老王讲糖第17讲：甘蔗的主要成分是什么？

问：红糖是由甘蔗榨汁后熬制而成的，请问甘蔗的主要成分是什么？

答：

甘蔗成分全解析：从糖类到植物化学物质的全面剖析

甘蔗（Saccharum officinarum）作为世界范围内重要的糖料作物，除含有较多的水分（70%~75%）外，还包含丰富且多样的化学成分，既有供给人体能量的碳水化合物，又含有多种蛋白质、有机酸、色素、香味物质、维生素、无机盐等。以下是甘蔗各类成分的详细介绍。

1. 碳水化合物

碳水化合物是甘蔗的主要成分，涵盖了蔗糖、葡萄糖、果糖等，还包括其他多种还原糖、多糖和淀粉类物质。

●单糖和双糖类

◎蔗糖（Sucrose）：主要糖类物质，含量占甘蔗汁液的10%~20%。蔗糖的含量随着甘蔗品种、种植环境、成熟度等因素的变化而有所不同。

◎葡萄糖（Glucose）：含量约为0.3%~1.5%，是一种单糖，参与代谢活动。

◎果糖（Fructose）：含量约为0.3%~1.0%，也是单糖之一，通常和葡萄糖一起作为还原糖存在。。

●其他糖类

◎戊糖（Pentoses）：

阿拉伯糖（Arabinose）：约为0.01%~0.03%，主要参与植物代谢。

木糖（Xylose）：约为0.01%~0.05%，常见于植物细胞壁中。

◎己糖（Hexoses）：

甘露糖（Mannose）：含量为0.01%~0.02%，在植物细胞中起到结构作用。

半乳糖（Galactose）：约为0.01%~0.03%，在植物代谢中广泛存在。

●多糖类

◎淀粉（Starch）：在甘蔗中含量较少，约为0.1%~0.2%，主要存在于甘蔗的根部和皮层中。

◎纤维素（Cellulose）：甘蔗的纤维含量占其重量的15%~30%，主要位于甘蔗的茎秆和叶片中，不能直接食用，但在工业上有重要用途，如生产纸浆、乙醇等。

◎半纤维素（Hemicellulose）：含量较低，约占3%~5%，也是植物细胞壁的组成部分。

◎葡聚糖（Glucans）：含量约为0.1%~0.3%，是一类多糖物质，在植物细胞壁中有重要结构作用。

●糖醛酸类

葡萄糖醛酸（Glucuronic acid）：含量为0.01%~0.02%，常见于细胞壁中。

半乳糖醛酸（Galacturonic acid）：存在于果胶中，含量约为0.02%~0.05%。

2. 蛋白质和氨基酸

甘蔗中的蛋白质含量较低，约为0.3%~0.6%，但其中包含一些重要的氨基酸成分。以下为甘蔗中常见的氨基酸及其含量：

天冬氨酸（Aspartic acid）：0.01%

谷氨酸（Glutamic acid）：0.02%

丝氨酸（Serine）：0.01%

甘氨酸（Glycine）：0.01%

丙氨酸（Alanine）：0.015%

缬氨酸（Valine）：0.01%

亮氨酸（Leucine）：0.02%

苯丙氨酸（Phenylalanine）：0.01%

酪氨酸（Tyrosine）：0.005%

赖氨酸（Lysine）：0.01%

组氨酸（Histidine）：0.005%

这些氨基酸以游离或结合的形式存在，参与甘蔗中的新陈代谢和蛋白质合成。

3. 色素

甘蔗中含有多种天然色素，这些色素不仅赋予甘蔗颜色，还具有重要的抗氧化作用。

叶绿素（Chlorophyll）：存在于甘蔗皮层中，赋予绿色外观。

叶黄素（Lutein）：一种类胡萝卜素，赋予甘蔗黄色，含量为0.001%~0.005%。

水溶性色素：包括多酚和黄酮类化合物，抗氧化功能较强。

花青素（Anthocyanins）：赋予某些甘蔗品种红色或紫色，含量为0.001%~0.01%。

黄酮类化合物（Flavonoids）：如槲皮素、山奈酚，具有抗氧化、抗炎功能，含量为0.01%~0.05%。

4. 多酚类物质

多酚类物质赋予甘蔗独特的苦涩味，同时具有较强的抗氧化性能。

咖啡酸（Caffeic acid）：约为0.001%~0.005%，在细胞壁中广泛存在。

绿原酸（Chlorogenic acid）：0.001%~0.003%，是常见的抗氧化剂。

单宁（Tannins）：甘蔗的单宁含量较低，主要由儿茶素（Catechins）缩合而成，一般在0.02%~0.05%之间，赋予甘蔗汁微苦的味道。

5. 香味物质

甘蔗的香味主要由多种挥发性有机化合物（VOCs）组成，这些化合物赋予甘蔗独特的果香和甜味。根据已有的研究，甘蔗中的主要挥发性有机化合物包括以下几类：

●醇类：

乙醇（Ethanol）：具有甜味和轻微的酒精气味，作为常见的挥发性化合物。

苯乙醇（Phenylethyl Alcohol）：赋予甘蔗类似花香的气味，含量通常较低。

正戊醇（Amyl Alcohol）：轻微的香气，通常赋予淡淡的甜香。

●酯类：

乙酸乙酯（Ethyl Acetate）：是一种常见的酯类化合物，具有强烈的果香气息，是甘蔗果香的主要来源之一。

乙酸戊酯（Amyl Acetate）：具有香蕉香味，赋予甘蔗甜美的气息。

乙酸己酯（Hexyl Acetate）：带有青苹果和梨的香味，增加清新感。

●醛类：

己醛（Hexanal）：带有草香或青绿植物的气味，赋予甘蔗鲜嫩的香味。

壬醛（Nonanal）：带有花香和柑橘香味，赋予甘蔗甜美和清新的香气。

●酮类：

2-戊酮（2-Pentanone）：带有甜香和果香，常出现在挥发性化合物中。

2-己酮（2-Hexanone）：具有果香和青草气息。

●萜类：

柠檬烯（Limonene）：赋予甘蔗清新的柑橘类香气，常见于水果和植物中。

松油烯（Pinenes）：具有清新的松香气息，为甘蔗带来淡淡的清新感。

●酸类：

乙酸（Acetic Acid）：在微量存在时，带来轻微的酸味和刺激感，增强香味的复杂性。

这些挥发性有机化合物通过复杂的组合，共同构成了甘蔗的独特香味特征，既有果香，也有淡淡的草香和甜味。

6. 有机酸

甘蔗中的有机酸种类丰富，影响其口感及贮存稳定性。

柠檬酸（Citric acid）：含量在0.01%~0.05%左右，有助于酸碱平衡和蔗糖结晶过程的控制。

苹果酸（Malic acid）：含量较少，约为0.01%，增加甘蔗的风味。

乙酸（Acetic acid）：含量微量，主要来源于甘蔗发酵过程中产生的微生物活动。

草酸（Oxalic acid）：约为0.001%~0.002%，是一种二元酸。

乌头酸（Aconitic acid）：甘蔗汁中常见，含量为0.01%~0.05%。

乳酸（Lactic acid）：发酵过程中生成，含量约为0.001%~0.005%。

7. 果胶和胶体

果胶（Pectin）：约为0.05%~0.1%，具有良好的凝胶性。

阿拉伯树胶（Arabic gum）：少量存在，约为0.01%，具有稳定性和黏性。

8. 蔗脂和蔗蜡

蔗脂（Saccharolipid）：含量较少，约为0.01%~0.03%，主要存在于甘蔗的皮层中。

蔗蜡（Saccharum wax）：甘蔗表面的蜡质，含量为0.005%~0.02%，帮助甘蔗抵御外界环境影响。

植物甾醇（Phytosterols）： 植物甾醇是一类脂类化合物，广泛存在于植物中，能够调节细胞膜的流动性和稳定性。

9.无机盐

钾（Potassium, K）：甘蔗中含量较高，通常在**0.2%~0.4%**之间。钾是植物细胞代谢的重要成分，帮助调节渗透压和平衡营养。

钙（Calcium, Ca）：含量约为0.03%~0.1%，钙在细胞壁中有重要作用，能够提高植物的稳定性，并参与蔗糖结晶的调节。

镁（Magnesium, Mg）：含量为**0.02%**左右，镁是叶绿素的核心元素，对光合作用至关重要。

磷（Phosphorus, P）：含量较低，约为0.01%，在能量代谢和核酸合成中起重要作用。

钠（Sodium, Na）：含量在**0.03%~0.1%**之间，尽管钠不是植物的主要养分，但在调节渗透压方面有一定作用。

铜（Copper, Cu）：铜含量较少，通常在0.5~2 mg/kg。铜是多种酶的辅因子，参与氧化还原反应。

铁（Iron, Fe）：铁在甘蔗中含量很低，通常在**0.001%**以下，主要用于叶绿素合成和植物呼吸作用。

锰（Manganese, Mn）：锰是植物生长的微量元素之一，通常含量在1~10 mg/kg，帮助酶的活化和光合作用。

锌（Zinc, Zn）：含量一般为2~5 mg/kg，锌是植物激素和酶的组成部分，促进生长和发育。

硫（Sulfur, S）：甘蔗中硫的含量约为0.05%~0.1%，它在植物蛋白质的组成中起到重要作用，影响氨基酸的合成。

这些无机盐共同参与甘蔗的生长、代谢过程，并影响甘蔗的品质、糖分含量及营养价值。

10.维生素

维生素C（抗坏血酸，Ascorbic Acid）：甘蔗中含量较少，约为1~2 mg/kg，具有抗氧化作用，有助于免疫系统功能和皮肤健康。

维生素B1（硫胺素，Thiamine）：含量微量，约为0.01 mg/kg，在碳水化合物的代谢中起重要作用。

维生素B2（核黄素，Riboflavin）：含量微量，约为0.005 mg/kg，参与能量代谢，支持细胞生长和功能。

烟酸（Niacin，维生素B3）：含量约为0.01~0.02 mg/kg，有助于维护皮肤健康、神经系统及消化系统的功能。

维生素B6（吡哆醇，Pyridoxine）：含量微量，约为0.005 mg/kg，在氨基酸代谢中起作用，支持大脑发育和免疫系统。

叶酸（Folic Acid，维生素B9）：甘蔗中的含量非常微量，主要参与DNA和RNA的合成，帮助细胞分裂和生长。

维生素A（视黄醇，Retinol）：尽管含量非常低，甘蔗中的类胡萝卜素（如叶黄素）可以在体内转化为维生素A，有助于视力和免疫系统。

虽然甘蔗中的维生素含量较低，但其丰富的碳水化合物和多酚类物质使其仍然是重要的能源和抗氧化来源。

11. 水分

甘蔗的水分含量较高， 70%~75%的甘蔗重量为水分，是蔗汁的主要成分，水分对甘蔗的糖分提取及蔗糖浓缩具有重要影响。

结论

甘蔗含有丰富的碳水化合物、蛋白质、氨基酸、色素、香味物质、有机酸等多种成分，这些成分不仅构成了甘蔗的营养基础，还决定了其在食品加工中的应用和风味特点。