紅糖營養(yǎng)成分評(píng)估與健康功效研究進(jìn)展

車夏寧，陳海軍，王寶,，李一，陸婉瑤，徐光輝，梁幼飛，鄧國強(qiáng)，黃振紅，趙抒娜,*

(1.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102209；2.中糧屯河崇左糖業(yè)有限公司，廣西 崇左 200040；3.中糧屯河糖業(yè)股份有限公司 農(nóng)業(yè)部糖料與番茄質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 昌吉 831100)

紅糖是我國的一種傳統(tǒng)非分蜜糖，在中華民族有上千年的飲用習(xí)慣，在老百姓的飲食中，紅糖不僅是一種重要的甜味劑，更是一種物美價(jià)廉的營養(yǎng)保健品。中醫(yī)典籍中記載：“紅糖具有潤肺氣、助五臟、生津、解毒、助脾氣、緩肝氣的功效”，《本草綱》中記載：“紅糖利脾緩肝、補(bǔ)血活血、通淤以及排毒露”，但其營養(yǎng)組分和功效機(jī)理并不明晰?，F(xiàn)代食品、醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)領(lǐng)域相關(guān)研究方法與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展為解析紅糖的營養(yǎng)功效提供了條件，國內(nèi)外已有不少學(xué)術(shù)團(tuán)體開始對(duì)紅糖以及非分蜜糖的營養(yǎng)組分和功效機(jī)理進(jìn)行解析論證[1-5]。文章綜述了國內(nèi)紅糖、世界范圍內(nèi)非分蜜糖的營養(yǎng)成分分析、功效機(jī)理研究進(jìn)展，以期為解析紅糖這一傳統(tǒng)糖品的營養(yǎng)功效、助力紅糖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支撐。

1 紅糖營養(yǎng)組分分析

紅糖作為一種糖品，其主要組分為蔗糖、還原糖、水分，同時(shí)作為一種非分蜜糖，還包括一系列甘蔗原料中含有的或在加工過程中形成的微量營養(yǎng)組分和功效物質(zhì)，如礦物質(zhì)、維生素、有機(jī)酸、氨基酸、酚類、烷醇、色素、稀有糖、風(fēng)味物質(zhì)等，這些含量極低的物質(zhì)，賦予了紅糖更為豐富的營養(yǎng)功效。國內(nèi)關(guān)于紅糖營養(yǎng)功效的研究主要集中在理化指標(biāo)、營養(yǎng)組分(礦物質(zhì)、維生素、有機(jī)酸、氨基酸、酚類物質(zhì))的檢測(cè)以及和白砂糖、赤砂糖的對(duì)比分析上[6-8]，關(guān)于功效的研究較少。國外有一些研究機(jī)構(gòu)對(duì)非分蜜糖(如日本的Kokotu、拉丁美洲的Panela)的營養(yǎng)功效做了較為系統(tǒng)的研究。對(duì)于營養(yǎng)組分的分析，除了礦物質(zhì)、維生素、有機(jī)酸、氨基酸、酚類物質(zhì)外，還對(duì)烷醇類、風(fēng)味物質(zhì)以及稀有糖類進(jìn)行了檢測(cè)分析，且針對(duì)某些營養(yǎng)組分(如酚類物質(zhì)、風(fēng)味物質(zhì))的形成以及營養(yǎng)組分與功效之間的關(guān)系進(jìn)行了更為系統(tǒng)的研究；對(duì)于功效的研究，通過體內(nèi)/體外實(shí)驗(yàn)、人體實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的挖掘分析，證實(shí)非分蜜糖在調(diào)節(jié)免疫功能、抗癌、防齲齒、防治肥胖和高血壓、抗毒和細(xì)胞保護(hù)等方面都具有潛在的功效[9-12]。本文對(duì)紅糖和非分蜜糖的營養(yǎng)組分、功效兩方面的研究進(jìn)行了歸納整理，并對(duì)未來的研究方向進(jìn)行了展望。

1.1 礦物質(zhì)

礦物質(zhì)是人體重要的組成成分，在人體的生長與生理代謝過程中起著非常重要的作用。一般分為常量元素和微量元素，常量元素包括鈣、磷、鉀、鈉、鎂、氯、硫，微量元素在人體中含量極少，包括碘、鐵、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷、錳、硅、硼、鋁等十幾種。這些微量元素是人體代謝必需的活性因子，有些是酶和維生素的構(gòu)成單元，有些參與基因調(diào)控和核酸代謝，有些是某些激素的構(gòu)成單元或參與激素的作用，有些是構(gòu)成某些功能蛋白的必需成分(如鐵是血紅蛋白的組成成分)。

自古以來，中國老百姓就認(rèn)為紅糖是一種補(bǔ)血佳品，但一直沒有科學(xué)依據(jù)，近年來食品科學(xué)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展為這一理論提供了支撐。國內(nèi)一些研究檢測(cè)了紅糖、赤砂糖、白糖和冰糖中的多種礦物質(zhì)(見表1和表2)，國外諸多的科研團(tuán)隊(duì)也對(duì)非分蜜糖中礦物質(zhì)的含量和營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估(見表2)，一致證實(shí)：紅糖(非分蜜糖)中含有豐富的礦物質(zhì)，如鉀、鈣、鎂、鐵、錳、鉻、銅、硒等，并且這些礦物質(zhì)的含量明顯高于赤砂糖、白糖和冰糖。

表1 不同糖品中礦物質(zhì)含量比較Table 1 Comparison of mineral elements' content in different sugar products

表2 紅糖和非分蜜糖中礦物質(zhì)含量及營養(yǎng)價(jià)值評(píng)估Table 2 Evaluation of mineral elements' content and nutritional value of brown sugar and non-centrifugal sugar

續(xù) 表

表2對(duì)國內(nèi)幾篇文獻(xiàn)中紅糖礦物質(zhì)含量的檢測(cè)結(jié)果求均值，結(jié)果以mg/100 g計(jì)，并把100 g紅糖中所含礦物質(zhì)平均含量同《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量2013版》所推薦的礦物質(zhì)攝入量(RNI)或者適宜攝入量(AI)進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果顯示：100 g紅糖中鉀、鐵、錳、鉻、銅的含量占每日推薦攝入量(RNI/AI)的百分比要高于30%，鈣、磷、鎂、硒的含量在20%～30%之間。世界范圍內(nèi)非分蜜糖中鐵、鉻、銅的含量占每日推薦攝入量(RNI/AI)的30%以上，鎂、錳含量在20%～30%之間。

紅糖或非分蜜糖所含的礦物質(zhì)中，鐵是構(gòu)成血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素以及某些呼吸酶的組成成分，參與體內(nèi)氧的運(yùn)送和組織呼吸過程，鐵還與紅細(xì)胞的形成和成熟有關(guān)，影響幼紅細(xì)胞的增殖，從國內(nèi)外的檢測(cè)結(jié)果來看，紅糖(非分蜜糖)中鐵的含量占每人每日推薦攝入量(RNI/AI)的30%以上，這為“紅糖補(bǔ)血”提供了一定理論支撐。紅糖中鉻的含量較高，根據(jù)Hua等[13]的研究，三價(jià)鉻能夠與功能基團(tuán)LMWCr結(jié)合使其處于活性狀態(tài)，LMWCr處于活性狀態(tài)時(shí)，可以增強(qiáng)胰島素受體酪氨酸激酶的活性，所以在鉻缺乏的情況下胰島素的功能降低，而糖尿病人群在補(bǔ)充鉻后，葡萄糖耐量受損得到改善。Balk等的研究表明，大劑量(200～1000 μg/d)補(bǔ)充三價(jià)鉻對(duì)糖尿病患者的血糖具有明顯的改善作用，而對(duì)于非糖尿病患者無影響[14]。紅糖中富含的鉀、鈣、鎂、磷都屬于常量元素，人體內(nèi)含量較高，需求量也較高。鉀是維持人體液酸堿平衡和維持人體滲透壓的重要礦物質(zhì)，鈣是人體骨骼的關(guān)鍵組成成分，磷是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要組成物質(zhì)，對(duì)傳遞神經(jīng)興奮起關(guān)鍵作用，而鎂是很多酶的組成成分，維持酶的生物活性，維持相應(yīng)的人體生理功能。總體來講，紅糖是礦物質(zhì)的良好載體，所含有/富含的常量元素和微量元素與人體基礎(chǔ)代謝和生理功能息息相關(guān)。

1.2 維生素含量分布

維生素分為脂溶性維生素和水溶性維生素，參與人體代謝和細(xì)胞調(diào)節(jié)作用，除維生素D和維生素K以外，一般不能在人體內(nèi)合成，需要從食物中攝取。目前國內(nèi)對(duì)紅糖中維生素的研究較少，國外一些科研機(jī)構(gòu)對(duì)非分蜜糖中維生素含量進(jìn)行了檢測(cè)和評(píng)估，結(jié)果見表3。非分蜜糖中主要含有水溶性維生素，每100 g非分蜜糖中維生素B3、維生素B5、維生素B6的含量占人體每日推薦攝入量的10%～20%，維生素B1、維生素B2、維生素B9和維生素C的含量在0%～10%之間。另外，非分蜜糖含有微量的脂溶性維生素，包括維生素A、維生素E、維生素D，但不含維生素K?？傮w來講，非分蜜糖中煙酸、泛酸、吡哆醛含量較高，其中泛酸參與碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)的代謝；煙酸參與人體內(nèi)能量與氨基酸代謝，參與蛋白質(zhì)等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，調(diào)節(jié)葡萄糖代謝；維生素B6(吡哆醛)除參與人體能量和物質(zhì)代謝外，還具有調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的合成和代謝、參與造血和同型半胱胺酸合成的作用。另一方面，研究證實(shí)，某些維生素有輔助礦物質(zhì)吸收的作用，如維生素D能促進(jìn)鈣的吸收，維生素C和維生素B2有輔助鐵吸收的作用[15,16]，所以“紅糖補(bǔ)鐵”或者紅糖是礦物質(zhì)的良好載體不單單是因?yàn)槠浜胸S富的礦物質(zhì)，還可能與其所含的維生素有密切關(guān)系。

表3 非分蜜糖中維生素含量評(píng)估Table 3 Evaluation of vitamin content in non-centrifugal sugar

續(xù) 表

1.3 酚類物質(zhì)

酚類物質(zhì)是植物中一種非常重要的次生代謝產(chǎn)物，對(duì)人體有諸多生理功效：如抗炎癥、抗菌、抗氧化和心臟保護(hù)作用[20-29]。國內(nèi)外相關(guān)科研機(jī)構(gòu)對(duì)甘蔗、甘蔗加工在制品(蔗汁、濃縮糖漿、糖蜜)、糖品(非分蜜糖與帶蜜糖)中酚類物質(zhì)的種類與含量進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，甘蔗及其糖品中所含的酚類物質(zhì)主要分為兩類：酚酸與黃酮，其含量見表4。

表4 甘蔗原料、加工過程品、糖品中酚類物質(zhì)含量Table 4 The content of phenols in sugarcane materials, sugarcane processing products and sugar products

徐靈均等檢測(cè)了紅糖中酚酸類物質(zhì)，從多到少依次是沒食子酸、龍膽酸、阿魏酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、原兒茶酸、β-羥基苯甲酸(見表4)。扶雄等研究了甘蔗不同組織中游離態(tài)和結(jié)合態(tài)酚酸的分布，蔗汁中游離態(tài)酚酸總量為(317.18±2.38) mg/kg(干固)，結(jié)合態(tài)酚酸總量為(740.32±4.46) mg/kg(干固)，游離態(tài)酚酸中含量最高的依次為咖啡酸、沒食子酸、阿魏酸，結(jié)合態(tài)酚酸中含量最高的依次是阿魏酸、香豆酸、p-羥基苯甲酸，酚酸的含量與DPPH抗氧化活性、ABTS抗氧化活性呈正相關(guān)，甘蔗汁中游離態(tài)酚酸的抗氧化活性要高于結(jié)合態(tài)酚酸。關(guān)于非分蜜糖中酚類物質(zhì)的總量，國內(nèi)外研究因分析過程和糖品不同存在一定的差異，Payet等的結(jié)果表明NCS中酚類物質(zhì)含量為25.96 GAE mg/100 g(沒食子酸當(dāng)量)，Harishi Nayaka等的檢測(cè)結(jié)果表明NCS中酚類物質(zhì)含量為3873 GAE mg/100 g(沒食子酸當(dāng)量)，Inafuku等的研究結(jié)果表明NCS中酚類物質(zhì)含量為382.3(+)兒茶素mg/100 g，Yonathan Asikin等檢測(cè)了8個(gè)日本黑糖中總酚含量，在176.97～294.40 mg GAE/100 g之間。這些酚類物質(zhì)來源于甘蔗原料，在加工過程中，酚類物質(zhì)的種類、含量會(huì)發(fā)生一系列的變化。另外，還有研究表明，甘蔗中含有一定量的原花青素，其提取物的抗氧化性與原花青素濃度呈正相關(guān)。

關(guān)于非分蜜糖酚類物質(zhì)的功效研究，國內(nèi)外已有不少機(jī)構(gòu)開展了較為系統(tǒng)的研究，多是圍繞酚類物質(zhì)的抗氧化功效。Payet等分析了法屬留尼汪島一個(gè)糖廠蔗糖加工過程中A糖、清汁、糖漿、糖膏、A糖蜜、B糖蜜、C糖蜜7種加工過程物中酚類物質(zhì)含量和自由基淬滅能力。結(jié)果表明，蔗糖在加工過程中，清汁、糖漿、糖膏、糖蜜中總酚含量逐步升高，抗氧化能力逐步增強(qiáng)，酚類物質(zhì)含量和抗氧化能力以C糖蜜最高。LC-MS檢測(cè)結(jié)果表明，蔗糖加工中間品中含有一系列酚類物質(zhì)如酚酸、兒茶酚、黃酮類，其中以酚酸含量最高，酚酸中香豆酸和阿魏酸是最主要的物質(zhì)，清汁、糖漿、糖膏、糖蜜中這兩種酚酸占總酚酸含量的40%以上。研究還基于Pearson correlation matrix對(duì)總酚含量、LC-MS分析的酚類物質(zhì)含量、ABTS抗氧化活性、DPPH抗氧化活性四類數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分分析(PCA)，結(jié)果表明，酚類物質(zhì)含量與抗氧化活性的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.85以上，證實(shí)了蔗糖加工中間品的酚類物質(zhì)具有抗氧化活性。Harishi Nayaka等的研究也表明總酚含量和某些生物活性之間呈正相關(guān)，酚類物質(zhì)總量和細(xì)胞保護(hù)作用、DPPH自由基淬滅能力、還原力以及防止DNA損傷的相關(guān)系數(shù)分別為0.9809，0.9187，0.9978，0.9814。李明星等分析了原生態(tài)紅糖酚類物質(zhì)的抗氧化活性，并對(duì)其抗氧化機(jī)理進(jìn)行了推測(cè)，包括氫原子轉(zhuǎn)移機(jī)理、電子伴隨質(zhì)子轉(zhuǎn)移機(jī)理和絡(luò)合機(jī)理等。

除了抗氧化功效以外，也有研究證實(shí)甘蔗中的酚類物質(zhì)具有調(diào)節(jié)血糖和血脂、抗腫瘤細(xì)胞增殖、抑菌的作用。鄭瑞通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)甘蔗多酚提取物具有顯著的促HepG2葡萄糖吸收的生物活性，同時(shí)考察了7種甘蔗多酚對(duì)癌細(xì)胞增殖的抑制作用，結(jié)果表明，甘蔗多酚木犀草素(毛地黃酮)對(duì)肝癌細(xì)胞HepG2的抑制作用最明顯，芹菜素對(duì)人結(jié)腸癌細(xì)胞Caco-2抑制作用最顯著，且與香豆酸有協(xié)同作用。陳鋼考察了4種甘蔗糖品多酚提取物對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用，結(jié)果表明帶有更多糖蜜的冰片糖和赤砂糖抑菌作用更為明顯。

甘蔗多酚是甘蔗中一類非常重要的功能性組分，除了被人體攝入產(chǎn)生健康功效以外，甘蔗多酚提取物還可作為食品添加劑應(yīng)用于食品領(lǐng)域，如作為油脂抗氧化劑、肉類食品的防腐劑、著色劑、調(diào)味料等。

1.4 其他功能成分

除酚類物質(zhì)外，非分蜜糖中還有一定量的氨基酸、有機(jī)酸、醛類、醇類以及其他揮發(fā)性組分。非分蜜糖中含有6～7種有機(jī)酸，如烏頭酸、琥珀酸、乙酸、蘋果酸等，其中烏頭酸含量最高，約占有機(jī)酸總量的32%～37%[30]。NCS中含有20種以上的氨基酸，其中天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺含量約占氨基酸總量的70%～80%[31]。

Asikin等[32]采用氣相色譜或者氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)了不同加工工藝7種日本沖繩黑糖中長鏈脂肪醇和脂肪醛的含量，結(jié)果表明某些黑糖中含有很多的長鏈脂肪醇、長鏈脂肪醛，這些脂肪醇和脂肪醛的混合物中以C28為含量最高的化合物。且黑糖加工方式對(duì)產(chǎn)品中脂肪醇(醛)的影響很大，一個(gè)輕度澄清、不過濾、常壓敞口加熱的加工工藝更利于脂肪醇(醛)的積累。相比而言，更加嚴(yán)格的澄清過濾工藝和真空濃縮的加工方式不利于脂肪醇(醛)的積累。而長鏈脂肪醇(醛)有降低血小板凝集，降低血液中低密度脂蛋白水平，調(diào)節(jié)膽固醇合成的作用。

另外，還有研究表明，非分蜜糖中含有微量的D-阿洛酮糖和環(huán)狀異麥芽低聚糖[33]。D-阿洛酮糖的甜度相當(dāng)于蔗糖的70%，但不生成能量，有研究表明阿洛酮糖在抗高血糖癥、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化方面有一定的作用。環(huán)狀異麥芽低聚糖能夠強(qiáng)烈地抑制鏈球菌的蔗糖酶活性，因而具有防齲齒的作用。

紅糖中的風(fēng)味化合物是影響其感官的重要組分，黃蘇婷等[34]通過氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析了紅糖中的風(fēng)味物質(zhì)，包括甲基丁醛、二甲基吡嗪、糠醛、2-乙酰基吡咯等。

2 紅糖生理功效

從中醫(yī)角度來講，“紅糖利脾緩肝、補(bǔ)血活血、通淤以及排毒露”，生理期女性或產(chǎn)婦適當(dāng)飲用紅糖，對(duì)身體的恢復(fù)具有一定的作用，而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)更是驗(yàn)證了這一點(diǎn)。張萌[35]通過人體實(shí)驗(yàn)的方式考察了古方紅糖對(duì)改善經(jīng)期子宮微循環(huán)的效果，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)期內(nèi)定量服用紅糖的實(shí)驗(yàn)組改善子宮微循環(huán)的有效率為80%，而對(duì)照組僅為50%，有明顯差異，另外還檢測(cè)到古方紅糖中含有0.12%的麥角新堿，而麥角新堿可直接作用于子宮平滑肌，促進(jìn)子宮收縮，改善微循環(huán)。

國外對(duì)非分蜜糖的功效研究相對(duì)系統(tǒng)，非分蜜糖對(duì)人體有諸多生理功效[36-38]，包括：營養(yǎng)補(bǔ)充作用，如提升鐵元素的攝入，提高血紅蛋白水平；防齲齒作用，這與非分蜜糖中所含磷酸鹽、鈣磷化合物密切相關(guān)；抗毒和細(xì)胞保護(hù)作用，如緩解粉塵污染對(duì)肺的傷害，抵抗X-射線輻射對(duì)細(xì)胞和DNA的傷害；對(duì)糖尿病和高血壓有一定的緩解作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，非分蜜糖對(duì)于血糖和血清膽固醇的調(diào)節(jié)作用與其所含的三價(jià)鉻密切相關(guān)，日本黑糖的非糖成分可抑制小腸對(duì)葡萄糖和果糖的吸收，從而對(duì)降低肝臟中甘油三酯的水平、降低體重起到積極的作用；免疫調(diào)節(jié)作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，非分蜜糖的攝入可提升雞的免疫響應(yīng)水平和體重增長率，而這一作用可能與其所含的酚類物質(zhì)相關(guān)；抗癌細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，甘蔗醋可抑制腫瘤細(xì)胞的繁殖，提升K-細(xì)胞活力，從而起到抑制或減緩腫瘤發(fā)展的作用，這一作用可能和其所含的酚類物質(zhì)相關(guān)；美白肌膚，這一作用可能和非分蜜糖中所含酚類物質(zhì)的自由基清除作用相關(guān)。

3 結(jié)論與展望

紅糖是一種非分蜜糖，保留了甘蔗中的多種營養(yǎng)成分，如礦物質(zhì)、維生素、酚類物質(zhì)、有機(jī)酸、長鏈脂肪醇、稀有糖等，通過整理與評(píng)估，證實(shí)了紅糖是礦物質(zhì)和維生素的良好載體，為“紅糖補(bǔ)鐵”這一理論提供了一定的數(shù)據(jù)支撐，其所含的酚類物質(zhì)、長鏈脂肪醇等可能與其抗氧化、調(diào)節(jié)血糖血脂、抗腫瘤、抑菌作用密切相關(guān)，其所含的長鏈脂肪醇有調(diào)節(jié)血脂的作用。關(guān)于這些營養(yǎng)成分的作用機(jī)理，還有待我們通過科學(xué)的研究手段進(jìn)行更為系統(tǒng)的研究。