甘蔗濃縮汁非糖營養成分分析

林榮珍，梁達奉，黃曾慰，常國煒，劉桂云*

(1廣西糖業集團有限公司，廣西南寧530002；2廣西糖業研發中心，廣西南寧530002；3廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業研究所)，廣東廣州510316)

0 前言

甘蔗味甜，營養豐富[1]，被稱作果中佳品，備受人們喜愛。國內制糖企業多將甘蔗加工為白砂糖，單一的產品形式，極易導致制糖企業虧損。為增強制糖企業的抗風險能力，須走產品多元化、差異化的發展道路。國內外一些企業及研究單位開展了關于甘蔗汁飲料的相關研究工作，如王薇的甘蔗汁飲料[2]，印度科學與工業研究會的甘蔗汁飲料粉[3]，廣州甘蔗糖業研究所的甘蔗原汁粉[4]，白水寶的馬蹄甘蔗汁飲料[5]等。但市面上大多數甘蔗汁飲料在生產過程中采用化學助劑，添加檸檬酸、防腐劑等非甘蔗原汁成分，一定程度上影響了甘蔗汁特有香氣和風味。如何在開發甘蔗汁飲料過程中保持甘蔗的營養物質和特有風味，是產品研發中一大重要課題。

甘蔗濃縮汁以優質新鮮甘蔗為原料，經除雜、提汁、過濾、濃縮、滅菌、包裝等工序加工制成，生產過程中一般無需添加任何化學助劑，能夠最大限度保留甘蔗的營養成分及原有風味，具有工藝簡單、使用方便等優點。目前，廣西已經有幾家制糖企業相繼開發出甘蔗濃縮汁產品，并形成了產業化生產。本文介紹了甘蔗濃縮汁的生產流程及非糖營養成分，并就其重要成分與幾種風味糖產品進行了對比分析，為甘蔗濃縮汁的營養價值提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

甘蔗濃縮汁(廣西三家企業)；水晶糖漿、液體紅糖、金黃片糖、紅糖(市場購買)。

1.2 方法

相關物質的測定方法如下：氨基酸含量根據《GB 5009.124-2016食品中氨基酸的測定》測定；鈣、鐵、鋅、銅、鎂、鉀、鈉等礦質元素含量根據《GB 5009.268-2016食品中多元素的測定》檢測；羥甲基糠醛測定根據《GB/T 18932.18-2003蜂蜜中羥甲基糠醛含量的測定方法》測定；氨基態氮根據《GB/T 12143-2008飲料通用分析方法》測定；總黃酮測定采用《SN/T 4592-2016出口食品中總黃酮的測定》測定；多酚含量測定采用《GB/T 8313-2008茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法測定》。

2 結果與討論

2.1 甘蔗濃縮汁研制

甘蔗經過除雜后進行榨汁；榨汁后，簡單過濾除去蔗渣等懸浮物；加熱至 100℃左右滅酶，避免甘蔗汁發生褐變；隨后對甘蔗汁進行離心分離，以去除較大顆粒(降低膜污染，延長膜使用壽命)，加酶進一步除去多糖等物質，添加的酶一般為果膠酶和淀粉酶。甘蔗汁澄清方式多采用有機膜或者陶瓷膜過濾，這種方式可除去甘蔗汁中大部分雜質和微生物，并能夠較完整的保留蔗汁中的氨基酸、酚類等物質。甘蔗濃縮汁蒸發濃縮成60oBx左右糖漿后滅菌裝瓶。某廠甘蔗濃縮汁的工藝流程如圖1所示：

圖1 某廠甘蔗濃縮汁的工藝流程

2.2 甘蔗濃縮汁非糖營養成分

甘蔗中常見的非糖營養物質主要為氨基酸、活性成分等，這些成分保存為甘蔗濃縮汁作為一種功能食品提供了依據。因此，對來自廣西三家企業的8個甘蔗濃縮汁樣品進行了氨基態氮、黃酮、酚類及氨基酸含量分析，結果見表1。

表1 甘蔗濃縮汁成分分析 單位：mg/100g

從表1知，甘蔗濃縮汁中含有氨基酸、黃酮、酚類物質，且不同廠家、不同批次甘蔗濃縮汁中這些物質含量有差異，與甘蔗品種、甘蔗質量、加工條件等因素有關[6]。對其氨基酸、黃酮和酚類物質具體分析如下：

2.2.1 氨基酸

氨基酸是合成人體蛋白質、支援新陳代謝、參與人體生命活動不可缺少的基礎物質，對促進健康有正面效用。表2為樣品5、6、7三個甘蔗濃縮汁樣本中氨基酸的種類及平均含量。從表1、表2可以看出，甘蔗濃縮汁中氨基酸含量豐富且種類齊全，含有人體所需的十幾種氨基酸，氨基酸的含量在 900～1450 mg/100g，氨基態氮的含量為112.4～163.9 mg/100g。在所有氨基酸中，天門冬氨酸的含量最高，達到679.33 mg/100g，其次是谷氨酸，為102.3 mg/100g，其它氨基酸的含量則在30 mg/100g以下，其中半胱氨酸的平均含量最低。這些氨基酸的存在提高了甘蔗濃縮汁的營養價值。

表2 甘蔗濃縮汁中氨基酸種類及含量(n=3)

2.2.2 酚類

甘蔗中多酚類一般是水溶性色素，如花黃素、花青素和兒茶素等，在甘蔗制糖中這些物質的存在會加深蔗汁顏色，影響糖產品質量[8-9]。但酚類同時又是一種具有抗氧化、促進腸胃消化、降低血脂和血壓、抑制細菌等生物活性的物質，在人類營養、健康和疾病防治有重要意義，楊谷良等就研究了甘蔗中多酚能夠有效降低膽固醇所造成的高血脂現象[10]。從表1可知，甘蔗濃縮汁中總酚含量可達 114.8～191.1 mg/100g。據文獻報道[11]，這些多酚類抗氧化物質具有良好的穩定性，長時間加熱基本不影響其抗氧化能力。

2.2.3 黃酮

黃酮是黃酮類化合物的總稱，廣泛存在于自然界的植物和漿果中，天然黃酮類化合物大部分以苷類形式存在。甘蔗濃縮汁中總黃酮的含量檢測結果為11.7～22.9 mg/100g。甘蔗中黃酮類化合物多集中于甘蔗葉、甘蔗皮中，這些黃酮類物質具有抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂以及抗腫瘤等活性[12-13]。

2.2.4 礦物質

對8個甘蔗濃縮汁樣本中6種礦質元素含量進行了測定，其平均值結果如表3。常量元素K、Ca、Mg、Na在甘蔗濃縮汁中含量較高，其中K達到700 mg/100g，Fe、Zn為微量元素，含量相對較低，均在2 mg/100g左右。

表3 甘蔗濃縮汁中礦質物質(n=3)

2.3 羥甲基糠醛

羥甲基糠醛，簡稱HMF，是糖類物質在高溫或弱酸條件下脫水形成的醛類化合物。在甘蔗濃縮汁生產過程中，HMF形成主要是因為蔗汁中氨基化合物和還原糖發生美拉德反應或者還原糖發生脫水反應，而加熱溫度和時間是影響HMF形成的重要因素[14]。甘蔗濃縮汁中 HMF的存在，不僅影響甘蔗濃縮汁風味，而且當其含量超過一定限度，會對人體產生危害[15]。從甘蔗濃縮汁羥甲基糠醛含量檢測數據（表4）可知，8個樣品中，有4個樣品未檢出HMF，另4個HMF含量為 1.1～9.7 mg/kg。參照國家標準 GB/T 18932.18-2003中合格蜂蜜羥甲基糠醛含量小于 40 mg/kg的要求[16]，甘蔗濃縮汁與蜂蜜同作為一種富含糖分的高濃度產品，可知甘蔗濃縮汁是達標、安全的。甘蔗濃縮汁制備過程并無長時間高溫過程，且無需結晶，因此可減少HMF的形成。

表4 甘蔗濃縮汁中羥甲基糠醛含量(n=3) 單位：mg/kg

2.4 與多種風味食糖比較

目前，市面上開發的風味糖品有黃金砂糖、液體紅糖、水晶糖漿等，這些產品也尚含甘蔗原生態營養物。利用甘蔗濃縮汁與水晶糖漿、液體紅糖、金黃片糖和紅糖等風味糖品進行成分對比，結果如表5所示。

在五種風味糖品中，甘蔗濃縮汁氨基態氮含量最高，為136.2 mg/100g，明顯高于水晶糖漿、液體紅糖、金黃片糖和紅糖，而甘蔗濃縮汁的羥甲基糠醛含量最低，為3.2 mg/100g；甘蔗濃縮汁中總黃酮含量為19.7 mg/100g，除低于液體紅糖外，也高于其它風味糖品中的總黃酮含量；但總酚含量相比于其他風味糖品，無明顯優勢。

表5 不同糖品成分對比

3 結論

甘蔗濃縮汁不僅富含氨基酸和礦物質，還含黃酮、多酚等活性物質，其中，氨基酸種類齊全，共檢測出17種常見氨基酸成分，其總含量約1 g/100g；檢測出活性成分黃酮和酚類平均含量分別為19.7 mg/100g、146.4 mg/100g；礦質元素有鉀、鈣、鎂、鐵等6種，鉀含量最為豐富，達 700 mg/100g，其可作為一種理想補鉀劑；而較低含量的 HMF特性，確保了甘蔗濃縮汁的食用安全性；對比目前市面上風味糖產品，甘蔗濃縮汁在氨基態氮、黃酮、HMF等含量方面具有一定優勢。綜上可見，甘蔗濃縮汁非糖營養成分較為全面，富含氨基酸、礦物質、黃酮、多酚等物質，具有一定抗氧化、清除自由基及維持人體免疫機能等功能。甘蔗濃縮汁值得進一步開發推廣。