蘭梅娟，徐勇士，周昊，李文，曲睿晶，李凱

(1.廣西大學 輕工與食品工程學院，南寧 530004；2.廣西制糖學會，南寧 530004；3.廣西大學糖業(yè)工程技術研究中心，南寧 530004；4.廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南寧 530004)

非分蜜糖的研究進展

蘭梅娟1,3，徐勇士2,4，周昊2,4，李文1,3，曲睿晶1,3，李凱1,2,3,4

(1.廣西大學 輕工與食品工程學院，南寧 530004；2.廣西制糖學會，南寧 530004；3.廣西大學糖業(yè)工程技術研究中心，南寧 530004；4.廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南寧 530004)

非分蜜糖不僅是日常生活的甜味劑，在中國的傳統(tǒng)中也被認為是保健品。在收集和整理相關資料的基礎上，著重對非分蜜糖的結晶原理、制備工藝和其功效進行較為全面的介紹，以期為非分蜜糖的生產(chǎn)提供一定的理論基礎。

非分蜜糖；結晶原理；生產(chǎn)流程；保健功效

非分蜜糖是未經(jīng)分蜜處理制成的糖，在不同的國家具有不同的名稱，見表1，包括紅糖、速溶糖、液體糖、可壓縮糖[1,2]。在中國，紅糖傳之于中醫(yī)古籍，唐代《新修本草》中在“甘蔗”條下有如下記述“……取法以為砂糖，甚益人”；公元1596年，李時珍撰著的《本草綱目》中“砂糖”條下記載：砂糖“和脾緩肝”，“補血，活血，通淤以及排惡露”。因此，素有“溫而補之，溫而通之，溫而散之”的說法。

表1 不同國家和地區(qū)的非分蜜糖[3]Table 1 Non-centrifugal cane sugar from different countries and regions

非分蜜糖在生產(chǎn)過程中存在澄清不徹底、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和成品溶于水后有少量蔗糠沉淀等現(xiàn)象。隨著社會的發(fā)展和科學技術的不斷進步，人們追求綠色、天然食品已成為一種消費水平，因此，非分蜜糖的加工技術也逐步從運用化學反應的方法轉向物理方法。在收集和整理相關資料的基礎上，著重對非分蜜糖的結晶原理、制備工藝和其功效進行較為全面的介紹，以期為非分蜜糖的生產(chǎn)提供一定的理論基礎。

1 非分蜜糖的生產(chǎn)結晶原理

根據(jù)蔗糖結晶原理，非分蜜糖是將糖汁多效蒸發(fā)濃縮至過飽和度，使溶解的蔗糖自然結晶成糖。蔗糖的結晶與過飽和度有關。過飽和度是指在一定溫度下糖溶液內(nèi)一份水所溶解的蔗糖量與該溫度下飽和純蔗糖溶液中一份水所溶解的蔗糖量的比值。蔗糖溶液根據(jù)過飽和度的不同可以分為溶晶區(qū)、穩(wěn)定區(qū)、不穩(wěn)定區(qū)、起晶區(qū)。過飽和度<1時，晶體只能溶解不能長大，故稱為溶晶區(qū)；1.00<過飽和度<1.20時，已有的晶體長大，但不會產(chǎn)生新的晶體，故稱為穩(wěn)定區(qū)；1.20<過飽和度<1.30時，已存在的晶體迅速長大，如果受到外界因素的刺激，也會生成新的晶體，故稱為不穩(wěn)定區(qū)；過飽和度>1.30時，自發(fā)生成大量的新晶體，故稱為起晶區(qū)[4]。非分蜜糖的生產(chǎn)過程，一開始將糖液濃縮到較高過飽和度的不穩(wěn)定區(qū)施加刺激作用，不停攪拌加入空氣，使糖液接觸空氣發(fā)生突然變化，由此析出大量晶體，凝固成型成糖。

2 傳統(tǒng)的非分蜜糖制備工藝

傳統(tǒng)非分蜜糖是用石碾或木碾將甘蔗壓榨出汁，再將甘蔗汁煮沸，利用沸騰時產(chǎn)生的泡沫帶動固體雜質(zhì)，使其上浮，撇去部分固體雜質(zhì)，并進行逐級蒸發(fā)濃縮，達到一定過飽和度后冷卻，攪拌刺激起晶，最后形成塊狀或粉狀的產(chǎn)品[5,6]。具體工藝流程見圖1。

圖1 非分蜜糖生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1 The production process flow diagram of non-centrifugal cane sugar

2.1 壓榨蔗汁

壓榨蔗汁又可分為原料準備、壓榨取汁和蔗汁收集3個步驟。傳統(tǒng)工藝對甘蔗原料尤為挑剔，通常要選用病蟲害程度低、成熟度高的甘蔗原料，并且對甘蔗的新鮮度也有一定的要求，講究“快砍、快榨、快煮”，以防止蔗糖轉化或者被細菌侵入。早期一般用糖車來壓榨提汁，而目前有很多作坊一般使用三輥單座榨機或五輥單座榨機進行提汁。

2.2 提純熬煮

提純熬煮又可細分為蔗汁入鍋、上浮撇泡、攪拌熬煮和糖漿起鍋。土法紅糖(非分蜜糖)中的蔗汁通過沸騰過程中產(chǎn)生氣泡，夾帶渾濁物上升形成浮渣，采用人工撇泡的方式將這些固體雜質(zhì)除去，這些操作順序不同國家和地區(qū)之間略有不同。一鍋紅糖從開始至出鍋大約耗時3 h。熬糖講究“大火開泡”、“小火撇泡”、“猛火蒸發(fā)”、“微火出糖”。撇泡，即撇掉最上面一層泡沫，這層泡沫含有一些雜質(zhì)，如果火力過猛則會造成雜質(zhì)翻滾而難以除去，因此需小火。熬煮時間，即蒸發(fā)時間約為2個多小時，即將出鍋時，需要用小火熬制且不斷攪拌，防止其受熱不均勻而變焦。

2.3 曬糖成品

曬糖成品又分為冷卻、結晶、切片和包裝。在此階段，首先要不停地攪拌糖漿，以使其快速冷卻起晶，防止其結塊黏鍋，當晶粒達到一定量時，即可傾入模板中定型成塊，進而切片、包裝。出鍋時間、打砂(冷卻起晶)時間的判斷一般根據(jù)操作者的經(jīng)驗來執(zhí)行，因此產(chǎn)品的質(zhì)量很容易受到人為因素的干擾。

3 非分蜜糖制備過程中的主要澄清方式

經(jīng)壓榨所得蔗汁含有很多有機和無機的非糖雜質(zhì)，這些非糖雜質(zhì)影響非分蜜糖的感官和口感。傳統(tǒng)非分蜜糖一般使用簡單的石灰法或者物理過濾，人工撇除固體雜質(zhì)，存在澄清不徹底、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和成品溶于水后有少量蔗糠沉淀等現(xiàn)象。

3.1 石灰法

通過加熱和加灰的綜合作用，石灰中鈣離子與蔗汁自然磷酸根離子形成絮狀磷酸鈣沉淀物，同時絮狀物捕集與吸附蔗汁中凝固的蛋白、多元膠體等雜質(zhì)，隨著細小氣泡的上浮撇去雜質(zhì)。此外加灰作用也可以沉淀部分有機酸鈣，如烏頭酸鈣等。石灰法能提高澄清效率，非分蜜糖的純度高，石灰取材方便，工藝過程簡單，同時提高pH值可抑制還原糖生成。

蔡琳旗采用磷酸石灰法，在簡單石灰法的基礎上，加灰的同時加磷酸，糖汁進入沉淀池時加絮凝劑，相比混合汁，蔗汁脫色率達31%，除濁率達89%，產(chǎn)品感官和理化指標得到明顯的提升[7]。

3.2 亞硫酸法

在加石灰、磷酸的基礎上，添加二氧化硫，相比石灰法，多生成一種亞硫酸鈣，因此吸附雜質(zhì)效果更好。亞硫酸法生產(chǎn)工藝流程較短，使用設備簡單，但會在非分蜜糖中引入硫元素。

藍恒星等通過對傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝進行優(yōu)化，相比傳統(tǒng)亞硫酸法處理的蔗汁，色值下降249 IU[8]。

3.3 糖漿磷酸上浮法

糖漿中加入磷酸和石灰乳, 使生成磷酸鈣沉淀物吸附雜質(zhì)。然后將糖漿放入高速混合器中借攪拌葉的作用充入大量的微細空氣泡。充氣后的糖漿加入絮凝劑混合均勻后靜置于分液漏斗中，沉淀物和雜質(zhì)被粘附在氣泡表面浮升至液面成為浮渣，清糖漿自漏斗底放出[9]。

3.4 碳酸法

蔗汁中加入石灰和二氧化碳，生成大量碳酸鈣沉淀，以及在堿性下進行處理，能吸附和凝聚除去較多的色素及各種非糖分。但是碳酸法生產(chǎn)工藝流程長，生產(chǎn)成本高，且產(chǎn)生的濾泥偏堿性不利于環(huán)保。

蔡慧勇采用雙碳法澄清，非分蜜糖原料為二碳壓濾機過濾后的二清汁，成品外觀淺黃，糖液清徹透明，無雜質(zhì)，溶解使用時不需預先進行沉淀或濾渣[10]。

3.5 膜分離技術

選擇透過性薄膜，利用溫度差、壓力差、電位差作為推動力對糖液進行分離、提純和富集。

Catiet S、Theoleye M A等采用超濾工藝與不采用超濾工藝對比，糖液的色值和濁度分別降低了53%和87%，灰分降低了50%，葡聚糖去除率65%[11]。李凱等使用膜孔徑0.05～0.10 μm陶瓷超濾膜對粗濾的甘蔗汁進行超濾澄清，得到濁度小于1.00 NTU的甘蔗澄清汁[12]。

4 非分蜜糖的營養(yǎng)成分

甘蔗汁中含有人體必需的多種氨基酸，如賴氨酸、甘氨酸及亮氨酸等，這些氨基酸是合成人體蛋白質(zhì)、促進細胞新陳代謝以及參與人體生命活動不可或缺的基礎物質(zhì)，能夠促進人體健康。未經(jīng)過精煉的非分蜜糖保留了甘蔗中的大部分天然營養(yǎng)成分，易被人體消化吸收。非分蜜糖不僅含有可提供能量的碳水化合物，還含有促進人體生長發(fā)育的蘋果酸、核黃素、胡蘿卜素、煙酸和微量元素，如鈷、鋅、鉻，具體見表2。

表2 非分蜜糖營養(yǎng)成分表[13]Table 2 Nutrition facts of non-centrifugal cane sugar

5 非分蜜糖的保健功效

國內(nèi)對非分蜜糖的保健功效研究甚少，國外學者認為非分蜜糖的保健功效包括：美容作用；改善缺鐵性貧血作用；防齲作用；抗毒素和細胞保護作用；抑制糖尿病和高血壓作用；免疫作用；抗癌作用等。

5.1 非分蜜糖的美容作用

皮膚的顏色主要是由黑色素所決定的，黑色素是由黑色素細胞內(nèi)黑素中絡氨酸經(jīng)過絡氨酸酶催化合成。抑制酪氨酸酶活性能減少黑色素細胞黑色素的產(chǎn)生，從而達到美白的功效。有學者從甘蔗糖蜜中分離出2種具有生物活性的物質(zhì)1,1-二苯基-2-苦肼基和他喬糖甙能夠清除自由基，抑制酪氨酸酶的活性[14,15]，因此非分蜜糖具有美白祛斑之效。

5.2 非分蜜糖對缺鐵性貧血的作用

缺鐵性貧血(IDA)是指體內(nèi)用來制造血蛋白貯存的鐵已被用盡，由于紅細胞生成受到障礙所產(chǎn)生的貧血[16]。中國傳統(tǒng)中醫(yī)普遍認為：紅糖性溫、味甘、入脾，具有益氣補血的作用，對缺鐵性貧血具有一定的功效。紅糖通過“溫而補之，溫而通之，溫而散之”來發(fā)揮其補血功效。

巴西學者曾在腰果汁中添加非分蜜糖，血紅蛋白顯著增加[17]。由此可見，非分蜜糖可以促進缺鐵性貧血兒童的血紅蛋白增加。

5.3 防齲作用

齲病是在以細菌為主的多種因素影響下，牙齒硬組織發(fā)生的進行破壞的一種常見口腔疾病[18]。非分蜜糖能防止或減少牙齒中碳水化合物的酸發(fā)酵，對牙齒脫鈣有保護作用，進而抑制碳水化合物對牙齒的損害[19]。

日本學者從糖蜜中分離出2種具有生物活性的酚類物質(zhì)二松柏醇-9-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和異葒-7,3-O-二甲醚，它們對致齲菌變異鏈球菌和表兄鏈球菌有抑制作用。此外，非分蜜糖的防齲齒作用可能也與其含有的磷酸鹽成分有關[20]。

5.4 抗毒素和細胞保護作用

Nakasone等從非分蜜糖二氯甲烷提取物中分離5種抗氧化物質(zhì)，通過光譜分析鑒定分別為：丁香質(zhì)素、皮樹脂醇、松柏醇、芥子醇、3-羥基-1-(4-羥基-3,5-二甲氧基苯)-1-丙酮，能抵抗自由基，重建和保護細胞基礎結構，維護細胞的正常功能和新陳代謝[21]。

經(jīng)動物實驗發(fā)現(xiàn)：非分蜜糖可以降低煤粉處理大鼠造成的肺部組織病變和肺組織羥脯氨酸含量[22]，減少X射線處理小雞造成的腸組織損傷，增大小雞存活率[23]，此外，非分蜜糖可以降低由于砷引起小鼠的染色體畸變[24]。

非分蜜糖還可以保護DNA和細胞免受氧化損傷。4 mg/mL濃度的非分蜜糖溶液對NH-3T3細胞的氧化損傷有97%的保護作用[25]。

5.5 糖尿病和高血壓

Kimura等從非分蜜糖中分離出2種活性成分3,4-二甲基苯基-O-D-葡萄糖苷和3,4,6-三甲氧基苯基-O-D-葡萄糖苷，能抑制大鼠血清中甘油三酯、脂肪過氧化物酶和胰島素的升高。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)：3,4,6-三甲氧基苯基-O-D-葡萄糖苷通過減少腸內(nèi)葡萄糖的吸收來抑制血漿胰島素的升高[26]。

與之相反的是，日本鵪鶉載脂蛋白缺陷小鼠試驗發(fā)現(xiàn)：按照正常飲食的量食用非分蜜糖，對血脂沒有顯著作用。這可能是攝入量遠遠低于Kimura等試驗的攝入量的原因，但非分蜜糖中酚類化合物可以有效地防止日本鵪鶉動脈粥樣硬化并無任何副作用[27,28]。

5.6 免疫作用

從非分蜜糖中分離出5種抗氧化活性甘蔗提取物，富含多酚物質(zhì)，能夠促進雞、豬、小鼠的生長和加強免疫調(diào)節(jié)[29-31]。在實驗中，喂食甘蔗提取物的小雞對綿陽紅細胞、布魯氏菌和腸炎沙門氏菌有明顯的免疫反應；對于豬，甘蔗提取物可以增加自然殺傷細胞的毒性和細胞的吞噬作用，促進豬的繁殖生長；在小鼠模型中，甘蔗提取物可以抑制和保護動物免受內(nèi)毒素致死性休克，減少脂多糖產(chǎn)生一氧化氮，提高小鼠存活率。

5.7 抗癌作用

巴西學者從甘蔗汁中提取一種糖苷，體外實驗有抗惡性細胞增生的作用，并對耐藥乳腺癌細胞系NIC/ADR有著高選擇性[32]。

非分蜜糖的這些功效可能一部分源于其含有的礦物質(zhì)成分的作用，如鐵和鉻元素等；一部分源于酚類物質(zhì)和其他抗氧化物質(zhì)清除自由基的作用。非分蜜糖的這些保健功效還需要進一步研究驗證，并分析確認其作用機理。

6 結論與展望

研究表明：非分蜜糖具有許多保健功效，如美容作用、改善缺鐵性貧血作用、防齲作用、抗毒素和細胞保護作用、抑制糖尿病和高血壓作用、免疫作用、抗癌作用等，對人體健康有促進作用。目前關于非分蜜糖的研究國內(nèi)較少，但國外已經(jīng)取得一定的進展。非分蜜糖不僅僅可以應用于食品工業(yè)作為甜味劑或者是發(fā)酵來源，也可以作為日化用品的添加原料，提高甘蔗糖業(yè)的附加價值。況且非分蜜糖的制備工藝簡單，相信在不久的將來，伴隨著非分蜜糖相關法規(guī)的推出和保健功效的深入研究，能豐富市場產(chǎn)品，滿足更多消費者的需求。

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Research Progress of Non-centrifugal Cane Sugar

LAN Mei-juan1,3, XU Yong-shi2,4, ZHOU Hao2,4, LI Wen1,3, QU Rui-jing1,3, LI Kai1,2,3,4

(1.College of Light Industry and Food Engineering,Guangxi University,Nanning 530004,China; 2.Guangxi Sugar Institute,Nanning 530004,China;3.Research Center of Sugar Industry Engineering Technology,Guangxi University,Nanning 530004,China;4.Guangxi Sugar Industry Collaborative Innovation Center,Nanning 530004,China)

Non-centrifugal cane sugar is not only a sweetener in daily life,but also is considered as health-care product in Chinese tradition.Based on the collection and arrangement of relevant information, describe the crystallization principle and production process and the function of non-centrifugal cane sugar comprehensively, in order to provide some theoretical basis for non-centrifugal cane sugar production.

non-centrifugal cane sugar；crystallization principle；production process；healthy function

2017-03-29

廣西科學研究與技術開發(fā)計劃項目(桂科AB16380011)；廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心

蘭梅娟(1992-)，女，碩士，研究方向：糖業(yè)綜合利用； 李凱(1972-)，男，教授級高級工程師，碩士生導師，博士，研究方向：制糖工藝過程及其強化、綠色制糖技術、制糖梯度生產(chǎn)及產(chǎn)品多元高值化。

TS242.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.09.039

1000-9973(2017)09-0163-05