三氯蔗糖替代蔗糖的甜味功能研究

趙　　蕓，吳偉莉，陳歷水，蘇曉霞，陳吉江

（中糧營養健康研究院有限公司品牌食品研發中心，北京　102209）

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三氯蔗糖替代蔗糖的甜味功能研究

趙蕓，吳偉莉，陳歷水，蘇曉霞，陳吉江

（中糧營養健康研究院有限公司品牌食品研發中心，北京102209）

摘要：通過感官評定方法研究了三氯蔗糖與蔗糖的相對甜度關系。將三氯蔗糖產品應用到果汁飲料中，不僅降低整個產品的熱量作用，并且能節約相應的成本；采用定量描述分析法測定了與蔗糖的甜度關系，研究了三氯蔗糖代替果汁飲料中白砂糖的比例；通過試驗得出三氯蔗糖在果汁飲料生產中最佳替代比例為20%蔗糖，降低了熱量24%，替代后的產品口味與市售產品三點驗證無差異。

關鍵詞：三氯蔗糖；感官評定；果汁飲料應用

三氯蔗糖由英國人Hough Letal于20世紀70年代發現，是一種高倍甜味劑，由英國泰萊公司與倫敦大學共同研制并于1976年申請專利的一種新型甜味劑[1]，是唯一以蔗糖為原料的功能性甜味劑，原始商標名稱為Splenda，甜度約可達到蔗糖的600倍[2]。這種甜味劑具有無能量、甜度高、甜味純正、高度安全等特點，也是目前最優秀的甜味劑之一[3]。

目前，三氯蔗糖的合成主要有4種方法，即酶-化學合成法、單酯法、基團遷移法和棉籽糖法[4]。酶-化學合成法利用了酶的立體專一性將糖類物質中的6位羥基以酶法酰基化保護，再經氯化、脫酰基、分離等步驟合成[5]。單酯法以化學方法，使蔗糖中葡萄糖分子上的6位羥基生成單位酯，再經氯化、脫酰基、提純[6]而成。基團遷移法利用蔗糖分子中4，6位基團在特定條件能發生基團遷移的特點，先將蔗糖中的伯羥基利用空間位阻效應保護起來，再經乙酰化、去保護基、基團遷移、氯化、脫乙酰基等步驟合成[7]。棉籽糖法以棉籽糖為原料，由于棉籽糖的半乳糖殘基正好位于蔗糖C-6位上，充當著蔗糖C-6位上天然保護基團的角色，因此以棉籽糖原料，對其C-6，4'，1'，6'進行選擇性氧化，再水解α-1, 6-糖苷鍵除去乳糖殘基，只需要兩步反應即可得到三氯蔗糖[4]。以棉籽糖法加工的三氯蔗糖工藝簡單、可操作性強，具有很好的研究開發價值。2010年國家制定出GB 25531—2010三氯蔗糖的國家標準[8]，確定了用氯原子選擇性取代3個羥基而制得的食品添加劑三氯蔗糖，在GB 2760—2011食品添加劑使用標準[9]中明確其在食品中最大使用量為0.25 g/kg，可以將三氯蔗糖應用于食品及飲料產品。

三氯蔗糖在人體代謝中不被識別為碳水化合物，也不被代謝或分解產生能量。近年來，人體臨床研究結果還顯示，三氯蔗糖不會誘導齲齒、不會影響血糖量，糖尿病患者對三氯蔗糖也具有良好的耐受力[10]。三氯蔗糖是安全、無毒的，國外許多權威組織機構[如FDA與JECFA（食品添加劑聯合專家委員會）]也都確認其作為添加劑使用是安全的。三氯蔗糖通常是一種細顆粒的白色粉末狀產品，可以很好地應用于水溶性的產品中，但是在脂溶性產品中的溶解度較低，且在所有無熱量甜味劑中甜味特征最接近蔗糖，pH值適應性廣，適用于酸性至中性食品，在高溫食品加工和長期貯藏時都具有較高的穩定性，使用方便。

隨著人們生活水平的日益提高，食用蔗糖的消費量也在逐年增加，而高倍甜味劑產品被更多的應用于取代蔗糖的飲料中，了解甜味劑與蔗糖的甜度關系已顯得十分重要，根據甜味劑的特點重新調整產品配方，并對其產品的口感進行喜好度測試。目前，市面上的果汁飲料等產品的含糖量為10%～12%，離消費者要求的低熱量健康食品還有差距。本文通過研究對三氯蔗糖與蔗糖甜度關系以及在果汁飲料中的應用，證明三氯蔗糖產品有望成為代替蔗糖的高倍甜味劑，并能夠在食品中得到廣泛推廣和應用。

1　材料與方法

1.1材料與設備

三氯蔗糖，Tate&Lyle Group泰萊（中國）有限公司產品；白砂糖，太古股份有限公司產品；芒果濃縮漿，廣西北海果香園食品有限公司產品；芒果香精，芬美意香料（中國）有限公司產品；果膠，丹尼斯克（中國）有限公司產品；檸檬酸、檸檬酸鈉，安徽豐原生物化學股份有限公司產品。

APV-1000型高壓均質機，APV有限公司產品；T-18型分散器，德國IKA有限公司產品；Tm5型料理機，美善品公司產品；Millpore型純水儀，密理博儀器公司產品；bsa2202s-cw/bsa323s-cw型天平，德國賽多利斯儀器公司產品。

1.2三氯蔗糖與蔗糖的甜度關系

1.2.1與蔗糖的甜度關系

（1）試驗方法。采用排序法測定三氯蔗糖的相對甜度，并驗證是否與產品說明一致。排序法是將一系列樣品按其某種特性的順序進行排列。首先，提供一系列不同質量分數的三氯蔗糖溶液，隨機放置，評價員按要求從弱到強對樣品進行排序，給出每個樣品的序位。

（2）試驗步驟。①以10%蔗糖溶液為對照樣品。稱取10 g蔗糖加蒸餾水稀釋至100 mL。②三氯蔗糖系列質量分數試驗樣品的配制。先配制0.2 g三氯蔗糖加蒸餾水稀釋至100 mL即成0.2%的樣品溶液，以減少稱取少量三氯蔗糖樣品產生的稱量誤差，分別配制溶液質量分數為0.017%（580倍），0.016% （600倍），0.015%（630倍）的樣品溶液，其中包括產品規格書中明確的產品甜度，對不同質量分數的三氯蔗糖溶液和蔗糖溶液4個產品進行排序檢驗。③提供給評價員的樣品，要進行排序，給出每個樣品的秩次，統計每個樣品的秩和，采用弗里德曼（Friedman）檢驗（弗里德曼檢驗是對感官評定排序結果的檢驗方法）；如果樣品間具有顯著差異，用多重比較和分組計算最小顯著差數（LSD），判斷哪些樣品可分為一組。

F=12/JP（P+1）（R12+～RP2）-3J（R+1）.

式中：F——統計量；

J——品評員數；

P——樣品（產品）數；

R1～RP——每種樣品的秩和。

三氯蔗糖與蔗糖的甜度比較見表1。

表1　　三氯蔗糖與蔗糖的甜度比較

1.2.2感官評定小組人員組成

篩選感官評定小組成員通過基本味覺識別對甜味的區別能力進行確定。感官評定小組由50位評定員組成（30個女生和20個男生），年齡25～40歲，均為公司員工，都有感官評定經驗。過去3個月內喝過且購買過果汁、果汁飲料產品，飲用頻率在每月1次及以上。

1.2.3感官評定樣品準備

配制樣品使用二級純水，配制所有的溶液在感官測定前2 h配好，常溫放置。配制的樣品溶液置于50 mL的一次性小杯中，每次提供30～40 mL，并用隨機3位數字進行編碼，如534，987等。采用隨機順序上樣。評定員在評定樣品后可將樣品吐入水槽內，每個樣品品嘗間隙休息大約1 min，每組樣品間休息10 min左右，以此來減少上次品嘗樣品余味的影響。評定時，用純凈水或蘇打餅干去除樣品殘留味道。

感官評定在公司的感官測評室內進行，測評室的溫度恒定為25℃。

1.3三氯蔗糖不同添加量對果汁飲料口感的影響

按已上市銷售的芒果味果汁飲料配料用量保持不變，市售產品糖度通過糖度計測定為12，添加三氯蔗糖以不同比例取代蔗糖用量，并保持與蔗糖溶液相當的甜度，制得的果汁樣品通過篩選確定最終比例。

三氯蔗糖替代蔗糖比例見表2。

表2　三氯蔗糖替代蔗糖比例/%

1.4芒果味果汁飲料的工藝流程

白砂糖、甜味劑、芒果濃縮漿等主料溶解→果膠穩定劑熱溶解（70～80℃）→檸檬酸、檸檬酸鈉、香精等輔料溶解→定容→預熱（60～70℃）→均質（18～20 MPa） →殺菌（105℃，30 s）→灌裝、冷卻→成品。

1.5飲料中可溶性固形物含量測定

采用糖度計測定。

1.6飲料酸度測定

稱取5.00 g飲料樣品，置于150 mL三角瓶中，加入100 mL蒸餾水，再加入3滴0.5%酚酞指示劑，混勻后用0.100 1 mol/L的NaOH標準溶液滴定至粉紅色，并且在30 s內不褪色，記錄消耗NaOH標準溶液的體積，代入計算公式。

計算飲料的酸度含量：

式中：X——果汁中總酸含量，g/100 g（或g/100 mL）；

V1——樣品滴定耗用NaOH標準溶液的體積，mL；

V0——空白試驗耗用NaOH標準溶液的體積，mL；

C——NaOH標準溶液的濃度，mol/L；

m——樣品的質量，g（或mL）；

K——換算果汁中適當酸的系數，以檸檬酸計0.07。

1.7飲料pH值測定

用pH計測定。

1.8消費者對新產品的三點檢驗試驗

三點檢驗法可以擬比較原配方與新配方是否存在感官上可辨的差異和相似性。三點檢驗法即同時向評價員提供一組3個樣品，包含新舊2種配方，其中2個樣品相同、1個不同，要求評價員挑出其中不同于其他2個的樣品。試驗樣品準備：每1組測試需考慮新舊配方出現的次數與順序，共有6種樣品組合形式，即ABA，ABB，AAB，BAA，BAB，BBA。按此順序，將樣品裝入品評杯后，以隨機方式提供給31位評價員，并要求其按照從左到右的順序進行品嘗。感官評價員對產品進行三點檢驗法。

三點檢測樣品制備見表3。

表3　　三點檢測樣品制備

2　結果與討論

2.1三氯蔗糖與蔗糖的甜度關系

三氯蔗糖與蔗糖的甜度關系感官評定結果見表4，差異分析結果見表5。

表4　　三氯蔗糖與蔗糖的甜度關系感官評定結果

表5 差異分析結果

通過 Friedman檢驗計算可知，F=9.462>F0.05= 7.70。在0.05的置信水平下，4個溶液的甜度強度存在顯著差異。

根據排序結果，不同溶液甜味強度排名為C>A>D>B。進一步分組比較分析（LSD），結果表明C和A的甜味整體強度顯著高于B和D，C和A之間沒有顯著差異，且B和D之間也沒有顯著差異。三氯蔗糖替代蔗糖倍數為600倍。

2.2三氯蔗糖不同添加量對果汁飲料口感的影響

2.2.1三氯蔗糖添加量對果汁飲料口感的影響

三氯蔗糖替代不同蔗糖添加量對產品口味的影響見表6。

表6　　三氯蔗糖替代不同蔗糖添加量對產品口味的影響

由表6可知，結合飲料綜合風味，在蔗糖質量分數為12.0%時，三氯蔗糖替代蔗糖最佳量為20%，其次為30%。替代20%蔗糖量時，酸甜味適中，后甜味、苦澀味也較弱，較好地體現果汁飲料的特征。在試驗中還發現，三氯蔗糖替代蔗糖量超過40%時，飲料甜味較強，后甜味和苦澀味也較強，飲料綜合風味相對較差；而且隨著三氯蔗糖替代蔗糖量的增加，后甜味和苦澀味加強。

2.2.2三氯蔗糖添加量對果汁產品理化指標的影響三氯蔗糖添加量對產品理化指標的影響見表7。

表7　　三氯蔗糖添加量對產品理化指標的影響

由表7可知，果汁飲料中添加三氯蔗糖，測得對其理化指標無影響。

2.3添加三氯蔗糖產品與未添加產品的三點檢驗試驗比較

選用三氯蔗糖替代蔗糖比例為20%，通過三點檢驗法驗證產品。三點檢驗法可以擬比較原配方未添加三氯蔗糖的產品與新配方是否存在感官上可辨的差異和相似性。即同時向評價員提供一組3個樣品，包含新舊2種配方，其中2個樣品相同、1個不同，要求評價員挑出其中不同于其他2個的樣品。試驗樣品準備：每1組測試需考慮新舊配方出現的次數與順序，共有6種樣品組合形式，即ABA，ABB，AAB，BAA，BAB，BBA。按此順序，將樣品裝入品評杯后，以隨機方式提供給31位評價員，并要求其按照從左到右的順序進行品嘗。

三點檢測樣品提供見表8。

表8　　三點檢測樣品提供

結果表明，當參加三點檢驗的人數為31人時，統計正確答案數，能正確區分2個不同樣品的人數為10人。查三點檢驗不同顯著水平下所需要的正確答案數（二項式分布顯著性檢驗表α=0.05），該表對于不同的答案總數分別規定了正確回答數的臨界值。在α=0.05，人數n=31時，對應的臨界值為16，能正確區分2個不同樣品的人數若大于16人，則說明2個樣品有顯著差異，置信度95%（即錯誤估計2種產品之間存在差異的可能性是5%，正確估計的可能性是95%）。測試中16>10，從而得出新配方與原配方比較，在感官品質上無顯著差異且具有相似性。結合飲料綜合風味，在蔗糖含量為9.5%時，三氯蔗糖替代蔗糖最佳量20%。三氯蔗糖替代20%蔗糖量時，甜味適中，無不良風味，整體風味能很好地體現果汁飲料的特征。

3　結論

（1）采用排序法測定三氯蔗糖產品的相對甜度為蔗糖的600倍。

（2）將三氯蔗糖添加在果汁飲料中最佳替代比例為20%蔗糖，降低了熱量24%，無不良風味，整體風味能很好地體現果汁飲料的特征。

（3）對三氯蔗糖在果汁飲料中替代部分蔗糖對產品產生的影響進行研究，結果顯示三氯蔗糖產品應用到果汁飲料中不僅降低整個產品的熱量作用，并且能節約相應的成本。

參考文獻：

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[8]中華人民共和國國家標準.GB 25531—2010食品添加劑三氯蔗糖 [S].北京：中國標準出版社，2010.

[9]中華人民共和國國家標準.GB 2760—2011食品添加劑使用標準 [S].北京：中國標準出版社，2011.

[10]Bowen W H，Young D A，Pearson S K.The effects of sucralose on coronal and root surface caries[J].Dent Res，1990，69：1 485-1 491.◇

中圖分類號：TS202.3

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.004

文章編號：1671-9646（2016）06a-0013-04

收稿日期：2016-05-03

作者簡介：趙蕓（1987— ），女，在職碩士，研究方向為食品科學與工程。

Study on the Sweetness Characteristics of Sucralose for Sucrose

ZHAO Yun，WU Weili，CHEN Lishui，SU Xiaoxia，Chen Jijiang
（Brand Food R&D Center，COFCO Nutrrion&Health，Beijing 102209，China）

Abstract：Sucralose is studied through sensory evaluation method with relative sucrose sweetness.Sucralose product applied to not only reduce the quantity of heat of the entire product role in fruit drinks，also can save the cost.Using the method of quantitative description determination and sucrose sweetness relationship.Sucralose instead of fruit juice beverage is studied in the proportion of white granulated sugar，through experiment sucralose in fruit juice beverage production best replacement ratio of 20%sucrose，24%reduced the heat，to replace the taste of the product after 3 to verify no difference with commercially available products.

Key words：sucralose；sensory evaluation；fruit juice drinks