甘蔗糖业2008年第4期SugarcaneandCanesugar2008年8月
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葡聚糖对制糖工业的影响及对策(下)
梁达奉
1，2
曾练强
2
郭亭
2
严明奕
3
余林
1
（1广东工业大学，广州510009；2广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广州510316；
3广西轻工业科学技术研究院，南宁530031）
3葡聚糖的测定方法
[7,13]
3.1常用的测定方法
3.1.1酒精Haze法及改进后的酒精Haze法
1959年Nicholson和Horsley根据葡聚糖溶
液中加入酒精后产生沉淀，然后用分光光度计测
量所产生沉淀浊度的原理提出Haze法测定葡聚
糖含量。国际糖品统一分析方法委员会（ICUMSA）
在第十七届会议上把此法列为试行方法。
1984年周重吉和Wnukowski对Haze法进行
了改进，用毫吸光度单位（MAU）代替ppm，并规
定用5cm的比色皿测定吸光度。
我国现行的原糖国家标准（GB15108-2006）
中葡聚糖的测定是以“改进后的酒精Haze法”为
基础的。
3.1.2Amstar契约法
从1981年开始用于原糖贸易中，这种方法规
定用纯酒精而不是普通酒精，以增加浊度沉淀程
度的重现性。契约法需要大量的离子交换树脂、
微孔过滤器，在使用酒精沉淀之后，用滤纸和助
滤剂过滤。此方法前处理复杂，所需时间长。
3.1.3罗伯特—铜法
可用于分析原糖、精炼糖、蔗汁、糖浆和糖
蜜中的葡聚糖，是一种对葡聚糖总量的分析方法。
样品先加入三氯乙酸除去蛋白质，用80％的酒精
沉淀多糖使之与蔗糖分离，再加入碱式硫酸铜进
行选择性沉淀，将葡聚糖从多糖中分离出来，然
后采用苯酚一硫酸与葡聚糖的显色反应，用比色
法测定葡聚糖的含量。这一方法的样品前处理同
样麻烦，在比色时存在其它颜色的干扰。
3.1.4SPRI快速扫描检验法
美国Clarke等研究了简化的Haze法，也称
为Tilbury修订法。此法相对快速，但前处理过
程不可避免，且所测结果包括所有多糖。
3.2近年研究和发展方向
3.2.1酶水解法
美国糖业研究院的Brown和Inkerman用
Centhcon10的超滤作用从普通糖品中分离高分子
多糖的方法，使用专门的葡聚糖水解酶分解葡聚
糖，然后用HPLC分离和定量测定。但是该方法使
用不同相对分子量的葡聚糖时会得到不同的的葡
聚糖量
[14]
。
英国旋光仪器公司(OPTICALACTIVITY)与伦
敦的Westminster大学和牙买加的糖业研究所合
作开发了一种新的近红外旋光测定仪，使用了专
用的酶，能分解葡聚糖，用近红外旋光仪测定其
旋光度的变化，可精确测量甘蔗样品中的葡聚糖。
但目前专用的葡聚糖酶和近红外旋光仪都较贵，
使用不是很普遍
[15]
。
3.2.2免疫分析法
[16]
澳大利亚的Curtin曾尝试使用免疫分析法
对葡聚糖进行分析，它是根据抗体与抗原发生反
应生成络合物，然后通过适当的方法测定络合物，
计算葡聚糖的含量。也可以根据产生的沉淀用比
浊法进行测定。
Ab+Ag''AbAg↓+Ag''Ag2Ab
和Haze法比较，免疫法具有操作简单，灵敏
度高，针对性强，不需要特殊的仪器和设备的优
点，特别适合测定甘蔗中的葡聚糖，目前部分国
外的糖厂己经使用此法用于生产检测。但是由于
所需要的抗体试剂盒相当昂贵，只是广西轻工业
甘蔗糖业2008年第4期SugarcaneandCanesugar
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科学技术研究院在广西区的糖厂进行过小范围的
试验。
为解决制糖过程中葡聚糖测定的难题，近年
来广州甘蔗糖业研究所与广西轻工业科学技术研
究院、广东工业大学、广州达瑞抗体公司等单位
合作，研制葡聚糖特异性抗体试剂盒，以降低试
剂盒成本为目标。该研究先后得到广西区经委、
国家标准化管理委员会和广东省科技厅等政府部
门的经费资助。
4制糖过程中预防葡聚糖产生的
办法
根据葡聚糖的产生机理、途径及其条件，可
采取以下方法预防和抑制葡聚糖的产生。
4.1从源头消除影响葡聚糖形成的因素
(1)选择葡聚糖产生量低的品种。
(2)合理灌溉。
(3)使甘蔗免受病虫害、霜冻、火烧和破损等。
(4)尽量使原料清洁，将收获后的甘蔗尽快送
到糖厂进行加工。
(5)糖厂设备和车间保持良好的卫生环境等。
4.2杀菌剂的作用
由于制糖过程中的葡聚糖主要由肠膜明串珠
菌合成，因此控制肠膜明串珠菌的繁殖可抑制葡
聚糖的产生。漂白粉、氯水及多种有机和无机化
学杀菌剂均能杀灭肠膜明串珠菌。青霉素、链霉
素、杆菌肤、金霉素等抗生素也可用来防止和抑
制葡聚糖的产生，其原理也是抑制微生物的生长
或杀灭微生物。
常用的杀菌剂主要有3种类型，即卤素(如次
氯酸盐)、有机硫化物和季胺化合物。广州甘蔗糖
业研究所研制的WFB型压榨杀菌剂属于有机硫化
物，对肠膜明串珠菌有很好的抑制作用，可抑制
葡聚糖的产生。根据试验，该杀菌剂的使用总量
为10×10
-6
，对于霜冻甘蔗或过于陈旧的甘蔗，
各厂可酌情加大添加量，加入方式采用原液直接
滴入，其中35％的量添加在第一座压榨机的汁盘
中，65％的量添加在倒数第二座压榨机的汁盘中
的效果最好。WFB型压榨杀菌剂已在全国多个糖
厂应用，取得显著的效果，能有效地减少“蔗饭”
的产生并增加糖分收回，在多间糖厂的试验表明：
每万吨甘蔗可多回收蔗糖3.2～28.4t。
广州甘蔗糖业研究所还研究比较了不同种类
杀菌剂对抑制蔗糖转化损失的作用，对不同杀菌
剂抑制葡聚糖产生的效果进行了评价
[17]
。
Bull,RichardMcLean等美国专利中采用一
种芳基吡唑衍生物处理甘蔗，取得了良好效果
[18]
。
美国Agranco公司生产的Sugarex是一种由
多种有机化合物组成的混合液体产品，它可以阻
止葡聚糖的形成，减少淀粉含量，降低糖浆粘度，
加速加工过程并改善最终产品的质量（表10）。
美国Chemicals&Chemicals公司的Santros杀
菌剂也可高效防止葡聚糖的产生。
5制糖过程中葡聚糖的去除
5.1制糖工艺过程中葡聚糖的去除
葡聚糖在蔗汁澄清时除去不多，在蒸发浓缩
时部分形成悬浮物，将糖浆澄清可将它们除去一
部分。美国Clarke的试验数据表明，糖浆澄清前
含葡聚糖0.031％，总多糖0.073％，澄清后分别
降至0.025％和0.048％，去除率分别为19％及
34％。原糖中葡聚糖大部分（80％）存在于晶体
内部，蜜洗也很难将它除去，对炼糖不利
[19]
。
去除葡聚糖的方法还有很多，比如超滤法，
透析分离法和反渗透法等，在美国的糖厂有一些
试用，但由于其技术成本较高，并没有得到广泛
的推广。
5.2葡聚糖酶在制糖过程中的应用
[7,20-21]
葡聚糖水解酶，可以针对性的破坏葡聚糖，
将其水解。当葡聚糖已经形成且进入制糖工艺过
程时，使用葡聚糖酶是一种很有效的去除方法，
将其用于处理放置了较长时间的甘蔗或火烧蔗
时，效果尤其明显。
30多年前Tilbury首次提出在制糖过程使用
梁达奉等：葡聚糖对制糖工业的影响及对策(下)
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葡聚糖酶；最初由PhizerChemicalsCompany生
产的GlucanaseD-1是用于混合汁中水解高浓度
葡聚糖的
[22]
；1972年，Inkerman和James首次将
葡聚糖酶应用于澳大利亚昆士兰州糖厂的蔗汁
中，并发表相关研究成果。1986年，美国的Miles
Laboratories公司从细丽毛壳属（Chaetomium
sp.）分离得到葡聚糖酶并投放市场，但并未见报
道用于制糖工业中。同时，NOVO公司也推出来源
于薄青霉（Penicilliumlilacinum）的葡聚糖酶
DN25L和DN50L，由于得不到美国FDA的GRAS认
证而没有商业推广，从而失去了美国的市场。据
报道，在蔗汁中加入NOVO公司的葡聚糖酶DN25L
和DN50L，温度50～60℃、pH5.0～6.0时能够有
效地分解葡聚糖，但并未提到酶的加入量
[23-24]
。
表10牙买加Appleton糖厂2001～2003年使用Sugarex的效果
[8]
：
年份200120022003
Sugarex剂量（ppm）04710407691
葡聚糖（MAU）315～365350265532450348
古巴的科研工作者，利用毕赤酵母把来源于
青霉的葡聚糖酶进行异源表达，得到葡聚糖酶
Hebertec-Dextranase，并且于1995～1999年在
不同糖厂进行应用试验。在实验室50oC和pH5.0
条件下，在15％蔗糖溶液中初始葡聚糖浓度为
1500ppm时，加入适量的Hebertec-Dextranase
在10min内可水解90％的葡聚糖，浓度太高时
水解率稍下降，温度降到35oC以下时水解率也稍
下降；工业应用研究表明，蔗汁浓度16％、初始
葡聚糖浓度为1600ppm、加入适量的葡聚糖酶时，
水解率为85％
[25]
。
日本Sankyo公司将来源于细丽毛壳（Chaeto-
miumgracile）的葡聚糖酶酶应用于澳大利亚糖
厂，美国的Genencor公司将此酶注册为Dextra
nexTM商标。在1996/97年榨季，此酶在路易斯
安那州的糖厂进行了试用研究。1999年Sankyo
公司生产的细丽毛壳（chaetomiumgracile）的
葡聚糖酶获得美国FDA颁发的GRAS认证。
2001年，Frank等从热解糖好热厌氧杆菌（T.
thermosaccharolyticum）中分离得到耐热型的葡
聚糖酶，其最适反应温度65～70℃，最适pH5.5，
并未见将其应用于制糖中的报道。2002年，NOVO
公司推出来源于毛壳菌(chaetomiumerratium)的
葡聚糖酶DextranasePlusL,此酶能够耐85℃的
高温，最适pH在3～7之间。由于其耐高温，比
较适宜应用于蔗汁和糖浆中分解葡聚糖
[26]
。
2006年，韩国李金海等人，将来源于油脂酵
母（Lipomycesstarkeyi）的粗酶液（具有葡聚
糖酶和α-淀粉酶活性）应用于制糖中，取得良好
的效果；但是由于其最适反应温度在50℃，对温
度较高的糖浆作用效果就比较差
[27]
。
在国内，广西轻工业科学技术研究院使用国
外生产的葡聚糖酶，在广西区部分糖厂进行过小
范围试验，但未有试验结果的报道。目前，广州
甘蔗糖业研究所、厦门大学和广东工业大学合作，
正在开展葡聚糖酶在制糖工业中的关键技术研究
工作，并于2007年获得科技部的经费资助。
经过30多年的研究，发现来源于真菌的葡聚
糖酶，不仅在低锤度、pH和温度分别在5.0℃和
50℃左右的蔗汁提取液中，而且在锤度和温度相
对较高的糖浆中均表现出较高的催化能力，能高
效的降解葡聚糖。但在糖浆催化过程中，需要增
大酶的使用剂量，才能弥补葡聚糖酶的损耗，才
能保证对葡聚糖的催化效率。一些嗜热细菌来源
的葡聚糖酶，在对蔗汁和糖蜜为底物时，对葡聚
糖表现出较小的专一性，不是非常适用于制糖工
业中。目前，在糖厂应用效果最好的，就是来源
于毛壳属（Chaetomiumsp.）的葡聚糖酶，它对
蔗汁和糖蜜都表现出很好的作用效果，被认为是
在制糖工业中最具有应用前景的。
6展望
甘蔗糖业2008年第4期SugarcaneandCanesugar
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为解决葡聚糖对制糖过程的危害，国内外学
者、专家们对葡聚糖进行了深入的研究，从农业、
工业的角度提出了相应的解决办法。但在葡聚糖
的快速准确检测方法、制糖工艺中安全环保而又
快速方便去除葡聚糖方法等还有待深入的研究。
免疫检测方法具有操作简单，灵敏度高，针
对性强，不需要特殊的仪器和设备的优点，是目
前测定甘蔗中的葡聚糖最好的方法，但目前成本
较高，还不适于工厂的常规检测。如果能降低检
测成本，必将为糖厂解决葡聚糖的难题指明方向。
目前已成为国内外的研究热点，广州甘蔗糖业研
究所和广西轻工业科学技术研究院已成功地获得
数株产生葡聚糖特异性单克隆抗体的杂交瘤，在
国内处于领先地位。
利用葡聚糖酶在制糖工艺过程直接去除葡聚
糖，是目前最佳的选择。一方面，葡聚糖酶分解
葡聚糖、消除葡聚糖对制糖工艺的影响是效果最
好的，任何别的澄清剂和化学助剂都没有这么好
的效果；另一方面，由微生物产生的葡聚糖酶是
安全、无毒害的环保产品。但目前酶活性不高，
且生产成本高因此售价高昂等，都是推广应用的
障碍。国内外各研究开发团队正在研究，利用基
因工程技术和蛋白质定向进化技术，改造葡聚糖
酶的催化性能、提高热稳定性、增强底物特异性，
以及固定化技术和重组技术降低生产成本，以满
足工业生产应用的需求。广州甘蔗糖业研究所和
厦门大学合作也已构建得到数株可高效表达葡聚
糖酶的工程菌株。
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1,2
,
ZENGLian-qiang
2
,GUOTing
2
,YANMing-yi
3
,YULin
1
(1GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510009;2GuangzhouSugarcaneIndustryResearchInstitute,GuangdongKey
LabofSugarcaneImprovement&Biorefinery,Guangzhou510316;3GuangxiScienceandTechnologyInstituteofLightIndustry,
Nanning530031)
AbstractDextranformedbyLeuconostocmesenteroidesinsugarcaneandbeetscausesprocessingdifficulties
thatleadtolossofrecoverablesucrose.Thislossofefficiencyhasasignificantfinancialimpactonsugarfactory
operations.Thispaperreviewsthenegativeinfluenceofdextranstosugarindustry,themaincausesoftheir
formation,themeasuresoftheirprevention,thewaysoftheirremoval,andthemethodsoftheirdetection.
KeywordsDextran;SugarIndustry;Influence;Dextranase;Antibody（续完）
（本篇责任编校：朱涤荃）
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