實現變廢為寶、造福人民。同時,由于對甘蔗皮的開發利用,將為社會創造更多的就業機會。
在經濟效益方面,對甘蔗進行壓榨提汁之前,如能先將甘蔗皮中的蔗蠟、色素等成份提取出來,對制糖生產有兩大好處:一是降低了制煉原料(即混合汁)的非糖分含量,提高蔗汁純度,減少了造蜜成分,有利于澄清和煮煉,可縮短煮煉時間,從而減少糖分損失,進而提高煮煉收回;二是由于色素的提取,大大減少了影響產品糖的色值因素,從而提高了成品糖的質量。如能先將甘蔗中的類脂物提取出來再用于其它用途,就可極大提高甘蔗資源的利用效率,獲得更高的經濟效益,如從甘蔗皮中提取蔗蠟及從蔗蠟中提取二十八烷醇。加快對甘蔗皮進行綜合開發利用,提取較多高附加值產品,將給企業產生巨大的經濟效益。
結語
中國南方屬熱帶、亞熱帶氣候,適宜甘蔗的生長。中國是世界上種植最早的國家,是世界第三大甘蔗生產國。甘蔗皮的綜合開發利用,具有良好的發展前景,蘊藏著巨大的商機。加快利用甘蔗皮生產附加值高、市場前景好的項目研發,是甘蔗綜合利用的新突破,將成為糖廠經濟發展的新增長點,對提高蔗糖產業經濟效益有重要意義。同時也將產生良好的社會效益和環境效益,造福人類。
作者:韋相貴何永玲侯昭武樊東紅劉淵薛斌顏世周張千鋒賓凱單位:欽州學院廣西欽州