甜高梁贮藏研究综述

甜高梁生物产量高，含糖量高，乙醇转化率高，抗逆性强，是一种新型的绿色可再生能源作物。利用甜高梁茎秆中的糖制取燃料乙醇，从经济和能源安全的角度讲，都具有广阔的发展前景，已成为近年来生物能源领域研究的热点之一。在利用甜高梁茎秆制乙醇或制糖过程中，原料的收获不仅数量大而且时间集中，受加工条件所限，难以在短时间内处理完，需要进行原料贮存。在存贮过程中，茎秆糖分含量性状有何变化，如何变化，存放时间以及存贮方式等都是生产上急需弄清楚的问题（因为这关系到加工设备的准备、安排及进程的掌握，以及糖分的充分利用，以将损失控制在最低限度）。设法延长甜高粱茎秆及其汁液的贮藏期限，减少贮藏期内糖分的损失，延长向生产企业供应原料的时间，成为甜高粱制取燃料乙醇的关键技术之一，国内外学者对此已进行了广泛的研究。

本文综述了甜高梁茎秆贮藏方面的研究，并就贮藏地点及其品种选育进行了探讨，以期为甜高梁加工贮藏和育种提供参考。

1 不收割，田间自然贮存赵威军等以晋甜2号为材料，对自然生长状态下贮藏甜高梁进行了研究。结果表明，随着贮藏时间的延长，甜高梁茎秆质量、出汁率和总糖量逐步下降，茎汁含糖量逐步增加，气候因素对甜高梁田间自然贮藏的影响极大。在我国北方，秋末冬初，如果气温快速下降至枯霜冻，甜高粱茎秆可以在田间自然冷冻贮藏，直到第2年2月上旬平均气温回升到0℃以上为止。在此期间，加工企业可随加工进度，到田间按需收割，从而减少贮藏空间和成本。

2 收割，贮存茎秆 2.1打捆自然贮存

曹文伯于籽粒成熟期收割甜高梁丽欧、814-3，打捆立置田间，观察茎秆主要性状在存贮过程中(70 d)的变化，结果表明，由于蒸发，茎秆失水，秆质量减少，出汁率降低，而茎汁锤度呈上升趋势。蒲彬等采用打捆、码垛、露天冻藏的方法研究甜高粱凯勒的保鲜技术，结果表明，贮存140 d后，质量损失率达到23.47%，含水率保持在67% - 73%之间，可溶性固形物含量变化很小，总糖的损耗为9.49%。研究认为，利用冬季丰富的冷源在露天条件下自然冻藏甜高粱秆，是一种非常经济的保藏方法。

李冀新等将收获后的甜高梁凯勒去叶后每10根捆成1捆，在空旷地根部朝北、梢部朝南一字排列，下部由2捆甜高梁垫起15 cm(以防止积水造成腐烂)进行贮藏试验，探索了甜高粱在露天贮藏条件下糖分变化的规律。结果表明，糖分损失率与贮藏时间的数学模型为：y =6E -0.5x3 - 0.010222+0.60x+ 0.4131。相关系数R2= 0.9268，说明糖分损失率与贮藏时间之间的关系极显著。糖分损失率随时间变化的大致规律是日均温度5℃以上（10d内）糖分下降迅速，0-5℃糖分下降趋缓，0℃以下糖分几乎没有变化。秸秆含水量随时间的变化趋势是5℃以上随空气湿度迅速下降而下降，5℃以下随空气湿度上升，含水量下降速度趋缓。

叶凯等采用去叶平放堆放、去叶立放堆放、带叶平放堆放和带叶立放堆放的方法研究新高梁3号和新高梁4号贮藏过程中茎秆糖分变

化和质量变化。结果表明，贮藏过程中，茎秆糖分变化和质量变化有密切的关系，随着质量的减少，锤度上升。立放堆放失重速度始终比平放堆放快。发霉程度与贮藏时间、透风程度和温度有密切的关系，并且茎秆发霉程度随着贮藏期的延长而加重。带叶平放堆放和其他堆放方式病变情况有差别，带叶平放堆放贮藏第20天开始剧烈发霉，而其他方式（去叶平放堆放、去叶立放堆放和带叶立放堆放）2个月后才开始病变。带叶平放堆放最合理的存放时间为1个月，其他方式贮存时间可以延长到5个月左右。

冯国郡等以新高粱3号、4号为材料，采用直立，去叶去穗直立，平放，截成短秆捆扎堆放为1层、2层、3层、4层、5层，金字塔型9种贮藏方式研究了甜高梁性状的变化。结果表明，同一品种不同贮藏方式性状变化不同，不同品种同一贮藏方式各性状也表现不同，甜高梁在近半年的贮存过程中，茎秆质量呈减少趋势，含糖锤度呈增加趋势，不同贮存方式质量减少幅度和锤度增加幅度不同。甜高梁截成短秆分层自然堆放在水分减少和锤度增加方面无优势，前期温度高时切口处容易发霉，且费时费力，在实践中无利用价值。张辉等将甜高梁品种新高梁4号茎秆在捆扎竖立堆垛和捆扎横放堆垛2种条件下贮藏至157 - 199 d，研究其总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖及纤维素含量的变化。结果表明，贮藏期间竖放与横放的甜高粱茎秆总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖含量逐渐降低。横放条件下的甜高梁茎秆总糖、可溶性糖、还原糖、蔗糖含量比竖放的高，竖放与横放的甜高粱茎秆纤维素含量无变化。孟伊娜等以甜高梁新高梁3号和4号茎秆为

试材，采用整秆去叶立放、整秆去叶平放、整秆带叶立放、整秆带叶平放、整秆金字塔型的贮藏方式，研究甜高粱茎秆采后40 d贮藏期内不同贮藏方式下水分含量、糖种类及含量、总酸含量的变化。结果表明，在0-40d贮藏期内，所有贮藏方式下，新高梁3号和4号茎秆水分、总糖、蔗糖、可溶性糖含量均呈下降趋势，还原糖、总酸含量均呈上升趋势。在整个贮藏期，茎秆水分、总糖、蔗糖、还原糖、可溶性糖含量由高到低为整秆去叶立放>整秆去叶平放>整秆带叶立放>整秆带叶平放>金字塔5层>金字塔4层>金字塔3层>金字塔2层>金字塔1层。而总酸含量为20 - 40 d，金字塔型贮藏茎秆总酸的升高速度比整秆型贮藏快。甜高梁秆贮藏期糖含量的变化主要由总糖、还原糖、蔗糖等糖之间的合成与代谢决定，在40 d时，金字塔5层贮藏的茎秆总酸含量最高，整秆带叶平放茎秆的总酸含量最低。丛靖宇等研究了常用的4种贮藏方式（去穗不收割贮存、收割后顺垄散放于田间储存、水平放置、垂直放置）下，甜高粱秸秆总糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、锤度及pH值的动态变化规律。结果表明，4种贮藏方式下，甜高梁秸秆的水分含量和各种糖含量都随贮藏时间延长而降低，而4种贮藏方式对秸秆的锤度和pH值的影响不显著。甜高粱收获后，顺垄自然散放在田间的秸秆总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖的含量均比其他3种贮藏方式的高，说明在北方由于气候寒冷而干燥，使甜高粱秸秆冰冻或迅速失水而使其糖含量变化相对缓慢。从糖含量上看，甜高粱收获后顺垄自然散放在田间的贮藏方式较为适宜。

2.2 打捆冷冻贮存

严洪冬等用15个甜高粱作为研究材料，分别对收获时及冷冻15，30，45 d的茎秆含糖量进行研究。结果表明，在冷冻条件下，45 d内甜高粱茎秆的含糖量没有显著变化，生产加工过程中可以采用冷冻的方式进行贮藏。

2.3 茎秆覆膜充S02

Eckhoff等研究了S02的3种剂量及5种温度恒温保存3个月对甜高粱品种丽欧茎秆切段贮藏性能的影响。结果表明，其总的可发酵糖没有显著下降，温度影响不是最重要因素。但该研究用到S02，可能存在环境风险，且需要用塑料薄膜覆盖，工作既繁重，又增加了贮藏成本。

2.4切段后自发气调包装

梅晓岩等研究表明，自发气调包装(Modi-fled atmosphere packaging，简称MAP)贮藏对甜高粱茎秆中的水分有较好的保持作用，贮藏30 d茎秆中总糖有2.8% - 20.9%的损失，还原糖升高134.3%。523.1%，茎秆失重率为1.37%-1.51%;试验观察的3种低密度聚乙烯薄膜中，厚度为0.034 mm包装袋中甜高梁茎秆的中性、酸性蔗糖转化酶和多酚氧化酶的活性增加幅度较小，对减少总糖损失效果明显，可以用于甜高粱茎秆MAP贮藏。MAP贮藏可以使包装内形成高C02、低0：的小环境，从而降低甜高梁茎秆采后的呼吸代谢强度，减少杂菌污染和水分损失，可以考虑在产地的田间对采收以后的甜高粱茎秆堆垛覆膜，可贮藏1个月左右，这时我国北方的气温已经降到0℃以下，可以安全过冬，第2年春天再结合其他贮藏加工方

法即可大幅度延长向燃料乙醇生产厂供应原料的时间，从而降低燃料乙醇生产设备闲置率和生产成本。

3 茎秆粉碎，捆扎包膜

闫建英利用天津优耐特机械技术有限公司生产的秸秆揉搓机、打捆机、包膜机及发酵剂等成套设备，其加工生产过程为：用秸秆揉搓机把秸秆切断、揉搓成丝状；用打捆机将揉搓后的秸草捆扎成密度大、便于包膜青贮或微贮的草捆，撒入秸秆发酵剂；用包膜机打包，常规产品是52 cm×52 cm，质量约为70 kg/包，不受场地大小，起到保鲜、促进发酵和增加营养等作用。如用4层包装，露天贮存，不受自然环境影响，保质期在1 a以上；若膜不破裂损坏，保质期可达到2a，便于储存、运输。打包成青贮、微贮秸秆饲草，有利于实现工业化生产和商品化储运，与传统窖贮相比优点更为突出。

4 榨汁贮存 4.1 添加防腐剂

汪彤彤等探讨了苯甲酸钠、漂白粉、尼泊金乙酯3种防腐剂对甜高梁茎秆汁液贮存及酒精发酵的影响。结果表明，添加防腐剂后，茎秆汁液中总糖含量变化不大，茎秆汁液至少可贮存1个月。随着贮存天数的增加，甜高粱茎秆汁液总的变化趋势为：pH值逐步下降，蔗糖含量逐渐下降，还原糖含量逐渐升高，其中漂白粉对延缓茎秆汁液中蔗糖转化为还原糖的效果最好。在酒精发酵方面，漂白粉的效果最好，副作用最小，酒精含量达到7.3%(V/V)，残糖含量降到1.02%。其次是尼泊金乙酯，酒精含量为7.1%，残糖含量为1.34%。苯甲酸

钠对甜高梁茎秆汁液酒精发酵抑制作用较大，应采用固定化酵母进行发酵。

4.2 榨汁浓缩贮藏

梅晓岩等测定了辽甜1号、早熟1号、醇甜2号3个甜高梁品种茎秆及其汁液的营养成分，采用浓缩法对甜高梁茎秆汁进行了贮藏试验。结果表明，甜高粱茎秆汁浓缩至糖分浓度为新鲜榨汁糖分浓度的4-5倍时，可以抑制汁液中大多数微生物的活动，使其中糖分不受损失；在试验设定的真空浓缩工艺条件下(55。60℃，0.15MPa)，甜高梁茎秆汁中产酸微生物或水解酶类仍保持活性，使得还原糖占总糖的比率随贮藏时间延长而升高，这有利于酒精发酵。采用浓缩方法可以达到长期贮藏甜高梁茎秆汁的目的，大幅度减少贮运成本，同时可以避免使用防腐剂给酒精发酵带来的抑制作用，但要耗费大量能源，生产中可以使用甜高梁茎秆叶和废渣作燃料实现能量循环，从而降低浓缩成本。

5 讨论 5.1贮存地点

代树华等研究了北京和内蒙古苏尼特右旗两地的甜高梁秸秆自然贮藏性状变化及含糖量变化情况。结果表明，区域选择的差异，对甜高梁秸秆的贮藏产生较大的影响。总糖约58%（干基，g/g）的甜高梁秸秆在低温、干燥的苏尼特右旗全年贮藏的性状变化为：失水、干燥速度快，总糖损失为13%（干基，g/g）；在北京贮藏的甜高梁秸秆总糖损失达25%（干基，g/g），霉变现象严重。从甜高梁秸秆

贮藏结果看，低温、干燥的条件（内蒙古苏尼特右旗）有利于甜高梁秸秆的贮藏。赵威军等认为，在我国北方，如果秋末冬初，气温快速下降至枯霜冻，甜高粱茎秆可在田间自然冷冻贮藏，直到第2年2月上旬平均气温回升到0℃以上为止。冯国郡等认为，得天独厚的自然条件可满足固态发酵常年贮存的需求。综上所述，贮存甜高梁茎秆的方法可能适合北方低温、干燥的条件；而在南方，用贮存甜高梁榨汁的方法可能会好些。

5.2甜高梁品种

曹文伯研究表明，丽欧、814-3各性状变化不同。梅晓岩等用辽甜1号、早熟l号、醇甜2号进行浓缩试验，3个品种变化不同。叶凯等研究表明，新高梁4号不同贮存方式失重幅度和锤度累计都比新高梁3号相应的贮存方式大，新高粱4号茎秆内部空腔程度也比较严重。冯国郡等研究表明，不同品种同一贮藏方式表现不同。孟伊娜等研究表明，同一种贮藏方式下新高梁3号茎秆的水分、总糖、蔗糖、还原糖、可溶性糖、总酸含量始终比新高梁4号高。可见，不同甜高梁品种在相同储存方式下，各性状的变化不同。

可以选育适宜贮存的甜高粱品种，以满足甜高梁贮存的需求。据笔者多年从事甜高梁遗传育种的经验看，适宜贮存的甜高梁品种应具有以下特征：(1)茎秆多汁多糖，粗壮，抗倒伏性好。(2)贮存过程中，茎秆失水慢，糖分损失较小。(3)籽粒产量低或不育，可收割贮存，也可不收割贮存。

张晓英，赵威军，常玉卉，张 阳，邵荣峰，李文清（山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030601）

山西农业科学2011，39(8):904-907