甜高粱的综合利用与开发.doc

甜高粱的综合利用与开发甜高梁是普通粒用高粱的一个变种，同样具有抗旱、耐涝和耐盐碱、耐瘠薄的特点，其籽粒产量为3 t/hm2-9 t/hm20它的精华不在于它的籽粒，而是在于植株高大、茎叶繁茂和富含糖分的茎秆。甜高粱茎秆的含糖量一般可达13%-23%。陕西省对甜高粱的研究和开发高度重视，确立科技先行，以甜高粱生产为基础，建立农业、畜牧业和加工业一起发展的产业化体系，充分发挥甜高粱在粮食、饲料、能源、糖料和造纸等多方面的综合开发利用价值，取得了一定的进展。1甜高粱种质资源的征集与研究美国是世界上甜高粱研究与利用最先进的国家，但其获得的第一个甜高梁品种是“中国琥珀”。甜高粱作为高梁的一个变种，在我国栽培历史悠久，种质资源丰富，分布范围极广，品种类型多样，我国已搜集整理并编入目录的甜高粱品种有384份。20世纪70年代- 80年代，我国先后从美国、澳大利亚和印度等国引入甜高粱资源1200多份，目前已搜集、保存甜高粱种质资源总计达1600余份。在国内征集的甜高粱品种中，有158份为分布在各地的农家地方品种，以湖北、陕西的数量最多，为30份和27份，其余101份散布于全国16个省、区，数量分别为1份-12份。研究表明，甜高粱在我国不同自然条件下，经过长期的适应驯化，表现出明显的地域特征。我国北方特别是东北地区的品种多为早熟类型，从出苗到抽穗日数为45天一80天；幼苗直立，前期生长速度较快，植株较矮，株高在200 era-250 cm，平均单（株）秆质量一般在0.5 kg以下；以中、紧穗型为主。长江流域的甜高粱品种从出苗到抽穗日数较长，为69天- 82天，最长的在100天以上；苗期生长缓慢，幼苗匍匐或半匍匐，植株较高，株高在300 cm左右，以散穗型为主，籽粒颜色比北方品种偏深，颖壳全包被的较多。陕西省共征集、保存甜高粱品种39份，其中27份为地方品种，12份为育成品种（系），是全国资源最多的省份。通过对其中25份地方品种的研究表明，其品种具有生育期长、生长繁茂和类型丰富等特性。2甜高粱综合利用开发的技术研究甜高粱作为糖料、酒精、能源和造纸的原料作物，其开发效益极为显著。早在20世纪70年代，美国、巴西等国就开始进行甜高粱品种培育和燃料乙醇生产，我国在20世纪70年代进行过甜高粱制糖的研发工作。90年代，中国科学院植物研究所组织召开了多次全国及国际甜高粱会议，国家将甜高粱茎秆制取乙醇技术列入“863”高科技研究计划，2001年，联合国粮农组织分别在陕西省和山东省设立甜高粱试验基地，扶持甜高粱的开发利用。(1)制糖甜高梁的茎汁含糖量一般为14%-21%，总的可发酵糖与甘蔗相近，但由于甜高梁茎汁中淀粉和乌头酸的含量较高，在加工过程中会影响蔗糖的结晶和分离。不同品种的甜高粱茎秆中，其蔗糖和还原糖的比例又不同，从而给甜高粱制糖带来困难。甜高粱常被用来制作糖浆和砂糖。制糖浆。用甜高粱制糖浆的技术简单，方便易行，生产效率最高，茎汁中的淀粉和有机酸不会产生不良影响。生产的糖浆色泽金黄，营养丰富，具有独特的芳香味，可广泛应用于食品和医药工业。制糖浆要选用糖浆型甜高粱品种，要求茎汁含糖量高，出汁率达60%以上，同时要求茎汁中葡萄糖、果糖等还原糖的含量高，蔗糖的含量低。适宜的品种有M-81E、泰斯和特雷西等。陕西省宝鸡市农科所与西北水保所研究开发成功的生产技术，其工艺分为4步：第1步，田间取秆；第2步，用三轮压榨机榨汁；第3步，粗汁处理，先用石灰乳调节pH值至7.2 - 8.0，加温至50-60，搅动后静置沉淀；第4步，煮糖，取清汁加热，撇去泡沫，不断搅动，加热温度为120-130，至糖汁掉线时即可，冷却保存。制砂糖。选用糖晶型品种，要求茎汁组分中蔗糖含量高，还原糖含量低，汁液的含量要达60%以上，才能制出结晶砂糖。适宜的品种有凯勒、丽欧、雷伊、高粱蔗7418等。用甜高粱制砂糖的工艺流程为：茎秆清洗一压榨一汁液澄清一蒸发结晶一成品。20世纪70年代，在河北省和河南省曾经总结发明了一些投资少、成本低的土法制糖工艺技术，可生产出红砂糖，但出糖率较低。在南方甘蔗产区，利用甘蔗制糖设备生产红砂糖，出糖率达到4.47%。近年来，通过不断改进加工设备，在汁液澄清过程中，采用磷酸法、双磷酸法和加酶磷酸法等制糖新技术，有效地提高了澄清效果，使汁液中的淀粉转化为葡萄糖和果糖，提高了出糖率和砂糖质量，出糖率可达12%左右，经济效益显著。(2)酿制白酒、酒精甜高粱为C4高光效作物，光能转化率达18% -28%，是大豆、甜菜和小麦等作物的2倍-3倍，加之生物学产量极高，甜高粱可生产酒精6000 l_/hm2，比南方的甘蔗还高30%（生育期只有甘蔗的1，3），是世界公认的高能作物。国家发改委已在9个省扩大了车用乙醇汽油的推广试点，如果全国普及使用汽油醇，每年至少需要燃料乙醇1000万t，前景非常广阔。用甜高粱生产乙醇酒精，一般采用液体发酵法。中科院林业所和沈阳农业大学研究了甜高粱汁液固定化酵母发酵生产乙醇技术，该技术发酵速度快，周期短，操作简单，节省能源，与传统发酵工艺相比，发酵时间缩短1/6，乙醇转化率可达45%48%。用甜高粱茎秆制白酒，应采用固体发酵技术，其成本低，工艺简单，出酒率可达10%，可生产酒精度为50% (V/V)的白酒7.5 t/hm2，进一步蒸馏可加工成乙醇。(3)造纸和制纤维板甜高粱茎秆中纤维素含量高达12%20%。甜高粱的纤维结构好，密度高，造出的纸亮度好。采用欧共体研究的ASAM工艺技术，能够无污染生产纸浆，其质量甚至可以超过木质纸浆。将甜高粱酿酒、制糖与造纸、制纤维板相结合，统筹规划，利用酿酒、制糖后产生的大量秆渣造纸，可形成一个新的经济产业链条。3甜高梁产业化开发需要解决的问题(1)宣传推广甜高粱是个古老的作物，但甜高粱产业却是一个新兴的产业，需要加大研究宣传力度，扩大示范基地建设，开发甜高粱的经济潜能。(2)品种选育甜高粱的品种数量还较少。多数优质甜高粱品种生育期较长，应选育早熟品种。要按照用途，选育优质高产的青贮型、青饲型、糖浆型、糖晶型和高糖型专用品种。(3)加工技术甜高粱的加工利用还处在起步阶段，大规模的产业化开发需要对现有的工艺技术和加工设备进行研究改进、中试和熟化。当前的另一个问题是甜高粱收获期过于集中