《International Journal of Gastronomy and Food Science》：Effects of purified sugarcane molasses on rice flour properties, dough performance, and rice bread quality
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本研究通过乙醇沉淀和活性炭脱色纯化甘蔗糖蜜，显著提升其总糖含量（干基）至92.13%，其中蔗糖占比76.94%。将纯化糖蜜（0-12%）添加至大米面粉中，发现其显著提高水分吸收指数、膨胀能力及发酵初期面团体积膨胀，同时优化面包质地与感官特性，为糖蜜高值化应用提供新途径。
周琦|程浩|朱宏|易翠萍
长沙理工大学食品科学与生物工程学院，中国湖南省长沙市410114
摘要
目前，甘蔗糖蜜在食品中的使用受到其较低附加值和残留杂质的限制。在本研究中，通过乙醇沉淀法对糖蜜进行提纯，随后使用活性炭脱色，得到了干基蔗糖含量为76.94%的糖蜜。将提纯后的糖蜜（0-12%）加入米粉中，并系统评估了其对米粉性质、面团性能和米面包质量的影响。增加糖蜜含量显著提高了米粉的吸水指数（WAI）、水溶性指数（WSI）和膨胀力（SP），同时降低了面团的粘度。在发酵过程中，随着糖蜜的添加，面团体积显著增加，尤其是在前15分钟内膨胀迅速。当糖蜜含量为9%时，面团的储存模量（G′）和损耗模量（G″）最低，损耗正切（tan δ）最高，表明其流动性得到改善且结构较为合理。微观结构分析显示糖蜜在淀粉颗粒上发生吸附，形成连续的糖浆层。含有糖蜜的米面包具有浅棕色外皮、较大的比体积以及柔软有弹性的质地。总体而言，本研究突显了提纯甘蔗糖蜜在改善米粉加工方面的潜力，并为其高价值利用提供了新的方法。
引言
全球糖蜜年产量（包括甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜）约为5500万吨（Zhang等人，2020年）。其中甘蔗糖蜜占比超过70%（约4000万吨）。全球约60%-70%的糖蜜用于发酵工业，而应用于高价值产品和食品领域的比例不足10%（Kassa等人，2024年）。甘蔗糖蜜是一种粘稠的棕色糖浆，是在提取蔗糖并浓缩澄清后的甘蔗汁后获得的，是甘蔗糖生产中最丰富的副产品（Jedlińska等人，2023年）。由于其高糖含量和低成本，糖蜜传统上被用作动物饲料、天然粘合剂或混凝土增塑剂（Akar等人，2016年）。这些应用带来的附加值有限，糖蜜在食品加工中的潜力尚未得到充分开发。分析表明，糖蜜含有约70%的总固体，其中30%-36%为蔗糖，10%-17%为还原糖，同时还含有少量但功能重要的多糖、寡糖、蛋白质和矿物质（Rein，2007年）。然而，原始糖蜜的高粘度、深色和杂质含量限制了其在食品中的直接应用，因此在使用前需要对其进行提纯或成分改良。
近年来，研究人员开始探索将糖蜜作为天然甜味剂的使用。例如，Bieze等人（2017年）将黑糖蜜加入格兰诺拉棒中，发现其铁和钙含量明显高于使用纯蔗糖的制品，这表明糖蜜在提供甜味和营养强化方面具有双重作用。Weeraratne等人（2022年）比较了糖蜜和蔗糖的血糖反应，发现食用糖蜜后餐后血糖升高幅度较低，表明其具有较低的血糖指数，具有开发低GI产品的潜力。除了直接使用外，还有一些研究致力于通过化学转化来升级糖蜜。例如，Bumroongsri（2024年）通过两步化学酶法成功合成了无热量甜味剂三氯蔗糖。这些发现表明，将甘蔗糖蜜转化为甜味剂可以显著提升其经济和功能价值。
甜味剂通常被添加到烘焙配方中以增强风味并加速酵母活性。蔗糖不仅是甜味来源，还能影响产品的结构、颜色、质地和香气。Slade等人（2020年）报告称，蔗糖有助于在蛋糕面糊中形成稳定的泡沫乳液结构，并抑制面筋过度发育，从而使面包内部更加柔软。Sun等人（2021年）证明蔗糖能提高蛋清泡沫的膨胀弹性和体积粘度，从而延缓排水并改善泡沫稳定性。尽管取得了这些进展，但大多数研究仍集中在小麦基系统中，关于提纯甘蔗糖蜜在米粉面团和面包系统中的系统研究极为有限或缺失。米粉是一种广泛使用的无麸质、低过敏性的主食成分，非常适合开发无麸质或低过敏原食品。其糊化行为、吸水能力和成型特性对烘焙产品的质地和感官特性至关重要。然而，无麸质米面包往往存在气体保持能力差、体积小、质地硬和口感不佳的问题。富含可发酵糖的提纯甘蔗糖蜜可以为酵母提供持续且快速的碳源，从而可能提高气体产生量和面包体积。此外，糖蜜中的糖分具有强吸湿性，有助于保持水分、延缓老化并保持柔软度。因此，提纯甘蔗糖蜜可能为解决这些问题提供有前景的方法。
因此，本研究的目标是：1）开发并表征一种提纯的甘蔗糖蜜甜味剂；2）系统评估其对米粉性质、面团性能和米面包质量的影响，重点关注水合作用、发酵、流变学和微观结构等机制。研究工作流程的示意图见图1。这些发现有望为将基于提纯糖蜜的甜味剂应用于米粉食品提供理论见解和实践指导，有助于食品配方师、无麸质产品开发者和甘蔗副产品的价值化。
材料
本研究中使用的原始甘蔗糖蜜由湖北中超食品科技有限公司（中国孝感市）提供。 japonica大米购自盘锦秋峰农业发展有限公司（中国盘锦市）。速溶干酵母（酿酒酵母）购自安琪酵母有限公司（中国宜昌市）。无水乙醇、硫酸、3,5-二硝基水杨酸及其他常用化学品购自成都科龙化学试剂有限公司（中国邛崃市）。
提纯甘蔗糖蜜的物理化学性质
经过乙醇沉淀和活性炭脱色后，提纯甘蔗糖蜜的物理化学性质总结如下表所示。总糖含量增加到92.13%（干基），其中蔗糖占比76.94%，比原始糖蜜提高了153.76%。单糖含量也略有增加，葡萄糖从11.94%升至12.61%，果糖从4.12%升至4.78%。相比之下，灰分显著降低。
结论
本研究系统研究了甘蔗糖蜜的提纯及其对米粉性质、面团性能和最终面包质量的影响，创新性地使用了提纯后的甘蔗糖蜜代替原始糖蜜。通过乙醇沉淀和活性炭脱色法提纯甘蔗糖蜜，得到了颜色明亮透明的糖浆，其总糖含量和干基蔗糖纯度显著提高。当将其加入米粉中时……
作者贡献声明
程浩：监督、资源管理。周琦：数据分析、数据整理。易翠萍：撰写、审稿与编辑、项目管理、方法设计。朱宏：撰写、审稿与编辑、验证、概念构思
未引用的参考文献
Ahmad, 2015; AACC, American Association of Cereal Chemists., 2000. Approved methods of the AACC et al., 2023; Akar and Canbaz, 2016; Bieze and Nickles, 2017; Guo et al., 2025; Jedlińska et al., 2022; NorIzzah et al., 2021; van der Mauer, 2019; Weeraratne and Ekanayake, 2022; Wang et al., 2026; Yan et al., 2020; Zhang et al., 2020.
数据可用性
支持本研究的原始数据、实验方案和图像文件可应合理要求提供。利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了广西糖资源绿色加工重点实验室（GXTZYKF202306；GXTZYKF202405）开放项目的财政支持。
