甘蔗新鮮度對制糖生產(chǎn)的影響及保持新鮮度措施

摘要：甘蔗是蔗糖生產(chǎn)的原料，其新鮮度直接影響產(chǎn)糖率和成品糖的品質(zhì)，還涉及制糖過程的能效和成本控制，因此，確保甘蔗新鮮度已成為蔗糖生產(chǎn)企業(yè)提升糖業(yè)競爭力的重要策略。本研究開展甘蔗新鮮度對制糖生產(chǎn)影響及保持新鮮度措施研究，發(fā)現(xiàn)廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨甘蔗采收、運輸和初加工過程中甘蔗快速腐敗的挑戰(zhàn)，其中，甘蔗從切割到糖廠加工時間的延長會導(dǎo)致其糖分損失，增加糖廠的加工難度，進而引起糖分產(chǎn)出和質(zhì)量降低。在制糖過程中，為最大限度地保持甘蔗的新鮮度，必須優(yōu)化甘蔗的收獲、運輸和存儲流程。具體措施包括：在甘蔗收獲環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量減少甘蔗在高溫環(huán)境暴露以縮短其從田間到糖廠的時間；在運輸環(huán)節(jié)，應(yīng)用先進的冷鏈物流技術(shù)，通過快速冷卻進行防腐處理，以延長甘蔗儲存時間并減少運輸過程中的糖分流失；在存儲環(huán)節(jié)，采用恒溫恒濕的倉儲技術(shù)，確保甘蔗在最佳條件下儲存。此外，通過引入信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)甘蔗狀態(tài)和運輸環(huán)境的實時監(jiān)控，可確保從田間到糖廠的每個環(huán)節(jié)均在最佳條件下進行。諸多確保甘蔗新鮮度技術(shù)的應(yīng)用將有助于建立一個更高效、可持續(xù)的蔗糖生產(chǎn)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：甘蔗新鮮度；產(chǎn)糖率；成本控制；科學(xué)管理

中圖分類號：S566.1；S-9

0" 引言

近年來，我國蔗糖產(chǎn)量均在900.0萬t/年左右，占食糖產(chǎn)量的85.0%[1]；廣西是全國主要甘蔗生產(chǎn)地區(qū)，甘蔗種植面積約128.0萬hm2/年，蔗糖產(chǎn)量近700.0萬t，約占全國蔗糖產(chǎn)量的65.0%[1-3]。因此，廣西的蔗糖產(chǎn)業(yè)對國家食糖安全具有至關(guān)重要的作用，確保廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定和發(fā)展對維持我國食糖供給和市場穩(wěn)定至關(guān)重要[4]。甘蔗一旦脫離土壤就會迅速啟動呼吸作用，導(dǎo)致糖分損耗和品質(zhì)下降，因此，維持甘蔗的新鮮度對制糖產(chǎn)量和質(zhì)量尤為重要[5]。在實際生產(chǎn)中，影響甘蔗新鮮度的因素主要有采收時間、運輸條件、儲存環(huán)境和加工速度。甘蔗不新鮮主要發(fā)生在采收后的運輸和儲存環(huán)節(jié)[6]。喬崗[7]研究表明，甘蔗砍運榨方面的勞動力配置和設(shè)備缺乏更科學(xué)合理的安排，導(dǎo)致無法保證甘蔗第一時間進入糖廠制糖而影響甘蔗的新鮮度。馮奕璽[8]研究發(fā)現(xiàn)，管理人員派砍計劃不科學(xué)，未綜合考慮連續(xù)雨天造成甘蔗不及時運出可能產(chǎn)生的漚蔗問題，會影響甘蔗的新鮮度，降低甘蔗糖分。在保持甘蔗新鮮度方面，黃尚志[9]研究認為，實現(xiàn)砍運榨優(yōu)化調(diào)度，破解砍運管理難題，促進合理科學(xué)砍運榨安排，對提高運輸效能、保持甘蔗新鮮度和進一步提高出糖率至關(guān)重要。周力平[10？]研究指出，引入控制先進儲存技術(shù)（氣氛存儲）可有效延緩甘蔗的腐敗過程。此外，廣西蔗糖企業(yè)應(yīng)投資研發(fā)更高效的甘蔗預(yù)處理技術(shù)，以減少甘蔗加工前的生物降解速度。在管理層面，李朝明等[11]研究提出，制糖生產(chǎn)過程的管控措施和經(jīng)驗進行簡要闡述，如在糖廠通過制定農(nóng)務(wù)管理方面、入榨甘蔗的新鮮度、保證甘蔗砍削質(zhì)及在工藝生產(chǎn)過程方面優(yōu)化壓榨車間、清凈車間、煮煉車間的管控措施，并實時跟蹤監(jiān)控進廠甘蔗的狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整加工策略，從而提高出糖率。梁子洪[12]研究認為，政府和蔗糖生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)共同推動制糖行業(yè)標準升級，制定嚴格的甘蔗質(zhì)量控制指標。本研究探討甘蔗新鮮度對制糖工藝穩(wěn)定性的影響，并提出一系列創(chuàng)新措施，旨在為廣西蔗糖生產(chǎn)提升原料蔗利用效率、蔗糖產(chǎn)品質(zhì)量及推動蔗糖產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步和可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1" 甘蔗新鮮度的評估

1.1" 甘蔗新鮮度的定義

甘蔗新鮮度是指甘蔗采收后能保持其原有的鮮活程度和品質(zhì)，主要取決于采收時間、保存溫度和濕度等因素，也是評價甘蔗采收后保持其原始新鮮狀態(tài)和品質(zhì)的重要指標[13]。甘蔗一旦從田間收割，其內(nèi)部的生物化學(xué)反應(yīng)會迅速啟動，導(dǎo)致糖分轉(zhuǎn)化和品質(zhì)下降，新鮮度受到影響[14]。因此，確保甘蔗在最短時間內(nèi)從田間轉(zhuǎn)移到加工地點，以及在整個運輸和儲存過程中抑制各種病害感染，成為保持甘蔗新鮮度的關(guān)鍵措施[15]。正確的采收時機和優(yōu)化的保存條件不僅可最大限度地減少品質(zhì)下降，還能提高糖廠的加工效率和成品糖的質(zhì)量[15？]。

1.2" 甘蔗新鮮度的評估方法

評估甘蔗新鮮度涉及多個方面，主要包括外觀特征評估、化學(xué)特性測定和酶活性檢測等。這些綜合評價指標能提供關(guān)于甘蔗新鮮度的全面信息。外觀特征評估是評價甘蔗新鮮度的直觀方法，包括觀察甘蔗的色澤、紋理和是否有機械損傷或腐敗跡象。健康和未受損傷甘蔗的表皮完整和顏色鮮明。化學(xué)特性測定是通過分析甘蔗中的糖分來進行，糖分直接關(guān)系到制糖效率，是評估甘蔗新鮮度非常關(guān)鍵的指標，糖分高低可反映甘蔗是否在最佳時期采收，以及儲存和運輸過程中是否保持適宜的條件。酶活性檢測是了解甘蔗內(nèi)部生化過程的重要手段，在甘蔗采后，某些酶如蔗糖酶會影響蔗糖的穩(wěn)定性，導(dǎo)致糖分分解，因此監(jiān)測這些酶的活性可有效預(yù)測甘蔗新鮮度和品質(zhì)的變化情況。通過外觀特征評估、化學(xué)特性測定和酶活性檢測的綜合應(yīng)用，可更客觀、準確地評估甘蔗的新鮮度，為制糖工業(yè)提供高質(zhì)量的原料，確保產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率。

本研究對2023年12月1—17日采集于金光農(nóng)場的甘蔗樣品進行檢測，結(jié)果（表1和表2）發(fā)現(xiàn)，在常溫存儲條件下，同一采收批次甘蔗的庶汁品質(zhì)和產(chǎn)糖率在采收后前 3 d的降幅相對較小，隨著采收時間的繼續(xù)延長，庶汁品質(zhì)和產(chǎn)糖率的降幅越來越明顯，其中，庶汁純度從采收后第1 d～第7 d共下降19.21，產(chǎn)糖率下降6.77%；在低溫存儲條件下，從采收后第1 d～第7 d庶汁品質(zhì)也有所下降，但僅下降13.91，產(chǎn)糖率僅下降2.1%。由于低溫存儲需要額外耗費一定的成本，因此，在實際生產(chǎn)中為了最大程度地保持甘蔗的新鮮度和提高生產(chǎn)效率，應(yīng)盡量減少甘蔗存儲時間。

2" 甘蔗新鮮度對制糖生產(chǎn)的影響

2.1" 對糖分的影響

新鮮甘蔗的糖分較高，其制糖效益也相應(yīng)較高。但隨著甘蔗采收后時間的延長，其糖分會發(fā)生降解和轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致糖分下降，降低制糖效益。甘蔗內(nèi)部的生物化學(xué)反應(yīng)是造成糖分損失的主要原因[14]。特別在甘蔗被切割和暴露于外界環(huán)境后，氧化作用加劇，一系列酶如蔗糖酶活性開始加強，并加速蔗糖的分解。此外，不適宜儲存的高溫和高濕條件，會進一步加快蔗糖的分解過程，加快甘蔗腐敗速度，進而影響糖分的穩(wěn)定性。

2.2" 對酶活性的影響

在甘蔗采收后的一段時間內(nèi)，其酶活性會逐漸減弱。甘蔗中的酶，特別是涉及糖分轉(zhuǎn)化的蔗糖酶，在甘蔗采后會逐漸失活，這種酶活性的減弱直接影響糖漿的質(zhì)量和產(chǎn)量。隨著酶活性的減弱，原本用于分解蔗糖產(chǎn)生葡萄糖和果糖的過程會變得不完全或不規(guī)則，導(dǎo)致糖漿的純度和濃度下降。酶活性減弱在酶法制糖過程中會引發(fā)一系列不良反應(yīng)，如不穩(wěn)定的酶活性可能導(dǎo)致糖分不均勻分解，進而影響糖漿的一致性和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。這種不穩(wěn)定性還可能引起生產(chǎn)過程波動，影響制糖工藝的穩(wěn)定性和效率。因此，掌握甘蔗采后酶活性的變化規(guī)律并采取應(yīng)對措施至關(guān)重要。通過采用科學(xué)方法控制儲存條件，如適當?shù)臏囟群蜐穸瓤刂?，可有效地減緩酶活性下降速度。此外，研發(fā)更高效的酶抑制劑或通過基因改良技術(shù)增強甘蔗儲存的穩(wěn)定性，也是保持甘蔗品質(zhì)、優(yōu)化制糖過程的有效途徑。

2.3" 對糖漿收率的影響

新鮮甘蔗含有豐富的糖分，經(jīng)適當加工后可得到高質(zhì)量糖漿。但甘蔗采收后如果不能及時運輸和保存，在不適宜的溫度和濕度條件下，糖分會隨著時間的推移加速降解，這不僅會影響糖漿的質(zhì)量，而且還會顯著降低糖漿的收率。新鮮甘蔗還含有較高水平的可發(fā)酵糖分，能提高糖漿的產(chǎn)量，增強糖漿的穩(wěn)定性，從而提升最終產(chǎn)品的品質(zhì)。此外，新鮮甘蔗中的酶活性較高，有助于糖提取過程中更高效地轉(zhuǎn)化糖分，減少生產(chǎn)過程中的能耗與物耗。為了保證甘蔗的新鮮度和優(yōu)化糖漿收率，必須采取改進甘蔗采收技術(shù)、縮短從田間到糖廠加工時間及優(yōu)化甘蔗儲存和運輸條件（如使用冷藏技術(shù)減緩糖分降解速度）等一系列有效措施，確保能從甘蔗中提取到最高質(zhì)量和最大量的糖漿。

3" 保持甘蔗新鮮度的措施

3.1" 采收時間控制

高溫和高濕會加速甘蔗糖分分解和增強酶活性，從而影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。及時采收的甘蔗能保持較高的新鮮度，新鮮甘蔗在糖分和生物化學(xué)屬性上更穩(wěn)定，直接影響后續(xù)的加工效率和糖漿質(zhì)量。因此，合理安排甘蔗的采收時間對于確保甘蔗新鮮度和品質(zhì)至關(guān)重要。為了最大限度地保持甘蔗體內(nèi)糖分的穩(wěn)定性和降低腐敗率，針對廣西地區(qū)的具體情況，應(yīng)合理控制采收時間，避免在高溫或高濕條件下采收；選擇適宜的成熟期進行采收，避免因甘蔗過熟而導(dǎo)致糖分流失；采收后應(yīng)迅速進行運輸、加工，減少甘蔗在運輸和儲存過程中的質(zhì)量損耗；在氣溫較低、濕度適中的條件下采收，可有效減少甘蔗采后的生理變化和糖分損失。由此可見，通過精細化管理采收流程，不僅可提升甘蔗的處理質(zhì)量，還可優(yōu)化制糖過程的整體效率，確保制糖企業(yè)能從每一批甘蔗中獲得最大的經(jīng)濟效益。

3.2" 選用適宜的甘蔗貯存條件

適宜的貯存條件對延長甘蔗新鮮度、保持其糖分及酶活性極為關(guān)鍵。甘蔗在貯存過程中必須避免高溫、高濕和機械損傷，這些因素均可能加速糖分分解和增加腐敗風險。為使甘蔗的保鮮效果最大化，必須合理控制貯存環(huán)境的溫度和濕度。降低溫度可有效減緩甘蔗體內(nèi)的生化反應(yīng)速率，從而保持糖分穩(wěn)定。同時，適度控制濕度有助于防止甘蔗表面微生物生長和內(nèi)部水分過度蒸發(fā)，進一步維護甘蔗的品質(zhì)和重量。此外，在搬運和貯存過程中受到損傷的甘蔗容易發(fā)生有害微生物感染，品質(zhì)下降加速。因此，采取適當?shù)陌b和輕柔的搬運方式對保持甘蔗的整體質(zhì)量和新鮮度同樣重要。通過采取科學(xué)化的貯存管理措施，可顯著延長甘蔗的儲存期，保障其進入制糖工藝時仍保持最佳狀態(tài)，從而確保最終糖產(chǎn)品的高品質(zhì)。

3.3" 防止甘蔗腐敗

采取適當?shù)姆栏胧?，如進行甘蔗表面防腐處理、妥善包裝和保護，可有效延長甘蔗的新鮮度，減少損失。有效的防腐處理措施如對甘蔗表面施加抗微生物涂層，使用安全的生物防腐劑，可顯著抑制微生物活動，從而減緩甘蔗的腐敗速度。妥善的包裝設(shè)計不僅可保護甘蔗免受外界物理傷害，也可阻隔有害微生物和過多水分進入，進一步維護甘蔗的內(nèi)在品質(zhì)。包裝材料應(yīng)選擇透氣和結(jié)實的材質(zhì)，確保在保持適宜濕度的同時避免包裝材料內(nèi)部凝聚水分，以有效控制內(nèi)部環(huán)境，減少細菌和霉菌滋生感染甘蔗。適當?shù)臏囟瓤刂埔彩欠栏呗灾胁豢苫蛉钡牟糠?，低溫存儲能顯著延緩甘蔗生理及化學(xué)反應(yīng)速度，保持其新鮮狀態(tài)。

4" 結(jié)語

在制糖行業(yè)中，甘蔗的新鮮度是決定蔗糖品質(zhì)和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，甘蔗的新鮮度直接影響其糖分、酶活性和糖漿收率。通過控制采收時間、選用合適的貯存條件、減少機械損傷和采取防止甘蔗腐敗等提升甘蔗質(zhì)量和制糖效率的策略，可明顯提高蔗糖產(chǎn)量和蔗糖品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本，推動廣西蔗糖制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并為廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)帶來創(chuàng)新的生產(chǎn)方式，促進區(qū)域經(jīng)濟全面提升。

參考文獻：

[1]吳建明，李燕嬌，鄧宇馳，等. 中國甘蔗栽培的研究進展[J]. 廣西科學(xué)，2022，29（4）：613-626.

[2]李景霞." 生物炭對甘蔗氮、磷和鉀累積分布的影響[J]. 廣西糖業(yè)，2024，44（1）：1-5.

[3]張躍彬，鄧軍，胡朝暉. “十三五”我國蔗糖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及“十四五”發(fā)展趨勢[J]. 中國糖料，2022，44（1）：71-76.

[4]張木清，楊本鵬. 關(guān)于加快甘蔗源頭創(chuàng)新、保障國家食糖安全的建議[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2023，39（5）：6-8.

[5]劉桂云，徐艷芳，梁達奉，等. 甘蔗生產(chǎn)過程葡聚糖的形成與檢測研究進展[J]. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2015，11（4）：277-281.

[6]文光輝，余龍. 湛江墾區(qū)甘蔗糖分低因素分析及應(yīng)對措施[C]//中國作物學(xué)會甘蔗專業(yè)委員會第15次學(xué)術(shù)研討會. 北京：中國作物學(xué)會甘蔗專業(yè)委員會，2014.

[7]喬崗. 甘蔗機械化收獲推廣的阻礙因素及解決方案研究[J] . 廣西大學(xué)，2023.

[8] 馮奕璽. 淺談原料蔗管理對制糖工業(yè)生產(chǎn)的影響[J]." 甘蔗糖業(yè)，2002（2）：23-24.

[9]黃尚志. 崇左市蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題及其信息化解決方案研究[J]. 成都：西南交通大學(xué)，2013.

[10]

[11]李朝明，鐘志才，毛俊杰，等. 淺談景真糖廠提高產(chǎn)品質(zhì)量和糖分收回的管控措施和經(jīng)驗[J]. 甘蔗糖業(yè)，2023，52（2）：47-52.

[12]梁子洪. 甘蔗\"雙高\"基地生產(chǎn)技術(shù)綜合應(yīng)用研究[C]//廣西糖業(yè)二次創(chuàng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級研討會論文集. 南寧：廣西生產(chǎn)力學(xué)會，2017.

[13]梁逸，黃海波，柳穎，等. 葡聚糖——甘蔗新鮮度的可靠指標 [J]. 廣西糖業(yè)，2014（6）：23-26.

[14]黃東杰，張樹珍，范海闊，等. 甘蔗的蔗糖代謝[J]. 植物生理學(xué)通訊，2006，42（4）：755-760.

[15]梁永檢. 甘蔗“健康種子”生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2016.

（責任編輯" 思利華）