椰子中糖類化合物的研究進展

桂青+王揮+陳衛(wèi)軍+趙松林

摘 要 椰子水中主要為蔗糖、果糖和葡萄糖；椰花序汁中為蔗糖；椰肉中主要含有半乳甘露聚糖和膳食纖維。目前，可溶性糖的應(yīng)用范圍較廣，如食品加工、微生物發(fā)酵等，而不溶性糖主要作為飼料使用。但是，椰子水中的糖和椰肉中的膳食纖維也為加工帶來了困擾。本文綜述椰子水、椰花序汁、椰肉中糖的種類、組成、變化規(guī)律及其功能與應(yīng)用前景，為提高椰子副產(chǎn)物加工利用率提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 椰子 ；糖 ；研究進展 ；應(yīng)用

分類號 S667.4

Research Advances of Saccharides in Coconut

GUI Qing1，2） WANG Hui1，2） CHEN Weijun1，2） ZHAO Songlin1，2）

（1 Coconut Research Institute， CATAS， Wenchang， Hainan 571339， China；

2 Hainan Research Center for Engineering Technology of Coconut Further Processing，

Wenchang， Hainan 571339， China）

Abstract Varieties， constituents， variations of saccharides in coconut water， coconut inflorescence sap and coconut flesh were summarized in this article. Sucrose， fructose and glucose were main components in coconut water. Coconut inflorescence sap contained most of sucrose. And dietary fiber and galactomannan were dominated in coconut flesh. The soluble saccharides in coconut were applied to product manufacturing and fermentation， and the insoluble saccharine were used as feed. Whereas， saccharides in coconut water and coconut flesh brought some disadvantages to processing. This article provided basis for improving by-product utilization rate.

Keywords coconut ； saccharides ； research advance ； utilization

椰子（Cocos nucifera L.）是熱帶地區(qū)的食品能源作物和木本油料作物，分布于世界上100多個地處熱帶的國家或地區(qū)，素有“寶樹”之稱[1]。在我國，椰子的主要種植區(qū)域在海南，占全國種植面積和產(chǎn)量的90%以上。糖類化合物是人體重要的營養(yǎng)素，主要分為單糖、雙糖、低聚糖和多糖，分布于植物的各個器官和生長階段，對植物的生長發(fā)育、呈味、加工利用特性等方面起著重要的作用。椰子中的糖類化合物主要存在于椰子水、椰肉和椰花序汁中。本文對國內(nèi)外關(guān)于椰子中糖類化合物的研究現(xiàn)狀進行總結(jié)，加深對椰子中糖類化合物的了解，為椰子副產(chǎn)物的加工和利用提供理論依據(jù)。

1 椰子中糖類化合物的提取和測定方法研究進展

糖是椰子水、椰肉和椰花序汁中重要的組成成分，包括單糖、雙糖、低聚糖和多糖。椰子水、椰奶、椰花序汁中的糖為可溶性糖，一般測定前不需要經(jīng)過復(fù)雜的提取步驟，如葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖等[2-6]。而椰肉等其它椰子器官中的糖多為結(jié)合性糖，如半乳甘露聚糖和甘露聚糖等低聚糖和膳食纖維等多糖，通常需要經(jīng)過酸提、堿提、亞臨界水提取或復(fù)合酶解等方法使糖與蛋白質(zhì)等大分子解離，再對浸出后的糖類化合物進行定性和定量測定[7-13]。

1.1 單糖和雙糖的提取和測定方法

目前椰子水、椰奶和椰花序汁中的單糖和雙糖的常規(guī)測定方法主要有高效液相色譜法、離子色譜法和氣相色譜法。Richter等[14]建立了毛細(xì)管電泳-非接觸電導(dǎo)檢測器法，可同時檢測椰子水中的果糖、葡萄糖和蔗糖，與常規(guī)方法相比，具有分辨率高，樣品不需要經(jīng)過前處理，還可以同時檢測其中的陰離子、陽離子等其它組分的優(yōu)點。Mohanan等[15]新建了一種超聲波方法測定椰子水中的果糖，該方法根據(jù)“熱電聲分析”的原理，在不同的溫度下，不同的糖及不同品種的椰子水的密度、折射率、超聲強度具有特定的光聲強度、聲阻抗、絕熱壓縮系數(shù)，通過以上參數(shù)顯示椰子水中主要的組成成分是果糖，并采用此方法測得了不同椰子水中果糖的含量。與其它方法相比，該方法具有快速、簡單、經(jīng)濟的特點。

1.2 低聚糖的提取和測定方法

低聚糖在植物中常常與蛋白質(zhì)或脂類共價結(jié)合，以糖蛋白或糖脂的形式存在，通常在測定前要采用微波輔助、酶解等方式處理將低聚糖提取出來。半乳甘露聚糖和甘露聚糖是椰肉中的2種最主要的低聚糖。椰肉中不溶性膳食纖維含量較高，增加了低聚糖提取的難度，學(xué)者們采用堿液（如氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等）提取，但低聚糖的提取量會受堿液濃度的影響[16]。亞臨界水萃取法是一種使水處于亞臨界狀態(tài)，改變其極性，從而將不同極性的成分提取出來的方法，近年來也有學(xué)者將其應(yīng)用于提取低聚糖，該方法具有不會破壞樣品的成分，可連續(xù)提取和選擇性提取，提取率高等優(yōu)點[8-9]。高效液相色譜法是一種常用，快速，定性和定量測定低聚糖的方法。endprint

1.3 多糖的提取和測定方法

多糖分為可溶性多糖和不溶性多糖兩類，椰子水、椰奶和椰花序汁中主要為可溶性多糖，而椰肉中多為不溶性多糖。因此，測定椰子水和椰花序汁中的糖前，可采用醇沉淀法進行濃縮。研究結(jié)果表明，采用了熱乙醇法提取椰花序汁中的糖，多糖的沉淀率可高達(dá)98%[5]。椰肉中含有少量可溶性多糖和大部分不溶性多糖?？扇苄远嗵强赏ㄟ^水提法得到，而不可溶性多糖的成分較復(fù)雜，含有膳食纖維、纖維素、半纖維素等，需要經(jīng)過蛋白酶、脂肪酶等酶解、堿提取、加壓等前處理才能將不同的組分分離出來[11]。可溶性多糖的測定多采用蒽酮比色法和苯酚-硫酸法，不溶性多糖多采用酶-重量法測定。

2 椰子中糖類化合物的組成及含量變化

2.1 椰子水中的糖

椰子水是椰子胚乳中可直接飲用的天然清涼飲料。椰子水的干重極低，僅有5%～6%，糖是其中最主要的組成成分。在椰子的成熟過程中總糖含量、還原糖含量、糖的組成一直處于動態(tài)變化中。

嫩椰子水中葡萄糖和果糖是主要成分，成熟過程中分別由可溶性糖含量的40%和55%降低至10%和25%[17-18]。6～8個月的椰子水中開始可以檢測到蔗糖，在整個成熟階段，蔗糖的含量增加至總可溶性糖含量的40%[17]。成熟的椰子水中糖的主要組成為蔗糖、山梨糖醇、葡萄糖和果糖，其次是半乳糖、木糖和甘露糖。通過對糖類化合物的組成分析，可以區(qū)分椰子水是來源于嫩椰子還是老椰子[19]。

椰子水中總糖含量先增加至最高5%，成熟后降低至2%；還原糖在總糖中占的比例約為52%～99%，變化趨勢與總糖相同。

不同品種的椰子水中總糖、還原糖含量和變化趨勢略有不同。在高種椰子中，椰子水中的總糖含量從5個月時開始增加，至7個月時達(dá)到最高，進而快速降低，直至完全成熟，含量約為2%。還原糖含量較低，完全成熟后還原糖大部分被蔗糖代替。矮種椰子水的總糖含量也是先增加后降低，但由于品種和種植地域不同，總糖含量達(dá)到最高的時間可能為6、7、8或9個月，而成熟的椰子水總糖含量略高，約為2.5%～3.5%。與高種椰子水相比，矮種椰子水中的還原糖含量較高，尤其是在8～12個月間。雜交種椰子水中總糖含量的變化范圍較廣。第12～13個月時，雜交種的椰子水還原糖含量高于高種和矮種椰子水?？傮w來講，除最后三個月雜交種的椰子水中還原糖含量較高外，其它生長期中，矮種椰子水中的還原糖含量最高，而在任一生長期中，高種椰子水中還原糖含量均是最低的，高種椰子水中總糖含量最低，矮種椰子水中總糖含量最高，雜交種的鑒于兩者之間[17，20]。不同品種和成熟度的椰子水中總糖和還原糖的變化規(guī)律如圖1和圖2所示[17]。

2.2 椰花序汁中的糖

國外學(xué)者們對椰花序汁中糖的研究結(jié)果表明，椰花序汁中的糖含量約為10%～13%，且蔗糖含量最高，其次是葡萄糖和果糖（含量較低但不同品種間的差異不大），以及極低含量的甘露糖[21-22]。不同地區(qū)的椰花序汁中的糖含量有差別，如與在日惹和瑪瑯種植的椰子相比，在登巴薩種植的椰子中椰花序汁中的葡萄糖和果糖含量較高。新鮮椰花序汁在儲藏過程中由于微生物的作用伴隨著果糖、葡萄糖及其它低聚糖的生成，還原糖在總糖中所占的比例由36.1%增加至43.0%。國內(nèi)學(xué)者則較多關(guān)注椰花序汁中多糖的提取工藝和功能活性[1，21-23]。

2.3 椰肉中的糖

研究表明，嫩椰肉呈軟凝膠狀態(tài)，主要成分是可溶性半乳甘露聚糖，由甘露糖∶半乳糖=2∶1的比例構(gòu)成，側(cè)鏈為D-半乳糖殘基。此外，甘露聚糖是椰肉中的一種重要組成成分，且?guī)缀踔淮嬖谟谀垡庵衃24]。在椰肉的成熟過程中，總半乳甘露聚糖和纖維素含量增加。可溶性半乳甘露聚糖卻由77%降低至成熟時為0.1%，不溶性的甘露聚糖含量在成熟過程中增加，成為成熟椰肉中主要的多糖組分之一[10，16]。在成熟的椰肉中，半乳甘露聚糖含量占椰肉多糖總量的61%，其次是甘露聚糖（26%）和纖維素（13%）。

椰奶中的糖主要是半乳糖和樹膠醛糖，甘露糖和葡萄糖的含量較低，經(jīng)凝膠色譜鑒定半乳糖和樹膠醛糖分別占總糖含量的72%和24%[6]。

椰粕粉中含糖量約為71%，其中甘露糖占74%，葡萄糖占21%，以及少量的甘露聚糖。經(jīng)研究表明，椰粕粉中膳食纖維的含量為60%，其中56%為不溶性膳食纖維，4%為可溶性膳食纖維[25]。

3 椰子中糖的作用

單糖和雙糖是水溶性多糖，極易被人體消化，是人們生活中不可或缺的甜味劑，可直接食用，如利用椰花序汁中高含量的蔗糖熬制而成的椰花汁糖。單糖和雙糖可被微生物發(fā)酵利用，生產(chǎn)酒和醋等，如椰花序汁酒和椰花序汁醋。單糖和雙糖還可以用于微生物的培養(yǎng)基，如生產(chǎn)椰纖果，用于組織培養(yǎng)等。在烘焙過程中，葡萄糖和果糖等還原性糖易與游離氨基酸發(fā)生麥拉德反應(yīng)，生成吡嗪等化合物，對形成椰子風(fēng)味具有重要的作用[26]。

低聚糖是一類高價值產(chǎn)品，它難以被胃腸消化吸收，可促進雙歧桿菌增值并抑制有害菌的生長，可改善胃腸道功能，增強人體免疫力，甜度低，熱量低，基本不增加血糖和血脂，可作為食品、飼料添加劑及保健食品。

目前，多糖已成為功能性食品的研究熱點之一。椰子中的多糖也不例外。研究結(jié)果表明，椰子花序汁多糖的抗氧化活性較強，具有較強的清除超氧陰離子自由基、DPPH 自由基和羥基自由基的能力，絡(luò)合Fe2+的能力，以及還原能力，具有很好的保健功效[27]。

動物實驗證明，椰肉膳食纖維可促進鈣的吸收，降低血糖和血清胰島素，降低血清膽固醇、低密度膽固醇、血清甘油三酯，預(yù)防心腦血管疾病，保護細(xì)胞免受致癌物1，2-二甲肼誘導(dǎo)的氧化損傷等作用[28-31]。

纖維素和半纖維素是椰肉膳食纖維的主要組成成分。研究結(jié)果表明，纖維素可用作冷凍保護劑，具有修復(fù)食品組織狀態(tài)和保持凍融穩(wěn)定性的作用。半纖維素對焙烤食品的品質(zhì)起著重要的作用，也可作為增稠劑，對蛋糕的焙烤質(zhì)量有著非常重要的影響。此外，半纖維素還具有降低血脂的作用[11，32]。endprint

4 椰子中糖的應(yīng)用

4.1 食品加工的原輔料

目前椰子水在加工中主要用于生產(chǎn)椰纖果，但大部分椰子加工廠將椰子水作為廢水直接排放。椰子水中營養(yǎng)豐富，易導(dǎo)致排放區(qū)微生物滋長，對環(huán)境造成危害。研究表明，椰子水的用途非常廣泛。與口服補鹽液和其它飲料相比，椰子水中葡萄糖與NaCl的比例更接近與1∶1，更易被人體吸收，因此，可將椰子水研制成腹瀉補充液或運動員飲料[33-34]。由于高含量的糖分，椰子水中也可將其直接用作發(fā)酵補充液，或制造酒精、醋和甘露醇的原料。為解決了椰子水污染的問題提高了副產(chǎn)物的利用價值，Lozano等認(rèn)為，可利用椰子水中高含量的蔗糖、果糖和葡萄糖生產(chǎn)高純度的葡聚糖和果葡糖漿，并建立了相應(yīng)的方法[35]。

椰花序汁中含有大量的蔗糖，可直接代替甘蔗等制得蔗糖。在印度尼西亞等地，當(dāng)?shù)鼐用裰苯佑靡ㄐ蛑局埔ㄖ?，作為日用品[1]。

椰子中的甘露聚糖可被還原成甘露醇和低聚甘露糖。椰粕粉中的低聚糖在高溫條件下，可降解生成大量的5-羥甲基-呋喃醛，水解可生成甘露糖、葡萄糖以及甘露寡聚糖等[8]。低聚糖，如低聚甘露糖，若加以開發(fā)利用，前景十分廣闊。

椰奶經(jīng)過脫除脂肪后成為脫脂椰奶，其中幾乎保留了所有的糖，且主要成分為蔗糖，占干物質(zhì)含量的78%。脫脂椰奶經(jīng)脫水工藝后可加工成為脫脂椰奶糖漿或經(jīng)噴霧干燥制成脫脂椰奶粉，均為制作食品和飲料的重要原料[1]。

椰肉膳食纖維作為基料，可制作椰子膳食纖維咀嚼片，該咀嚼片具有改善人體腸胃環(huán)境、減肥、調(diào)節(jié)血脂含量等功能[28]。椰粕經(jīng)過化學(xué)或物理的方法處理，可以提高膳食纖維的性能，如持油力、持水力和膨脹度等，獲得更優(yōu)良的產(chǎn)品，擴大其應(yīng)用市場[36]。

4.2 制作飼料

椰子粕中膳食纖維含量為60%，由于其溶解性不好，導(dǎo)致使用受限。目前，椰子粕主要用于制作飼料，喂養(yǎng)魚、家禽、牲畜等。由椰子粕制作而成的飼料能明顯促進動物的生長，延長肥育時間[37-39]。研究表明，添加氨基酸和酶制劑，經(jīng)制粒、破碎、浸濕等工序可增加單胃動物對椰子粕的利用率[40]。

4.3 對食品加工的不利影響

高溫滅菌后的椰子水產(chǎn)生不良?xì)馕?，稱為“蒸煮味”或“紅糖味”，并且椰子水的顏色由無色透明轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色至黃色，這可能是由于其中的糖在高溫加熱的過程中發(fā)生了麥拉德反應(yīng)或焦糖化反應(yīng)[41]。目前，這是椰子水加工中一大技術(shù)難題，仍然未被攻克。

椰肉中的不溶性膳食纖維含量太高，產(chǎn)品口感粗糙，也對椰肉的加工產(chǎn)生了不利影響。目前，已有科研人員正在研究如何軟化椰肉纖維或改進傳統(tǒng)的加工工藝。

5 結(jié)論與討論

糖類是人們的日常生活中不可或缺的一類化合物，在食品加工中起著十分重要的作用。本文對椰子中糖的提取和檢測方法、糖的種類和組成成分變化以及利用情況進行了綜述。糖類化合物存在于椰子果實的各個部位，但糖的組成和含量各不相同，可溶性糖主要用于食品加工，不可溶性糖用作飼料。但椰子水中的糖和椰肉中的膳食纖維也給產(chǎn)品加工帶來了困擾。如何科學(xué)利用椰子中的糖類化合物和提高其利用率，是椰子加工企業(yè)值得思考的問題。通過對椰子中糖類化合物的研究成果的總結(jié)，更加深了我們對椰子的了解，也為提高椰子加工副產(chǎn)物的利用率提供了指導(dǎo)依據(jù)。

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