文 献 综 述

糖蜜(Molasses)是制糖工业的副产品，在制糖过程中,糖液经浓缩析出结晶糖后,残留的棕褐色黏稠液体，其中主要含有蔗糖和生物素，其中蔗糖为可发酵糖,是很好的发酵原料，可用作酵母、味精、有机酸等发酵制品的底物或基料，也可用作某些食品的原料和动物饲料。

一般单称糖蜜指的是废糖，将提纯的甘蔗汁或甜菜汁蒸浓至带有晶体的糖膏，用离心机分出结晶糖后所余的母液，叫”蜜糖”，这种第一糖蜜中还含有多量蔗糖，可重复上法而得是第二、第三糖蜜等，最后得到一种母液，无法再蒸浓结晶，称废糖蜜（wastemolasses），即我们常指的糖蜜。

糖蜜中含有维生素、矿物质、菌体蛋白、核酸、表面活性物及促生长因子（生物活性物质）等成分，含糖量高，一般在42-50%，能量密度低，口感好，消化吸收快，价格还相对低廉，除此以外，糖蜜抗酸碱、抗氧化、对二价阳离子有很强的螯合能力，可与金属离子形成有机螯合微量元素，促进畜禽对矿物质的吸收和利用。

糖蜜的组成因制糖原料、加工条件的不同而有差异。按制糖原料不同可分为甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜和淀粉糖蜜。甘蔗糖蜜含蔗糖约24％~36%，甜菜糖蜜所含糖类几乎全为蔗糖，约47%之多，此外还含有3%~4%的可溶性胶体，主要为木糖胶、阿拉伯糖胶和果胶等。淀粉糖蜜是以谷物淀粉经酶水解后制造葡萄糖的副产品,以葡萄糖量表示,其总糖量50.0%以上,水分27.0%,粗蛋白量甚微。除此以外，还有大豆糖蜜等。

我国每年的形成量约3.8#215;106t的糖蜜，因其中尚含有大量的糖分，一直都是我国广西、云南和广东等蔗糖主要产区发酵生产酒精的主要原料。不过，我国用甘蔗糖蜜发酵生产酒精尚存在醪液酒精含量较低，对环境污染严重等问题。成熟醪液的酒精浓度一般为10％（V/V ）左右， 每生产1容积的酒精约产生12～14容积含COD 8～12万（mg/L）、BOD 54～6万（mg/L）的蒸馏废液，严重污染环境，对甘蔗糖蜜酒精的发酵废液，目前尚无可行的处理方法^[1]。Ingeldew等曾提出高浓度酒精发酵技术，并把该技术用于啤酒，进而用于燃料乙醇的生产。提高发酵醪液的酒精浓度不仅可以提高设备的生产效率和劳动生产率，而且可以降低能耗和减少废液排放，显著提高酒精生产的经济效益，具有重要意义，一直是酒精发酵产业技术研究的重点。^[2]

由于温室效应等环境问题以及化石能源的日益短缺，世界范围内都在寻求无污染、可再生的替代能源，氢能被认为是未来极具发展前景的可替代能源。发酵法生物制氢技术是一种产生清洁燃料与废物处理相结合的新技术，是解决未来能源问题的重要途径^[3]。提高产氢效率以及降低制氢成本是生物制氢工艺产业化发展的关键。糖蜜其含有丰富的碳水化合物和氮磷物质可被微生物所利用，且年产量大，因此发展以糖蜜为原料的生物制氢产业具有广阔的应用前景。然而糖蜜的组成极其复杂，不仅含有对微生物生长有益的成分，同时存在多种微生物难以利用和转化的成分，并对微生物的生长代谢产生抑制作用。目前在国内外报道的糖蜜生物制氢研究中，多数以混合菌种为接种物(如活性污泥等)进行糖蜜产氢研究，而利用纯菌糖蜜发酵制氢的研究鲜见报道。李永峰等从以糖蜜为底物的生物制氢反应器中分离到产氢新菌Biohydrogenbacterium R3 sp．nov．，属于目前报道的产氢菌种产氢能力比较高的菌株之一。^[4]

甘蔗糖蜜是糖厂的主要副产品,其中蔗糖和还原糖占30% ～50%，是发酵、食品、饲料和建材工业中质优价廉的原料。^[5]实验通过微波对黄原胶生产菌进行诱变育种，利用微波诱变处理保藏野油菜黄单胞菌20183，筛选到一株能以甘蔗糖蜜作为发酵原料生产黄原胶的优良正突变株X12，该菌株的黄原胶产量达22.14 g/L，是未诱变菌株的1.53倍，传代实验表明，该菌株遗产性状稳定。^[6]中国是甘蔗种植大国，甘蔗糖蜜原料非常充足，用糖蜜原料发酵生产黄原胶，可降低成本，节约能源，具有一定的经济及社会效益。

目前国内主要以泥炭、褐煤、风化煤等为材料,采用酸碱反应提取矿物腐殖酸,其活性组分提取率低,且不含有益菌^[7]。近年来 ,出现了采用微生物发酵生产腐殖酸的方法 ,产品中除含有活性腐殖酸外,还含有益微生物^[8]。利用微生物把糖厂糖蜜酒精废液发酵生产具有附加值的腐殖酸并制成活性腐殖酸的研究,不仅实现了糖厂酒精废液的零排放,避免造成严重的环境污染,而且有效地利用废液中的有机质,在环保方面起到良好作用,具有很好的发展前景。 以甘蔗糖厂糖蜜酒精废液为原料发酵生产得到的腐殖酸,除含有大量苯环外,还含有羧基、羟基、酚基、羰基及氨基等,因而具有弱酸性、亲水性、络合性、吸附性。^[9]

从2006年起，我国已经开始限制利用粮食来生产生物能源，鼓励发展非粮食的生物质能源。利用糖蜜、木薯、农业废弃物和纤维素等原料生产丁醇是一种趋势，但由于原料前处理技术不成熟、发酵菌株产总溶剂较低、丁醇比不高等问题成为生产生物丁醇的瓶颈。以廉价的糖蜜为原料发酵生产丁醇，可降低生物丁醇的成本，利用糖蜜发酵生产醇，据估算，利用糖蜜生产丁醇产量达12 g/L，就可工业化生产，经济效益高于玉米生产丁醇，具有市场竞争力。^[10]国内生产生物丁醇主要是以玉米为原料，利用丙酮丁醇梭菌发酵，这个发酵过程的生产成本为8000～10000 元人民币 / 吨生物丁醇，过高的成本约束了生物丁醇作为燃料的推广使用，而其中原料成本占了总成本的75 %。很多研究表明，拜氏梭菌的原料谱和适宜pH范围更广，在丁醇发酵产业上具有更大的应用潜力。^[11]