我國甘蔗品種及產品加工研究現狀

辛術貞，林 熊，楊 建，楊 毅，李華雄，陳 剛，劉建華，鄧益華，易海燕，夏運紅，歐陽麗娜，李 月，胡紅文，沈沾濤

（1.四川省內江市農業科學院，四川內江 641000；2.內江甜城蔗酒農業科技有限公司，四川內江 641000）

0 引言

甘蔗（SaccharumL.）是一種重要的經濟農作物，是世界上最重要的糖料作物及較有發展潛力的可再生能源作物。原產于印度，現廣泛種植于熱帶及亞熱帶地區。我國是世界甘蔗種植大國，海南、廣西、廣東、臺灣、福建、浙江、湖南、湖北、貴州、四川等多省份均有分布。近10年來，全國甘蔗種植面積基本穩定在1 400 khm2以上，全國甘蔗年度總產量維持10 000萬t以上。我國甘蔗精深加工研究發展較好，甘蔗精深加工產品主要包括白糖、紅糖、甘蔗汁、甘蔗酒等，副產物蔗渣可造紙、生產環保餐具制品，廢糖蜜生產高活性干酵母、焦糖色素，黑糖泥制成生物肥，甘蔗葉用于生物質發電，蔗梢可作青飼料等。通過分析我國近年來育成的甘蔗品種、加工產品工藝及研究現狀，有針對性地提出甘蔗加工產業發展建議，以期為我國甘蔗產業的持續發展提供參考。

2009—2018年全國及主要蔗區甘蔗種植面積及產量[1]見圖 1。

1 甘蔗品種的類型

甘蔗按用途不同可分為糖蔗、果蔗、能源甘蔗、飼料甘蔗等。

1.1 糖蔗

糖蔗是主要利用蔗汁中蔗糖分生產蔗糖的甘蔗品種，是蔗糖工業的主要原料。此類甘蔗一般具有單產高、含糖量高、抗逆性強、宿根性好、農藝性狀和工藝性狀良好等特點。目前，我國生產糖蔗品種較多，推廣面積較其他甘蔗品種多，在我國甘蔗主產區為廣西、云南、廣東、海南等地，主要以糖蔗種植為主，云南、貴州、四川、廣西、福建等地，高等院校、科研院所積極開展甘蔗特別是糖蔗品種選育研究，生產中有一定推廣面積且有潛力的代表品種有新臺糖20號、新臺糖22號、云蔗06-407、云蔗05-51等。

我國主要甘蔗育種單位及審定或登記的部分糖蔗品種[2-3]見表1。

表1 我國主要甘蔗育種單位及審定或登記的部分糖蔗品種

1.2 果蔗

果蔗是水果型甘蔗的簡稱，具有解渴充饑、清涼解毒、消除疲勞等功效，是一種深受人們喜愛的鮮食果品[4]。果蔗一般具有甘甜多汁、莖形美觀、莖節泡脆易撕皮、纖維含量少、單產高、抗逆性強、田間農藝性狀好等特點。我國果蔗栽培歷史悠久、資源豐富。目前在我國大部分地區均有種植，按蔗莖的顏色可分為黃皮果蔗、黑皮果蔗、白皮果蔗和青皮果蔗，其中廣泛栽培的果蔗品種為引進的“拔地拉”（Badila）。我國自20世紀90年代開始開展果蔗育種，現已育成一批優良品種，如廣西桂果蔗系列、貴州黔糖系列、四川川蔗系列和甜城系列等，一些地方果蔗特色品種在生產上也較為常見，如廣東省譚州大蔗、海豐臘蔗，福建省福州白眉蔗、同安果蔗，浙江省杭州青皮果蔗，四川省內江蜜蔗、青皮蔗等。

我國審定或登記的部分果蔗品種見表2。

1.3 能源甘蔗

表2 我國審定或登記的部分果蔗品種

能源甘蔗是指主要用于生產燃料乙醇等能源的甘蔗品種。隨著石油、煤炭等不可再生資源的日益枯竭，世界資源問題日趨嚴重，發展能源甘蔗品種、開發利用燃料乙醇是解決未來能源安全問題的重要戰略途徑之一。我國能源甘蔗研究起步較晚，但發展比較快，福建農林大學、四川省植物工程研究院、四川省內江市農業科學院等科研機構正在開展能源甘蔗品種選育。能源甘蔗主要包括能源專用和能、糖兼用兩類品種[17]。能源甘蔗在選育種方面，對蔗糖分含量的要求稍低，對產量、宿根性和抗性等方面要求較高，要求具有粗生、高產、耐旱、宿根性強、省工等特性[18]。我國現已育成的品種主要有廣西壯族自治區農業科學院甘蔗研究所育成的桂糖33號、桂糖39號[19]，四川省植物工程研究院育成的川蔗23號[20]、川蔗27號[21]等。

1.4 飼料甘蔗

飼料甘蔗主要作為飼料用的的甘蔗。甘蔗是C4型高光效作物，生長快、宿根性好、分蘗力強、一年可以收2～4次。蔗葉、蔗梢和幼莖含有豐富的蛋白質、脂肪、糖類和維生素，具有含糖量高、貯藏時間長、纖維含量低、能量高、易消化等優點，是一種極具發展前途的特高產飼料作物。我國已開展甘蔗飼用相關的研究，福建省農業科學院甘蔗研究所已育成飼用雜交甘蔗——閩牧101[22]、優質飼草型甘蔗品種——閩牧42[23]等。

2 甘蔗產品開發現狀

2.1 甘蔗的鮮食

甘蔗的鮮食以果蔗品種為主，部分地區存在糖蔗少量鮮食的現象，我國成渝等地區主要以甘蔗鮮食為主。甘蔗的鮮制多以新鮮甘蔗的冷藏為主，貯藏期較短、易變質，所以鮮制產品一般只出現在甘蔗的時令季節，常為現采現售。

2.2 甘蔗的深加工

隨著甘蔗科研的逐漸推進，甘蔗深加工技術愈加成熟。目前，甘蔗的深加工產品主要有白糖、紅糖、甘蔗酒、甘蔗汁、燃料乙醇等。

2.2.1 白糖

甘蔗制糖歷史悠久，主要有2種模式，一種是用亞硫酸法或碳酸法直接生產白糖；另一種是先用石灰法制造原糖，然后在精煉糖廠進行回溶、提凈，再次結晶成為精煉糖[24]。制糖的主要工藝為蔗汁提取→糖汁清凈→濃縮蒸發→糖漿結晶→分離→干燥→包裝→入庫。甘蔗制糖可分為硫化糖和碳化糖，硫化糖指采用亞硫酸法加工生產的機制糖，主要提供給食品廠家和居民日常生活消費；碳化糖指采用碳酸法加工生產的機制糖，主要用于飲料、醫藥行業。碳化糖保質期較長、質量較好，但價格相對較高，因此我國大部分糖廠主要生產硫化糖[25]。

2.2.2 甘蔗酒

以甘蔗為原料生產的白酒在國際上叫朗姆酒，同威士忌、白蘭地并稱為世界三大蒸餾名酒，釀造出的白酒保留了甘蔗特有的蔗香味。甘蔗釀酒是采用甘蔗莖作為酒母載體，以甘蔗原汁為原料，經加熱滅菌后進行發酵，并以甘蔗渣作為燃料，發酵醪采用雙蒸的方法蒸餾出蔗香型白酒[26]。李敏杰等人[27]研究了以甘蔗為原料發酵制酒的最佳工藝參數，結果表明甘蔗汁通過發酵制取甘蔗酒的最佳生產工藝條件是裝液量為90%，SO2用量為100 mg/kg，酵母添加量為0.4%，發酵溫度為20℃時，發酵液中乙醇的體積分數可以達到7.6%。此外，我國科研人員開展了甘蔗果酒[28-29]、靈芝甘蔗酒[30]等加工工藝探索，積極推動了我國甘蔗精深加工技術的研究。

2.2.3 甘蔗汁

甘蔗中含有豐富的糖分、水分及對人體新陳代謝非常有益的各種維生素、脂肪、蛋白質、有機酸、鈣、鐵、磷、鋅、錳等物質，尤以果蔗養分含量最為豐富。成渝地區常見甘蔗現榨現賣，將甘蔗榨汁后裝杯直接銷售，但這種方式衛生性差、保存期短、季節性強，不適宜長期保存和遠距離運輸。王薇[31]將甘蔗進行榨汁、過濾、滅菌等處理，制成甘蔗汁灌裝飲料，最大限度地保留了甘蔗原汁甜味。為增加甘蔗汁復合香氣，康佩姿等人[32]研制了藍莓甘蔗汁復合飲料；吳正奇[33]將馬蹄和甘蔗榨汁后混合，制成天然馬蹄甘蔗汁飲料；此外，生姜蔗汁[34]、甘蔗百香果熱帶復合果汁[35]、檸檬甘蔗飲料[36]、甘蔗醋[37]等復合飲料生產工藝研究不斷開展。甘蔗汁中含有多酚類、氧化酶等在空氣中極易氧化的物質，使甘蔗汁顏色易加深變褐，影響感官。陳子葉等人[38]研究了超高壓（HHP，500 MPa/4 min） 和高溫短時 （HTST，95℃/15 s） 對甘蔗濁汁和清汁pH值、可滴定酸（TA）、可溶性固形物（TSS）、總酚、色澤、褐變度等指標的影響，并分析了4℃條件下貯藏15 d內甘蔗汁品質的變化，發現HHP甘蔗清汁的褐變度增加，HTST甘蔗汁顏色穩定，綜合考慮得出超高壓殺菌有利于保持甘蔗汁品質，是適合甘蔗汁的加工技術。

2.2.4 原汁紅糖

中醫認為，紅糖性溫、味甘、入脾。紅糖具有益氣養血、健脾暖胃、祛風散寒、活血化瘀的功效，適用于產婦、兒童及貧血者食用，特別是年老體弱、大病初愈的人食用。隨著人們日益增長的對健康生活的需要及白糖市場的持續低迷，甘蔗原汁紅糖及其制品逐漸成為人們的主要追求，原汁紅糖、液體紅糖等研究不斷開展。原汁紅糖的生產流程主要是物理過程，甘蔗經壓榨、輕度澄清、蒸發濃縮、降溫成型、干燥等程序制成成品[39]，保留了甘蔗中較多的維生素和礦物質，具有較高的營養價值。陳勇等人[40]提出了原生態液體紅糖生產流程：甘蔗→壓榨提汁→初壓汁或混合汁添加石灰乳調pH值→加熱→物料分離—清汁加熱→一次濃縮→二次濃縮→灌裝→產品檢測→成品入庫，并對云南開發原生態液體紅糖的種植資源及品牌、氣候及環境、技術及政策等優勢進行了可行性分析研究。原生態紅糖產品具有天然、健康等特點，將會成為未來甘蔗精深加工的一個重要方向。

2.2.5 燃料乙醇

在巴西，甘蔗是繼石油后的第二大能源，利用甘蔗大規模生產燃料乙醇取代汽油已相當成功[41]，表明能源甘蔗作為一種新型的生物能源具有廣闊的發展前景。邱曉娜[42]對能源甘蔗生產乙醇與其他原料的比較優勢、幾種生產途徑及經濟可行性進行了分析，認為甘蔗是最佳的可再生能源作物，發展能源甘蔗生產乙醇，是解決我國能源緊缺矛盾的最佳途徑。李苗苗[43]、譚顯平等人[44]研究表明，利用甘蔗發展燃料乙醇產業具有廣闊的前景，也是切實必要的。閆德冉等人以固定化酵母作為發酵菌株，研究了甘蔗生產燃料乙醇的預處理、發酵工藝，獲得了最適工藝參數，同時指出該連續發酵工藝在生產上是完全可行的，具有工藝路線簡單、生產成本低等特點，是目前最適于大規模推廣的燃料乙醇生產工藝。

3 結語

我國發展甘蔗精深加工產品，首先要對加工產品的現行情況進行深入調研，對國內外發展現狀、存在的問題及產品發展的技術、經濟、社會效益等進行充分分析，不盲目開展。其次要準確把握產品定位，產品開發要符合市場需求，迎合消費者偏好，同時結合地方特色，大力發展“記得住鄉愁，留得住記憶”的特色甘蔗加工產品，在人們對美好生活需要日益增長的潮流中，應更加堅持產品品質高標準定位，加快規范產品加工工藝及質量標準，確保甘蔗加工產品達到國家標準及市場和消費者的期望。最后通過合理渠道積極爭取更多的金融支持和政策支持，提高市場競爭力，確保甘蔗加工產業平穩健康有序發展。