红糖营养成分评估与健康功效研究进展

车夏宁，陈海军，王宝,，李一，陆婉瑶，徐光辉，梁幼飞，邓国强，黄振红，赵抒娜,*

(1.中粮营养健康研究院有限公司 营养健康与食品安全北京市重点实验室 老年营养食品研究北京市工程实验室，北京 102209；2.中粮屯河崇左糖业有限公司，广西 崇左 200040；3.中粮屯河糖业股份有限公司 农业部糖料与番茄质量安全控制重点实验室，新疆 昌吉 831100)

红糖是我国的一种传统非分蜜糖，在中华民族有上千年的饮用习惯，在老百姓的饮食中，红糖不仅是一种重要的甜味剂，更是一种物美价廉的营养保健品。中医典籍中记载：“红糖具有润肺气、助五脏、生津、解毒、助脾气、缓肝气的功效”，《本草纲》中记载：“红糖利脾缓肝、补血活血、通淤以及排毒露”，但其营养组分和功效机理并不明晰。现代食品、医学、营养领域相关研究方法与检测技术的发展为解析红糖的营养功效提供了条件，国内外已有不少学术团体开始对红糖以及非分蜜糖的营养组分和功效机理进行解析论证[1-5]。文章综述了国内红糖、世界范围内非分蜜糖的营养成分分析、功效机理研究进展，以期为解析红糖这一传统糖品的营养功效、助力红糖产业的发展提供支撑。

1 红糖营养组分分析

红糖作为一种糖品，其主要组分为蔗糖、还原糖、水分，同时作为一种非分蜜糖，还包括一系列甘蔗原料中含有的或在加工过程中形成的微量营养组分和功效物质，如矿物质、维生素、有机酸、氨基酸、酚类、烷醇、色素、稀有糖、风味物质等，这些含量极低的物质，赋予了红糖更为丰富的营养功效。国内关于红糖营养功效的研究主要集中在理化指标、营养组分(矿物质、维生素、有机酸、氨基酸、酚类物质)的检测以及和白砂糖、赤砂糖的对比分析上[6-8]，关于功效的研究较少。国外有一些研究机构对非分蜜糖(如日本的Kokotu、拉丁美洲的Panela)的营养功效做了较为系统的研究。对于营养组分的分析，除了矿物质、维生素、有机酸、氨基酸、酚类物质外，还对烷醇类、风味物质以及稀有糖类进行了检测分析，且针对某些营养组分(如酚类物质、风味物质)的形成以及营养组分与功效之间的关系进行了更为系统的研究；对于功效的研究，通过体内/体外实验、人体实验、卫生统计数据的挖掘分析，证实非分蜜糖在调节免疫功能、抗癌、防龋齿、防治肥胖和高血压、抗毒和细胞保护等方面都具有潜在的功效[9-12]。本文对红糖和非分蜜糖的营养组分、功效两方面的研究进行了归纳整理，并对未来的研究方向进行了展望。

1.1 矿物质

矿物质是人体重要的组成成分，在人体的生长与生理代谢过程中起着非常重要的作用。一般分为常量元素和微量元素，常量元素包括钙、磷、钾、钠、镁、氯、硫，微量元素在人体中含量极少，包括碘、铁、锌、硒、铜、钼、铬、钴、锰、硅、硼、铝等十几种。这些微量元素是人体代谢必需的活性因子，有些是酶和维生素的构成单元，有些参与基因调控和核酸代谢，有些是某些激素的构成单元或参与激素的作用，有些是构成某些功能蛋白的必需成分(如铁是血红蛋白的组成成分)。

自古以来，中国老百姓就认为红糖是一种补血佳品，但一直没有科学依据，近年来食品科学、检测技术的发展为这一理论提供了支撑。国内一些研究检测了红糖、赤砂糖、白糖和冰糖中的多种矿物质(见表1和表2)，国外诸多的科研团队也对非分蜜糖中矿物质的含量和营养价值进行了评估(见表2)，一致证实：红糖(非分蜜糖)中含有丰富的矿物质，如钾、钙、镁、铁、锰、铬、铜、硒等，并且这些矿物质的含量明显高于赤砂糖、白糖和冰糖。

表1 不同糖品中矿物质含量比较Table 1 Comparison of mineral elements' content in different sugar products

表2 红糖和非分蜜糖中矿物质含量及营养价值评估Table 2 Evaluation of mineral elements' content and nutritional value of brown sugar and non-centrifugal sugar

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表2对国内几篇文献中红糖矿物质含量的检测结果求均值，结果以mg/100 g计，并把100 g红糖中所含矿物质平均含量同《中国居民膳食营养素参考摄入量2013版》所推荐的矿物质摄入量(RNI)或者适宜摄入量(AI)进行了对比分析，结果显示：100 g红糖中钾、铁、锰、铬、铜的含量占每日推荐摄入量(RNI/AI)的百分比要高于30%，钙、磷、镁、硒的含量在20%～30%之间。世界范围内非分蜜糖中铁、铬、铜的含量占每日推荐摄入量(RNI/AI)的30%以上，镁、锰含量在20%～30%之间。

红糖或非分蜜糖所含的矿物质中，铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸酶的组成成分，参与体内氧的运送和组织呼吸过程，铁还与红细胞的形成和成熟有关，影响幼红细胞的增殖，从国内外的检测结果来看，红糖(非分蜜糖)中铁的含量占每人每日推荐摄入量(RNI/AI)的30%以上，这为“红糖补血”提供了一定理论支撑。红糖中铬的含量较高，根据Hua等[13]的研究，三价铬能够与功能基团LMWCr结合使其处于活性状态，LMWCr处于活性状态时，可以增强胰岛素受体酪氨酸激酶的活性，所以在铬缺乏的情况下胰岛素的功能降低，而糖尿病人群在补充铬后，葡萄糖耐量受损得到改善。Balk等的研究表明，大剂量(200～1000 μg/d)补充三价铬对糖尿病患者的血糖具有明显的改善作用，而对于非糖尿病患者无影响[14]。红糖中富含的钾、钙、镁、磷都属于常量元素，人体内含量较高，需求量也较高。钾是维持人体液酸碱平衡和维持人体渗透压的重要矿物质，钙是人体骨骼的关键组成成分，磷是构成细胞膜的重要组成物质，对传递神经兴奋起关键作用，而镁是很多酶的组成成分，维持酶的生物活性，维持相应的人体生理功能。总体来讲，红糖是矿物质的良好载体，所含有/富含的常量元素和微量元素与人体基础代谢和生理功能息息相关。

1.2 维生素含量分布

维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素，参与人体代谢和细胞调节作用，除维生素D和维生素K以外，一般不能在人体内合成，需要从食物中摄取。目前国内对红糖中维生素的研究较少，国外一些科研机构对非分蜜糖中维生素含量进行了检测和评估，结果见表3。非分蜜糖中主要含有水溶性维生素，每100 g非分蜜糖中维生素B3、维生素B5、维生素B6的含量占人体每日推荐摄入量的10%～20%，维生素B1、维生素B2、维生素B9和维生素C的含量在0%～10%之间。另外，非分蜜糖含有微量的脂溶性维生素，包括维生素A、维生素E、维生素D，但不含维生素K。总体来讲，非分蜜糖中烟酸、泛酸、吡哆醛含量较高，其中泛酸参与碳水化合物、脂类和蛋白质的代谢；烟酸参与人体内能量与氨基酸代谢，参与蛋白质等物质的转化，调节葡萄糖代谢；维生素B6(吡哆醛)除参与人体能量和物质代谢外，还具有调节神经递质的合成和代谢、参与造血和同型半胱胺酸合成的作用。另一方面，研究证实，某些维生素有辅助矿物质吸收的作用，如维生素D能促进钙的吸收，维生素C和维生素B2有辅助铁吸收的作用[15,16]，所以“红糖补铁”或者红糖是矿物质的良好载体不单单是因为其含有丰富的矿物质，还可能与其所含的维生素有密切关系。

表3 非分蜜糖中维生素含量评估Table 3 Evaluation of vitamin content in non-centrifugal sugar

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1.3 酚类物质

酚类物质是植物中一种非常重要的次生代谢产物，对人体有诸多生理功效：如抗炎症、抗菌、抗氧化和心脏保护作用[20-29]。国内外相关科研机构对甘蔗、甘蔗加工在制品(蔗汁、浓缩糖浆、糖蜜)、糖品(非分蜜糖与带蜜糖)中酚类物质的种类与含量进行了分析，结果表明，甘蔗及其糖品中所含的酚类物质主要分为两类：酚酸与黄酮，其含量见表4。

表4 甘蔗原料、加工过程品、糖品中酚类物质含量Table 4 The content of phenols in sugarcane materials, sugarcane processing products and sugar products

徐灵均等检测了红糖中酚酸类物质，从多到少依次是没食子酸、龙胆酸、阿魏酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、原儿茶酸、β-羟基苯甲酸(见表4)。扶雄等研究了甘蔗不同组织中游离态和结合态酚酸的分布，蔗汁中游离态酚酸总量为(317.18±2.38) mg/kg(干固)，结合态酚酸总量为(740.32±4.46) mg/kg(干固)，游离态酚酸中含量最高的依次为咖啡酸、没食子酸、阿魏酸，结合态酚酸中含量最高的依次是阿魏酸、香豆酸、p-羟基苯甲酸，酚酸的含量与DPPH抗氧化活性、ABTS抗氧化活性呈正相关，甘蔗汁中游离态酚酸的抗氧化活性要高于结合态酚酸。关于非分蜜糖中酚类物质的总量，国内外研究因分析过程和糖品不同存在一定的差异，Payet等的结果表明NCS中酚类物质含量为25.96 GAE mg/100 g(没食子酸当量)，Harishi Nayaka等的检测结果表明NCS中酚类物质含量为3873 GAE mg/100 g(没食子酸当量)，Inafuku等的研究结果表明NCS中酚类物质含量为382.3(+)儿茶素mg/100 g，Yonathan Asikin等检测了8个日本黑糖中总酚含量，在176.97～294.40 mg GAE/100 g之间。这些酚类物质来源于甘蔗原料，在加工过程中，酚类物质的种类、含量会发生一系列的变化。另外，还有研究表明，甘蔗中含有一定量的原花青素，其提取物的抗氧化性与原花青素浓度呈正相关。

关于非分蜜糖酚类物质的功效研究，国内外已有不少机构开展了较为系统的研究，多是围绕酚类物质的抗氧化功效。Payet等分析了法属留尼汪岛一个糖厂蔗糖加工过程中A糖、清汁、糖浆、糖膏、A糖蜜、B糖蜜、C糖蜜7种加工过程物中酚类物质含量和自由基淬灭能力。结果表明，蔗糖在加工过程中，清汁、糖浆、糖膏、糖蜜中总酚含量逐步升高，抗氧化能力逐步增强，酚类物质含量和抗氧化能力以C糖蜜最高。LC-MS检测结果表明，蔗糖加工中间品中含有一系列酚类物质如酚酸、儿茶酚、黄酮类，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质，清汁、糖浆、糖膏、糖蜜中这两种酚酸占总酚酸含量的40%以上。研究还基于Pearson correlation matrix对总酚含量、LC-MS分析的酚类物质含量、ABTS抗氧化活性、DPPH抗氧化活性四类数据进行了主成分分析(PCA)，结果表明，酚类物质含量与抗氧化活性的相关系数达0.85以上，证实了蔗糖加工中间品的酚类物质具有抗氧化活性。Harishi Nayaka等的研究也表明总酚含量和某些生物活性之间呈正相关，酚类物质总量和细胞保护作用、DPPH自由基淬灭能力、还原力以及防止DNA损伤的相关系数分别为0.9809，0.9187，0.9978，0.9814。李明星等分析了原生态红糖酚类物质的抗氧化活性，并对其抗氧化机理进行了推测，包括氢原子转移机理、电子伴随质子转移机理和络合机理等。

除了抗氧化功效以外，也有研究证实甘蔗中的酚类物质具有调节血糖和血脂、抗肿瘤细胞增殖、抑菌的作用。郑瑞通过体外细胞实验证实甘蔗多酚提取物具有显著的促HepG2葡萄糖吸收的生物活性，同时考察了7种甘蔗多酚对癌细胞增殖的抑制作用，结果表明，甘蔗多酚木犀草素(毛地黄酮)对肝癌细胞HepG2的抑制作用最明显，芹菜素对人结肠癌细胞Caco-2抑制作用最显著，且与香豆酸有协同作用。陈钢考察了4种甘蔗糖品多酚提取物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用，结果表明带有更多糖蜜的冰片糖和赤砂糖抑菌作用更为明显。

甘蔗多酚是甘蔗中一类非常重要的功能性组分，除了被人体摄入产生健康功效以外，甘蔗多酚提取物还可作为食品添加剂应用于食品领域，如作为油脂抗氧化剂、肉类食品的防腐剂、着色剂、调味料等。

1.4 其他功能成分

除酚类物质外，非分蜜糖中还有一定量的氨基酸、有机酸、醛类、醇类以及其他挥发性组分。非分蜜糖中含有6～7种有机酸，如乌头酸、琥珀酸、乙酸、苹果酸等，其中乌头酸含量最高，约占有机酸总量的32%～37%[30]。NCS中含有20种以上的氨基酸，其中天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺含量约占氨基酸总量的70%～80%[31]。

Asikin等[32]采用气相色谱或者气相色谱-质谱检测了不同加工工艺7种日本冲绳黑糖中长链脂肪醇和脂肪醛的含量，结果表明某些黑糖中含有很多的长链脂肪醇、长链脂肪醛，这些脂肪醇和脂肪醛的混合物中以C28为含量最高的化合物。且黑糖加工方式对产品中脂肪醇(醛)的影响很大，一个轻度澄清、不过滤、常压敞口加热的加工工艺更利于脂肪醇(醛)的积累。相比而言，更加严格的澄清过滤工艺和真空浓缩的加工方式不利于脂肪醇(醛)的积累。而长链脂肪醇(醛)有降低血小板凝集，降低血液中低密度脂蛋白水平，调节胆固醇合成的作用。

另外，还有研究表明，非分蜜糖中含有微量的D-阿洛酮糖和环状异麦芽低聚糖[33]。D-阿洛酮糖的甜度相当于蔗糖的70%，但不生成能量，有研究表明阿洛酮糖在抗高血糖症、预防动脉粥样硬化方面有一定的作用。环状异麦芽低聚糖能够强烈地抑制链球菌的蔗糖酶活性，因而具有防龋齿的作用。

红糖中的风味化合物是影响其感官的重要组分，黄苏婷等[34]通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析了红糖中的风味物质，包括甲基丁醛、二甲基吡嗪、糠醛、2-乙酰基吡咯等。

2 红糖生理功效

从中医角度来讲，“红糖利脾缓肝、补血活血、通淤以及排毒露”，生理期女性或产妇适当饮用红糖，对身体的恢复具有一定的作用，而现代科学技术更是验证了这一点。张萌[35]通过人体实验的方式考察了古方红糖对改善经期子宫微循环的效果，结果表明实验期内定量服用红糖的实验组改善子宫微循环的有效率为80%，而对照组仅为50%，有明显差异，另外还检测到古方红糖中含有0.12%的麦角新碱，而麦角新碱可直接作用于子宫平滑肌，促进子宫收缩，改善微循环。

国外对非分蜜糖的功效研究相对系统，非分蜜糖对人体有诸多生理功效[36-38]，包括：营养补充作用，如提升铁元素的摄入，提高血红蛋白水平；防龋齿作用，这与非分蜜糖中所含磷酸盐、钙磷化合物密切相关；抗毒和细胞保护作用，如缓解粉尘污染对肺的伤害，抵抗X-射线辐射对细胞和DNA的伤害；对糖尿病和高血压有一定的缓解作用，动物实验表明，非分蜜糖对于血糖和血清胆固醇的调节作用与其所含的三价铬密切相关，日本黑糖的非糖成分可抑制小肠对葡萄糖和果糖的吸收，从而对降低肝脏中甘油三酯的水平、降低体重起到积极的作用；免疫调节作用，动物实验表明，非分蜜糖的摄入可提升鸡的免疫响应水平和体重增长率，而这一作用可能与其所含的酚类物质相关；抗癌细胞实验的结果表明，甘蔗醋可抑制肿瘤细胞的繁殖，提升K-细胞活力，从而起到抑制或减缓肿瘤发展的作用，这一作用可能和其所含的酚类物质相关；美白肌肤，这一作用可能和非分蜜糖中所含酚类物质的自由基清除作用相关。

3 结论与展望

红糖是一种非分蜜糖，保留了甘蔗中的多种营养成分，如矿物质、维生素、酚类物质、有机酸、长链脂肪醇、稀有糖等，通过整理与评估，证实了红糖是矿物质和维生素的良好载体，为“红糖补铁”这一理论提供了一定的数据支撑，其所含的酚类物质、长链脂肪醇等可能与其抗氧化、调节血糖血脂、抗肿瘤、抑菌作用密切相关，其所含的长链脂肪醇有调节血脂的作用。关于这些营养成分的作用机理，还有待我们通过科学的研究手段进行更为系统的研究。