ملاس در زبان لاتین به معنی عسل است. از زمانی که بشر به زراعت نیشکر دست یافت، پساب قندریزی‌های خود را به نام ملاس می‌شناخت. در گذشته، ملاس شیرین‌تر از امروز بود و به مصرف تغذیه انسانی می‌رسید. قند سفید نیز به مصرف در مراسم رسمی و طبقات ویژه اختصاص داشت. از قرن 14 با توسعه قندسازی، ملاس به یک کالای تجاری تبدیل شد. از قرن 19 نیز ملاس چغندر قند وارد بازار شد و به رقابت با ملاس نیشکر پرداخت. ارزش ملاس تا آنجا بود که در سال 1812 بقای کارخانه‌های قند کاملا به نرخ فروش ملاس برای تهیه الکل و فاضلاب کارخانه‌های الکل‌سازی برای تهیه کربنات پتاسیم بستگی داشت.

با تاسیس اولین کارخانه قند ایران در سال 1274 هجری شمسی در کهریزک، ملاس تولید و به بازار عرضه شد اما این فرآورده مورد توجه قرار نگرفت و به عنوان ضایعات محسوب شده و وارد فاضلاب می‌شد. ورود ملاس به مجاری فاضلاب باعث شد محیط زیست و رودخانه‌های اطراف کارخانجات قند نظیر رودخانه برف‌آباد در غرب به شدت آلوده شوند. اولین واحد قندگیری از ملاس در ایران، در کارخانه قند شیروان و به روش استفن شروع به کار کرد. در سال 1340 در این کارخانه از 4000 تن ملاس تولیدی، حدود 900 تن شکر بدست آمد. از آن زمان به بعد استفاده از این روش برای جلوگیری از به‌هدررفتن قند ملاس مرسوم شد. همچنین کارخانجات قند به سوی تولید تفاله خشک با ملاس به عنوان علوفه دامداری و استفاده از ملاس در کارخانجات تولید الکل و خمیرمایه حرکت کردند. میزان تولید ملاس در کارخانجات چغندرقند 7-4 درصدِ وزن چغندر مصرفی و در کارخانه‌های نیشکر 3.7-2.7 درصدِ وزن نیشکر است.

انواع ملاس:

انواع ملاس‌های تولیدشده در کارخانجات قند عبارتند از:
1. ملاس کارخانجات نیشکری که شکرخام تولید می‌کنند.
2. ملاس کارخانجات چغندر قند.
3. ملاس تصفیه‌خانه‌هایی که شکرخام نیشکر را به شکرسفید یا قند تبدیل می‌کنند.
4. ملاس تصفیه‌خانه‌هایی که شکرخام چغندر یا شکرسفید چغندر را به قند تبدیل می‌کنند.
5. ملاس کارخانه‌هایی که قندگیری از ملاس دارند.

ترکیبات ملاس:

عوامل مختلفی بر ترکیبات ملاس موثرند، از جمله: نوع و واریته چغندر، شرایط کشت چغندر، کیفیت و وضعیت نگهداری چغندر، منطقه جغرافیایی، چگونگی و نحوه فرایند در کارخانه و عوامل مختلف دیگر.
مقدار کربوهیدارت‌ها 3% بیان شده است؛ که منظور کربوهیدرات‌های غیرساکارزی می‌باشد، برای مثال مونوساکاریدهایی مانند قندهای اینورت (حدود 1%) و دی‌ساکاریدهای غیرساکارزی (حدود 0.5%) و تری‌ساکارید‌ها مانند رافینوز (حدود 1.5 %). سایر مواد آلی در حدود 6.9% بیان شده است، این مواد شامل مواردی مانند کولین، مواد حاصل از شکسته‌شدن آلبومین‌ها، مشتقات پکتین، کارامل‌ها و باقیمانده مواد ضدّکف و مواد رسوب‌دهنده و سایر مواد افزودنی که در مراحل فرآیند به منظورهای مختلف استفاده شده‌اند و مقداری از آنها در نهایت به ملاس وارد شده است.

کاربردهای ملاس:

ملاس تولیدی در جهان به بیش از 35میلیون تن و در ایران به بیش از 320 هزارتن در سال می‌رسد. با توجه به ترکیبات ملاس، این ماده به عنوان منبع خوبی از مواد قندی، مواد ازت‌دار و ترکیبات معدنی به حساب می‌آید و امروزه مصارف بسیار متنوعی برای آن وجود دارد. این مصارف را در سه بخش می‌توان مورد بررسی قرار داد:

• مصارف مستقیم ملاس: خوراک دام، مصرف ملاس به عنوان کود، به عنوان سوخت، برای شکل‌دادن و یا ایجاد رنگ در مواد و خوش‌طعم‌کردن غذا، تولید مرکب مشکی‌، مصرف ملاس به عنوان خوراک انسان، کاربرد ملاس در سیستم‌های قندگیری از ملاس، تهیه بتائین.

• مصارف ملاس در صنایع تخمیری

• سایر مصارف ملاس

استفاده‌های ملاس در صنایع تخمیری:

1. تهیه الکل اتیلیک و اسید استیک

تولید مواد مذکور از مهم‌ترین کاربردهای ملاس در صنایع تخمیری است. معمولا به این روش عمل می‌شود که ملاس را تا بریکس 25 درصد رقیق کرده و در درجه‌حرارت 20 تا 25 درجه سانتی‌گراد به آن مخمر (Saccharomyces cerevisiae) می‌افزایند که پس از مرحله تخمیر و تقطیر، از هر تن ملاس، حدود 250 تا 280 لیتر الکل اتیلیک به دست می‌آید.
در برزیل روزانه حدود 200 هزار بشکه الکل تولید می‌شود که جهت سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. از الکل تولید‌شده می‌توان در شرایط هوازی و با استفاده از باکتری (Acetobacter) اسید استیک یا سرکه تولید کرد.

2. تهیه خمیرمایه نانوایی (Bakery yeast)

نخستین بار در سال 1895 از ملاس برای تولید خمیرمایه استفاده شد، برای این منظور ابتدا بایستی مکمل‌هایی مانند نمکهای آمونیوم و فسفات و گاهی منیزیم به ملاس (بخصوص ملاس نیشکر) افزوده شود. میکروارگانیسم‌های مورد استفاده در این مورد Saccharomyces cerevisiae است، اما با تنظیم شرایط فرایند، سعی می‌شود که کمترین مقدار الکل و بیشترین تعداد سلول مخمر تولید شود. سپس با جداسازی و خشک‌کردن مخمرها، خمیر‌مایه بدست می‌آید.

3. تهیه اسید گلوتامیک

این اسید، اغلب به صورت نمک مونو‌سدیم‌گلوتامات (MSG) و به عنوان ماده افزودنی تشدیدکننده طعم در صنایع غذایی کاربرد دارد. میکروارگانیسم مورد استفاده جهت تولید این ماده از ملاس Brevibacterium spp می‌باشد، برای تولید یک تن گلوتامات حدود 3.5 الی 4 تن ملاس مصرف می‌شود.

4. تولید اسید سیتریک

اسید سیتریک را می‌توان از تخمیر ملاس با به‌کارگیری گونه‌هایی از قارچ‌ها مانند spergillus spp و Aspergillus niger بدست آورد. در این مورد، برای تولید یک تن اسید سیتریک حدود سه تن ملاس مصرف می‌شود.

5. تولید پروتئین‌تک‌یاخته (single cell protein)

میکروارگانیسم‌هایی نظیر انواع زیر در صنایع تخمیری تولید پروتئین‌تک‌یاخته قابل‌استفاده‌اند:

Kluyveromyces fragilis
Saccharomyces cerevisiae
Candida utilis
Aspergillus terreus
Cladosporium herbarium

با تکثیر میکروارگانیسم‌های مذکور در طی فرآیند، توده عظیم سلولی به وجود می‌آید که تا 50 درصد از وزن بدنشان را پروتئین تشکیل می‌دهد. این سلول‌های میکروبی را می‌توان پس از جداسازی و خشک‌کردن، به عنوان مکمل در جیره غذایی دام و یا انسان به کار برد.

6. تولید لایزین از ملاس

لیزین اسیدآمینه‌ای ضروری است که برای تکمیل جیره‌های غذایی که قسمت عمده آنها را غلات تشکیل می‌دهند، استفاده می‌شود؛ زیرا غلات، از نظر این اسیدآمینه با کمبود مواجه هستند. برای تهیه لیزین از ملاس، میکروارگانیسمی به نام Corynebacterium glutamicus ATCC 13032 به کار می‌رود که طی واکنش‌های بیوشیمیایی، لیزین تولید می‌کند.

7. تهیه دکستران

در کارخانه‌های قند نیشکر، از تاثیر آنزیمی به نام (D- Glucopyranozyl transferase) بر روی مواد قندی شربت، دکستران بوجود می‌آید. این آنزیم، معمولا توسط نوعی باکتری به نام Leuconostoc mesenteroides ایجاد می‌شود. قسمتی از دکستران تولید‌شده تا مراحل آخر فرآیند باقی‌مانده و در نهایت وارد ملاس می‌شود که به روش‌های مختلف از ملاس جدا می‌گردد.

8. تولید چربی از ملاس

در کوبا از تخمیر ملاس بوسیله میکروارگانیسم‌هایی مانند Lipomyces lipoferase مواد چربی بدست می‌آید که می‌تواند در تولید کرم‌های آرایشی و پمادهای بهداشتی و دارویی به کار رود.

9. تولید اسید لاکتیک

اسید لاکتیک در صنایع غذایی برای بهبود عطر و طعم و جهت استفاده از خاصیت نگهدارنده آن کاربرد دارد. در تولید اسید لاکتیک از ملاس در صنایع تخمیری، ابتدا غلظت مواد قندی در ملاس را به حدود 7 تا 15 درصد رسانده و میکروارگانیسم موردنظر برای انجام تخمیر (Lactobacillus delbrueckii) را به آن می‌افزایند. عمل تخمیر به مدت 2 تا 8 روز در دمای 30 تا 50 درجه سانتی‌گراد و pH حدود 4 تا 7 صورت می‌گیرد و با راندمان 62.5درصد اسید لاکتیک تولید می‌شود.

10. تولید استن و بوتانول

با استفاده از کشت میکروبی Clostridium saccharobutylicum می‌توان طی مراحل تخمیر، موادی مانند استن و بوتانول را تهیه کرد.

تهیه‌کنندگان:

دكتر اسماعيل زاده كناری
(عضو هيات علمی گروه علوم و صنايع غذايی دانشگاه مازندران)

سمانه قاسمی، نازنين برادران، فاطمه طبری
(دانشجويان كارشناسی گروه علوم و صنايع غذايی دانشگاه مازندران)

منابع:

1. تكنولوژی قند (دكتر اسماعيل زاده كناری)

2. اصول صنايع توليد شكر (دكتر مصباحی)

3. تكنولوژی توليد قند (دكتر معتمدزادگان، مهندس قربانی حسن سرایی، مهندس شهيدی ياساقی)

4. بهینه‌سازی قندگیری از ملاس به روش استفن (سیمین اسداللهی، استادیار دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین)

5. الکل از ملاس چغندر (چکیده طرحهای صنعتی)

6. نيشكر

7.