甘蔗浓缩汁非糖营养成分分析

林荣珍，梁达奉，黄曾慰，常国炜，刘桂云*

(1广西糖业集团有限公司，广西南宁530002；2广西糖业研发中心，广西南宁530002；3广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所)，广东广州510316)

0 前言

甘蔗味甜，营养丰富[1]，被称作果中佳品，备受人们喜爱。国内制糖企业多将甘蔗加工为白砂糖，单一的产品形式，极易导致制糖企业亏损。为增强制糖企业的抗风险能力，须走产品多元化、差异化的发展道路。国内外一些企业及研究单位开展了关于甘蔗汁饮料的相关研究工作，如王薇的甘蔗汁饮料[2]，印度科学与工业研究会的甘蔗汁饮料粉[3]，广州甘蔗糖业研究所的甘蔗原汁粉[4]，白水宝的马蹄甘蔗汁饮料[5]等。但市面上大多数甘蔗汁饮料在生产过程中采用化学助剂，添加柠檬酸、防腐剂等非甘蔗原汁成分，一定程度上影响了甘蔗汁特有香气和风味。如何在开发甘蔗汁饮料过程中保持甘蔗的营养物质和特有风味，是产品研发中一大重要课题。

甘蔗浓缩汁以优质新鲜甘蔗为原料，经除杂、提汁、过滤、浓缩、灭菌、包装等工序加工制成，生产过程中一般无需添加任何化学助剂，能够最大限度保留甘蔗的营养成分及原有风味，具有工艺简单、使用方便等优点。目前，广西已经有几家制糖企业相继开发出甘蔗浓缩汁产品，并形成了产业化生产。本文介绍了甘蔗浓缩汁的生产流程及非糖营养成分，并就其重要成分与几种风味糖产品进行了对比分析，为甘蔗浓缩汁的营养价值提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

甘蔗浓缩汁(广西三家企业)；水晶糖浆、液体红糖、金黄片糖、红糖(市场购买)。

1.2 方法

相关物质的测定方法如下：氨基酸含量根据《GB 5009.124-2016食品中氨基酸的测定》测定；钙、铁、锌、铜、镁、钾、钠等矿质元素含量根据《GB 5009.268-2016食品中多元素的测定》检测；羟甲基糠醛测定根据《GB/T 18932.18-2003蜂蜜中羟甲基糠醛含量的测定方法》测定；氨基态氮根据《GB/T 12143-2008饮料通用分析方法》测定；总黄酮测定采用《SN/T 4592-2016出口食品中总黄酮的测定》测定；多酚含量测定采用《GB/T 8313-2008茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法测定》。

2 结果与讨论

2.1 甘蔗浓缩汁研制

甘蔗经过除杂后进行榨汁；榨汁后，简单过滤除去蔗渣等悬浮物；加热至 100℃左右灭酶，避免甘蔗汁发生褐变；随后对甘蔗汁进行离心分离，以去除较大颗粒(降低膜污染，延长膜使用寿命)，加酶进一步除去多糖等物质，添加的酶一般为果胶酶和淀粉酶。甘蔗汁澄清方式多采用有机膜或者陶瓷膜过滤，这种方式可除去甘蔗汁中大部分杂质和微生物，并能够较完整的保留蔗汁中的氨基酸、酚类等物质。甘蔗浓缩汁蒸发浓缩成60oBx左右糖浆后灭菌装瓶。某厂甘蔗浓缩汁的工艺流程如图1所示：

图1 某厂甘蔗浓缩汁的工艺流程

2.2 甘蔗浓缩汁非糖营养成分

甘蔗中常见的非糖营养物质主要为氨基酸、活性成分等，这些成分保存为甘蔗浓缩汁作为一种功能食品提供了依据。因此，对来自广西三家企业的8个甘蔗浓缩汁样品进行了氨基态氮、黄酮、酚类及氨基酸含量分析，结果见表1。

表1 甘蔗浓缩汁成分分析 单位：mg/100g

从表1知，甘蔗浓缩汁中含有氨基酸、黄酮、酚类物质，且不同厂家、不同批次甘蔗浓缩汁中这些物质含量有差异，与甘蔗品种、甘蔗质量、加工条件等因素有关[6]。对其氨基酸、黄酮和酚类物质具体分析如下：

2.2.1 氨基酸

氨基酸是合成人体蛋白质、支援新陈代谢、参与人体生命活动不可缺少的基础物质，对促进健康有正面效用。表2为样品5、6、7三个甘蔗浓缩汁样本中氨基酸的种类及平均含量。从表1、表2可以看出，甘蔗浓缩汁中氨基酸含量丰富且种类齐全，含有人体所需的十几种氨基酸，氨基酸的含量在 900～1450 mg/100g，氨基态氮的含量为112.4～163.9 mg/100g。在所有氨基酸中，天门冬氨酸的含量最高，达到679.33 mg/100g，其次是谷氨酸，为102.3 mg/100g，其它氨基酸的含量则在30 mg/100g以下，其中半胱氨酸的平均含量最低。这些氨基酸的存在提高了甘蔗浓缩汁的营养价值。

表2 甘蔗浓缩汁中氨基酸种类及含量(n=3)

2.2.2 酚类

甘蔗中多酚类一般是水溶性色素，如花黄素、花青素和儿茶素等，在甘蔗制糖中这些物质的存在会加深蔗汁颜色，影响糖产品质量[8-9]。但酚类同时又是一种具有抗氧化、促进肠胃消化、降低血脂和血压、抑制细菌等生物活性的物质，在人类营养、健康和疾病防治有重要意义，杨谷良等就研究了甘蔗中多酚能够有效降低胆固醇所造成的高血脂现象[10]。从表1可知，甘蔗浓缩汁中总酚含量可达 114.8～191.1 mg/100g。据文献报道[11]，这些多酚类抗氧化物质具有良好的稳定性，长时间加热基本不影响其抗氧化能力。

2.2.3 黄酮

黄酮是黄酮类化合物的总称，广泛存在于自然界的植物和浆果中，天然黄酮类化合物大部分以苷类形式存在。甘蔗浓缩汁中总黄酮的含量检测结果为11.7～22.9 mg/100g。甘蔗中黄酮类化合物多集中于甘蔗叶、甘蔗皮中，这些黄酮类物质具有抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂以及抗肿瘤等活性[12-13]。

2.2.4 矿物质

对8个甘蔗浓缩汁样本中6种矿质元素含量进行了测定，其平均值结果如表3。常量元素K、Ca、Mg、Na在甘蔗浓缩汁中含量较高，其中K达到700 mg/100g，Fe、Zn为微量元素，含量相对较低，均在2 mg/100g左右。

表3 甘蔗浓缩汁中矿质物质(n=3)

2.3 羟甲基糠醛

羟甲基糠醛，简称HMF，是糖类物质在高温或弱酸条件下脱水形成的醛类化合物。在甘蔗浓缩汁生产过程中，HMF形成主要是因为蔗汁中氨基化合物和还原糖发生美拉德反应或者还原糖发生脱水反应，而加热温度和时间是影响HMF形成的重要因素[14]。甘蔗浓缩汁中 HMF的存在，不仅影响甘蔗浓缩汁风味，而且当其含量超过一定限度，会对人体产生危害[15]。从甘蔗浓缩汁羟甲基糠醛含量检测数据（表4）可知，8个样品中，有4个样品未检出HMF，另4个HMF含量为 1.1～9.7 mg/kg。参照国家标准 GB/T 18932.18-2003中合格蜂蜜羟甲基糠醛含量小于 40 mg/kg的要求[16]，甘蔗浓缩汁与蜂蜜同作为一种富含糖分的高浓度产品，可知甘蔗浓缩汁是达标、安全的。甘蔗浓缩汁制备过程并无长时间高温过程，且无需结晶，因此可减少HMF的形成。

表4 甘蔗浓缩汁中羟甲基糠醛含量(n=3) 单位：mg/kg

2.4 与多种风味食糖比较

目前，市面上开发的风味糖品有黄金砂糖、液体红糖、水晶糖浆等，这些产品也尚含甘蔗原生态营养物。利用甘蔗浓缩汁与水晶糖浆、液体红糖、金黄片糖和红糖等风味糖品进行成分对比，结果如表5所示。

在五种风味糖品中，甘蔗浓缩汁氨基态氮含量最高，为136.2 mg/100g，明显高于水晶糖浆、液体红糖、金黄片糖和红糖，而甘蔗浓缩汁的羟甲基糠醛含量最低，为3.2 mg/100g；甘蔗浓缩汁中总黄酮含量为19.7 mg/100g，除低于液体红糖外，也高于其它风味糖品中的总黄酮含量；但总酚含量相比于其他风味糖品，无明显优势。

表5 不同糖品成分对比

3 结论

甘蔗浓缩汁不仅富含氨基酸和矿物质，还含黄酮、多酚等活性物质，其中，氨基酸种类齐全，共检测出17种常见氨基酸成分，其总含量约1 g/100g；检测出活性成分黄酮和酚类平均含量分别为19.7 mg/100g、146.4 mg/100g；矿质元素有钾、钙、镁、铁等6种，钾含量最为丰富，达 700 mg/100g，其可作为一种理想补钾剂；而较低含量的 HMF特性，确保了甘蔗浓缩汁的食用安全性；对比目前市面上风味糖产品，甘蔗浓缩汁在氨基态氮、黄酮、HMF等含量方面具有一定优势。综上可见，甘蔗浓缩汁非糖营养成分较为全面，富含氨基酸、矿物质、黄酮、多酚等物质，具有一定抗氧化、清除自由基及维持人体免疫机能等功能。甘蔗浓缩汁值得进一步开发推广。