楊 柳，王智能，楊 婷，尚試雄，崔 杰，沈石妍

(云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，云南開遠 661699)

0 引言

紅糖是甘蔗經壓榨提汁、澄清、蒸發(fā)濃縮、熬煮、打砂成型[1]的一種非分蜜糖[2]，又稱為“東方巧克力”，其保留了甘蔗中多酚、蛋白質、氨基酸、微量元素、維生素等主要營養(yǎng)成分[3-7]，具有增強體內免疫力、預防貧血、抗氧化、健脾暖胃、活血化淤等功效[8-11]，一直深受消費者的喜愛。陶弘景的《名醫(yī)別錄》記載“紅糖潤肺氣、助五臟、生津、解毒、助脾氣、緩肝氣”；《本草綱目》記載“紅糖利脾緩肝、補血活血、通瘀及排毒露”[12]。近年來，人們對紅糖的質量及品質有了新的要求，不僅要求原料上適合生產紅糖[13]，還要求紅糖具有更高的營養(yǎng)成分、更濃郁的香味、更佳的口感，隨著紅糖加工技術的不斷提升，小塊紅糖比大塊紅糖更受消費者歡迎，松軟的紅糖比堅硬的紅糖更能得到大家的喜愛。

目前，對紅糖硬度、口感與糖分含量等關系研究尚鮮見報道。紅糖的硬度與還原糖含量的高低有著一定關系，控制適宜的還原糖含量可以起到調節(jié)紅糖硬度的作用。不同的甘蔗品種，其營養(yǎng)成分、礦物質的含量有著顯著的不同[14]，糖類物質的含量也具有較大的差異，砍削后的甘蔗在儲運待榨過程中各成分會發(fā)生變化，蔗糖會轉化為還原糖，且不同甘蔗品種蔗糖的轉化速度不一致[15]，適當?shù)恼崽寝D化會形成不同軟硬程度和口感的紅糖。因此，研究甘蔗不同堆放時間對紅糖品質的影響很有必要。通過不同堆放時間，對甘蔗的蔗汁及制成紅糖的蔗糖分、還原糖分、蛋白質含量、游離氨基酸總量、多酚含量、pH值及紅糖水分、色澤、感官評定、硬度指標進行分析，為糖廠確定不同期品種的甘蔗入榨時間調整紅糖的品質，提高經濟效率提供指導依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

試驗地選在云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所第二基地，甘蔗品種為柳城 03-1137與 ROC21，新植，于成熟期采集地上部分至生長點以下10 cm的甘蔗莖桿作為實驗樣品。

亮氨酸標準品 99%，中國食品藥品檢定研究所；氯化鈉、水合茚三酮、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、福林酚、碳酸鈉、沒食子酸，廣東省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心；鹽酸、硫酸，國藥集團化學試劑有限公司；硫酸銅、硫酸鉀，天津市風船化學試劑科技有限公司；硼酸，天津市光復科技發(fā)展有限公司。除標準品外，其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

SXZ-8小型甘蔗壓榨機，佛山市樂創(chuàng)網絡科技有限公司；AE 224分析天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；Smart-N15VF超純水系統(tǒng)，上?？道追治鰞x器有限公司；UV-5800PC紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；電子萬用爐，浙江省上虞市通州實驗儀器廠；TA. Newplus質構儀，上海瑞玢國際貿易有限公司；DHG-9240A電熱鼓風干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；WF32精密色差儀，深圳市威福光電科技有限公司；Sorvall LYNX4000落地離心機，美國Thermo Scientific公司；ZD-3A電位滴定儀，上海本昂科學儀器有限公司；JH-P400全自動旋光儀，上海佳航儀器儀表有限公司；DZF-6050真空干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理方法

甘蔗一次性砍收，隨機分為5組，分別于第0、5、10、15、20天分別測定甘蔗及所制成的紅糖的各項指標。待測的甘蔗堆放在通風干燥、可避雨的棚下，整個實驗過程甘蔗未產生霉變現(xiàn)象。每個實驗組選取10根大小均勻的蔗莖進行壓榨，蔗汁經100目尼龍布過濾后，留一部分蔗汁備檢測，其余蔗汁經煮沸、澄清、蒸發(fā)濃縮、熬煮、打砂成型制成方塊狀紅糖（3 cm×3 cm，一塊重約15 g），于60℃鼓風干燥箱中烘干36 h后包裝保存，備用。

1.3.2 蔗糖分

蔗汁蔗糖分參照《甘蔗制糖化學管理分析方法》第3章第3節(jié)[16]，采用二次旋光法測定蔗糖分；紅糖參照QB/T 2343.2-2013《赤砂糖試驗方法》測定[17]。

1.3.3 還原糖分測定

參照《甘蔗制糖化學管理分析方法》第 3章第4節(jié)中采用蘭-艾農恒容法測定還原糖[16]；紅糖參照QB/T 2343.2-2013《赤砂糖試驗方法》測定[17]。

1.3.4 蛋白質測定

參照GB 5009.5-2016《食品中蛋白質的測定》凱氏定氮法測定[18]。

藥品質量標準變更后的發(fā)布渠道不統(tǒng)一，不同地域的生產企業(yè)、藥檢機構難以及時獲取。針對《中國藥典》、部（局）頒標準等成冊標準和注冊標準等單行頁標準，在使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及試行標準轉正、藥品標準修訂等，國家藥典委員會、國家藥監(jiān)局藥品注冊管理部門等每年均發(fā)布大量的標準勘誤、標準修訂等信息，尤其是單行頁標準的發(fā)布，有關部門只將此類標準發(fā)送到省級藥品監(jiān)督管理部門和相關生產單位，大多數(shù)市（地）級藥檢機構以及有關藥品生產企業(yè)，由于信息不暢，無法及時獲取，對藥品質量標準的執(zhí)行和藥品監(jiān)管有一定影響。

1.3.5 游離氨基酸總量測定

參照張翔等[19]的方法改進后進行測定。標準曲線：吸取200 μg/mL的亮氨酸標準溶液0、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0 mL，分別置于25 mL比色管中，各加水補充到4 mL，然后加入水合茚三酮和pH值為8.0的磷酸鹽緩沖液各1 mL，混合均勻后置于沸水浴中加熱 15 min，取出后流水冷卻至室溫，搖勻，加水至標線25 mL，再搖勻，靜置15 min，在570 nm波長下，以空白試劑管為參比測定吸光值A，以亮氨酸濃度為橫坐標，吸光值A為縱坐標，繪制標準曲線。樣品測定：稱取1.0 g樣品溶解并定容于10 mL蒸餾水中，振搖，完全溶解后再稀釋適當倍數(shù)，取4 mL按照標準曲線操作步驟處理后在相同波長下測定吸光值，根據(jù)標準曲線換算濃度。計算游離氨基酸總含量。

1.3.6 多酚含量測定

參照 Singleton等[20]的福林酚法，標準曲線：分別取0、1、2、4、8、10、20 μg/mL的沒食子酸標準溶液1 mL于10 mL比色管中，加入0.2 mol/L的福林酚試劑5 mL和4 mL飽和碳酸鈉(100 g/L)，振搖混勻，室溫下放置2 h，在765 nm波長下以空白試劑為參比測定吸光值A，以沒食子酸濃度為橫坐標，吸光值 A為縱坐標，繪制標準曲線。樣品測定：稱取1.0 g樣品溶解并定容于10 mL蒸餾水中，搖勻后取1 mL于10 mL比色管中，按標準曲線操作步驟處理，測定吸光值A，計算總多酚含量。

1.3.7 pH值測定

參照 GB/T 10468-1989《水果和蔬菜產品pH值的測定方法》測定[21]。

1.3.8 紅糖水分測定

參照 GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》減壓干燥法測定[22]。

1.3.9 紅糖色澤測定

利用 WF32精密色差計測定。打開色差儀，預熱 10 min，用白色標準板和黑筒進行校準，選擇Lab顏色模式。樣品預處理方法：分別稱取10 g樣品，粉碎后過40目篩選出大小均勻的紅糖，置于透明玻璃杯中測定樣品的L、A、B值，每組樣品進行3次重復實驗。

1.3.10 感官評定

對不同堆放時間的甘蔗經過壓榨、澄清、熬制成紅糖樣品，在同一時間，由10位受過感官評定專業(yè)學習的人對紅糖樣品進行感官評定（口感方面），并打分。按紅糖口感粗糙，硬，香味差評0～3分；紅糖口感細膩，較硬，香味一般評4～7分；紅糖口感細膩，較軟，香氣濃郁評 8～10分的標準進行打分，取平均分。

1.3.11 硬度測定

選用穿刺探頭，采用Basic Single Test模式，參數(shù)設定如下：測試模式：Compression，目標模式：Distance，測試之前探頭下降速度為1.5 mm/s；測試時下降速度為 2.0 mm/s；測試后速度為 5.0 mm/s；目標值為3 mm。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗進行3次重復，利用Excel 2016對數(shù)據(jù)進行整理，數(shù)據(jù)采用平均值±標準差表示，采用IBM SPSS 22.0對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析、相關性分析。

2 結果與分析

2.1 甘蔗不同堆放時間蔗汁及紅糖營養(yǎng)成分分析

對甘蔗不同堆放時間蔗汁及紅糖所含的蔗糖分、還原糖分、蛋白質含量、游離氨基酸總量、多酚含量等營養(yǎng)成分進行分析，結果見表1。

由表1可以看出，ROC21制成的紅糖蔗糖分隨著堆放時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，其中0～10天時下降得最快，柳城03-1137紅糖蔗糖分則波動式地變化。2個品種的蔗汁中蔗糖分變化不大。

隨著堆放時間的延長，不同甘蔗品種的蔗汁及所制成的紅糖的還原糖分呈現(xiàn)上升趨勢，各組還原糖分差異顯著。ROC21制成的紅糖還原糖分變化大，從2.66%增長到14.61%。2個品種的蔗汁還原糖分增長相對較緩，其中，柳城03-1137的還原糖分僅增長了1.52%，結合蔗糖分的變化，說明該品種屬于蔗糖轉化較慢的品種。柳城03-1137制成紅糖的蔗糖分與還原糖分變化較小，蔗糖分維持在80%左右。但ROC21制成紅糖的蔗糖分下降得較快，還原糖分上升較多，堆放20天時總糖分（蔗糖+還原糖）為83.22%，僅能達到國標GB/T 35885-2018里二級紅糖的標準。因此，對于轉化快的甘蔗品種不宜堆放時間太長，宜在10～15天內入榨。

從表1可以看出，經過不同堆放時間后，2個品種甘蔗汁和紅糖的游離氨基酸總量和ROC21蔗汁蛋白質含量差異顯著，在一定范圍內呈波動趨勢。紅糖的游離氨基酸總量明顯比蔗汁氨基酸量高的原因是蛋白質在美拉德反應中大量分解，產生游離態(tài)氨基酸及部分香氣化合物[23]。柳城03-1137蔗汁、紅糖的蛋白質、氨基酸含量在堆放20天時呈現(xiàn)明顯下降的趨勢。因此，建議工廠堆放甘蔗時間不宜過長，不宜超過20天。

表1 甘蔗不同堆放時間蔗汁、紅糖營養(yǎng)成分分析

2個品種的蔗汁多酚含量具有顯著差異，且蔗汁與紅糖的多酚含量隨著堆放時間的延長，呈增加的趨勢。ROC21紅糖多酚含量呈顯著上升趨勢。

2.2 甘蔗不同堆放時間蔗汁及紅糖pH值情況

從圖 1可以看出，不同堆放時間下柳城03-1137與ROC21的蔗汁及紅糖的pH值在5.09～5.89之間。2個品種的蔗汁與ROC21制成的紅糖pH值的變化趨勢基本一致，整體呈緩慢下降的趨勢，與沈石妍等[24]人的研究基本一致。而柳城03-1137的紅糖pH值變化趨勢與蔗汁相反，但總體也呈現(xiàn)下降趨勢。造成pH值降低的原因可能是紅糖富集了來自蔗汁中的大量有機酸，紅糖生產過程中美拉德反應的產物吡嗪、呋喃、醛酮等也會造成蔗汁pH值下降[25]。

圖1 不同堆放時間下不同品種蔗汁、紅糖的pH值

2.3 甘蔗不同堆放時間制成的紅糖水分含量情況

紅糖的水分太高，會縮短紅糖的保質期和影響口感；水分過低，會使糖塊的口感變硬，沒有細膩的砂粒感、清香味與清甜味，并伴有焦化味[26]。表 2中，甘蔗不同堆放時間制成的紅糖水分范圍在4.05%～7.18%之間。結合口感風味與市場上消費者的需求，工廠應綜合考慮，控制紅糖水分在合理范圍內。

表2 不同堆放時間甘蔗制成的紅糖水分含量

2.4 甘蔗不同堆放時間制成的紅糖色澤情況

使用色差儀對不同甘蔗不同堆放時間制成的紅糖樣品顏色進行測定，結果見表3。表中亮度(L)值表征樣品的明亮程度，L=0表示黑色，L=100表示白色。紅度(A)值為正值時表示紅色，值越大表示紅色越深；A為負值時表示綠色，值越小表示綠色越深。黃度(B)值為正值表示黃色，值越大表示黃色越深；B為負值時表示藍色，值越小表示藍色越深[27]。由表 3可以看出，在不同時間下，柳城03-1137制成的各組紅糖L值、A值、B值與ROC21紅糖的B值均差異顯著，變化較多。2種紅糖的A值、B值都隨著堆放時間延長，呈現(xiàn)增加的趨勢，即紅黃色加深。柳城03-1137紅糖不同堆放時間的L、A、B值的平均值均比ROC21紅糖平均值高，表示其色澤更鮮艷，更帶紅黃色。

表3 不同堆放時間甘蔗制成的紅糖顏色情況

2.5 甘蔗不同堆放時間制成紅糖的感官評定

對甘蔗不同堆放時間制成的紅糖樣品進行感官評定，并評分，總分為10分，結果以平均值表示，見表4。

表4 不同堆放時間甘蔗制成紅糖的感官比較

由表4可以看出，在堆放前5天時，2個品種甘蔗制成的紅糖均較硬。隨著堆放時間的延長，口感逐漸變軟，更加適口。其中堆放時間10天后，ROC21所制的紅糖口感變軟，比柳城 03-1137制成的紅糖變化快，綜合感官評定分數(shù)最高，為 9分。

2.6 甘蔗不同堆放時間制成紅糖的硬度情況

結合表1、表4與圖2，ROC21紅糖的硬度變化大，堆放時間 5～10天組硬度下降最快，口感由硬變軟，其還原糖分上升快，由 7.90%變?yōu)?2.24%；蔗糖分從77.76%變?yōu)?2.42%，是下降得最多的時間段；在堆放時間10天以后硬度變化趨緩。柳城03-1137的紅糖硬度在第5天時達到最高，為12638.77 g，其后緩慢下降。堆放時間5～10天組是甘蔗、紅糖的蔗糖分、還原糖分、硬度等指標變化最大的時間段。結合蔗糖分、還原糖分、水分指標，認為硬度控制在8000 g以下，可以得到口感綿柔溫潤的紅糖。

圖2 甘蔗不同堆放時間制成的紅糖硬度情況

2.7 甘蔗不同堆放時間蔗汁、紅糖的理化指標相關性分析

對甘蔗不同堆放時間的蔗汁、紅糖所含的蔗糖分、還原糖分、pH值、紅糖硬度、紅糖水分及顏色等指標進行相關性分析，結果如表 5所示。紅糖硬度與紅糖蔗糖分極顯著正相關，相關系數(shù)達0.818，與紅糖水分呈顯著正相關，與紅糖還原糖分呈顯著負相關關系。紅糖水分與紅糖蔗糖分極顯著正相關，與蔗汁還原糖分呈極顯著負相關，與紅糖pH值、蔗汁蔗糖分顯著正相關，與紅糖還原糖分顯著負相關。紅糖pH值與紅糖蔗糖分、紅糖 L值正相關，與紅糖還原糖分、蔗汁還原糖分負相關。紅糖蔗糖分與紅糖還原糖分、蔗汁還原糖分極顯著負相關，與紅糖L值、蔗汁pH值、蔗汁蔗糖分顯著正相關。紅糖還原糖分與蔗汁還原糖分極顯著正相關，與蔗汁 pH值極顯著負相關，與蔗汁蔗糖分顯著負相關。紅糖L值與A值負相關；A值與B值正相關。蔗汁pH值與蔗汁蔗糖分極顯著正相關，與蔗汁還原糖分呈極顯著負相關關系。蔗汁蔗糖分與蔗汁還原糖分呈顯著負相關。綜合以上分析，看出紅糖中糖分指標與紅糖硬度、水分、pH值有密切關系，也與蔗汁蔗糖分、還原糖分有關。

表5 甘蔗不同堆放時間蔗汁、紅糖理化指標相關性分析

3 結論

在不同堆放時間，通過對甘蔗的蔗汁及制成紅糖的蔗糖分、還原糖分、蛋白質含量、游離氨基酸總量、多酚含量、pH值及紅糖水分含量、色澤、感官評定、硬度指標進行分析。研究發(fā)現(xiàn)：ROC21制成的紅糖蔗糖分隨著堆放時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，其中0～10天時下降率最高；ROC21制成的紅糖還原糖分變化最大，從2.66%增加到14.61%。柳城 03-1137制成紅糖的蔗糖分與還原糖分變化較小，蔗糖分維持在80%左右，說明該品種屬于蔗糖轉化較慢的品種，對于轉化快的甘蔗品種堆放時間不宜太長，宜在10～15天內入榨。

2個品種甘蔗汁和紅糖的游離氨基酸總量差異顯著；多酚含量隨著堆放時間的延長，呈增加的趨勢。柳城 03-1137蔗汁、紅糖的蛋白質、氨基酸含量在堆放20天時突然出現(xiàn)明顯下降的現(xiàn)象。ROC21紅糖在堆放5～10天時硬度變化最大，口感由硬變得綿柔溫潤。紅糖的硬度與紅糖蔗糖分呈極顯著正相關，相關系數(shù)達0.818，與紅糖還原糖分呈顯著負相關關系。

綜上，紅糖廠想要制成綿柔溫口感的紅糖，需要控制紅糖在合理范圍內硬度8000 g以下；蔗汁蔗糖分轉化為還原糖，含量相對較低，在 80%左右；還原糖分10%以上。在合適的時間，選擇糖分轉化較快的甘蔗品種優(yōu)先入榨，在保證甘蔗不霉變等情況下，最長堆放時間不超過20天。