不同糖醇對凝固型酸奶品質的影響

沈雍徽，陳 娜，邢 宇，黃 威

遼寧越秀輝山控股股份有限公司，遼寧沈陽 110081

0 引言

糖醇是單糖的羰基或雙糖的半縮醛羥基被氫還原后得到的多元羥基化合物，即將糖分子上的醛基或酮基還原成羥基，又稱為多元糖醇，分為單糖醇和雙糖醇，常見的單糖醇為赤蘚糖醇、木糖醇和山梨糖醇等；常見的雙糖醇為麥芽糖醇和乳糖醇等[1]。部分消費者不了解糖醇，但熟知木糖、葡萄糖、果糖和麥芽糖等，糖醇正是由這些相應的糖還原而成，如木糖還原可制得木糖醇，葡萄糖還原可制得山梨糖醇，果糖還原可制得甘露糖醇，麥芽糖還原可制得麥芽糖醇等[2]。糖醇在外觀狀態、性能屬性和加工工藝方面，和傳統食糖有很多相似之處。和被消費者所熟知的高倍甜味劑（三氯蔗糖、安賽蜜等）不同，這些高倍甜味劑為食品加工主要提供的是甜味，不是熱量和營養[3]。

糖醇與蔗糖相比，具有很多優良特性。糖醇甜度相對較低，除木糖醇甜度和蔗糖較接近，其他糖醇甜度均低于蔗糖[4]。糖醇熱量明顯低于蔗糖，用糖醇代替蔗糖制成的產品熱量可大大降低，其中赤蘚糖醇的能量系數最低[5，6]。糖醇能被人體吸收和代謝，且不容易發生美拉德反應，對酸和熱均有較高的穩定性。糖醇可調節口腔內pH值，不受口腔內微生物利用，具有防齲齒功效[7，8]。糖醇能為糖尿病人提供熱量，且不會使人體血糖值上升，一般不受胰島素制約，可為糖尿病人提供更多的食品選擇[9]。蔗糖與不同糖醇的特性對比如表1所示。

表1 蔗糖與不同糖醇的特性對比[9，10]

健康食品是當今食品市場的消費熱點和開發重點，由于飲食結構不合理如脂肪攝入量過多等原因，糖尿病、肥胖癥、高血壓、高血脂癥、齲齒等問題日益突出，居民營養與健康問題不容忽視。一些人群不能或不宜攝入食糖，因此這類人群對安全性高、口感好、不易產生齲齒、不影響血糖值的各種糖醇，愈來愈關注和認可。近些年，糖醇作為低熱量甜味劑，被廣泛應用于健康食品配方中，可見糖醇的市場前景相當廣闊[11]。

凝固型酸奶是乳制品的一個重要品類，本文選用6 種不同糖醇代替蔗糖制作零蔗糖凝固型酸奶，研究不同糖醇對凝固型酸奶發酵時長、持水力、脫水收縮敏感性（STS）、感官評定和質構參數等方面的差異性影響，為零蔗糖凝固型酸奶的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

生牛乳，遼寧越秀輝山控股股份有限公司七家子自營牧場；木糖醇、赤蘚糖醇、麥芽糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、乳糖醇，市售食品級；酸奶發酵菌種（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌），丹尼斯克（中國）有限公司。

OHAUS-SE1501F電子秤，沈陽奇特爾科技有限公司；環球GG-17燒杯，北京宏百業科技有限公司；C-MAG HP7加熱板，艾卡（廣州）儀器設備有限公司；RW20數顯型機械攪拌器，艾卡（廣州）儀器設備有限公司；HH.S21-8水浴鍋，上海博訊實業有限公司；GYB60-6S均質機，上海東華高壓均質機廠；SPX-250B-Z電熱恒溫培養箱，上海博訊實業有限公司；BCD-610W冰箱，德國西門子股份公司；BROOKFIELD CT3-4500質構儀，美國博勒飛公司；LD5-2A離心機，北京雷勃爾醫療器械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 凝固型酸奶的制備

生牛乳預熱至60～65 ℃，加入糖醇，充分攪拌至完全溶解，經18～20 MPa均質處理、95 ℃殺菌5 min，冷卻至43 ℃，接種酸奶發酵菌種，攪拌均勻后灌裝于塑料杯中，置于42～43 ℃發酵4～5 h，終止發酵后將樣品放入4 ℃冰箱，24 h后分析樣品。

1.2.2 工藝流程

生牛乳→預熱→配料→均質→殺菌→降至發酵溫度→接種→分裝→發酵→檢測酸度→終止發酵→冷卻→最終產品。

1.2.3 糖醇添加量

以白砂糖為參照，其他不同糖醇根據自身甜度與白砂糖（添加量7%）對比折算，最終保證每個樣品的總甜度基本一致。

1.2.4 酸度的測定[12]

根據GB 5009.239—2016《食品安全國家標準 食品酸度的測定》進行酸奶酸度測定。

1.2.5 持水力的測定[13]

空離心管稱重，記為m1，稱取m2=50 g的酸奶，在4 000 r/min下離心20 min后，棄去上清液稱重，質量記為m3，按照公式計算持水力。

1.2.6 脫水收縮敏感性（STS）的測定[14]

稱取m4=50 g酸奶置于漏斗中過濾2 h，用燒杯收集析出的乳清，稱取濾液質量，記為m5，按照公式計算脫水收縮敏感性（STS）。

1.2.7 感官評價[15]

感官評價標準參考GB 19302—2010《食品安全國家標準 發酵乳》設定，詳見表2。由30 名酸奶愛好者參照表2評分，結果取平均值。

表2 感官評價標準

1.2.8 質構特性[16，17]

利用BROOKFIELD CT3-4500質構儀進行全質構分析（TPA），測定參數設置為：TA4/1 000探頭、預測速度2.0 mm/s、測試速度1.0 mm/s、返回速度1.0 mm/s、穿透測試深度10.0 mm、循環次數2、觸發點負載5.0 g。樣品從冰箱取出后立即開始測試。將不同酸奶樣品放在測試平臺上，按測定參數被壓縮，再離開樣品表面。測試數據通過電腦分析和輸出。統計硬度、粘附力、粘附性、內聚性、彈性、膠粘性。

1.2.9 數據處理

采用Excel和SPSS數據分析軟件進行數據處理和分析[18]。

2 結果與分析

2.1 不同糖醇對凝固型酸奶發酵時長的影響

所有樣品的發酵菌種添加量相同，并在同一電熱恒溫培養箱溫度為43 ℃條件下發酵，終點酸度為70oT，對比不同糖醇樣品的發酵時長。如圖1所示，木糖醇和麥芽糖醇樣品的發酵時長最短，除乳糖醇樣品發酵時長較長外，其余樣品的發酵時長均在4.5～5.5 h。

圖1 不同糖醇對凝固型酸奶發酵時長的影響

2.2 不同糖醇對凝固型酸奶持水力的影響

持水力是指酸奶離心后保持水分的能力，反映酸奶中乳清在凝膠中的分離程度，是酸奶凝膠保持水分的能力體現[19]。持水力是衡量凝固型酸奶品質的重要質量指標之一。持水力越強，酸奶穩定性越好；持水性越低，酸奶凝膠中的水分越容易析出，有效提高持水力有利于增強酸奶的凝膠特性[20]。如圖2所示，甘露糖醇樣品持水力最好；山梨糖醇、赤蘚糖醇和木糖醇樣品次之，且三者較接近；麥芽糖醇和乳糖醇樣品離心后析水較嚴重，持水力排名靠后。

圖2 不同糖醇對凝固型酸奶持水力的影響

2.3 不同糖醇對凝固型酸奶脫水收縮敏感性（STS）的影響

酸奶脫水收縮敏感性（STS）主要與酸奶組織結構有關，是衡量酸奶品質好壞的重要因素之一。酸奶的脫水收縮敏感性（STS）越低，說明酸奶的穩定性越好，組織結構越致密，水分子能穩定禁錮在體系中，不易析出，使酸奶品質更佳；反之則說明酸奶組織結構越松散，水分子越容易析出，造成酸奶品質和口感風味較差[21，22]。如圖3所示，甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇和赤蘚糖醇4 個樣品酸奶的脫水收縮敏感性（STS）相對較低，麥芽糖醇和乳糖醇樣品則相對較高，這與不同糖醇對凝固型酸奶持水力的變化趨勢相呼應。

圖3 不同糖醇對凝固型酸奶脫水收縮敏感性（STS）的影響

2.4 不同糖醇對凝固型酸奶口感評定的影響

感官評定是對酸奶口感的直觀感受。如圖4所示，山梨糖醇和木糖醇樣品感官評分排前兩名，均超過90 分，赤蘚糖醇樣品排名第三，甘露糖醇樣品第四，麥芽糖醇和乳糖醇樣品感官評分在最后兩位。其中滋氣味方面，山梨糖醇和木糖醇樣品奶香濃郁，特征風味[23]較好，赤蘚糖醇樣品次之；組織狀態方面，木糖醇、山梨糖醇和赤蘚糖醇樣品評分排名前三，麥芽糖醇和乳糖醇樣品組織狀態不夠均勻細膩，凝固狀態較差，有輕微顆粒；色澤方面，所有樣品差異不大。

圖4 不同糖醇對凝固型酸奶口感評定的影響

2.5 不同糖醇對凝固型酸奶質構的影響

凝固型酸奶的硬度、粘附力、粘附性、內聚力和膠粘性等數據是衡量酸奶質構特性和組織狀態的重要指標，可反映凝固型酸奶自身的質構品質[24]。

硬度是獲得指定形變所需最大力（單位：N）。凝固型酸奶口感和硬度有很大關系，硬度過高，會影響酸奶口感，使酸奶失去特有的粘稠感；相反，硬度過低，會呈現稀軟狀態，導致酸奶凝固不足。如表3所示，木糖醇樣品硬度最高，赤蘚糖醇樣品次之，乳糖醇樣品硬度最低，其余樣品硬度較接近。

表3 不同糖醇對凝固型酸奶質構的影響

粘附力是樣品同其接觸物離開時產生的最大阻力（單位：N）。如表3所示，山梨糖醇樣品粘附力最強，木糖醇、赤蘚糖醇和甘露糖醇樣品較接近，乳糖醇樣品最低。

粘附性是探頭與樣品接觸時用以克服兩者表面間吸引力所做的功（單位：mJ）。酸奶粘附性是評價口感的一個重要指標[25]。如表3所示，木糖醇、赤蘚糖醇和山梨糖醇樣品粘附性最高，且較接近，乳糖醇樣品與其他樣品相比差距明顯。

內聚力模擬樣品內部粘合力，是樣品經過第1次壓縮變形后表現對第2次壓縮的相對抵抗能力[26]。公式為：第2次壓縮正相區面積/第1次壓縮正相區面積。如表3所示，木糖醇和赤蘚糖醇樣品較接近，麥芽糖醇和山梨糖醇樣品較接近，所有樣品內聚力為0.31～0.39之間。

彈性是樣品恢復高度，即第1次壓縮結束，第2次壓縮的力達最大時距離（單位：mm）。如表3所示，山梨糖醇和乳糖醇樣品彈性最強，甘露糖醇樣品彈性最弱，其余樣品較接近。

膠粘性是模擬表示將半固體樣品破裂成吞咽時的穩定狀態所需的力，即硬度×內聚力（單位：N）。酸奶膠黏性是全質構分析（TPA）的重要指標之一。如表3所示，木糖醇樣品膠黏性最強，赤蘚糖醇樣品次之，甘露糖醇樣品最差。

3 結論

本文研究不同糖醇對凝固型酸奶發酵時長、持水力、脫水收縮敏感性（STS）、感官評定和質構等方面的品質影響。根據試驗結果，除乳糖醇樣品發酵時長較長外，其余樣品發酵時長4.5～5.5 h。持水力與脫水收縮敏感性（STS）變化趨勢相呼應，甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇和赤蘚糖醇樣品排名靠前。木糖醇、赤蘚糖醇和山梨糖醇樣品感官評分排名前三，質構參數、感官評定滋氣味和組織狀態結果呈一致性，木糖醇、赤蘚糖醇和山梨糖醇樣品硬度、粘附力、粘附性和膠粘性幾項重要質構特性參數均優于其他糖醇樣品，口感品質相對更好。綜上所述，糖醇可代替蔗糖應用于凝固型酸奶，但持水力、組織狀態和質構品質需加強研究。