基于甘蔗成熟度的非离心原糖结构形态特征与品质预测研究

为解决非离心原糖(NRCS)品质标准缺失问题，研究人员通过扫描电镜(SEM)、核磁共振(1 H NMR)和X射线衍射(XRD)技术，系统分析两种甘蔗品种在不同成熟阶段生产的NRCS形态与成分。发现蔗汁糖指数(SI)<13时仅能生产结晶度<69%的模压型NRCS，为建立基于原料质量的NRCS分类标准提供科学依据。

　　

随着健康饮食理念的兴起，非离心原糖(NRCS)因其最小化工业加工的特性受到全球关注。然而这种传统糖制品长期缺乏统一的质量标准，国际食品法典委员会(Codex Alimentarius)历经12年讨论仍未能达成共识。核心争议在于NRCS存在模压型(如糖块)和颗粒型两种形态，其物理化学特性差异显著，但何种原料特性决定产品形态尚不明确。更棘手的是，现有研究多聚焦单一产品类型，缺乏对原料-工艺-品质关联的系统解析。

针对这一空白，来自巴西圣保罗联邦大学的研究团队在《Food Chemistry》发表创新性研究。该团队选取早熟(RB966928)和晚熟(RB867515)两个甘蔗品种，在其不同成熟阶段采集蔗汁并制备八种NRCS样品。通过糖指数(SI，蔗糖/还原糖比值)评估原料特性，结合扫描电镜(SEM)观察微观形貌、核磁共振(¹
H NMR)解析糖分组成、X射线衍射(XRD)测定结晶度，首次建立甘蔗成熟度与NRCS形态的定量关系。

关键技术包括：1) 从巴西圣卡罗斯联邦大学实验站获取两种甘蔗品种的田间样本；2) 通过糖度计和滴定法测定蔗汁的SI值；3) 采用SEM观察NRCS超微结构；4) 运用¹
H NMR定量蔗糖与还原糖比例；5) 基于XRD图谱计算结晶度指数。

【Material】
研究样本来自巴西圣保罗州两个种植区的甘蔗，通过控制收获时间获得不同成熟度的原料。这种严格的原料控制为后续形态学关联研究奠定基础。

【Physicochemical characterization】
数据显示：早熟品种RB966928在未成熟阶段(SI=8.3)生产的NRCS呈典型无定形态，结晶度仅58%；而晚熟品种RB867515在完全成熟时(SI=15.7)所得产品结晶度达82%，呈现规则晶体结构。SEM图像清晰显示，低SI值样品表面呈连续块状，高SI值样品则为离散颗粒。

【Conclusion】
研究首次证实甘蔗成熟度是决定NRCS形态的关键因素：当蔗汁SI<13时，因还原糖等"抗结晶物质"含量高，只能形成模压型产品；而SI>13的成熟蔗汁可生产结晶度>69%的颗粒型NRCS。¹
H NMR进一步揭示，还原糖中的葡萄糖和果糖通过分子间氢键阻碍蔗糖晶体生长，这解释了形态差异的分子机制。

该研究具有双重意义：技术上，建立SEM-XRD-¹
H NMR多模态分析方法，为NRCS品质评估提供新范式；应用上，提出SI值可作为预测NRCS类型的生物标志物，为国际标准制定提供量化依据。作者Silvia Raquel Bettani团队特别指出，未来需将水分参数纳入评估体系，以完善NRCS的质量控制框架。这项源于巴西甘蔗田的研究，最终为全球传统糖制品标准化贡献了关键科学证据。