不同品种甘蔗制成的红糖品质差异研究

《不同品种甘蔗制成的红糖品质差异研究》论文发表期刊：《食品研究与开发》；发表周期：2021年07期

《不同品种甘蔗制成的红糖品质差异研究》论文作者信息：王智能（1988—），男（壮），研究实习员，硕士研究生，研究方向：甘蔗制糖深加工。

　　摘要：选择用于红糖加工代表性较强的16个甘蔗品种为原材料，采用传统工艺法熬制红糖，对红糖样品的营养指标、品质指标、多种矿物质元素、总游离氨基酸和总多酚含量进行比较分析。结果表明：参试品种选三、柳城05-136川糖61-408、台糖134和CO 419制成的红糖品质和营养指标均较好;四川芦蔗和桂林竹蔗制成的红糖因为蔗糖含量过低而还原糖含量过高，不易成型且易吸潮而不适合制作红糖，但二者的总多酚含量最高，总游离氨基酸含量也能达到1317.84 mg/100g~1 346.10mg/100 g，可以考虑作为生产液体红糖的原料;云蔗05-51制成的红糖蔗糖分最高，ROC 25制成的红糖氯化物含量最高，这二者更适合生产需要结晶提纯的白砂糖;其余品种制成的红糖品质和营养指标均较为适中，可根据需要进行合理开发。

　　关键词：甘蔗;红糖;品质指标;营养成分;差异研究

　　Abstract: 16 sugarcane varieties, which are the most popular and representative plants for brown sugar production in China, were selected as the raw materials to produce brown sugar via the traditional processing. Nutri-tional components, quality properties, the content of minerals, total free amino acids and total polyphenols in prepared brown sugar samples were systematically analyzed. The final result showed that the brown sugars made from Xuansan, Liucheng 05-136, Chuantang 61-408, Taitang 134 and CO 419 had good quality and nutritional indicators. Due to lower sucrose content, higher reducing sugar content and high moisture absorption properties found in the brow sugars made from Sichuan reed cane and Guilin bamboo cane, they were therefore not suitable for brow sugar production. However, these two canes contained the highest content of total polyphenols compared with others, the total free amino acids could also reach 1 317.84 mg/100 g-1 346.10 mg/100 g, they could be used to produce liquid brown sugars. The highest content of sucrose found in brown sugars made from Yunzhe 05-51 and the highest content of chlorides found in brown sugars made from ROC 25 demonstrated that the two kinds of canes were more suitable for white granulated sugar production via crystallization processing.The quality of brown sugars from other varieties were relatively moderate and could be processed in reasonable ways according to needs.

　　Key words: sugarcane; brown sugar; quality indicator; nutritional component; differences research

　　原汁红糖是以甘蔗为原料，经压榨提汁、澄清、蒸发浓缩、熬煮、成型、包装等工序制成的不经分蜜的棕红色或黄褐色的糖，故又称为非分蜜糖(non-centrifugal cane sugar，NCS)。红糖制品在全世界都深受欢迎，但不同地域或国家有着不同命名。

　　因为不经过分蜜，原汁红糖保留了甘蔗汁中的基本营养成分。据报道，甘蔗汁中含有大量的蔗糖(>

　　85%)，K.Ca、P.Fe、Zn、Mg.Cu等多种矿物质元素-，以及大量的赖氨酸、苏氨酸、缅氨酸等多种人体必需氨基酸，还含有胡萝卜素和高碳植物醇等多种维生素，其色素物质特别是多酚类物质具有良好的抗氧化活性。此外，原汁红糖中的营养成分能被人体快速吸收，能够快速补充体力和活力，故又被称为“东方巧克力”3。

　　然而，随着现代生活水平的不断提升，人们对红糖的质量及品质也提出了新的要求。从原料上来说，适合生产高品质红糖的甘蔗品种，除了高产、高糖外，还要求出汁率高，富含对人体有益的氨基酸和钙、铁、锌、硒等矿物质元素以及多酚类抗氧化物质。从红糖的品质来讲，人们对品相美观、水溶性杂质少、蔗香味浓郁、口感较好的原汁红糖更加青睐。不同的甘蔗品种，其营养成分、矿物质元素以及制成红糖的感官特性都会有较大的差异。然而对于适宜生产红糖的甘蔗品种研究报道较少。本研究中，为了减少土壤、环境等原因导致的成分差异，从相同试验基地上以我国蔗区主栽品种以及红糖厂较喜欢的品种等为筛选标准，选择了16个较具有代表性的甘蔗品种，经榨汁后以相同的方式熬制成红糖并对关键指标进行系统性检测分析，旨在为高品质红糖的原料选择提供理论依据，筛选其中更为适合制作红糖的甘蔗品种。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　选取16个甘蔗品种，分别编号：01(云蔗08-1609)，02(ROC 22)，.03(云蔗05-51)，04(四川芦蔗)，05(选三)，06(柳城05-136)，07(黔糖3号)，08(ROC25)，09(桂林竹蔗)，10(川糖61-408)，11(云蔗11-2389)，12(台糖134)，13(粤糖86-368)，14(闽糖69-421)，15(粤糖93-159)，16(C0 419)，样品皆由国家甘蔗种质资源圃及国家农作物种质资源共享服务平台提供，所有品种的甘蔗从田间砍收、剥皮后随机挑选其中3株拍照，去根和梢;随后榨汁，出汁率在47.78%~54.62%，取500ml.用于分析，其中10mL左右分装于两只干净试管中观察蔗汁颜色;其余蔗汁全部采用电力加热熬制成红糖，于电热鼓风干燥箱中65 ℃干燥5h后称量，每个样品可得红糖块及碎糖样品1.21 kg以上。甘蔗蔗汁和红糖样品详见图1

　　1.2试验试剂

　　亮氨酸标准品(299%)：北京普天同创生物科技有限公司;无水碳酸钠、磷酸氢二钠、锌粉：天津市光复科技发展有限公司;氯化钠、磷酸二氢钾、硼砂、冰乙酸、氧氧化钠、氯化亚锡：天津市风船化学试剂科技有限公司;盐酸、浓硫酸：国药集团化学试剂有限公司;水合苗三酮：广东光华科技有限公司;福林酚试剂：绿源生物科技有限公司;没食子酸：山东西亚化学股份有限公司;硝酸银：上海旭达精细化工厂;硝酸：重庆川东化工(集团)有限公司;丙酮：天津市富宇精细化工有限公司;苯二钾酸氢钾：天津市科密欧化学试剂有限公司;费林氏试剂：福建厦门海标科技有限公司;酚酞：天津市公私合营化学试剂第一厂;碱性乙酸铅：汕滇药业有限公司;钼酸铵：天津市化学试剂四厂。以上试剂除标准品外其余均为分析纯。

　　1.3仪器与设备

　　小型甘蔗压榨机(SXZ-8)：佛山市乐创网络科技有限公司;分析天平(AE224)：上海舜字恒平科学仪器有限公司;超纯水系统(Smart-N15VF)：上海康雷分析仪器有限公司;电位滴定仪(ZD-3A)：上海本昂科学仪器有限公司;全自动旋光仪(JH-P400)：上海佳航仪器仪表有限公司;紫外可见分光光度计(UV-5800PC)：上海元析仪器有限公司;电热鼓风千燥箱(DHG-

　　9240A)、电热恒温水浴锅(HWs-26)：上海一恒科学仪器有限公司;循环水式多用真空泵(SHZ-D)：河南省豫华仪器有限公司;落地离心机(Sorvall LYNX4000)美国Therno Scientific公司。

　　1.4试验方法

　　1.4.1 样品制备

　　取长势相近且成熟的甘蔗10株-15株，去根及梢叶，用小型甘蔗压榨机榨汁，200目尼龙滤袋过滤。取5 ml-10 mL蔗汁观测，另取500 mL蔗汁贮存塑料瓶中于-20℃冻存留样;剩余汁液于电力加热锅上经煮沸、撇沫、浓缩、打砂后，倒入3cmx3 cmx1 cm硅胶模具中成型，待成型后脱模取出，于电热鼓风干燥箱中65 ℃干燥5h，用四分法取200g切碎，存于自封袋中备用。

　　1.4.2 蔗糖分测定

　　称取65.000 g红糖样品，加适当蒸馏水溶解后转移至250 ml.容量瓶中，并定容。参照《甘蔗制糖化学管理分析方法》第三章第三节，采用二次旋光法测定蔗糖分。

　　1.4.3 pH值的测定

　　按照GB/T 10468-1989《水果和蔬菜产品pH值的测定方法》测定。

　　1.4.4还原糖、灰分、水分、水不溶杂质、氯化物及胶体含量的测定

　　参照《甘蔗制糖化学管理分析方法》中第三章、第五章。

　　1.4.5 总游离氨基酸含量测定

　　参照李合生等1的方法改进后进行测定。标准曲线：准确吸取200 ug/ml的亮氨酸标准溶液0.0.60.8、1.0.1.2.1.5.2.0 ml.，分别置于25 mL.比色管中，各加水补充到4mL，然后加入水合苗三酮和pH值为8.0的磷酸盐缓冲液各1mL，混合均匀后置于沸水浴中加热15 min，取出后流水冷却至室温(25 ℃C)，摇匀，加水至标线25 ml，再摇匀，静置15 min，在570nm波长下，以空白试剂管为参比测定吸光值A，以亮氨酸浓度为横坐标，吸光值A为纵坐标，绘制标准曲线。样品测定：称取红糖或蔗汁1.0g左右溶于9mL蒸馏水中，振摇，完全溶解后再稀释适当倍数，取4 mlL.按照标准曲线操作步骤处理后相同波长下测定吸光值，根据标准曲线换算浓度。计算总游离氨基酸含量。

　　1.4.6 总多酚含量测定

　　总多酚含量的测定参照SINGLETON等1的福林酚法，标准曲线：分别取0.1.2.4.8、10.20 1gmL的没食子酸标准溶液1 mlL于10 mlL.比色管中，加入5mL.0.2 mol/L，的福林酚试剂和4ml.饱和碳酸钠(100 g/L)，振摇混匀，室温(25℃)下放置2h，在765 mm处以空白试剂管为参比测定吸光值A，以没食子酸浓度为横坐标，吸光值A为纵坐标，绘制标准曲线。样品测定：取1.0g样品加入9.0mL蒸馏水中，摇匀后取1ml于10 ml.比色管中，按标准曲线操作步骤处理，测定吸光值A，计算总多酚含量。

　　1.5数据分析

　　所有试验进行3次重复，利用Microsoft Excel软件进行数据处理，IBM SPSS Statistics 19.0软件进行单因素均值方差分析，用Duncan法进行多重比较，以P<0.05为差异显著性标准，采用Origin 2019b制图，结果用平均值+标准差表示。

　　2结果与分析

　　2.1红糖的营养成分及理化性质分析

　　16个参试甘蔗品种所熬制红糖各个组分含量及pH值详见表1从营养指标的角度分析，红糖中蛋白质含量越高对人体越有益，所有参试品种制成的原汁红糖中，ROC22对应的红糖蛋白质含量最高，为1.08%，桂林竹蔗制成的红糖样品蛋白质含量最低为0.41%。用四川芦蔗和桂林竹蔗熬制的红糖成型性较差，可能与它们的还原糖含量(分别是29.81%和19.07%)很高而蔗糖分(分别是51.72%和61.06%)低有着很大关系，因为还原糖具有抗结晶、易吸湿和提高蔗糖溶解度等特性。所有参试红糖样品中蛋白质、蔗糖分、还原糖、灰分和水分的均值为0.69%.80.03%、8.74%、1.95%和5.09%。

　　从原汁红糖的品质指标分析，由ROC 25甘蔗品种制成的红糖咸味很重，口感较差，这可能与其氯化物的含量(1.77%)较高有关，但氯化物含量高低与甘蔗品种是否有着必然联系尚无相关研究报道。甘蔗固有果胶质和树胶质等胶体物质，是非糖分的主要组成部分，这类物质水化程度高，不利于蔗汁的澄清和蔗糖结晶"，经过150目滤网撇沫处理后，红糖中的胶体含量差异并不大，在3.24%-4.98%范围内。在相近的红糖熬制条件下，不同甘蔗品种制成原汁红糖的水不溶性杂质含量差异很大，在178.69 mg/kg-2 304.50 mg/kg之间，造成这种差异的原因可能与采用简单的滤布过滤设施有关，和品种之间有无必然联系需要进一步研究。

　　原汁红糖的pH值均成弱酸性，李清等的研究表明蔗汁的pH值在一定温度范围内(25 ℃-70 ℃C)会随温度升高而降低。造成pH值降低的原因可能是红糖富集了来自蔗汁中的大量有机酸，红糖生产过程中美拉德反应的产物吡嗪、呋喃、醛酮等也会造成蔗汁pH值下降12.2红糖的矿物质元素含量分析

　　不同甘蔗品种红糖矿物质元素含量见表2由表2可知，在所有参试红糖样品中，常量元素含量是K>Ca>Na>P，微量元素FeXu，测定值的数量级与徐灵均等 相关研究中红糖的多种矿物质含量数量级相符。

　　从单一元素来看，常量元素K含量在16个原汁红糖样品中的差异较大，ROC 22和ROC 25甘蔗品种制成的红糖中K含量较高，其中ROC 25甘蔗制成的红糖K含量最高，可形成大量氯化钾，进一步佐证了这种红糖口感较咸的原因，在黔糖3号和云蔗11-2389制成的红糖中K含量较低。Ca在四川芦蔗和桂林竹蔗制成的红糖中含量较高，而在ROC 22和ROC25甘蔗品种制成的红糖中含量都很低，仅为所有参试红糖样品钙平均值的一半左右。Na和P元素在所有红糖样品中较K和Ca差异较小。

　　红糖属于富铁食物，16个参试红糖样品中铁平均含量为(37.52+0.73)mg/kg。铜可参与铁的代谢和促进红细胞生成，使Fe"氧化为Fet，在所有参试红糖样品中，铜的平均含量为(2.03+0.04)mg/kg

　　2.3红糖样品的总游离氨基酸和总多酚含量分析不同甘蔗品种红糖总游离氨基酸含量见图2选三是源自澳大利亚的甘蔗品种，在云南广受红糖厂的青睐，从检测结果可以看出选用选三制成的红糖中总游离氨基酸含量在所有参试品种中最高。云蔗05-51制成的红糖中总游离氨基酸含量最低。蔗汁中总游离氨基酸含量平均值(244.512.09)mg/100 g，与黄艳1从当地市场购买的甘蔗蔗汁的总游离氨基酸含量测定结果较为接近，参试红糖中总游离氨基酸含量平均值(1 37.92.96)mg/100g，红糖中的总游离氨基酸含量是对应品种蔗汁中的5.21倍-5.93倍。

　　不同甘蔗品种红糖总多酚含量见图3。

　　酚类物质被确定为甘蔗中有抗氧化活性的衍生物，红糖中的多酚物质主要是没食子酸、龙胆酸、阿魏酸、香草酸等1，总多酚含量越高其抗氧化活性就越强，总多酚在参试红糖样品中的含量差异很大，JAFFE2的报道中红糖的总多酚含量差异也很大

　　(25.96 mg/100 g-382.30 mg/100 g)，造成这种差异的原因可能与甘蔗品种及红糖的加工工艺有关。四川芦蔗和桂林竹蔗制成的红糖中总多酚含量都很高，这可能是导致在相同制作工艺下这两种甘蔗熬制的红糖颜色较深的主要原因，因为多酚类物质是原汁红糖的主要色源物质2

　　3结论

　　参试品种选三、柳城05-136、川糖61-408、台糖134和CO419制成的原汁红糖均有良好的营养成分、品质指标，更适合用于高品质原汁红糖的生产，其中选三制成的红糖总游离氨基酸含量更是达到最高。四川芦蔗和桂林竹蔗制成的原汁红糖因为蔗糖分过低而还原糖含量过高，成型差且易吸潮而不适合熬制固体红糖，但二者的总多酚含量最高，总游离氨基酸含量也能达到1317.84 mg/100 g-1 346.10 mg/100 g，可以考虑制成液体红糖、功能性红糖或与其它甘蔗品种搭配使用;云蔗05-51制成的红糖蔗糖分最高，ROC25制成的红糖氯化物含量最高，这二者更适合生产需要结晶工艺的白砂糖;其余品种制成的红糖品质和营养指标适中，可根据需要进行合理开发。

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