天然復(fù)合甜味劑的配方研究

2019-10-11 01:09:46林薇薇萬武波左文健

農(nóng)產(chǎn)品加工 2019年17期

林薇薇，萬武波，白燕，左文健

（海南熱帶海洋學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南三亞 572022）

甜味劑是食品、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要材料，其種類較多，按來源可分為天然甜味劑和人工合成甜味劑[1]。目前，市面上大量使用的天然甜味劑有蔗糖、果糖、蜜糖、葡萄糖等，人工合成甜味劑有阿斯巴甜、糖精、安賽蜜等。蔗糖是一種天然有機(jī)物，幾乎普遍存在于植物界的葉、花、莖、種子及果實(shí)中。根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分類，蔗糖一般分為白砂糖、黃砂糖、赤砂糖、綿白糖、單晶體冰糖、多晶體冰糖、紅糖、黑糖、冰片糖、方糖、糖霜、液體糖漿等[2]。蔗糖在人體消化系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過消化液分解成為果糖和葡萄糖，經(jīng)過小腸吸收。其具有較高的熱量，攝入過多容易引起蛀牙。人工甜味劑是一類人工合成或半合成的蔗糖取代物，在人體內(nèi)幾乎不被代謝，迎合了現(xiàn)代消費(fèi)者的飲食需求，而且其生產(chǎn)成本低廉，因此被廣泛應(yīng)用于食品和飲料中[3-4]。但是最近幾年美國醫(yī)學(xué)會專家發(fā)表論文指出，經(jīng)常食用含阿斯巴甜的食品會誘發(fā)老年癡呆、帕金森綜合癥及其他神經(jīng)病變癥狀。因此作為一種天然甜味劑，甜菊糖苷的開發(fā)利用顯得十分重要。

甜菊糖苷別名甜菊糖，是甜葉菊中含有的強(qiáng)甜成分[5]，從菊科草本植物甜葉菊[Stevia rebaudiana（Bertohi）]中提取出的一類具有甜味的萜烯類配糖體，為白色粉末狀[6]。其是目前在自然界中發(fā)現(xiàn)的繼甘蔗糖、甜菜糖之外大量存在的第3種具有開發(fā)價值的天然低熱值高倍甜味劑[7]。甜菊糖苷常溫下穩(wěn)定，長期儲存不會發(fā)霉變質(zhì)，無褐變現(xiàn)象，味感近似白砂糖，其甜度為蔗糖的200～300倍，但其熱量只有蔗糖的1/300[8-9]，且其生產(chǎn)成本較低廉。與蔗糖相比，甜菊糖苷雖與蔗糖味感相似，但其具有強(qiáng)烈的苦澀后味，甜味不純正。我國對甜味劑的品質(zhì)有非常明確的要求，不僅要保證甜味劑安全無毒，也要保證其甜味純正，因此一部分研究人員借助甜味劑之間出現(xiàn)協(xié)同增效的作用，生產(chǎn)出一種復(fù)合甜味劑，其使用效率較為便捷化，且甜度高、成本低，這也是甜味劑項(xiàng)目發(fā)展的一個方向[10]。復(fù)合甜味劑是指將2種或2種以上天然或化學(xué)合成的甜味劑復(fù)合使用的一類甜味劑，以達(dá)到增強(qiáng)甜味和風(fēng)味、彌補(bǔ)或掩蓋不良口味的目的[11-12]。

改善甜菊糖苷不良味感的方法有很多種[13-14]，可以通過改變連接在甜菊糖苷分子上的不同基團(tuán)得到改善[15]，也可以通過酶法修飾的方法進(jìn)行改善[16]，當(dāng)然最方便的方法是利用甜菊糖苷與其他物質(zhì)混合[17]。周家華等人[18]研究表明，往甜菊糖中加入酸味劑、氨基酸、多糖等，可以減輕其中的苦味。利用甜菊糖與其他甜味劑復(fù)配可以減輕甜菊糖的苦澀后味。試驗(yàn)以甜菊糖苷和羅漢果甜苷為原料，加入檸檬酸、氯化鈉、甘氨酸進(jìn)行調(diào)配，利用感官評價，以感官評分為指標(biāo)，對影響甜菊糖苷的不良后味的主要因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，設(shè)計確定最優(yōu)組合得出甜菊糖苷復(fù)合甜味劑的最佳配方，為復(fù)合甜味劑的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試劑

白砂糖（一級），廣州福正東海食品有限公司提供；甜菊糖苷（純度80%以上），曲阜香洲甜菊制品有限公司提供；羅漢果甜苷（純度98%以上），河南天宸生物科技有限公司提供；檸檬酸（食品級），英軒實(shí)業(yè)有限公司提供；甘氨酸（食品級），河南思遠(yuǎn)生物科技有限公司提供。

1.1.2 儀器

CP214型電子天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；CS-700型粉碎機(jī)，浙江永康超帥有限公司產(chǎn)品；CA-HM型卡路里分析儀，北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司產(chǎn)品；60目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩，浙江上虞市華豐五金儀器有限公司產(chǎn)品；DHG-9245A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，金壇市盛藍(lán)儀器制造有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 甜度評價方法

（1）單一甜味劑的相對甜度測定。分別制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，10.0%，15.0%，20.0%，25.0%，30.0%的蔗糖溶液，并配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的羅漢果甜苷溶液，利用雙盲法，將上述不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液分別倒入外形相同并事先在底部做好標(biāo)記的5個容器中，然后打亂順序，讓品嘗人員找出與0.15%羅漢果甜苷甜度相近的蔗糖溶液，再取一個范圍內(nèi)的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度溶液，用同樣的方法找出與所配溶液等甜的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)。該蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為0.15%羅漢果甜苷的等甜蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

同理，分別制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%，15%，20%，25%，30%的蔗糖溶液，并配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的甜菊糖苷溶液，找出與其相近的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)而配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度溶液，最終得出與質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%羅漢果甜苷等甜度的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）復(fù)合甜味劑的相對甜度測定。分別制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%，20%，25%，30%，35%的蔗糖溶液，并配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的復(fù)合甜味劑（根據(jù)最優(yōu)組合按比例配制出），利用雙盲法由品評人員找出與其相近的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在該相近值附近配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度溶液，找出與0.05%復(fù)合甜味劑等甜度的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為該質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合甜味劑的等甜蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（3）復(fù)合甜味劑的增效系數(shù)計算。

式中：ES——等甜蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.2.2 甜味劑的感官評價

由12個小組成員組成品評小組，由于食品感官評價人員的感官靈敏度和穩(wěn)定性對最終結(jié)果的趨向性和有效性有著重要的影響，所以對這12個小組成員篩選和培訓(xùn)極其重要。所選成員應(yīng)身體健康、不抽煙，具有良好的語言表達(dá)能力和普通的感官分辯能力。試驗(yàn)前應(yīng)對所選成員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)?？膳渲撇煌鹞秳┎煌|(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液，讓品評人員品嘗后描述甜味劑的感官特性，如甜味感覺速度、甜度強(qiáng)弱、甜味持久性、有無苦味等，并且讓其按甜味強(qiáng)度大小進(jìn)行排序[18-19]。

試驗(yàn)過程中所有試驗(yàn)溶液均用蒸餾水配置，品評人員在品嘗2個樣品之間要用蒸餾水漱口數(shù)次，以保證口腔中沒有停留上一個樣品的味道，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，品評人員在每次品嘗樣品后需認(rèn)真描述樣品的感官特性且進(jìn)行打分。

甜味劑口味評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 甜味劑口味評分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 復(fù)合甜味劑的配制

以感官評價的評分結(jié)果為指標(biāo)，采用因素試驗(yàn)考查了甜菊糖苷、羅漢果甜苷、檸檬酸、氯化鈉、甘氨酸5個因素的添加量對復(fù)合甜味劑的口味影響，對單因素試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，選擇其中3個對復(fù)合甜味劑口味感官評分結(jié)果影響最大的因素設(shè)計正交試驗(yàn)，由正交表分析得出最優(yōu)組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一甜味劑對復(fù)配甜味劑口味的影響結(jié)果

2.1.1 甜菊糖苷添加量對復(fù)配甜味劑口味的影響

甜菊糖苷添加量對甜味劑感官評分的影響見圖1。

圖1 甜菊糖苷添加量對甜味劑感官評分的影響

從圖1可以看出，在羅漢果甜苷、檸檬酸、氯化鈉、甘氨酸等其他各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，在甜菊糖苷添加量為0.1%～0.5%時，隨著甜菊糖苷添加量的增加，感官評價得分呈上升趨勢，在0.3%時感官評分最高。當(dāng)甜菊糖苷添加量大于0.3%之后，感官評分開始下降，且下降趨勢較大。這是因?yàn)樘鹁仗擒論碛胁涣伎嗪笪叮谔鹁仗擒仗砑恿吭酱髸r苦味越重、口感極差。因此，甜菊糖苷的最佳添加量為0.3%。

2.1.2 羅漢果甜苷添加量對復(fù)配甜味劑口味的影響

羅漢果甜苷添加量對甜味劑感官評分的影響見圖2。

圖2 羅漢果甜苷添加量對甜味劑感官評分的影響

從圖2可以看出，在甜菊糖苷、檸檬酸、氯化鈉、甘氨酸等其他各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，在羅漢果甜苷添加量為0.2%～1.2%時，隨著羅漢果甜苷添加量的增加，感官評價得分一開始呈上升趨勢，在0.4%時感官評分最高。當(dāng)羅漢果甜苷添加量增加到0.4%以上時，感官評分開始下降，但下降幅度較小，所以可以判斷羅漢果甜苷的最佳添加量為0.4%。羅漢果甜苷口味純正，添加到復(fù)合甜味劑中不但可以增加甜味，使甜度增效，還可以改善風(fēng)味。

2.1.3 檸檬酸添加量對復(fù)配甜味劑口味的影響

檸檬酸添加量對甜味劑感官評分的影響見圖3。

圖3 檸檬酸添加量對甜味劑感官評分的影響

從圖3可以看出，在甜菊糖苷、羅漢果甜苷、氯化鈉、甘氨酸等其他各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，在檸檬酸添加量為0.1%～0.5%時，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)上升趨勢，在0.2%時感官評分最高。檸檬酸添加量大于0.2%時，感官評分隨著檸檬酸添加量的增加而下降，這是因?yàn)闄幟仕岬奶砑恿枯^大時酸度較強(qiáng)，酸味掩蓋了甜味。加入檸檬酸的目的是為了改善甜菊糖苷的苦味，酸味對甜味有增強(qiáng)作用，檸檬酸起到了調(diào)配作用。所以檸檬酸添加量不宜過大，最佳添加量為0.2%。

2.1.4 氯化鈉添加量對甜味劑感官評分的影響

氯化鈉添加量對甜味劑感官評分的影響見圖4。

圖4 氯化鈉添加量對甜味劑感官評分的影響

從圖4可以看出，在甜菊糖苷、羅漢果甜苷、檸檬酸、甘氨酸等其他各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，在氯化鈉添加量為0.01%～0.10%時，隨著氯化鈉添加量的增加，感官評價得分一開始呈上升趨勢，在0.03%時感官評價得分最高。當(dāng)氯化鈉添加量大于0.03%時，感官評價得分開始下降，下降幅度較小，所以可以判斷，氯化鈉的添加量在0.03%時感官評分最高，是最佳添加量。從圖4可以分析氯化鈉添加量對甜味劑的感官評價得分影響不大，但氯化鈉可以加快甜味劑的甜味感覺速度。

2.1.5 甘氨酸添加量對甜味劑感官評分的影響

甘氨酸添加量對甜味劑感官評分的影響見圖5。

從圖5可以看出，在甜菊糖苷、羅漢果甜苷、檸檬酸、氯化鈉等其他各原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，在甘氨酸添加量為0.05%～0.25%時，隨著甘氨酸的添加量的增加，感官評分呈上升趨勢，在0.15%時感官評分最高。當(dāng)甘氨酸添加量大于0.15%時，感官評分開始下降，但不明顯。從而可以分析出0.15%甘氨酸為最佳添加量。甘氨酸添加量對甜味劑的感官評分影響不大。

圖5 甘氨酸添加量對甜味劑感官評分的影響

2.2 復(fù)合甜味劑正交試驗(yàn)的結(jié)果

選取甜菊糖苷添加量（A）、羅漢果甜苷添加量（B）、檸檬酸添加量（C）作為因素設(shè)計三因素三水平正交試驗(yàn)探究該天然復(fù)合甜味劑的最佳配方。

L9（34）正交試驗(yàn)因素水平見表2，L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 L（934）正交試驗(yàn)因素水平/%

表3 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3的極差R值可知，RA＞RC＞RB，即表示該天然復(fù)合甜味劑的配方研究的主要因素中，甜菊糖苷添加量影響最大，其次是檸檬酸添加量，羅漢果甜苷添加量影響最小，由正交試驗(yàn)表分析得最優(yōu)組合是A1B2C2，即甜菊糖苷添加量0.25%，羅漢果甜苷添加量0.4%，檸檬酸添加量0.2%。

3 復(fù)配甜味劑的產(chǎn)品分析結(jié)果

3.1 單一甜味劑的相對甜度測定結(jié)果

在甜菊糖苷相對甜度測定試驗(yàn)中，第1次雙盲法由品嘗小組選出的近似值為25%，30%，進(jìn)一步試驗(yàn)中83.3%的小組成員認(rèn)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%的蔗糖在羅漢果甜苷相對甜度測定試驗(yàn)中，第1次雙盲法由品嘗小組成員選出的相近值為20%，25%，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度為20%，21%，22%，23%，24%，25%的蔗糖溶液，再次用雙盲法由品嘗小組品鑒，91.7%的品嘗小組成員認(rèn)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%的蔗糖溶液與0.15%的羅漢果甜苷甜度相等。根據(jù)公式（1）計算：