甘蔗原汁紅糖的活性營養物與開發應用優勢

保國裕，藍艷華，朱紹熹

（1廣州甘蔗糖業研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東廣州510316；2原廣東糖紙工業公司，廣東廣州510000）

0 前言

紅糖在我國不僅作甜味劑，而且從古至今都認為是保健品。如早于公元一世紀東方朔的“神異論”、南北朝陶弘景的“名醫別錄”已有記載：紅糖能潤肺氣、助五臟、生津、解毒、助脾氣、緩肝氣；1596年李時珍的“本草綱”也記載“紅糖利脾緩肝、補血活血、通淤以及排毒露”，但以前不知其保健的原理。自工業發達以來，人們對喝牛奶、咖啡、飲料、儲存運輸等的需要漸增，檢測手段日益進步，近代才了解到，原來甘蔗除蔗糖外，尚含一些對人體免疫系統具有活性的營養物，如多酚化合物、植物甾醇、高級烷醇、葉綠素、礦物質、維生素等功能性物。然而，若像其他植物通過提取辦法獲得上述活性產品，則需花費復雜流程和成本，但通過甘蔗的簡易物理處理，變成接近蔗汁效價的紅糖，既作甜味劑又可吸收到活性營養物，人們稱“廉價的補品”。除此以外，制糖企業生產紅糖產品，還獲得比產白砂糖更高的產糖率，更低的能耗、更小的投資規模和避免糖蜜再生產酒精或酵母次生的環境污染，有較好的經濟、社會、環境效益。

1 紅糖生產流程及特點

大型機制糖廠用化學澄清劑可把蔗汁深度清凈，經濃縮、結晶、分離最后得到單一甜味功能的白砂糖[1]。然而，紅糖生產流程區別于白砂糖，主要是蔗汁基本是用物理辦法清凈，加入化學劑不多。另外是用降溫帶蜜成糖，甘蔗中大部分有機大分子活性營養物和可溶性礦物質仍存在于成糖中，除具甜味外，尚含甘蔗原生態營養物。由于紅糖生產是輕度澄清，撇出糖泡或過濾出的濾坭含臘和脂多，可提取植物固醇或28烷醇等高值保健產品。它還區別于把白砂糖加糖蜜或糖漿復制的“紅糖”，或用原糖或赤砂糖回溶煮制的“紅糖”，故只能稱翻煮“紅糖”，而非蔗汁全價糖。具體流程見圖1[2]。

2 紅糖成分分析

由于紅糖的生產流程主要是物理過程，基本保存蔗汁的成分。為此，先要了解蔗汁中除蔗糖以外的成分。表1～表3是專用實驗室壓榨機榨出甘蔗原汁的各類別成分[3]。

圖1 紅糖生產流程

表1 甘蔗原汁氨基酸、有機酸及含氮物成分

表2 甘蔗原汁的碳水化合物成分

表3 甘蔗原汁無機陽離子及其他

從表1～表3中看到甘蔗原汁含多種氨基酸、無機陽離子均具人體需要的營養成分，這些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，對促進健康有絕對的正面效用。另外，還含有豐富的維他命B1、B2、B6及維他命C等。近代更有日本神戶大學、臺灣糖業公司、美國糖業研究所(SPRI)分析到甘蔗汁中含多酚類物(Polyphenols)，屬水溶性色素存在于蔗汁中，分析到的有花青素、花黃素（黃酮類）、兒茶素(Catechine)。這些多酚類化合物在堿性中變暗褐色，遇鐵生成藍黑色。因此，用石灰法簡易清凈、濃縮蔗汁制成的紅糖（或稱黑糖）含多酚類抗氧化物較豐富。日本用高于精糖的價格收購我國紅糖，就是因為其中多酚物質的價值[4]。我國雖機制大型糖廠占絕大多數，但云南、福建、廣東仍年產幾十萬t直出紅糖，也就因為市場的需要，價格也因其含高的營養成分而不亞于白砂糖。多酚化合物又稱黃酮類，由40多種化學成分組成，植物的多酚類化合物具安全和廣泛的生理活性，具抗氧化強化血管壁，促進腸胃消化、降低血脂、利尿、降血壓、抑制細菌等增加身體抵抗力的功能。表4是粗糖與白砂糖含多酚化合物的比較。

近代研究養生保健免疾的成果中，已有不少從食用植物中提取多酚化合物用作抗氧化劑以抵御使人體衰老和喪失免疫功能的“自由基”。如我國市場上已有的“茶多酚”、“竹多酚”、“天寶靈”等抗氧化產品，就是從茶葉、葡萄籽、銀杏葉、菊花、竹葉等提取多酚化合物，但售價甚昂，非一般普羅大眾能吃得起，但吃紅糖則是廉價的“補品”，應予推廣應用。

表4 粗糖與白砂糖含多酚化合物含量的比較 （單位ppm）

3 紅糖的保健功效

3.1 中醫營養學

紅糖具有益氣養血，健脾暖胃，驅風散寒，活血化淤之效，特別適于產婦、兒童及貧血者食用。性溫的紅糖通過“溫而補之，溫而通之，溫而散之”來發揮補血作用[5]。以前的人常用紅糖給產后的婦女補養身體，目的在于利用紅糖“通淤”或“排惡露”的作用而達到止痛的目的。產后或人流后喝10～15天紅糖水，對補血、排尿、子宮收縮復位都有不錯效果，其作用表現在：①在月子里，產婦怕受寒著涼，紅糖可以祛風散寒；②產婦失血過多，紅糖可以補血；③對產后淤血導致的腰酸、小腹痛、惡露不凈，紅糖具有活血化淤和鎮痛的作用；④產婦活動少，容易影響食欲和消化，紅糖有健脾暖胃化食之功；⑤紅糖還具有利尿作用，可使產婦排尿通暢。雖說產婦吃紅糖好，但是一定要適量。產婦運動少，多余的糖分易轉化為脂肪，導致肥胖。對于這一點，我國古代醫學家早有認識。如《本草綱目》一書中，稱紅糖為沙糖，并分析：“沙糖性溫，殊于庶漿，故不宜多食……”。

人們一般認為，紅糖適合月經不調和剛生了孩子的婦女吃。其實紅糖更適合老人，特別是適合年老體弱、大病初愈的人吃。中醫認為，紅糖性溫、味甘、入脾。老人對各種微量元素和維生素的攝入逐漸減少，平時應注意在飲食中補充，以維持正常代謝功能，延緩衰老。另外，若要發揮紅糖的這些功效，吃法上也很有講究：紅糖煮荷包蛋，可以使雞蛋和紅糖的營養互補，讓老年人面色紅潤，有精神；用紅糖泡桂圓干服用，對改善睡眠有著積極作用；紅糖泡人參，則有調理氣息，改善低血壓的作用。但也并不是所有的老人都適合吃紅糖，中醫認為陰虛內熱者、消化不良者和糖尿病患者不宜食用紅糖。此外，在服藥時，也不宜用紅糖水送服。有中氣不足、食欲不振、營養不良等問題的孩童，平日可適量飲用紅糖水。

即使在科技發達的日本，許多食品還特地標明“純正紅糖”字樣，這從一個側面說明了紅糖非同于白糖的作用，因此家庭常備紅糖并食之，對身體是大有裨益的。

3.2 紅糖對肌膚的保健功效

紅糖的種種特殊作用，主要得益于它的天然成分。據香港賽特皮膚研究中心的皮膚醫學專家們 20年來的潛心鉆研，發現紅糖中蘊含著大量的營養物質對肌膚的健康、營養有著獨到的功效：①紅糖中所含有的葡萄糖、果糖等多種單糖和多糖類能量物質，可加速皮膚細胞的代謝，為細胞提供能量；②紅糖中含有的葉酸、微量物質等可加速血液循環、增加血容量的成分，刺激機體的造血功能，擴充血容量，提高局部皮膚的營養、氧氣、水分供應；③紅糖中含有的部分維他命和電解質成分，可通過調節組織間某些物質濃度的高低，平衡細胞內環境的水液代謝，排除細胞代謝產物，保持細胞內、外環境的清潔；④紅糖中含有的多種維他命和抗氧化物質，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；⑤紅糖中含有的氨基酸、纖維素等物質，可以有效保護和恢復表皮、真皮的纖維結構和鎖水能力，強化皮膚組織結構和皮膚彈性，同時補充皮膚營養，促進細胞再生；⑥紅糖中含有的某些天然酸類和色素調節物質，可有效調節各種色素代謝過程，平衡皮膚內色素分泌數量和色素分布情況，減少局部色素的異常堆積。

人體通過新陳代謝，有用的物質被吸收，同時也產生一些廢物和毒素。環境中的汽車廢氣、大氣污染、農藥和化學物質對環境的污染、化學藥品的毒副作用、食品添加劑的應用等對人體的“無限”干擾，都形成了外來之毒。毒素聚積在體內長久后身體就會出現疾??；毒素聚積在皮膚細胞中，則形成問題皮膚，如色斑、暗瘡、失去彈性、干燥等。

千百年來，紅糖具有排毒滋潤的作用婦孺皆知。寒冷干燥的秋冬季節，皮膚會因失水而全身瘙癢，當用紅糖水來洗擦、清潔皮膚后，可以有效地減輕干燥、瘙癢的感覺。日本美容界每年花巨資對中國的民間配方進行深入研究，力求找到安全又具療效的美容新方法。近年來，日本研究人員從中國古方及日本江戶時代歌姬常用的“紅糖排毒美白療法”中得到啟發，對紅糖的天然成分及藥理進行分析，發現從紅糖中提煉的天然成分用在美白功效方面比時下流行的激光祛斑、果酸祛斑等方法更具安全性，療效更徹底。經過SECRETBABE實驗室的多年研究，終于成功提取了紅糖中的特殊美白物質“糖蜜”。無數實驗證明，“糖蜜”的提取是古法配方與現代科技的完美結合[5]。解決問題皮膚的關鍵就是對細胞進行排毒，紅糖中含有的特殊成分“糖蜜”，具有強力的“解毒”功效，能將過量的黑色素從真皮層中導出，通過全身的淋巴組織排出體外，從源頭阻止黑色素的生成。另外，紅糖中蘊含的胡蘿卜素、核黃素、煙酸、氨基酸、葡萄糖等成分對細胞具有強效抗氧化及修護作用，能使皮下細胞排毒后迅速生長，避免出現色素反彈，真正做到美白從細胞開始。

4 世界紅糖發展情況

世界上由蔗汁生產類似我國紅糖（片糖、紅糖粉等）一類非分蜜糖的國家有印度、巴基斯坦、印尼、泰國、緬甸、菲律賓、越南、日本等。生產方法與我國傳統方法基本相同，只是產品的名稱、形狀、尺寸等有所不同[6]。

近年南非、巴西的無定形糖產品屬精糖性質；葡萄牙石灰法澄清紅色無定形糖粉稱“阿利多巴糖”；美國等不少地區生產帶蜜的營養糖，雖制造方法大同小異，但其優點除上述從營養學觀點提倡“全價”營養外和具有甘蔗天然獨特風味外，還可以省去煮糖用汽和分蜜工段用電，降低產品成本[7]。

印度是世界非分蜜糖產量最多的國家[8]，上世紀非分蜜糖占總消費糖量50%，本世紀因出口需要降至38%，年總產量超過500萬t。印度產2種非分蜜糖，其一稱為古爾糖(Gur)，用植物汁液作澄清劑加石灰澄清，串連濃縮煮糖至94～96゜Bx，倒入模子中固化，形狀有球狀、磚狀、罐狀，重量不等，也有粉狀古爾糖。另一種稱為康沙里(Khandsari)[9]。

瑞士Pronatec公司用甘蔗生產有機食品，商品名稱Sucanat，是甘蔗天然產品之意，被稱為“原生態糖”，又稱“全價糖”。制造方法是：首先甘蔗對肥料及農藥的施用有嚴格要求，洗凈后榨汁，不加化學品清凈，使用有機天然澄清劑，加熱過濾，先用多效真空蒸發罐濃縮至70゜Bx，移至單效蒸發罐濃縮至過飽和濃度后(130℃)打砂成糖粉，真空干燥。其特點是生產過程不加任何化學劑，它濃縮了全甘蔗獨特風味物和甜味，是完全的天然有機食品。

美國阿姆斯塔(Amstar)煉糖公司產品以精糖為主，曾面臨破產危機，后因研制出一種帶蜜糖，作為天然綠色食品，頗受歡迎，售價為精煉糖的1.7倍，從而度過破產危機。其方法與上述全價糖略有不同，是用經過清凈的糖蜜（或糖漿）在離心機噴撒在白砂糖晶粒上經干燥而成的帶蜜糖。

5 紅糖產濾泥可提取的高附加值營養品

上述紅糖生產過程采用輕度澄清法，只加少量石灰或植物提取的酶液，所排出的濾渣量遠遠少于亞法澄清，優于碳法澄清的流程，但其濾泥含脂、臘比例遠高于亞法、碳法。甘蔗表皮的脂臘里含有抗疲勞、降血脂的高級烷醇、甾醇（固醇）、葉黃素、葉綠素等抗氧化物[10-11]，實行綜合利用，將增加經濟效益和開辟社會需要的保健產品，這是紅糖廠的優勢。

植物甾醇是當今盛行應用于營養強化補充劑的高值產品，過去只知從動物中提取，故量少且價昂，其實亦可從植物根莖葉果中提取，卻鮮有應用。而今，從廉價植物提取植物甾醇的研發成為當今世界熱門的項目。甘蔗表皮附著的白色物為蔗蠟，有防蟲、防止水分蒸發作用，而蔗莖內部細胞原生質的主要成分為類脂物。在壓榨甘蔗時蔗蠟和蔗脂依壓榨抽出程度的大小，約有40%～60%流入蔗汁，其余殘留于蔗渣中。蔗汁經清凈工段處理，大部分蠟脂留在濾泥中。從濾泥中提取蔗脂，可直接用酒精提取。也可先提取粗臘，再從粗蠟用丙酮提取蔗脂。蔗脂不皂化部分，為甾醇。據古巴生產數據：從千噸甘蔗可提取約16 kg甾醇，粗產品80%為B-麥角甾醇，20%為豆甾醇。甾醇屬一類微量生理活性成分，近年已用于合成甾體藥物、化妝品、保健品、食品、動物生長劑、植物生長激素等。植物甾醇在藥理方面的用途廣：預防冠狀動脈硬化，因甾醇能把低密度（壞的）膽固醇吸收，故稱壞膽固醇克星和“心血管衛士”；合成維生素D3中間體；合成皮膚營養劑，生、養頭發；是良好的抗氧化劑等。有生產商將甾醇及維生素 E（生育酚）的混合物用于食用油，這種油可降低膽固醇的合成和增加膽固醇的排泄，減少人體血液中過氧化物的積累。1999年美國FDA批準甾醇可用造奶油制品，已推薦植物甾醇為“降低血脂，預防動腦硬化”的天然保健新原料。2003年美國市場上述甾醇產品銷量已超過5000萬美元。我國植物甾醇開發始于1998年，開發產品在國內、外市場均呈現供不應求態勢，出口價約為20～25萬元/t。專家估計全球近年總產量在5000 t左右，年增長率在8.5%以上。

高碳烷醇也存在于甘蔗的脂臘中，過去因檢測與分離技術所限，只提取蔗臘，其實還有高級烷醇、葉綠素、甾醇、磷脂等高值物，可采用分層次提取。古巴曾成功開發從蔗皮中提取8種高級碳烷醇，混合高碳烷醇提取率為0.1 g/kg甘蔗。我國則在甘蔗濾泥中，采用先提取蔗臘，再從蔗臘中用溶劑法或超臨界流體萃取法提取。

6 紅糖開發優勢

用甘蔗直接生產原生態紅糖，除了甜味劑功能外，從古到今以及國內外，均確認它有保健功能，并且保健功能還甚于甜味，我國大眾稱之為“廉價的補品”，國外則稱為“全價糖”、“生態糖”。然而，生產紅糖除獲以上社會效益外，尚可獲以下經濟效益。

6.1 提高噸蔗產糖率

紅糖生產不產生廢蜜，與白砂糖相比，紅糖純度比白糖低，而水分略高于白砂糖，故紅糖比白砂糖產糖率高。據福建漳州糖廠2001/02年榨季比較，在500 t/d規模下，紅糖產糖率15%，至少比白糖產糖率超過2%～3%（絕對值）[12]。廣東觀音閣糖廠多年來紅糖產糖率高于15%，2004/05年為16.08%。

6.2 甜度優勢

傳統習慣吃紅糖的人們，普遍認為在口感甜度方面白糖清甜，而紅糖甜得厚重。然而，二者含蔗糖分前者高于后者。為此，生產紅糖除獲得產糖率高的好處外，消耗者還可在相同甜度下減少攝入熱量。為什么紅糖較低的蔗糖分會與砂糖甜度相當呢？這是因為蔗糖的甜度效應受濃度、晶粒大小、礦物鹽、混合糖液、分子結構、溫度等若干因素影響，下面試詮釋紅糖具有的甜度效應。

（1）紅糖是自然結晶，晶粒微細（固體塊或片狀糖其結晶也很細），較砂糖溶解快，只要是溶解狀態就刺激到味蕾，迅速產生甜味感覺。一般人感覺綿白糖比砂糖甜，也是此道理。

（2）紅糖含礦物鹽和果膠、蛋白質一類粘稠物，例如，濃度5%～7%的糖液添加0.5%氯化鈉會增高甜度，如味精必須添加少量食鹽，才顯出鮮味一樣。粘稠物使糖停留在味蕾時間延長，增加口感甜味。

（3）混合糖液能比單一糖液提高甜度，從甘蔗原汁成分表中知道蔗汁中蔗糖占90～94 %°Bx。尚含轉化糖約1%～2 %°Bx，帶兩種糖的混合糖液會比單一蔗糖液甜。例如甘草的甜度相當蔗糖的50倍，但1 g甘草與100 g蔗糖混合后，其甜度卻相當200 g蔗糖的甜度。

除上述3點提高甜度的優勢外，紅糖保留了氨基化合物，還可與糖加熱產生美拉德反應，產生特殊風味物質和類黑色素，使蔗糖香味更濃郁和變紅褐色。

6.3 節省能耗和投資費用等

（1）紅糖屬降溫成糖，蔗汁只用多效蒸發濃縮至“過飽和點”的濃度，讓其自然結晶成糖，省去煮糖、助晶、分蜜過程，還可回收自蒸發熱。一般糖廠煮糖用汽量約為16%～20 %蔗，分蜜工段用電為全廠總耗電的1/3，大約可節電8～9 kW·h/t[12]，節省很大的能耗費用。

（2）紅糖廠投資費用低很多，而且大型糖廠可抽部分蔗汁分設紅糖生產線，便可實現用少的投資生產紅糖。如粵北糖業有限公司用少的投資建成100 t/d的紅糖生產線，生產出符合食品安全的紅糖產品。

（3）減少煮糖、分蜜崗位工人。

（4）避免糖蜜再生產酒精或酵母次生的環境污染，有較好的社會、環境效益。

7 紅糖發展瓶頸討論

雖然生產紅糖有以上經濟、社會、環境效益，本應發展較快，然而產量并不如預期的那樣，經不全面調查了解，可能存在下面一些問題有待解決。

（1）產品質量監督比白砂糖難度大。目前紅糖多為邊陲地區小規模分散生產，產品色深，不像白砂糖從外觀可基本判斷質量，紅糖必須有儀器監控，容易為不法經營者以假亂真或以次充好，影響食品安全。

（2）紅糖質量標準。2014年7月開始執行的紅糖國標，水不溶物（懸浮物）一級＜150 mg/kg，二級＜300 mg/kg，規模小的企業技術有一定難度。并且生產廠反映“水不溶物”要求太嚴，不當的過度清凈，會影響產品風味。

（3）產品儲存或出售時容易吸濕受潮或感染有害微生物，影響產品質量甚至危害健康，屬“食品安全”問題。

以上瓶頸問題，雖然執行過程比白砂糖增加難度，但既具經濟、社會、環境效益項目，便不要因噎廢食，加強技術與管理。如增加深層過濾、上浮、沉淀或上浮后全汁過濾及中間汁澄清等技術解決雜質問題。在質量監控上是否可規定紅糖不設散裝零售，必須有“食品安全”檢查認證包裝（紅糖廠要增設包裝車間，實行空氣過濾無菌操作，以及大小包裝設備和恒溫恒濕倉庫）。參考食鹽的產品流通經驗。云南糖廠及廣東觀音閣糖廠多年來的產品都達行業標準，應予推廣。同時，企業規模不宜太小，起碼100 t/d紅糖規模，以便于實行GMP管理，保證產品衛生、安全。

[1] 郭祀遠. 健康糖品加工與利用技術[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2013：1-9.

[2] 彭澤文. 健康糖品加工與利用技術[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2013：10-15.

[3] 霍漢鎮，陳樹功，陳世治，等. 蔗汁成分研究.現代制糖工業技術[M]. 北京：中國輕工業出版社，1992：256-280.

[4] 保國裕. 從甘蔗中提取若干保健品的探討(上)[J]. 甘蔗糖業，2003(1)：40-46.

[5] 保國裕.從甘蔗中提取若干保健品的探討(下)[J]. 甘蔗糖業，2003(2)：41-44.

[6] 藍艷華，保國裕. 蔗糖產品多樣化探討[J]. 甘蔗糖業，2012(6)：56-60.

[7] 陳其斌，周重吉. 甘蔗制糖手冊：第12版[M]. 高大維，等，譯. 廣州：華南理工大學出版社，1993：404-416.

[8] 陳世治. 甘蔗糖廠聯產食糖和能源高效益生產方案的探討[J]. 甘蔗糖業，2008(5)：23-29.

[9] 保國裕，藍艷華. 印度蔗糖業深加工的概況[J]. 中國糖料，2012(4)：79-82.

[10] 保國裕，藍艷華. 甘蔗的生物煉制——蔗渣綜合利用新進展[J]. 甘蔗糖業，2011(5)：59-65.

[11] 保國裕，藍艷華. 甘蔗的生物煉制——蔗糖業生物工程的新技術和新產品[J]. 甘蔗糖業，2011(6)：57-66.

[12] 陳世治. 我國甘蔗糖廠節能的若干思路[J]. 甘蔗糖業，2008(3)：28-34.