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糖蜜的資源化利用一直受到人們的重視。第一部分介紹了糖蜜的初級利用，即直接作為飼料添加劑、混凝土外加劑和造紙助劑等；第二部分介紹了糖蜜的深度利用，即以糖蜜為發酵原料，生產各種發酵制品、生物制品和生物能源，并對糖蜜的資源化趨勢進行了分析。
關鍵詞：糖蜜，飼料添加劑，混凝土外加劑，蔗糖，焦糖色素，液體糖，紅糖粉

糖蜜是制糖工業的一種副產物，其總糖含量可達50%左右，同時亦含有多種礦物質、維生素、纖維素、胺類等。由于其價格低廉，且資源化利用的工藝簡單，因此在化工、輕工、食品、醫藥和建材等行業中具有很大的開發價值。目前，國內外對糖蜜的利用主要分兩類：一是初級利用，即直接利用。二是深度利用，及從中提取有效成分，或作為發酵原料生產高附加值的發膠制品和生物制品，如焦糖色素、酵母、乳酸、氨基酸、單細胞蛋白、酒精以及丙酮丁醇等。
1 初級利用
所謂初級利用，也就是糖蜜經過簡單處理或不處理，直接作為原料或輔料加以利用。該途徑雖然產品附加值低，但沒有發酵廢液排放造成的環境污染問題，因此在國外廣泛利用。
1.1作飼料添加劑
由于糖蜜不僅是一種能量原料，而且還具有消化吸收快、提高適口性、降低粉塵提高顆粒質量等有點，在歐美等國以及亞洲一些國家和地區，糖蜜被當做一種物美價廉的飼料原料，使用非常普遍。如直接作飼料添加劑、與粗糧等直接混合喂養牛羊等牲畜等。或者在配合飼料中添加糖蜜，喂養家禽。在奶牛業發達的國家，如加拿大、比利時、英國、沒過、荷蘭及澳大利亞等國，將糖蜜作為一種常用的能量飼料添加到奶牛日糧中，添加糖蜜的飼料可以明顯增加牛乳的產量和提高牛乳中各種營養成分的比例。然而在我國，由于對糖蜜缺乏必要的了解和飼養習慣上的一些原因，糖蜜在飼料加工中的使用非常有限。
1.2作混凝土外加劑及助磨劑
近年來我國混凝土外加劑由于生產成本過高，品種和性能比較單一，因此在混凝土中的應用同世界發達國家相比還有較大的差異。糖蜜作為建筑行業的混凝土減水劑、緩凝劑及助磨劑成為研究熱點。
1.2.1減水劑
高性能混凝土要求具有較高流動性、高強度和耐久性等優良性能。減水劑由于其超分散作用，特別是達到非常低的水膠比后使混凝土能夠保持高流動性，是高性能混凝土性能保證不可缺少的一種重要組分。
不同減水劑由于極性強弱不同，往往可起到協同效應，從而顯著改善混凝土拌合物的和易性并減少坍落度的經時損失。糖蜜的減水機理以水化膜潤滑作用和降低水泥顆粒界面能效應為主。研究表明，蜜胺脂與25%的糖蜜復配制成高效減水劑，它對水泥凈漿、砂漿有較好的減水效果，流動度經時損失小。而且能明顯改善混凝土的和易性，降低坍落度損失和提高混凝土抗壓強度。
1.2.2緩凝劑
緩凝劑是用來延長混凝土凝結時間的一種外加劑，它能使新拌混凝土在較長時間內保持塑性，便于灌注。同時可以減少坍落度損失，增加混凝土的耐久性。另外還可以延緩水泥水化放熱，減少因水化放熱產生的溫度應力而使混凝土產生裂縫的施工事故。
糖蜜可以作為緩凝劑添加到建筑行業水泥中。糖蜜不僅可以增加新鮮水泥的流動性，延緩凝固時間，而且添加了糖蜜的水泥提高了強度。糖蜜類緩凝劑的緩凝機理是由于蔗糖化鈣、葡萄糖鈣和果糖化鈣是親水性表面活性劑，當水泥與水混合時，它們能吸附在水泥顆粒表面，形成親水的吸附穩定層，并改變了原來水泥顆粒在水中形成的網狀結構，使吸附在網狀結構體中的水釋放出來。糖蜜的緩凝作用使早期水泥水化過程較為緩慢，從而使砂漿早期強度比沒有摻糖蜜的低。
1.2.3助磨劑
改性糖蜜還可以作為水泥的助磨劑。高于環境溫度的條件下，在酸性和堿性環境中連續處理糖蜜，酸處理生成單糖、醛糖酸和氨基碳酸；堿處理生成糖精酸及其鹽、醛糖酸鹽和氨基碳酸及其鹽，這些物質具有表面活性劑的性質，可用于水泥熔渣研磨，有良好的助磨效果。此外，還有專利報道糖蜜配合滑石粉等可作為水泥助磨劑。
1.3作造紙助劑
糖蜜作為造紙助劑有其獨特的優點。由于糖蜜同時含有蔗糖、單糖和樹膠，比蔗糖要便宜很多。研究表明，樹膠作為助劑應用于造紙工業中可以提高成紙強度。纖維素細胞壁的微觀結構與蔗糖或還原性糖（如葡萄糖和果糖）相結合可以極大地提高紙張斷裂伸長率和保水值（WRV）。Temer首次將糖蜜作為一種助劑引入造紙工業，結果顯示可提高紙張斷裂伸長率和保水值。
2 深度利用
糖蜜即可直接制成發膠制品，也可以先將其制成菌體細胞，然后作為原料生產各種生物制品，或者將其作為生物能源的原料，生產氫氣等。國內外利用糖蜜發酵所獲得的產品主要有：酒精、味精、檸檬酸、酵母、氨基酸、核糖核酸及氫氣等。由于糖蜜酒精廢液有機污染物含量高、顏色深，難于處理，因此利用糖蜜生產附加值高，污染程度小的其他發酵制品、生物制品和生物能源成為研究熱點。
2.1發酵制品
糖蜜中的蔗糖、還原糖和棉實糖都是可以被微生物利用的碳源，只需補充適量的氮源和磷源，除去有害物質，就可以直接利用。和淀粉原料相比，省去了復雜的糖化程序。
2.1.1酒精
我國酒精生產的主要原料包括糖蜜、玉米和薯類，糖蜜發酵生產酒精是目前糖蜜資源化利用的主要途徑。糖蜜酒精的生產工藝包括“間歇發酵工藝、雙流加連續發酵工藝和固定化酵母連續發酵工藝。同傳統酒精發酵工藝相比，固定化酵母應用在糖蜜酒精發酵中，具有發酵周期短、設備利用率高、雜菌污染少、發酵率高、生產成本低等有點，目前普遍采用。
糖蜜酒精廢液處理是一個世界性難題，該廢液屬于特高濃度有機廢水，隨著國家對環保的日益重視，糖蜜用于酒精發酵已經慢慢受限。
2.1.2氨基酸
糖蜜發酵生產的氨基酸類產品主要有：谷氨酸（味精）、賴氨酸、L-亮氨酸等，其中谷氨酸和賴氨酸已經大宗生產。
①谷氨酸
除作為調味品外，谷氨酸在醫藥、表面活性劑等領域也有廣泛的應用。國外主要利用糖蜜發酵生產谷氨酸，利用糖蜜生產谷氨酸比用淀粉類糧食作物生產谷氨酸具有成本低、工藝簡單、發酵率高等優點。糖蜜味精發酵工藝流程：
研究表明，糖蜜發酵生產谷氨酸，產酸率可高達10%以上，轉化率水平最高達60%。但糖蜜味精生產過程中同樣也會產生大量的高濃度有機廢水，如何解決糖蜜味精的污染問題是我國環保和味精行業的研究重點。
②賴氨酸
賴氨酸直接影響著人和動物的生長發育，又不能在人和動物體內自行合成，必須從外界攝取，是必需氨基酸之一。
糖蜜發酵生產賴氨酸和玉米等淀粉類原料相比，具有價格低廉、無需經糖化處理和補充維生素的優點；但在糖蜜中含有一些不可被細菌利用的多糖，所以在發酵成熟醪中含有較高殘糖，不利于氨基酸的提取。其發酵工藝流程為：
2.1.3有機酸
糖蜜發酵生產的有機酸主要有：檸檬酸、L-乳酸、聚乳酸、丁酸、L-蘋果酸、草酸、富馬酸和多不飽和脂肪酸等。檸檬酸已經大宗生產，研究最多的L-乳酸，而糖蜜發酵生產多不飽和脂肪酸需要在培養條件優化和菌種誘變方面進一步研究。
①檸檬酸
檸檬酸是重要的食品酸味劑，同時又是防腐劑、抗氧化劑的增效劑和飼料添加劑，它是用發酵方法生產量最大的有機酸。檸檬酸發酵的主要原料是淀粉和糖蜜，經黑曲霉發酵而成。糖蜜發酵檸檬酸工藝流程為：
②L-乳酸及聚乳酸（PLA）
L-乳酸是重要的化工產品，在食品、醫藥、化工、建材、石油等領域有著廣泛的應用。L-乳酸是哺乳動物體內正常的代謝產物，可以完全生物降解，更重要的是，它是合成生物科講解材料--聚乳酸（PLA）的原料。PLA是優良的環境友好材料，可以完全降解為水和二氧化碳，利用它可以制成可降解塑料、生物地膜、化肥緩釋劑、一次性餐盒、食品包裝材料、存儲磁盤以及醫用片材、骨螺釘、手術縫合線等醫用材料。L-乳酸主要以淀粉類原料和糖蜜為底物，利用乳酸菌發酵制成。
由于技術的限制，國內目前尚未有利用糖蜜發酵制L-乳酸的工業化生產，但是由于原料優勢明顯，糖蜜發酵制備L-乳酸及其聚合物有很好的前景。目前研究重點主要集中在高產菌種的選育、糖蜜的預處理和發酵條件的優化等方面。糖蜜發酵L-乳酸的技術路線：
2.2生物制品
糖蜜生產的生物制品主要包括酵母及其深加工產品，如活性干酵母、食用（醫用）酵母、酵母抽提物、單細胞蛋白、核糖核酸（RNA）和蝦青素等。由于糖蜜中除含有糖分外，還含有酵母菌體生長繁殖所需的生物素及氮磷鉀、微量元素等。因此，糖蜜生產酵母及其深加工產品是發酵行業公認的最好途徑之一。
2.2.1酵母
糖蜜生產的酵母產品主要包括面包酵母、食用（藥用）酵母和飼料酵母，其中高位的面包酵母和食用（藥用）酵母是糖蜜酵母的主流產品。微量元素對人體具有重要作用，但無機態的微量元素生物利用率低，因此利用酵母為載體富集微量元素，使之由無機態轉為有機態，已成為國內外研究重點。研究表明：糖蜜培養的富鉻酵母，鉻含量738.8mg/kg，鉻酵母產率3.0%，蛋白質含量48.74%。糖蜜高鐵酵母，鐵含量為1061.00mg/kg，鐵酵母的產率為2.54%，蛋白質含量為51.90%。糖蜜酵母生產工藝流程：
酵母抽提物又稱酵母精，是酵母細胞壁破、酶解得到的深加工產物，具有調味、營養保健功能，主要用于做雞精，湯料等食品的添加劑。酵母抽提物生產工藝流程：酵母漿→酶解→分離→濃縮→調配→干燥→酵母抽提物。
2.2.2單細胞蛋白 其為食品和飼料工業重要的添加劑。酵母菌由于其生長繁殖迅速、培養條件簡單、營養物質含量高、易消化吸收等特點，是生產單細胞蛋白的優良菌種。糖蜜是酵母菌發酵的優良底物，研究表明：在糖蜜中添加適量的N和P源進行高蛋白菌種培養，發酵液中細胞生物量可達8-11g/L，粗蛋白含量高達50%左右。
2.2.3核糖核酸（RNA）
RNA是重要的生物大分子，它對活化體細胞、促進新城代謝、防治疾病、延緩衰老有獨特的功效。RNA主要從酵母中提取，不同的碳源對RNA的成本和產量有很大的影響。利用糖蜜發酵RNA已經工業化生產，即以糖蜜為培養基，經連續發酵培養出高核酸酵母，然后采用濃鹽法把RNA從教母細胞內提取出來：
2.3生物能源
全球能源危機和生態危機日益加劇，氫被認為是最有吸引力的替代能源，尤其生物制氫技術具有清潔、節能、不消耗礦物資源和低成本等優點，已經成為當今世界的一個研究熱點。發酵法生物制氫的利用生物厭氧產氫-產酸發酵過程制取氫氣的一種方法，以糖蜜為發酵底物進行生物制氫的工藝包括：活性污泥法和固定化細胞法，將糖蜜稀釋，加入N、P營養物，接種馴化后的活性污泥或固定化細胞，使其進入乙醇型發酵狀態，即可進行連續流的氫氣生產。我國以糖蜜為底物進行制氫小試取得了突破性的進展，中試也運行成功，使該項技術在國際上處于領先地位。
利用發酵型細菌產氫雖然取得了長足的進步，但是產氫的穩定性和連續性以及混合細菌發酵產氫過程中彼此之前的抑制、發酵末端產物對細菌的反饋抑制等是制約產氫工業化的障礙，有待學者們研究解決。
3結束語
隨著全球資源短缺和人類環境意識增強，糖蜜的資源化利用越來越受到重視。但目前，糖蜜的利用存在某些不盡如人意的地方，如碳水化合物利用率低，發酵液中殘糖高；酒精、味精和酵母廢液污染嚴重，難于處理等。因此，對糖蜜的開發利用，出了要考慮使其中的有價值成分得到充分合理的利用外，還需要考慮環境污染問題。開發產品附加值高、環境污染小的糖蜜資源化方法必定是今后的研究重點。