甘蔗梢研究進(jìn)展

肖 祎，呂 達(dá)，陳 政，陳道德，劉 軍，周英明

（四川省植物工程研究院，資中641200）

甘蔗是我國主要的糖料作物，每年甘蔗糖產(chǎn)量占食糖總產(chǎn)量的90%以上。長期以來人們都將甘蔗的研究放在了高產(chǎn)、高糖、高抗等品種選育及栽培措施方面，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要求的變化，制糖產(chǎn)業(yè)鏈的不斷延伸以及人們生活水平的提高，甘蔗的研究領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。從甘蔗育種、栽培、制糖技術(shù)發(fā)展到蔗渣糖蜜、甘蔗梢葉等綜合利用研究，尤其是甘蔗梢的利用研究有了快速發(fā)展。甘蔗梢是對收獲甘蔗時(shí)砍下的頂上2～3個(gè)嫩節(jié)和青綠色葉片的統(tǒng)稱，俗稱“甘蔗尾”，約占甘蔗全重的10%。甘蔗梢營養(yǎng)成分豐富，富含糖分、蛋白質(zhì)，20多種氨基酸，維生素B6、核黃素、硫胺素、煙酸、葉酸、泛酸等各種維生素。新鮮甘蔗梢含有約 70%的水分，甘蔗梢風(fēng)干物約含有 30%的粗纖維，7%的粗蛋白，32%的總糖分（包括蔗糖和還原糖），7%的有機(jī)酸，并含有一定數(shù)量的脂肪、淀粉、維生素、酶等。

本文將從4個(gè)方面介紹甘蔗梢的研究進(jìn)展情況。

1 甘蔗梢留種栽培技術(shù)研究

蔗梢留種較全莖留種有用種量小，生產(chǎn)成本低，原料蔗產(chǎn)量更高等優(yōu)勢。大通湖農(nóng)場農(nóng)科所于1986—1988年，對蔗梢留種的采梢時(shí)間、節(jié)位、藥劑滅菌、貯藏越冬及栽培技術(shù)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出高緯度蔗區(qū)蔗梢留種宜在11月下旬，選取以最高肥厚帶往下數(shù)第七個(gè)節(jié)作為蔗梢種最佳，蔗梢種砍收后及時(shí)用1000倍多菌靈液處理的蔗芽成活率可達(dá)95.33%；窖寬70～80cm、窖深60cm的窖型和窖內(nèi)蔗梢斜放的貯藏效果最好，蔗芽成活率可達(dá)97.90%[1]。余松泉等報(bào)道：蔗梢留種栽培的甘蔗在生育性狀和經(jīng)濟(jì)性狀上均比全莖栽培好，出苗率高9.95%，分蘗率、有效莖數(shù)、產(chǎn)量及蔗糖分均優(yōu)于全莖栽培[2]。李家友報(bào)道：蔗梢做種1個(gè)月出苗，且出苗率達(dá)98%，每畝蔗田留下的蔗梢可供第二年2～3畝新植蔗之用[3]。馮國斌等報(bào)道：蔗梢留種可提前10～20d出苗，且5月時(shí)苗數(shù)較蔗莖種植苗數(shù)多53.46%，可提早20～30d進(jìn)行大培土[4]。甘蔗梢留種栽培技術(shù)已發(fā)展得較為成熟，并在實(shí)踐中得到了充分應(yīng)用，是提高甘蔗單產(chǎn)、降低成本、增加收入的有效途徑。

2 蔗梢飼料

中國是世界上僅次于巴西、印度之后的第三大食糖生產(chǎn)國，然而規(guī)?；?、專業(yè)化、商品化的甘蔗生產(chǎn)，使種植模式單一化，阻礙了蔗區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。原料蔗砍收后剩余的約占甘蔗全株10%的甘蔗梢，其纖維鮮嫩且含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素等，是發(fā)展畜牧業(yè)青飼料的首選。早在1984年，保國裕就指出可利用甘蔗梢作為飼料大力發(fā)展畜牧業(yè)[5]。由于甘蔗砍收期較為集中，甘蔗梢易出現(xiàn)積壓而大量枯干或霉變，造成青飼資源的極大浪費(fèi)，因此為延長蔗梢供飼期，廣大科研工作者對甘蔗梢青貯及飼喂效果進(jìn)行了研究。

2.1 甘蔗梢青貯技術(shù)研究

鄧衛(wèi)東等從3個(gè)方面研究了不同的添加劑對甘蔗梢青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：添加0.5%丙酸的pH值和IVDMD（體外干物質(zhì)消化率）分別為3.9和53.33%[6]，添加0.6%尿素的pH值、粗蛋白、乳酸和IVDMD分別為3.9、9.85%、3.60%和47.38%[7]，添加0.5%NaCl的pH值、乳酸和IVDMD分別為3.8、3.719%和53.34%[8]，其青貯品質(zhì)均為各試驗(yàn)中最好，明顯改善了青貯甘蔗梢品質(zhì)。鄭曉靈等在直接青貯的基礎(chǔ)上分別添加0.2g/kg復(fù)合微生物菌劑（EM菌劑）和0.2g/kg纖維素酶進(jìn)行了甘蔗梢青貯品質(zhì)試驗(yàn)，試驗(yàn)均以甘蔗梢直接青貯為對照[9-10]，結(jié)果表明：添加EM和纖維素酶青貯，與直接青貯的感官評定均屬優(yōu)質(zhì)青貯料，但添加EM可不同程度降低pH值、粗蛋白質(zhì)、粗纖維、Ca、P及氨態(tài)氮等的百分含量，提高了粗脂肪、無氮浸出物及可溶性糖分的百分含量；添加纖維素酶可限制氨態(tài)氮產(chǎn)生，降低水分、粗纖維、粗蛋白、Ca和P含量，顯著提高干物質(zhì)和粗灰分含量，同時(shí)提高粗脂肪、無氮浸出物及可溶性糖含量，明顯改善青貯甘蔗梢品質(zhì)。陳育峰等研究了尿素和糖蜜對甘蔗梢青貯品質(zhì)的影響，結(jié)果表明添加0.6%尿素+5%糖蜜混合處理的青貯料品質(zhì)最好[11]。余梅等采用切碎、直接青貯、添加0.6%尿素青貯和添加0.7mL/kg EM青貯的不同方式處理甘蔗梢，結(jié)果表明：各處理青貯飼料感官評定均屬優(yōu)質(zhì)青貯料，纖維分含量無顯著差異，添加尿素和EM青貯均顯著提高了甘蔗梢的粗蛋白、粗脂肪、Ca和P含量，蔗梢能量含量增幅較直接青貯更大，能明顯改善青貯甘蔗梢營養(yǎng)價(jià)值[12]。李春霞利用纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶青貯甘蔗梢，結(jié)果表明：3種纖維酶制劑均能改善青貯效果，提高青貯料的品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值，其最佳添加量分別為3.00 IU/g、21.00 IU/g和9.00 IU/g，但當(dāng)3種纖維酶制劑以4.00 IU/g、21.00 IU/g和12.00 IU/g組合青貯甘蔗梢時(shí)，效果更佳[13]。

除利用不同添加劑改善甘蔗梢青貯品質(zhì)外，貯藏方式對青貯品質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。鄭芥丹等在此基礎(chǔ)上探討了甘蔗梢不同處理?xiàng)l件下，袋裝青貯對品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：甘蔗梢袋裝青貯125d仍不變質(zhì)，有效延長了青貯料供應(yīng)期，且甘蔗梢淋雨后仍可進(jìn)行袋裝青貯[14]。

2.2 甘蔗梢水解技術(shù)研究

李春霞研究了纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶3種酶制劑對甘蔗梢的水解效果，結(jié)果表明：利用3種酶制劑水解甘蔗梢都能提高還原糖生成量，降低中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量，改善飼用價(jià)值，其纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶的最佳添加量為3.00 IU/g，28.00IU/g，9.00IU/g；當(dāng)纖維素酶、木聚糖酶和果膠酶的添加量按4.00 IU/g、35.00 IU/g和9.00 IU/g組合水解甘蔗梢時(shí)還原糖生成量最高，為15.79 mg/mL，效果優(yōu)于任意單一酶，且NDF和 ADF含量最低，與對照組相比分別降低了32.80%（P＜0.01）和28.95%（P＜0.01）[13]。

2.3 甘蔗梢飼喂效果研究

早在20世紀(jì)80年代，廣東農(nóng)科院畜牧研究所就用青貯甘蔗梢飼喂奶牛和肉牛，但試驗(yàn)效果卻不甚理想[15]。21世紀(jì)以來，人們從多角度研究了甘蔗梢的養(yǎng)牛育肥效果。

許紅以新臺糖22號、拔地拉和巴西60號3個(gè)品種的蔗梢為材料，研究了不同類型品種在一定生態(tài)條件下其葉梢產(chǎn)量和養(yǎng)牛的關(guān)系，結(jié)果表明：不管是飼養(yǎng)肉牛還是奶牛，其經(jīng)濟(jì)效益都較單純的種植業(yè)有顯著提高，最高可達(dá)556.11%[16]，為蔗區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性調(diào)整尋找突破口提供了參考。劉建勇利用直接青貯和添加EM菌劑青貯甘蔗梢飼喂水牛，結(jié)果直接青貯飼喂效果甚微，平均日增重（ADG）僅為33g；但經(jīng)EM青貯飼喂，ADG極顯著提高，可達(dá)314g（P＜0.01），若在此基礎(chǔ)上每日補(bǔ)給濃縮料或清料，ADG最高可達(dá)1431g[17]，育肥效果及經(jīng)濟(jì)效益顯著。王文庶等的試驗(yàn)結(jié)果表明：飼喂120%甘蔗梢青貯飼料組較對照平均每頭日增重提高227g（23.3%，P＜0.01），且各部位的瘦肉率、脂肪覆蓋率都高于對照組[18]。劉建勇等利用氨化甘蔗梢飼喂肉牛，平均日增重達(dá)992g，其屠宰率、凈肉率、眼肌面積分別為60.25%、18.45%、86.5cm2，牛肉質(zhì)量達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[19]。合理利用甘蔗梢養(yǎng)?？商岣哂市Ч纳婆Ｈ馄焚|(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益。

3 菜用甘蔗梢開發(fā)研究

甘蔗作為蔬菜利用是以幼嫩的蔗梢（甘蔗筍）——莖尖白色嫩芯為產(chǎn)品，一般蔗筍莖粗1～1.5cm，長度7～10cm時(shí)品質(zhì)最佳，可烹調(diào)成各種營養(yǎng)豐富的美味佳肴。目前，甘蔗筍蔬菜已風(fēng)靡臺灣，在日本、韓國、香港等地區(qū)也受到人們的青睞，廣州、云南、廣西也在陸續(xù)開發(fā)甘蔗筍。甘蔗筍除作新鮮蔬菜外，可加工成罐頭銷往各地。李群林對甘蔗筍的真空裝工藝進(jìn)行了研究，并于2006年獲得專利[20]，提出工藝過程為：新鮮甘蔗筍→清洗→水∶鹽∶甘蔗筍=1∶0.15∶1，煮制 2 min（100～110℃）→老古井水冷卻→消毒→真空包裝。 余銘等研制了甘蔗筍軟罐頭生產(chǎn)工藝，其工藝流程為：新鮮甘蔗筍→清洗→預(yù)煮（90～100℃，10 min）→冷卻→裝袋→加湯汁→封口→沸水殺菌（100℃，20 min）→降溫→檢驗(yàn)→成品，提出罐液配方為NaCl 0.3% 、檸檬酸0.3%、CaCl20.02%時(shí)最有利于甘蔗筍的長期保存[21]。此兩種工藝均具有工藝簡單、成本低、營養(yǎng)豐富、食用方便的特點(diǎn)，為甘蔗筍產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

4 甘蔗梢汁開發(fā)研究

4.1 甘蔗梢飲料開發(fā)研究

甘蔗梢富含人體必須的多種氨基酸、維生素、糖類、無機(jī)鹽及微量元素等。經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明甘蔗梢飲料口服無毒，且具有改善營養(yǎng)狀況、強(qiáng)壯身體、增加體內(nèi)堿儲備及降低機(jī)體耗氧量等功效[22]，是一種營養(yǎng)豐富，安全可靠，具有優(yōu)良功效的天然果汁飲料。20世紀(jì)80年代，陳俊昌等已進(jìn)行甘蔗梢飲料制造工藝的研究并獲得專利[23]。雷程等以新臺糖22號為材料，對豆?jié){—石灰法澄清甘蔗梢汁的工藝進(jìn)行改進(jìn)，提出熟豆?jié){量15%、pH值7，溫度80℃時(shí)甘蔗梢汁澄清工藝最優(yōu)[24]，為甘蔗梢飲料的開發(fā)提供了重要的理論支持。

4.2 有益化學(xué)成分研究

早在1988年，鄧禮波就提出發(fā)展甘蔗梢氨基酸及其潛在植物蛋白生產(chǎn)，是甘蔗綜合利用的一種有效途徑[25]。利用甘蔗梢氨基酸與高級脂肪酸酰氯可合成一種離子型表面活性物質(zhì)——CH3-（CH2）-CONH-R-CONH-R-COOH[26]，在農(nóng)藥、肥皂、紡織品及印染工業(yè)方面有著廣泛的用途。利用蔗梢氨基酸治療豚鼠灼傷也取得較好的效果[27]。為讓甘蔗梢汁得到更有效的綜合利用，張業(yè)輝進(jìn)行了甘蔗梢中苯丙氨酸、酪氨酸、組氨酸、賴氨酸和精氨酸5種單一氨基酸的提取分離工藝研究[28]，試驗(yàn)結(jié)果表明：使用活性炭吸附苯丙氨酸和酪氨酸，再以1.5mol／L的氨水對酪氨酸以及60%的乙醇對苯丙氨酸洗脫程度較好，經(jīng)濃縮結(jié)晶，分離出兩種氨基酸；用離子交換吸附法分離堿性氨基酸，用氨水以1mL／min流速洗脫可獲得較高純度的堿性氨基酸，再分別以5種洗脫劑洗脫氨基酸，NH4COOH效果最好。蘇杏嚴(yán)等進(jìn)行了甘蔗梢中黃酮類多酚化合物提取工藝研究，得出最佳提取工藝：料液比為1∶10、60%乙醇于60℃提取50min，黃酮類多酚化合物提取率為0.255%[29]。

5 展望

5.1 大力推廣蔗梢留種技術(shù)，甘蔗梢留種出苗快、齊，可節(jié)省蔗種，且利于合理密植。

5.2 繼續(xù)完善甘蔗梢青貯、水解、氨化技術(shù)，加強(qiáng)甘蔗梢養(yǎng)殖效果研究力度，探索甘蔗梢飼料最佳配方。廖惠珍等利用甘蔗梢改善水葫蘆青貯品質(zhì)取得良好效果[30]，因此，研究利用甘蔗梢改善更多青飼料品質(zhì)，可擴(kuò)大甘蔗梢青飼料應(yīng)用范圍，為甘蔗業(yè)與畜牧業(yè)雙贏發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

5.3 菜用甘蔗梢（甘蔗筍）的研究，目前僅有營養(yǎng)成分及灌裝工藝方面的研究報(bào)道，為進(jìn)一步擴(kuò)大菜用甘蔗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與開發(fā)利用，進(jìn)一步提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，除科學(xué)合理利用原料蔗砍收廢棄物精深加工外，應(yīng)加強(qiáng)菜用甘蔗品種選育、高產(chǎn)栽培技術(shù)、采收技術(shù)及貯藏保鮮等方面的研究。

5.4 加強(qiáng)甘蔗梢汁功能、有益成分提取工藝及植物蛋白生產(chǎn)等方面的研究，科學(xué)合理利用甘蔗梢汁豐富的營養(yǎng)成分。據(jù)報(bào)道：我國雖是氨基酸大國，卻不是產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國，氨基酸生產(chǎn)消耗了大量的主糧作物，造成主糧供應(yīng)緊張，充分合理開發(fā)蔗梢氨基酸可為氨基酸生產(chǎn)提供突破口，促進(jìn)我國氨基酸產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

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