甜高粱的綜合利用與開發

甜高粱是普通粒用高粱的一個變種，同樣具有抗旱和耐澇、耐鹽堿、耐瘠薄的特點，它的精華不在于它的子粒產量高，而是在于植株高大、莖葉繁茂和富含糖分的莖稈。甜高粱莖稈的含糖量一般可達13%~23%。陜西省對甜高粱的研究和開發高度重視，確立科技先行，以甜高粱生產為基礎，建立農業、畜牧業和加工業一起發展的產業化體系，充分發揮甜高粱在糧食、飼料、能源、糖料和造紙等多方面的綜合開發利用價值，取得了一定的進展。

甜高粱在我國不同自然條件下，經過長期的適應馴化，表現出明顯的地域牲。我國北方特別是東北地區的品種多為早熟類型，從出苗到抽穗為45天~80天；幼苗直立，前期生長速度較快，植株較矮，株高在200~250厘米，平均單（株）稈質量一般在0.5千克以下；以中、緊穗型為主。長江流域的甜高粱品種從出苗到抽穗為69天 ~82天，最長的在100天以上；苗期生長緩慢，幼苗匍匐或半匍匐，株高在300厘米左右，以散穗型為主，子粒顏色比北方品種偏深。

甜高粱作為糖料、酒精、能源和造紙的原料作物，其開發效益極為顯著。早在20世紀70年代，美國、巴西等國就開始進行甜高粱品種培育和燃料乙醇生產，我國在20世紀70年代進行過甜高粱制糖的研發工作。20世紀90年代，中國科學院植物研究所組織召開了多次全國及國際甜高粱會議，國家將甜高粱莖稈制取乙醇技術列入“863”高科技研究計劃。2001年，聯合國糧農組織分別在陜西省和山東省設立甜高粱試驗基地，扶持甜高粱的開發利用。

一、制糖 甜高梁的莖汁含糖量一般為14％~21％，總的可發酵糖與甘蔗相近，但由于甜高梁莖汁中淀粉和烏頭酸的含量較高，在加工過程中會影響蔗糖的結晶和分離。不同品種的甜高粱莖稈中，其蔗糖和還原糖的比例又不同，從而給甜高粱制糖帶來困難。甜高梁常被用來制作糖漿和砂糖。

⒈制糖漿。用甜高梁制糖漿的技術簡單，方便易行，生產效率最高，莖汁中的淀粉和有機酸不會產生不良影響。生產的糖漿色澤金黃，營養豐富，具有獨特的芳香味，可廣泛應用于食品和醫藥工業。制糖漿要選用糖漿型甜高粱品種，要求莖汁含糖量高，出汁率達60％以上，同時要求莖汁中葡萄糖、果糖等還原糖的含量高，蔗糖的含量低。適宜的品種有M-81E、泰斯和特雷西等。陜西省寶雞市農科所與西北水保所研究開發成功的生產技術，其工藝分為4步：第1步，田間取稈；第2步，用三輪壓榨機榨汁；第3步，粗汁處理，先用石灰乳調節pH值至7.2~8.0，加溫至50℃~60℃，攪動后靜置沉淀；第4步，煮糖，取清汁加熱，撇去泡沫，不斷攪動，加熱溫度為120℃~130 ℃，至糖汁掉線時即可冷卻保存。

⒉制砂糖。選用糖晶型品種，要求莖汁組分中蔗糖含量高，還原糖含量低，汁液的含量要達60％以上，才能制出結晶砂糖。適宜的品種有凱勒、麗歐、雷伊、高粱蔗7418等。用甜高粱制砂糖的工藝流程為：莖稈清洗→壓榨→汁液澄清→蒸發結晶→成品。20世紀70年代，在河北省和河南省曾經總結發明了一些投資少、成本低的土法制糖工藝技術，可生產出紅砂糖，但出糖率較低。在南方甘蔗產區，利用甘蔗制糖設備生產紅砂糖，出糖率達到4.47％。近年來，通過不斷改進加工設備，在汁液澄清過程中，采用磷酸法、雙磷酸法和加酶磷酸法等制糖新技術，有效地提高了澄清效果，使汁液中的淀粉轉化為葡萄糖和果糖，提高了出糖率和砂糖質量，出糖率可達12％左右，經濟效益顯著。

二、釀制白酒、酒精 甜高粱為C4高光效作物，光能轉化率達18％~28％，是大豆、甜菜和小麥等作物的2倍~3倍，加之生物學產量極高，每畝甜高粱可生產酒精400升，比南方的甘蔗還高30％（而生育期只有甘蔗的1/3），是世界公認的高能作物。國家發改委已在9個省擴大了車用乙醇汽油的推廣試點，如果全國普及使用汽油醇，每年至少需要燃料乙醇1 000萬噸，前景非常廣闊。

用甜高粱生產乙醇酒精，一般采用液體發酵法。中科院林業所和沈陽農業大學研究了甜高粱汁液固定化酵母發酵生產乙醇技術，該技術發酵速度快，周期短，操作簡單，節省能源，與傳統發酵工藝相比，發酵時間縮短1/6，乙醇轉化率可達45％~48％。用甜高粱莖稈制白酒，應采用固體發酵技術，其成本低，工藝簡單，出酒率可達10％，每畝甜高粱莖稈可生產酒精度為50％（V/V）的白酒500千克，進一步蒸餾則可加工成乙醇。

三、造紙和制纖維板甜高粱莖稈中纖維素含量高達12％~20％。甜高粱的纖維結構好，密度高，造出的紙亮度好。采用歐共體研究的ASAM工藝技術，能夠無污染生產紙漿，其質量甚至可以超過木質紙漿。將甜高粱釀酒、制糖與造紙、制纖維板相結合，統籌規劃，利用釀酒、制糖后產生的大量稈渣造紙，可形成一個新的經濟產業鏈條。