甜菊糖代替高熱量蔗糖的甜味功能研究

周金燕 夏文水 何 潔 劉 婷

（1.江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2.嘉吉投資（中國）有限公司，上海 200002）

甜菊糖代替高熱量蔗糖的甜味功能研究

周金燕1夏文水1何 潔2劉 婷2

（1.江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2.嘉吉投資（中國）有限公司，上海 200002）

通過感官評定的方法研究甜菊糖的甜味特性及其在冰紅茶飲料中取代蔗糖的應用效果。采用量值估計法對甜菊糖的相對甜度進行測定，得到不同等甜蔗糖濃度下甜菊糖的甜度倍數；采用喜好排序法對用甜菊糖替代蔗糖的冰紅茶進行感官評定，結果顯示，在不影響感官品質的情況下，0.462g／L的甜菊糖可以取代冰紅茶飲料中60g／L的蔗糖，熱量降低了67%，且與市售冰紅茶飲料在感官喜好性方面并無顯著性差別。

甜菊糖；感官評定；冰紅茶

甜菊糖是一種天然的非營養型高倍甜味劑，從原產南美洲的巴拉圭東北部的菊科小灌木植物甜葉菊（stevia rebaudiana bertoni）的葉子中提取而得，是一種低熱值的糖苷，其甜度是蔗糖的200～300倍，而熱量僅為蔗糖的1／250左右［1］。甜菊糖在體內不參與代謝，不蓄積，無毒性作用，其安全性已得到國際FAO和WHO等組織的認可，同時，甜菊糖具有預防齲齒、肥胖癥和糖尿病的功能［2］。中國衛生部自1985年和1990年分別批準甜菊糖為不限量使用的天然甜味劑和醫藥用甜味劑輔料。

甜菊糖的實際應用、穩定性以及與其他食品成分的相互作用越來越受到關注。甜菊糖苷具有良好的耐熱性，見光不易分解，在95℃下加熱處理2h甜度不變，即使加熱8h甜度降低也很少；甜菊糖在100℃下熱處理l h也無變化，在pH為3～9時保持穩定［3］。另外甜菊糖用于軟飲料和碳酸飲料中時，也具有很好的穩定性［4，5］。

隨著人們追求健康的意識不斷加強，高倍甜味劑越來越多地被應用于取代飲料中的蔗糖。為了不引起產品感官品質的顯著變化，理解各種甜味劑的相對甜度與等甜蔗糖濃度間的關系就顯得很重要。而各種甜味劑本身的感官特性又各不相同，根據選用的甜味劑種類的不同，低熱量飲料需重新配方，并對其口感可接受性進行評價。現在市面上有許多低糖綠茶和茉莉花茶等茶飲料，而大部分冰紅茶的蔗糖含量接近10%，不符合人們對低糖低熱量健康食品的追求。本試驗擬通過感官評定的方法研究甜菊糖的甜味特性及其在冰紅茶飲料中的應用效果，旨在通過替代蔗糖降低冰紅茶飲料熱量的同時，不對其感官品質產生不良影響。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

速溶紅茶粉：易曉食品（衢州）有限公司；

甜菊糖（Rebaudioside A 45.0%）、茶香精、檸檬青檸香精、蜂蜜香精：嘉吉投資（中國）有限公司；

白砂糖：一級，市售；

檸檬酸，檸檬酸鈉：AR，國藥集團化學試劑有限公司；

冰紅茶飲料：市售。

阿貝折射儀：WZ51型，上海光學儀器廠；

pH計：EL20型實驗室pH計，梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司；

恒溫水浴鍋：H.H.S11－2B，上海醫療器械五廠。

1.2 甜菊糖甜度測定方法

1.2.1 相對甜度的測定 采用量值估計法測定甜菊糖的相對甜度［6］。首先給評定員提供一個確定甜度的參考溶液，接著提供一系列不同濃度的樣品，請評定員根據參考溶液評定各樣品的甜度。評定員使用10cm長無刻度的直線標度來評價各樣品的甜味強度。

2.0%，5.0%和7.5% （m／V）的蔗糖溶液作為參考樣品，它們分別代表的甜味強度是2.0，5.0，7.5。選取8個不同濃度的蔗糖溶液和甜菊糖溶液，濃度分別是1.6，2.5，3.8，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0% （m／V）和 0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07，0.08% （m／V）。 試驗重復2次。

1.2.2 感官評定的樣品及過程 使用去離子水配制所有的溶液并在評定2h前配好放在恒溫水浴槽中保持（40±1）℃。樣品溶液放在50mL的小紙杯，每次提供25mL，并用隨機三位數編碼。采用隨機順序上樣。評定員在評定時將所有的樣品吐出，在每個樣品品嘗間休息大約1min，每組樣品間休息10min左右來減少上次品嘗樣品余味的影響。評定時使用純凈水和薄脆餅來去除樣品殘留味道。

1.2.3 感官評定人員和評定條件 感官評定小組由11位評定員組成（7個女生和4個男生），年齡在22～24歲，是江南大學食品學院碩士研究生。所有評定員都有感官評定經驗，是采用三角檢驗法通過測定其對甜味的區別能力篩選出來的。感官評定在食品學院感官評定室進行，評定室的溫度保持在22℃。

1.3 甜菊糖取代蔗糖比例的選擇

分別用甜菊糖以不同比例取代冰紅茶飲料中的蔗糖，見表1，根據甜菊糖與等甜蔗糖濃度的關系確定甜菊糖的添加量，保證其總甜度與冰紅茶中9%蔗糖甜度相當。比較它們在喜好性方面的差異，最終確定甜菊糖取代蔗糖的最佳比例。

表1 甜菊糖取代蔗糖比例的選擇Table 1 Determination of ratios of stevioside substituting for sucrose

1.4 冰紅茶飲料制備

將紅茶粉、蔗糖等各種配料混合，加入60℃的去離子水，攪拌至完全溶解，裝入帶蓋玻璃瓶中，90℃水浴殺菌10min，迅速倒置1min，自然冷卻置于室溫，所有樣品在感官評定2h前準備好。

1.5 冰紅茶飲料的感官評定方法

參見1.2.2、1.2.3。

1.6 飲料固形物含量測定

通過阿貝折射儀測定。

1.7 飲料pH測定

用pH計測定。

1.8 數據分析方法

1.8.1 甜菊糖相對甜度測定結果處理 甜味劑的甜度和濃度關系滿足冪函數方程（式（1））［6］：

式中：

S—— 甜味強度；

C—— 甜味劑的濃度，（m／V）／%。

根據評定員評定得到不同濃度下蔗糖和甜菊糖的甜度數據，分別計算可得蔗糖和甜菊糖的甜度冪方程，進而得到甜菊糖在不同等甜蔗糖濃度下的甜度倍數。

1.8.2 感官喜好排序結果處理 用Friedman檢驗法［7］對感官評定排序結果進行分析，得到各樣品喜好程度的排序，并判定所有樣品間在喜好度方面是否存在顯著性整體差異。然后再對存在顯著性整體差異的樣品通過最小顯著性差異值（LSD）進行多重比較和分組，以確定各個樣品間差異的顯著性［8］。

請評價員對樣品進行風味評定，按照喜好順序排列評定結果，統計出各樣品的秩次和秩和，按照式（2）進行Friedman檢驗，在顯著水平下，根據各樣品的秩和Rp，從小到大將樣品排序，按照式（3）計算的臨界值進行比較與分組［9］。

式中：

F—— 統計量；

J—— 評價員數；

P—— 樣品數；

R1，R2，…，Rp—— 每種樣品的秩和。

通過最小顯著性差異值LSD比較時，首先根據式（3）計算臨界值，若比較的兩個樣品的秩和差大于或等于相應的LSD值，則表示這兩個樣品之間有顯著性差異。反之，若小于相應的LSD值，則表示這兩個樣品之間無顯著性差異。

2 結果與討論

2.1 甜菊糖相對甜度與等甜蔗糖濃度的關系

由評定員品嘗一系列濃度的蔗糖溶液和甜菊糖溶液，得到蔗糖與甜菊糖在相應濃度下的甜度，結果見表2。由表2可分別得到蔗糖和甜菊糖甜度與濃度間的關系，見圖1，擬合曲線求得蔗糖的甜度冪方程是S＝1.067 1×C0.9526，甜菊糖的甜度冪方程是S＝51.782×C0.6996，相關系數均大于0.99。

表2 蔗糖與甜菊糖的濃度和甜度Table 2 Concentration and sweetness intensity of sucrose and stevioside

圖1 蔗糖（a）和甜菊糖（b）的甜度－濃度關系Figure 1 Sweetness power function of sucrose（a）and stevioside（b）

根據蔗糖和甜菊糖的甜度冪方程，得到等甜蔗糖濃度、甜度倍數與其對應的甜菊糖濃度間的關系，見圖2。當甜菊糖濃度為0.009 6%，即2%等甜蔗糖濃度時，甜菊糖的甜度大約是蔗糖的206倍，而在甜菊糖濃度為0.035 4%，即5%等甜蔗糖濃度下，甜菊糖的甜度只有蔗糖的140倍左右。由甜菊糖的甜度倍數曲線可以看出，隨著甜菊糖濃度的提高，甜菊糖相對于蔗糖的甜度倍數是呈下降趨勢的，這與Abou－Arab等的試驗結果［10］一致。當甜菊糖的濃度大于0.06%時，甜菊糖的甜度倍數呈現平穩趨勢。結果表明，甜菊糖的濃度越低，其甜度倍數越大，甜菊糖在低濃度時能更有效地發揮作用。而且，甜菊糖在低濃度時無苦味，但隨著濃度的增加其苦味也會隨之增強［11，12］，因此在使用甜菊糖代替食品中的蔗糖時沒有必要使用高濃度的甜菊糖，應根據甜菊糖相對甜度與等甜蔗糖濃度間的關系確定合理添加量。

圖2 甜菊糖的等甜蔗糖濃度、甜度倍數與其對應濃度之間的關系Figure 2 Equi－sweet sucrose concentration and sweetness potency as a function of stevioside concentration

2.2 甜菊糖代替蔗糖對冰紅茶飲料品質的影響

2.2.1 甜菊糖添加量對冰紅茶口感的影響 用甜菊糖以不同比例取代蔗糖制得冰紅茶樣品，由評定員根據他們的口感喜好性進行排序，感官評定結果見表3。

由表3可知，4個樣品按口感喜好排序：B，C，A，D。

通過Friedman檢驗得出4個樣品在0.05水平在口感喜好性方面存在顯著性差異，進一步分析可知，B和A、B和D、C的A、C和D、A和D兩兩之間分別存在顯著性差異，B和C之間并無顯著差異。即用甜菊糖取代5%蔗糖濃度時，制得的冰紅茶在風味上最能讓人接受，與取代6%蔗糖濃度的冰紅茶相比，在喜好程度上并沒有顯著的差異。消費者對兩者的口感喜好性顯著高于完全使用蔗糖的產品。用甜菊糖取代7%蔗糖濃度的冰紅茶最不受歡迎，有澀感，略有苦味，口感不佳。可見，當甜菊糖取代蔗糖的比例進一步增加時，其不良風味就會被消費者察覺，影響他們對產品的整體喜好度。根據感官評定結果，在不影響產品口感喜好性的情況下，甜菊糖可以取代冰紅茶飲料中6%蔗糖濃度，即用0.462g／L甜菊糖取代60g／L蔗糖，取代比例達到了70%，產品熱量降低了67%。

2.2.2 甜菊糖添加量對冰紅茶理化指標的影響 將甜菊糖加入冰紅茶中，對其色澤和澄清度并無影響。測得不同甜菊糖添加量的冰紅茶樣品的pH值和固形物含量見表4。

由表4可知，甜菊糖的添加量對產品的pH值并無影響。隨著甜菊糖替代茶飲料中蔗糖的比例增加，其固形物含量大大降低。甜菊糖作為一種高倍甜味劑，使用量非常小，在替代蔗糖時會引起產品固形物含量的減小，這對茶飲料的口感品質并無影響，但應用于其它產品時，有可能會對其品質產生較大影響，需要采取相應方法來改善。

表3 以甜菊糖替代蔗糖的冰紅茶感官評定結果Table 3 Sensory ranking results of samples with stevioside substituting for sucrose

表4 甜菊糖添加量對樣品理化指標的影響Table 4 Effect of amount of stevioside on the physicochemical indexes of samples

2.3 添加甜菊糖的冰紅茶樣品與市售冰紅茶飲料的比較

將加入甜菊糖制得的冰紅茶樣品與市售冰紅茶飲料進行比較，請評定員根據其感官喜好性進行排序，結果見表5。

表5 與市售冰紅茶飲料的感官評定結果 Table 5 Sensory ranking results of sample with stevioside and commercial black tea

由表5可知，3個樣品按喜好性排序：G，F，E。

通過Friedman檢驗得出3個樣品在0.05水平不存在顯著性差異，即在感官喜好性方面，加入甜菊糖代替70%蔗糖的冰紅茶樣品與市售冰紅茶飲料并無顯著性差異，同樣受消費者喜歡。與市售冰紅茶飲料相比，用甜菊糖代替蔗糖的冰紅茶樣品的含糖量和熱量要低很多，有助于消費者控制熱量攝入，具有很好的市場前景。

3 結論

（1）采用感官評定方法，得到甜菊糖相對甜度與等甜蔗糖濃度之間的關系，2%等甜蔗糖濃度時，甜菊糖大約是蔗糖的206倍，其風味特征與蔗糖接近，口感很好。

（2）將甜菊糖添加入冰紅茶飲料時，0.462g／L甜菊糖可以取代60g／L蔗糖，蔗糖替代率高達70%，產品熱量降低了67%，其口感優于完全使用蔗糖的產品，且與常見的市售冰紅茶飲料在感官喜好性方面無顯著性差別。

（3）甜菊糖可以作為高熱量蔗糖很好的替代品應用于茶飲料，在降低產品含糖量和熱量的同時不會對其感官品質產生不良影響。

1 Geuns J M C.Stevioside［J］.Phytochemistry，2003，64（5）：913～921.

2 Carakostas M C，Curry L L，Boileau A C，et al.Overview：the history，technical function and safety of rebaudioside A，a naturally occurring steviol glycoside，for use in food and beverages［J］.Food and Chemical Toxicology，2008，46（7）：S1～S10.

3 Kroyer G T.The low calorie sweetener stevioside：stability and interaction with food ingredients［J］.Lebensmittel－Wissenschaft und－Technologie，1999，32（8）：509～512.

4 Wlwer－Rieck U，W Tomberg A，Wawrzun.Investigations on the stability of stevioside and rebaudioside A in soft drinks［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2010，58（23）：12 216～12 220.

5 Chang S S，Cook J M.Stability studies of stevioside and rebaudioside A in carbonated beverages［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1983，31（2）：409～412.

6 Cardello H M A B，DaSilva M A P A，Damasio M H.Measurement of the relative sweetness of stevia extract，aspartame and cyclamate／saccharin blend as compared to sucrose at different concentrations［J］.Plant Foods for Human Nutrition，1999，54（2）：119～130.

7 Harry T Lawless，Hildegarde Heymann.食品感官評價原理與技術［M］.王棟，李崎，華兆哲，等，譯.北京：中國輕工業出版社，2001.

8 魏慧賢，鐘芳，麻建國，等.用感官評定方法確定甜酸比的研究［J］.食品與機械，2008，24（4）：101～104.

9 趙鐳，劉文，汪厚銀，等.GB／T 12315——2008感官分析方法學排序法［S］.北京：中國標準出版社，2008.

10 Abou－Arab A E，A A Abou－Arab，M F Abu－Salem.Physicochemical assessment of natural sweeteners steviosides produced from Stevia rebaudiana bertoni plant［J］.African Journal of Food Science，2010，4（5）：269～281.

11 Parrinello G P，Andrea Versarl，Massimo Castellari，et al.Stevioside as a replacement of sucrose in peach juice：sensory evaluation［J］.Journal of Sensory Studies，2001，16（5）：471～484.

12 Schiffman S S，Booth B J，Michael L，et al.Bitterness of sweeteners as a function of concentration［J］.Brain Res.Bull，1995（36）：505～513.

Studies on the sweetness characteristics of stevioside substituting for sucrose

ZHOU Jin－yan1XIA Wen－shui1HE Jie2LIU Ting2

（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi，Jiangsu214122，China；2.Cargill Investment（China）Co.Ltd，Shanghai200002，China）

The sweetness characteristics of stevioside and suitability of stevioside in iced black tea was investigated by sensory evaluation.The measurements of the relative sweetness of the stevioside were accomplished using the method of magnitude estimation，and the sweetness potency of stevioside compared to different equi－sweet sucrose concentrations were obtained，which could be basis for determining appropriate addition while applying stevioside in all kinds of food systems.The iced black tea with stevioside substituting for sucrose was evaluated through hedonic ranking sensory method.The results demonstrated that 0.462g／L stevioside may replace 60g／L sucrose in iced black tea，with a 67%decrease in calories，without affecting the sensory characteristics of the product.It is not significantly different in terms of desirability from the commercial iced black tea.

stevioside；sensory evaluation；iced black tea

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.04.009

周金燕（1986－），女，江南大學在讀碩士研究生。E－mail：nancy＿zhou＿86＠yahoo.cn

夏文水

2011－04－11