天然復合甜味劑的配方研究

2019-10-11 01:09:46林薇薇萬武波左文健

農產品加工 2019年17期

林薇薇，萬武波，白燕，左文健

（海南熱帶海洋學院食品科學與工程學院，海南三亞 572022）

甜味劑是食品、醫療產業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物，幾乎普遍存在于植物界的葉、花、莖、種子及果實中。根據國家相關標準分類，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內經過消化液分解成為果糖和葡萄糖，經過小腸吸收。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，在人體內幾乎不被代謝，迎合了現代消費者的飲食需求，而且其生產成本低廉，因此被廣泛應用于食品和飲料中[3-4]。但是最近幾年美國醫學會專家發表論文指出，經常食用含阿斯巴甜的食品會誘發老年癡呆、帕金森綜合癥及其他神經病變癥狀。因此作為一種天然甜味劑，甜菊糖苷的開發利用顯得十分重要。

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現的繼甘蔗糖、甜菜糖之外大量存在的第3種具有開發價值的天然低熱值高倍甜味劑[7]。甜菊糖苷常溫下穩定，長期儲存不會發霉變質，無褐變現象，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，但其具有強烈的苦澀后味，甜味不純正。我國對甜味劑的品質有非常明確的要求，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協同增效的作用，生產出一種復合甜味劑，其使用效率較為便捷化，且甜度高、成本低，這也是甜味劑項目發展的一個方向[10]。復合甜味劑是指將2種或2種以上天然或化學合成的甜味劑復合使用的一類甜味劑，以達到增強甜味和風味、彌補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得到改善[15]，也可以通過酶法修飾的方法進行改善[16]，當然最方便的方法是利用甜菊糖苷與其他物質混合[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配可以減輕甜菊糖的苦澀后味。試驗以甜菊糖苷和羅漢果甜苷為原料，加入檸檬酸、氯化鈉、甘氨酸進行調配，利用感官評價，以感官評分為指標，對影響甜菊糖苷的不良后味的主要因素進行單因素試驗和正交試驗，設計確定最優組合得出甜菊糖苷復合甜味劑的最佳配方，為復合甜味劑的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

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），英軒實業有限公司提供；甘氨酸（食品級），河南思遠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）有限公司產品；CS-700型粉碎機，浙江永康超帥有限公司產品；CA-HM型卡路里分析儀，北京盈盛恒泰科技有限責任公司產品；60目標準檢驗篩，浙江上虞市華豐五金儀器有限公司產品；DHG-9245A型電熱恒溫鼓風干燥箱，金壇市盛藍儀器制造有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 甜度評價方法

（1）單一甜味劑的相對甜度測定。分別制備質量分數0.5%，10.0%，15.0%，20.0%，25.0%，30.0%的蔗糖溶液，并配置質量分數為0.15%的羅漢果甜苷溶液，利用雙盲法，將上述不同質量分數的蔗糖溶液分別倒入外形相同并事先在底部做好標記的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，再取一個范圍內的蔗糖溶液質量分數，配置質量分數梯度溶液，用同樣的方法找出與所配溶液等甜的蔗糖溶液質量分數。該蔗糖質量分數即為0.15%羅漢果甜苷的等甜蔗糖質量分數。

同理，分別制備質量分數10%，15%，20%，25%，30%的蔗糖溶液，并配置質量分數0.1%的甜菊糖苷溶液，找出與其相近的蔗糖溶液質量分數進而配置質量分數梯度溶液，最終得出與質量分數0.1%羅漢果甜苷等甜度的蔗糖溶液質量分數。

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

（3）復合甜味劑的增效系數計算。

式中：ES——等甜蔗糖質量分數。

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定性對最終結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極其重要。所選成員應身體健康、不抽煙，具有良好的語言表達能力和普通的感官分辯能力。試驗前應對所選成員進行系統的培訓。可配制不同甜味劑不同質量分數溶液，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、甜度強弱、甜味持久性、有無苦味等，并且讓其按甜味強度大小進行排序[18-19]。

試驗過程中所有試驗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次，以保證口腔中沒有停留上一個樣品的味道，影響試驗結果的準確性，品評人員在每次品嘗樣品后需認真描述樣品的感官特性且進行打分。

甜味劑口味評分標準見表1。

表1 甜味劑口味評分標準

1.2.3 復合甜味劑的配制

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

2 結果與分析

2.1 單一甜味劑對復配甜味劑口味的影響結果

2.1.1 甜菊糖苷添加量對復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量分數不變的情況下，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。這是因為甜菊糖苷擁有不良苦后味，在甜菊糖苷添加量越大時苦味越重、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量分數不變的情況下，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，添加到復合甜味劑中不但可以增加甜味，使甜度增效，還可以改善風味。

2.1.3 檸檬酸添加量對復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量分數不變的情況下，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，這是因為檸檬酸的添加量較大時酸度較強，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，酸味對甜味有增強作用，檸檬酸起到了調配作用。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量分數不變的情況下，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量分數不變的情況下，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 復合甜味劑正交試驗的結果

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）作為因素設計三因素三水平正交試驗探究該天然復合甜味劑的最佳配方。

L9（34）正交試驗因素水平見表2，L9（34）正交試驗結果見表3。

表2 L（934）正交試驗因素水平/%

表3 L9（34）正交試驗結果

由表3的極差R值可知，RA＞RC＞RB，即表示該天然復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，由正交試驗表分析得最優組合是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 復配甜味劑的產品分析結果

3.1 單一甜味劑的相對甜度測定結果

在甜菊糖苷相對甜度測定試驗中，第1次雙盲法由品嘗小組選出的近似值為25%，30%，進一步試驗中83.3%的小組成員認為質量分數為27%的蔗糖在羅漢果甜苷相對甜度測定試驗中，第1次雙盲法由品嘗小組成員選出的相近值為20%，25%，配制質量分數梯度為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%的品嘗小組成員認為質量分數24%的蔗糖溶液與0.15%的羅漢果甜苷甜度相等。根據公式（1）計算：