- 淀粉糖綠色精益制造:新產(chǎn)品、新技術(shù)、新應(yīng)用
- 佟毅編著
- 2267字
- 2020-04-30 18:59:18
1.2 中國淀粉糖行業(yè)現(xiàn)狀
淀粉糖行業(yè)是目前全球生物領(lǐng)域最具潛力和充滿活力的產(chǎn)業(yè)之一,中國進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,淀粉糖的規(guī)模、產(chǎn)量、品種等得到了高速發(fā)展,產(chǎn)量從1999年的60萬噸發(fā)展到2012年的1300萬噸,位居世界第二(美國位居世界第一)。作為新型甜味劑,淀粉糖產(chǎn)業(yè)不僅為中國食品工業(yè)作出了重要貢獻(xiàn),也為生物發(fā)酵、飼料、醫(yī)藥、紡織、造紙、能源等提供有力支撐,同時(shí)推動了農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)鏈條的延伸,提高了農(nóng)產(chǎn)品的附加值,帶動了農(nóng)民種糧的積極性。
我國淀粉糖產(chǎn)品已成為全球市場中最大的供應(yīng)商之一,多種大宗產(chǎn)品在全球居于領(lǐng)先地位,出口產(chǎn)品數(shù)量也逐年增長,2013年出口創(chuàng)匯7.30億美元。目前,淀粉糖產(chǎn)品的品種已多達(dá)30多種,結(jié)晶葡萄糖、麥芽糖漿、低聚糖、麥芽糖醇、山梨醇、甘露糖醇等產(chǎn)能均為世界第一。
我國淀粉糖開發(fā)的產(chǎn)品完全具有自主知識產(chǎn)權(quán),當(dāng)前淀粉糖企業(yè)越來越重視科研開發(fā),投入金額持續(xù)增長。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,淀粉糖企業(yè)研發(fā)投入平均約占銷售收入的4.3%,最高的可達(dá)10%以上,獲得的相關(guān)專利成果數(shù)量也逐年遞增。
目前我國淀粉糖生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)裝備、工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量均已達(dá)世界先進(jìn)水平。
1.2.1 產(chǎn)量
我國淀粉糖的發(fā)展歷史很長,過去人們吃的飴糖、關(guān)東糖以及人們熟悉的葡萄糖等都是淀粉糖。但長期以來,我國淀粉糖生產(chǎn)成本居高不下,所以行業(yè)一直未得到大的發(fā)展,到1999年,全國淀粉糖產(chǎn)量只有60萬噸。進(jìn)入21世紀(jì)以來,淀粉糖企業(yè)勇于開拓,大膽創(chuàng)新,積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),特別是在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備上進(jìn)行國產(chǎn)化,使得生產(chǎn)成本大幅降低,行業(yè)也得到了飛速發(fā)展,到2012年全國淀粉糖產(chǎn)量已達(dá)1300萬噸,14年時(shí)間產(chǎn)量增長到原來的近22倍,到2013年平均年增速17.25%,這個(gè)發(fā)展速度是驚人的。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年全國淀粉糖總產(chǎn)量1198萬噸,比2013年下降2.2%,其中固體糖450萬噸(表1-1),較2013年增長4.4%,麥芽糊精產(chǎn)量增加;液體糖748萬噸,較2013年下降5.8%。
表1-1 2014年淀粉糖產(chǎn)品產(chǎn)量

從圖1-1可以看出2000~2012年的13年中,淀粉糖從100萬噸發(fā)展到1300萬噸,增長為原來的13倍。2014年,在生產(chǎn)成本高漲、產(chǎn)能增長過快、食糖價(jià)格低迷、市場疲軟等諸多因素影響下,淀粉糖產(chǎn)量再次出現(xiàn)了負(fù)增長,回落到2011年水平之下。

圖1-1 2000~2014年淀粉糖產(chǎn)量
1.2.2 品種
利用含淀粉的糧食、薯類等為原料,經(jīng)過酸法、酸酶法或酶法制取的糖,包括麥芽糖、葡萄糖、果葡糖漿等,統(tǒng)稱淀粉糖。淀粉糖在我國有悠久的歷史,在公元500多年的《齊民要術(shù)》中就提到糖,而且詳細(xì)地描述了用大米制糖方法。淀粉糖種類按成分組成來分大致可分為液體葡萄糖、結(jié)晶葡萄糖(全糖)、麥芽糖漿(飴糖、高麥芽糖漿、麥芽糖)、麥芽糊精、麥芽低聚糖、果葡糖漿等。其具體分類見表1-2。
表1-2 淀粉糖的主要品種

(1)液體葡萄糖 液體葡萄糖是控制淀粉適度水解得到的以葡萄糖、麥芽糖以及麥芽低聚糖組成的混合糖漿。葡萄糖和麥芽糖均屬于還原性較強(qiáng)的糖,淀粉水解程度越大,葡萄糖等含量越高,還原性越強(qiáng)。淀粉糖工業(yè)上常用葡萄糖值(dextrose equivalent,DE值;糖化液中還原性糖全部當(dāng)做葡萄糖計(jì)算,占干物質(zhì)的百分率稱葡萄糖值)來表示淀粉水解的程度。液體葡萄糖按轉(zhuǎn)化程度可分為高、中、低3大類。工業(yè)上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的中轉(zhuǎn)化糖漿,其DE值為30%~50%,其中DE值為42%左右的又稱為標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖漿。高轉(zhuǎn)化糖漿DE值在50%~70%,低轉(zhuǎn)化糖漿DE值30%以下。不同DE值的液體葡萄糖在性能方面有一定差異,因此不同用途可選擇不同水解程度的淀粉糖。
(2)葡萄糖 葡萄糖是淀粉經(jīng)酸或酶完全水解的產(chǎn)物,由于生產(chǎn)工藝的不同,所得葡萄糖產(chǎn)品的純度也不同,一般可分為結(jié)晶葡萄糖和全糖兩類,其中葡萄糖占干物質(zhì)的95%~97%,其余為少量因水解不完全而剩下的低聚糖,將所得的糖化液用活性炭脫色,再流經(jīng)離子交換樹脂柱,除去無機(jī)物等雜質(zhì),便得到了無色、純度高的精制糖化液。將此精制糖化液濃縮,在結(jié)晶罐冷卻結(jié)晶,得含水α-葡萄糖結(jié)晶產(chǎn)品;在真空罐中于較高溫度下結(jié)晶,得到無水β-葡萄糖結(jié)晶產(chǎn)品;在真空罐中結(jié)晶,得無水α-葡萄糖結(jié)晶產(chǎn)品。
(3)果葡糖漿 如果把精制的葡萄糖液流經(jīng)固定化葡萄糖異構(gòu)酶柱,使其中葡萄糖一部分發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng),轉(zhuǎn)變成其異構(gòu)體果糖,得到糖分組成主要為果糖和葡萄糖的糖漿,再經(jīng)活性炭和離子交換樹脂精制,濃縮得到無色透明的果葡糖漿產(chǎn)品。這種產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71%,糖分組成為果糖42%(干基計(jì))、葡萄糖53%、低聚糖5%,這是國際上在20世紀(jì)60年代末開始大量生產(chǎn)的果葡糖漿產(chǎn)品,甜度等于蔗糖,但風(fēng)味更好,被稱為第一代果葡糖漿產(chǎn)品。20世紀(jì)70年代末期世界上研究成功用無機(jī)分子篩分離果糖和葡萄糖技術(shù),將第一代產(chǎn)品用分子篩模擬移動床分離,得果糖含量達(dá)94%的糖液,再與適量的第一代產(chǎn)品混合,得果糖含量分別為55%和90%兩種產(chǎn)品,甜度高過蔗糖,分別為蔗糖甜度的1.1倍和1.4倍,也被稱為第二代、第三代產(chǎn)品。第二代產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77%,果糖55%(干基計(jì))、葡萄糖42%、低聚糖3%。第三代產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,果糖90%(干基計(jì))、葡萄糖7%、低聚糖3%。
(4)麥芽糖漿 麥芽糖漿是以淀粉為原料,經(jīng)酶或酸酶結(jié)合法水解制成的一種淀粉糖漿。和液體葡萄糖相比,麥芽糖漿中葡萄糖含量較低(一般在10%以下),而麥芽糖含量較高(一般在40%~90%)。按制法和麥芽糖含量不同分別稱為飴糖、高麥芽糖漿、超高麥芽糖漿等。其糖分組成主要是麥芽糖、糊精和低聚糖。
1.2.3 產(chǎn)值
從圖1-2中可以看出淀粉糖所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益一直是穩(wěn)步上升,特別是2007~2012年間,保持33.57%的高年均增長率。

圖1-2 1999~2013年淀粉糖產(chǎn)值情況
中國淀粉糖產(chǎn)業(yè)根本的推動力來自兩方面:一是食糖與淀粉糖價(jià)差的拉大增加了淀粉糖對食糖的替代作用,提升了淀粉糖的市場競爭力;二是食品行業(yè),特別是飲料業(yè)的發(fā)展增加了對糖的需求,這為淀粉糖業(yè)提供了發(fā)展的機(jī)會。