黑豆乳飲料中復(fù)合甜味劑配方的研究

郭明月，孫連海，張 臻，魏永義

(漯河醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，河南漯河 462002)

黑豆含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、碳水化合物和膳食纖維，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。其中，蛋白質(zhì)含量達(dá)40%以上、脂肪含量高達(dá)15.9%、碳水化合物為23.4%、膳食纖維為10.2%、碳水化合物中可溶性多糖為0.69%、還原糖為3.78%，多糖為12.95%［1］。《本草綱目》、《延年秘錄》、《養(yǎng)老書》、《景岳全書》等都記載有關(guān)黑豆強(qiáng)筋骨、美顏防衰老等功效。在美國(guó)、日本、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，黑色系列食品大多是以黑豆為主要原料。隨著全球黑色食品市場(chǎng)的發(fā)展，黑豆已成為世界主要的黑色食品之一。人們消費(fèi)觀念向“食以黑為補(bǔ)”轉(zhuǎn)變，黑色飲料應(yīng)運(yùn)而生［2］。

無(wú)糖產(chǎn)品一般是指不含蔗糖(甘蔗糖和甜菜糖)、葡萄糖、麥芽糖、果糖等的甜味食品，但是無(wú)糖食品應(yīng)含有糖醇(包括木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇、甘露醇)等替代品，即在甜度不改變的情況下采用甜味劑代替蔗糖生產(chǎn)產(chǎn)品。木糖醇(xylitol)是較早應(yīng)用于低甜度、低熱量甜味劑的糖醇之一，也是重要的糖醇類替代糖品之一［3-7］，GB 2760—2011 規(guī)定，木糖醇可在各類食品中按需添加。吳素萍［8］采用木糖醇和黑豆生產(chǎn)豆奶飲料，在木糖醇添加10%時(shí)，得到產(chǎn)品甘甜適口。由于木糖醇的甜度低于蔗糖，且單一甜味劑不如復(fù)合甜味劑效果好［9］，又考慮到口感和成本問(wèn)題，選擇木糖醇為主要甜味劑。GB 2760—2011 規(guī)定阿斯巴甜可在各類食品中按需添加，應(yīng)用較廣。甜菊糖苷被譽(yù)為“世界第三糖原”，是從菊科植物甜菊的葉子中精提的天然甜味劑，具有高甜度、低熱能的特點(diǎn)，是備受健康推崇的天然蔗糖替代品［10-12］。目前甜菊糖苷被廣泛用于飲料、糖果、糕點(diǎn)等食品行業(yè)中，可替代15%～35%的蔗糖而不影響口感，成本比蔗糖低50%以上［13-15］，甜度是蔗糖的200～300倍，熱值僅為蔗糖的1/250［16，17］;甘草甜素(glycyrrhizic，Gly)是甘草甜味的有效成分，甜度大約為蔗糖的80～300 倍，卻不同于蔗糖，入口后稍經(jīng)片刻才有甜味感，是一種非常有前景的純天然甜味劑［9，18］，因其具有安全無(wú)毒、甜度高、熱能低等特點(diǎn)，在食品、化妝品、藥物等方面有廣泛的應(yīng)用前景［19］。

綜上所述，本文選擇木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素作為甜味劑進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)，得出最佳配比的復(fù)合甜味劑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑豆、白砂糖，漯河市售;凈化水，試驗(yàn)室制備;木糖醇、甜菊糖苷、甘草甜素，鄭州指南生物科技有限公司;阿斯巴甜，北京美多寶食品配料有限公司;以上均為食品級(jí)添加劑。

1.2 儀器與設(shè)備

JA5003 電子分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司;H01-2A 磁力攪拌器，上海穎浦儀器儀表制造有限公司;JYZ-D520-JR 九陽(yáng)料理機(jī)，山東濟(jì)南九陽(yáng)股份有限公司;JM60A1-1 膠體磨，溫州市七星乳品設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 黑豆乳制取基本工藝流程［20］

黑豆→挑揀→稱量→清洗→浸泡→磨漿→過(guò)濾→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌→冷卻→黑豆乳

1.3.2 黑豆乳的制取

挑選無(wú)霉變、無(wú)蟲害黑豆，稱量后清洗干凈，黑豆與水按料水比1∶3 用0.25%NaHCO3水溶液浸泡8～10h，采用干豆與水比為1∶8 用多功能料理機(jī)磨漿，采用4 層紗布過(guò)濾豆乳，棄去豆渣，得到黑豆乳［20］。

1.3.3 優(yōu)化配比

在黑豆乳中分別加入一定體積的混合甜味劑溶液，攪拌均勻后在高壓均質(zhì)機(jī)中進(jìn)行均質(zhì)處理，均質(zhì)條件為:均質(zhì)壓力18～20MPa、均質(zhì)溫度為:70～75℃。

1.3.4 相對(duì)甜度的測(cè)定

甜味劑的相對(duì)甜度值，目前普遍采用的仍是鑒評(píng)人員對(duì)高倍甜味劑稀釋溶液進(jìn)行品嘗得到和標(biāo)準(zhǔn)濃度蔗糖溶液相等甜度時(shí)，經(jīng)計(jì)算得出相對(duì)甜度值［21，22］。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［23］及一些國(guó)標(biāo)方法［24］，本研究選擇的方法為:

對(duì)照樣:10%蔗糖溶液;配制方法:稱取10g 蔗糖溶液，加蒸餾水稀釋至100mL。

系列濃度試驗(yàn)樣品的配制:

配制方法:先稱取樣品1.0g 加蒸餾水稀釋至100mL即成1.0%的樣品溶液。分別量取1.0%樣品溶液20、12.5、10.0、5.0、4.0、3.3、2.5mL 到100mL 容量瓶中，稀釋至100 mL，其溶液濃度分別是0.2%、0.125%、0.1%、0.05%、0.04%、0.033%、0.025%。樣品品嘗比較:選擇10 人組成評(píng)定小組對(duì)樣品進(jìn)行品嘗，判斷系列濃度樣品中哪一個(gè)與10%蔗糖溶液的甜度相同或相近，從而計(jì)算出樣品的甜度，公式如(1)式:

選擇10 名無(wú)吸煙飲酒習(xí)慣并經(jīng)過(guò)基本專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)的鑒評(píng)人員，通過(guò)對(duì)各甜味劑進(jìn)行鑒評(píng)測(cè)定和計(jì)算，獲得各甜味劑的相對(duì)甜度(RS)。

1.3.5 復(fù)合甜味劑甜度口感評(píng)定方法

根據(jù)1.3.2 結(jié)果，將一定量的木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素按一定濃度添加到自制無(wú)糖黑豆乳飲料中，經(jīng)攪拌溶解。每位鑒評(píng)人員品嘗后，找出甜度與自制蔗糖含量為10%的黑豆乳飲料進(jìn)行比較，得到一定濃度的各個(gè)甜味劑的用量。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.6 均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 2760—2011［25］和相關(guān)資料研究［4-20］及成本考慮，將這4 種甜味劑按不同比例進(jìn)行復(fù)配，由于阿斯巴甜、甘草甜素、甜菊糖苷為高倍甜味劑，添加量難以準(zhǔn)確 稱 量，結(jié) 合Canerron.A.T［23］和Cardello.H.M.A.B［27］的文獻(xiàn)資料對(duì)甜味劑相對(duì)甜度的研究基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。按照均勻設(shè)計(jì)表U9(94)進(jìn)行試驗(yàn)，添加不同比例的甜味劑，由10 人分別品嘗口感并打分。采用SPSS16.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，P ＜0.05 表示差異顯著、P ＜0.01 表示極顯著。

表1 黑豆乳飲料甜度感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單一甜味劑相對(duì)甜度

通過(guò)1.3 方法，經(jīng)品嘗計(jì)算得出本試驗(yàn)所用甜味劑的相對(duì)甜度(RS)，具體結(jié)果見表2。

表2 相對(duì)甜度(RS)值

2.2 均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析與結(jié)果

將阿斯巴甜、甘草甜素、甜菊糖苷均配制成1.000g/L 的溶液，木糖醇因其相對(duì)甜度略小于蔗糖，為方便配制和計(jì)算，將木糖醇配制成0.5g/mL 的溶液，將每組復(fù)合甜味劑加入自制黑豆乳飲料中，并定容至100mL，進(jìn)行感官評(píng)定，具體均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果見表3。

表3 均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

從表3 中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，第6 號(hào)試驗(yàn)的感官評(píng)分9.2 分為最大，第6 號(hào)試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的甜味劑為最佳組合，即木糖醇7mL、阿斯巴甜8mL、甜菊糖苷2mL、甘草甜素4mL。

以各因素為自變量，感官評(píng)分為因變量，從表3 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS16.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，得到回歸關(guān)系的方差分析，見表4。

表4 回歸關(guān)系的方差分析

由表4 可知，第一自由度f(wàn)1=7，第二自由度f(wàn)2=1，查表得F0.01(7，1)=5 928、F0.0，5(7，1)=237，故F0.01(7，1)＞F ＞F0.0，5(7，1)，回歸關(guān)系顯著，容易算得，回歸方程的估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤Sy.1，2…=0.07，R2=0.999 926 。

進(jìn)而經(jīng)SPSS16.0 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到感官評(píng)分與木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素的回歸方程為(2)式:

由(2)式可以看出，感官評(píng)分Y 與木糖醇X1、阿斯巴甜X2、甜菊糖苷X3、甘草甜素X4均有關(guān)系，自變量X1前的系數(shù)為正數(shù)，顯示X1(木糖醇)對(duì)復(fù)合飲料的感官分成正相關(guān)。因此，在試驗(yàn)范圍內(nèi)應(yīng)取因素X1的最大水平。由回歸方程可知，X1X2、X1X3、X2X3、X3X4有交互作用，其中X1X3、X2X3和X3X4之間有負(fù)交互作用，X1X2有正交互作用。根據(jù)回歸方程分析，兼顧生產(chǎn)成本的考慮下，選擇其最優(yōu)組合為X1=10mL、X2=5mL、X3=1mL、X4=4mL，即木糖醇溶液、阿斯巴甜溶液、甜菊糖苷溶液、甘草甜素溶液分別為10、5、1、4mL，其體積比為10∶5∶1∶4。

按照均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)得出的最優(yōu)組合，對(duì)甜味劑進(jìn)行復(fù)配，加入自制黑豆乳飲料中與加入10%蔗糖的自制黑豆乳飲料進(jìn)行感官評(píng)定，飲料甜度適中，感官評(píng)定得分9.7 分，高于直觀分析法第6 號(hào)試驗(yàn)的感官評(píng)分9.2 分。

3 結(jié)論

無(wú)糖飲料以及低能量產(chǎn)品有著廣闊的市場(chǎng)前景。本文以木糖醇、阿斯巴甜、甘草甜素和甜菊糖苷進(jìn)行復(fù)配，對(duì)高倍甜味劑進(jìn)行稀釋處理后采用均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)，結(jié)合甜度感官評(píng)定，經(jīng)回歸分析后再次經(jīng)驗(yàn)證性試驗(yàn)，以及制得產(chǎn)品與含蔗糖10%的自制飲料進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，研究獲得復(fù)合甜味劑各溶液的最優(yōu)體積比為木糖醇:阿斯巴甜:甜菊糖苷:甘草甜素為10∶5∶1∶4，即在自制黑豆乳飲料中加入木糖醇用量為5.0%、阿斯巴甜為0.005%、甜菊糖苷為0.001%、甘草甜素為0.004%。

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