三氯蔗糖替代蔗糖的甜味功能研究

趙　　蕓，吳偉莉，陳歷水，蘇曉霞，陳吉江

（中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司品牌食品研發(fā)中心，北京　102209）

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三氯蔗糖替代蔗糖的甜味功能研究

趙蕓，吳偉莉，陳歷水，蘇曉霞，陳吉江

（中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司品牌食品研發(fā)中心，北京102209）

摘要：通過(guò)感官評(píng)定方法研究了三氯蔗糖與蔗糖的相對(duì)甜度關(guān)系。將三氯蔗糖產(chǎn)品應(yīng)用到果汁飲料中，不僅降低整個(gè)產(chǎn)品的熱量作用，并且能節(jié)約相應(yīng)的成本；采用定量描述分析法測(cè)定了與蔗糖的甜度關(guān)系，研究了三氯蔗糖代替果汁飲料中白砂糖的比例；通過(guò)試驗(yàn)得出三氯蔗糖在果汁飲料生產(chǎn)中最佳替代比例為20%蔗糖，降低了熱量24%，替代后的產(chǎn)品口味與市售產(chǎn)品三點(diǎn)驗(yàn)證無(wú)差異。

關(guān)鍵詞：三氯蔗糖；感官評(píng)定；果汁飲料應(yīng)用

三氯蔗糖由英國(guó)人Hough Letal于20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)，是一種高倍甜味劑，由英國(guó)泰萊公司與倫敦大學(xué)共同研制并于1976年申請(qǐng)專利的一種新型甜味劑[1]，是唯一以蔗糖為原料的功能性甜味劑，原始商標(biāo)名稱為Splenda，甜度約可達(dá)到蔗糖的600倍[2]。這種甜味劑具有無(wú)能量、甜度高、甜味純正、高度安全等特點(diǎn)，也是目前最優(yōu)秀的甜味劑之一[3]。

目前，三氯蔗糖的合成主要有4種方法，即酶-化學(xué)合成法、單酯法、基團(tuán)遷移法和棉籽糖法[4]。酶-化學(xué)合成法利用了酶的立體專一性將糖類物質(zhì)中的6位羥基以酶法?；Ｗo(hù)，再經(jīng)氯化、脫酰基、分離等步驟合成[5]。單酯法以化學(xué)方法，使蔗糖中葡萄糖分子上的6位羥基生成單位酯，再經(jīng)氯化、脫酰基、提純[6]而成。基團(tuán)遷移法利用蔗糖分子中4，6位基團(tuán)在特定條件能發(fā)生基團(tuán)遷移的特點(diǎn)，先將蔗糖中的伯羥基利用空間位阻效應(yīng)保護(hù)起來(lái)，再經(jīng)乙?；?、去保護(hù)基、基團(tuán)遷移、氯化、脫乙?；炔襟E合成[7]。棉籽糖法以棉籽糖為原料，由于棉籽糖的半乳糖殘基正好位于蔗糖C-6位上，充當(dāng)著蔗糖C-6位上天然保護(hù)基團(tuán)的角色，因此以棉籽糖原料，對(duì)其C-6，4'，1'，6'進(jìn)行選擇性氧化，再水解α-1, 6-糖苷鍵除去乳糖殘基，只需要兩步反應(yīng)即可得到三氯蔗糖[4]。以棉籽糖法加工的三氯蔗糖工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)，具有很好的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值。2010年國(guó)家制定出GB 25531—2010三氯蔗糖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]，確定了用氯原子選擇性取代3個(gè)羥基而制得的食品添加劑三氯蔗糖，在GB 2760—2011食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[9]中明確其在食品中最大使用量為0.25 g/kg，可以將三氯蔗糖應(yīng)用于食品及飲料產(chǎn)品。

三氯蔗糖在人體代謝中不被識(shí)別為碳水化合物，也不被代謝或分解產(chǎn)生能量。近年來(lái)，人體臨床研究結(jié)果還顯示，三氯蔗糖不會(huì)誘導(dǎo)齲齒、不會(huì)影響血糖量，糖尿病患者對(duì)三氯蔗糖也具有良好的耐受力[10]。三氯蔗糖是安全、無(wú)毒的，國(guó)外許多權(quán)威組織機(jī)構(gòu)[如FDA與JECFA（食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)）]也都確認(rèn)其作為添加劑使用是安全的。三氯蔗糖通常是一種細(xì)顆粒的白色粉末狀產(chǎn)品，可以很好地應(yīng)用于水溶性的產(chǎn)品中，但是在脂溶性產(chǎn)品中的溶解度較低，且在所有無(wú)熱量甜味劑中甜味特征最接近蔗糖，pH值適應(yīng)性廣，適用于酸性至中性食品，在高溫食品加工和長(zhǎng)期貯藏時(shí)都具有較高的穩(wěn)定性，使用方便。

隨著人們生活水平的日益提高，食用蔗糖的消費(fèi)量也在逐年增加，而高倍甜味劑產(chǎn)品被更多的應(yīng)用于取代蔗糖的飲料中，了解甜味劑與蔗糖的甜度關(guān)系已顯得十分重要，根據(jù)甜味劑的特點(diǎn)重新調(diào)整產(chǎn)品配方，并對(duì)其產(chǎn)品的口感進(jìn)行喜好度測(cè)試。目前，市面上的果汁飲料等產(chǎn)品的含糖量為10%～12%，離消費(fèi)者要求的低熱量健康食品還有差距。本文通過(guò)研究對(duì)三氯蔗糖與蔗糖甜度關(guān)系以及在果汁飲料中的應(yīng)用，證明三氯蔗糖產(chǎn)品有望成為代替蔗糖的高倍甜味劑，并能夠在食品中得到廣泛推廣和應(yīng)用。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

三氯蔗糖，Tate&Lyle Group泰萊（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品；白砂糖，太古股份有限公司產(chǎn)品；芒果濃縮漿，廣西北海果香園食品有限公司產(chǎn)品；芒果香精，芬美意香料（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品；果膠，丹尼斯克（中國(guó)）有限公司產(chǎn)品；檸檬酸、檸檬酸鈉，安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司產(chǎn)品。

APV-1000型高壓均質(zhì)機(jī)，APV有限公司產(chǎn)品；T-18型分散器，德國(guó)IKA有限公司產(chǎn)品；Tm5型料理機(jī)，美善品公司產(chǎn)品；Millpore型純水儀，密理博儀器公司產(chǎn)品；bsa2202s-cw/bsa323s-cw型天平，德國(guó)賽多利斯儀器公司產(chǎn)品。

1.2三氯蔗糖與蔗糖的甜度關(guān)系

1.2.1與蔗糖的甜度關(guān)系

（1）試驗(yàn)方法。采用排序法測(cè)定三氯蔗糖的相對(duì)甜度，并驗(yàn)證是否與產(chǎn)品說(shuō)明一致。排序法是將一系列樣品按其某種特性的順序進(jìn)行排列。首先，提供一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三氯蔗糖溶液，隨機(jī)放置，評(píng)價(jià)員按要求從弱到強(qiáng)對(duì)樣品進(jìn)行排序，給出每個(gè)樣品的序位。

（2）試驗(yàn)步驟。①以10%蔗糖溶液為對(duì)照樣品。稱取10 g蔗糖加蒸餾水稀釋至100 mL。②三氯蔗糖系列質(zhì)量分?jǐn)?shù)試驗(yàn)樣品的配制。先配制0.2 g三氯蔗糖加蒸餾水稀釋至100 mL即成0.2%的樣品溶液，以減少稱取少量三氯蔗糖樣品產(chǎn)生的稱量誤差，分別配制溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.017%（580倍），0.016% （600倍），0.015%（630倍）的樣品溶液，其中包括產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中明確的產(chǎn)品甜度，對(duì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三氯蔗糖溶液和蔗糖溶液4個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行排序檢驗(yàn)。③提供給評(píng)價(jià)員的樣品，要進(jìn)行排序，給出每個(gè)樣品的秩次，統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣品的秩和，采用弗里德曼（Friedman）檢驗(yàn)（弗里德曼檢驗(yàn)是對(duì)感官評(píng)定排序結(jié)果的檢驗(yàn)方法）；如果樣品間具有顯著差異，用多重比較和分組計(jì)算最小顯著差數(shù)（LSD），判斷哪些樣品可分為一組。

F=12/JP（P+1）（R12+～RP2）-3J（R+1）.

式中：F——統(tǒng)計(jì)量；

J——品評(píng)員數(shù)；

P——樣品（產(chǎn)品）數(shù)；

R1～RP——每種樣品的秩和。

三氯蔗糖與蔗糖的甜度比較見(jiàn)表1。

表1　　三氯蔗糖與蔗糖的甜度比較

1.2.2感官評(píng)定小組人員組成

篩選感官評(píng)定小組成員通過(guò)基本味覺(jué)識(shí)別對(duì)甜味的區(qū)別能力進(jìn)行確定。感官評(píng)定小組由50位評(píng)定員組成（30個(gè)女生和20個(gè)男生），年齡25～40歲，均為公司員工，都有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)。過(guò)去3個(gè)月內(nèi)喝過(guò)且購(gòu)買過(guò)果汁、果汁飲料產(chǎn)品，飲用頻率在每月1次及以上。

1.2.3感官評(píng)定樣品準(zhǔn)備

配制樣品使用二級(jí)純水，配制所有的溶液在感官測(cè)定前2 h配好，常溫放置。配制的樣品溶液置于50 mL的一次性小杯中，每次提供30～40 mL，并用隨機(jī)3位數(shù)字進(jìn)行編碼，如534，987等。采用隨機(jī)順序上樣。評(píng)定員在評(píng)定樣品后可將樣品吐入水槽內(nèi)，每個(gè)樣品品嘗間隙休息大約1 min，每組樣品間休息10 min左右，以此來(lái)減少上次品嘗樣品余味的影響。評(píng)定時(shí)，用純凈水或蘇打餅干去除樣品殘留味道。

感官評(píng)定在公司的感官測(cè)評(píng)室內(nèi)進(jìn)行，測(cè)評(píng)室的溫度恒定為25℃。

1.3三氯蔗糖不同添加量對(duì)果汁飲料口感的影響

按已上市銷售的芒果味果汁飲料配料用量保持不變，市售產(chǎn)品糖度通過(guò)糖度計(jì)測(cè)定為12，添加三氯蔗糖以不同比例取代蔗糖用量，并保持與蔗糖溶液相當(dāng)?shù)奶鸲龋频玫墓瓨悠吠ㄟ^(guò)篩選確定最終比例。

三氯蔗糖替代蔗糖比例見(jiàn)表2。

表2　三氯蔗糖替代蔗糖比例/%

1.4芒果味果汁飲料的工藝流程

白砂糖、甜味劑、芒果濃縮漿等主料溶解→果膠穩(wěn)定劑熱溶解（70～80℃）→檸檬酸、檸檬酸鈉、香精等輔料溶解→定容→預(yù)熱（60～70℃）→均質(zhì)（18～20 MPa） →殺菌（105℃，30 s）→灌裝、冷卻→成品。

1.5飲料中可溶性固形物含量測(cè)定

采用糖度計(jì)測(cè)定。

1.6飲料酸度測(cè)定

稱取5.00 g飲料樣品，置于150 mL三角瓶中，加入100 mL蒸餾水，再加入3滴0.5%酚酞指示劑，混勻后用0.100 1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至粉紅色，并且在30 s內(nèi)不褪色，記錄消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，代入計(jì)算公式。

計(jì)算飲料的酸度含量：

式中：X——果汁中總酸含量，g/100 g（或g/100 mL）；

V1——樣品滴定耗用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V0——空白試驗(yàn)耗用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

C——NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

m——樣品的質(zhì)量，g（或mL）；

K——換算果汁中適當(dāng)酸的系數(shù)，以檸檬酸計(jì)0.07。

1.7飲料pH值測(cè)定

用pH計(jì)測(cè)定。

1.8消費(fèi)者對(duì)新產(chǎn)品的三點(diǎn)檢驗(yàn)試驗(yàn)

三點(diǎn)檢驗(yàn)法可以擬比較原配方與新配方是否存在感官上可辨的差異和相似性。三點(diǎn)檢驗(yàn)法即同時(shí)向評(píng)價(jià)員提供一組3個(gè)樣品，包含新舊2種配方，其中2個(gè)樣品相同、1個(gè)不同，要求評(píng)價(jià)員挑出其中不同于其他2個(gè)的樣品。試驗(yàn)樣品準(zhǔn)備：每1組測(cè)試需考慮新舊配方出現(xiàn)的次數(shù)與順序，共有6種樣品組合形式，即ABA，ABB，AAB，BAA，BAB，BBA。按此順序，將樣品裝入品評(píng)杯后，以隨機(jī)方式提供給31位評(píng)價(jià)員，并要求其按照從左到右的順序進(jìn)行品嘗。感官評(píng)價(jià)員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三點(diǎn)檢驗(yàn)法。

三點(diǎn)檢測(cè)樣品制備見(jiàn)表3。

表3　　三點(diǎn)檢測(cè)樣品制備

2　結(jié)果與討論

2.1三氯蔗糖與蔗糖的甜度關(guān)系

三氯蔗糖與蔗糖的甜度關(guān)系感官評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表4，差異分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表4　　三氯蔗糖與蔗糖的甜度關(guān)系感官評(píng)定結(jié)果

表5 差異分析結(jié)果

通過(guò) Friedman檢驗(yàn)計(jì)算可知，F(xiàn)=9.462>F0.05= 7.70。在0.05的置信水平下，4個(gè)溶液的甜度強(qiáng)度存在顯著差異。

根據(jù)排序結(jié)果，不同溶液甜味強(qiáng)度排名為C>A>D>B。進(jìn)一步分組比較分析（LSD），結(jié)果表明C和A的甜味整體強(qiáng)度顯著高于B和D，C和A之間沒(méi)有顯著差異，且B和D之間也沒(méi)有顯著差異。三氯蔗糖替代蔗糖倍數(shù)為600倍。

2.2三氯蔗糖不同添加量對(duì)果汁飲料口感的影響

2.2.1三氯蔗糖添加量對(duì)果汁飲料口感的影響

三氯蔗糖替代不同蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品口味的影響見(jiàn)表6。

表6　　三氯蔗糖替代不同蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品口味的影響

由表6可知，結(jié)合飲料綜合風(fēng)味，在蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.0%時(shí)，三氯蔗糖替代蔗糖最佳量為20%，其次為30%。替代20%蔗糖量時(shí)，酸甜味適中，后甜味、苦澀味也較弱，較好地體現(xiàn)果汁飲料的特征。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，三氯蔗糖替代蔗糖量超過(guò)40%時(shí)，飲料甜味較強(qiáng)，后甜味和苦澀味也較強(qiáng)，飲料綜合風(fēng)味相對(duì)較差；而且隨著三氯蔗糖替代蔗糖量的增加，后甜味和苦澀味加強(qiáng)。

2.2.2三氯蔗糖添加量對(duì)果汁產(chǎn)品理化指標(biāo)的影響三氯蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品理化指標(biāo)的影響見(jiàn)表7。

表7　　三氯蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品理化指標(biāo)的影響

由表7可知，果汁飲料中添加三氯蔗糖，測(cè)得對(duì)其理化指標(biāo)無(wú)影響。

2.3添加三氯蔗糖產(chǎn)品與未添加產(chǎn)品的三點(diǎn)檢驗(yàn)試驗(yàn)比較

選用三氯蔗糖替代蔗糖比例為20%，通過(guò)三點(diǎn)檢驗(yàn)法驗(yàn)證產(chǎn)品。三點(diǎn)檢驗(yàn)法可以擬比較原配方未添加三氯蔗糖的產(chǎn)品與新配方是否存在感官上可辨的差異和相似性。即同時(shí)向評(píng)價(jià)員提供一組3個(gè)樣品，包含新舊2種配方，其中2個(gè)樣品相同、1個(gè)不同，要求評(píng)價(jià)員挑出其中不同于其他2個(gè)的樣品。試驗(yàn)樣品準(zhǔn)備：每1組測(cè)試需考慮新舊配方出現(xiàn)的次數(shù)與順序，共有6種樣品組合形式，即ABA，ABB，AAB，BAA，BAB，BBA。按此順序，將樣品裝入品評(píng)杯后，以隨機(jī)方式提供給31位評(píng)價(jià)員，并要求其按照從左到右的順序進(jìn)行品嘗。

三點(diǎn)檢測(cè)樣品提供見(jiàn)表8。

表8　　三點(diǎn)檢測(cè)樣品提供

結(jié)果表明，當(dāng)參加三點(diǎn)檢驗(yàn)的人數(shù)為31人時(shí)，統(tǒng)計(jì)正確答案數(shù)，能正確區(qū)分2個(gè)不同樣品的人數(shù)為10人。查三點(diǎn)檢驗(yàn)不同顯著水平下所需要的正確答案數(shù)（二項(xiàng)式分布顯著性檢驗(yàn)表α=0.05），該表對(duì)于不同的答案總數(shù)分別規(guī)定了正確回答數(shù)的臨界值。在α=0.05，人數(shù)n=31時(shí)，對(duì)應(yīng)的臨界值為16，能正確區(qū)分2個(gè)不同樣品的人數(shù)若大于16人，則說(shuō)明2個(gè)樣品有顯著差異，置信度95%（即錯(cuò)誤估計(jì)2種產(chǎn)品之間存在差異的可能性是5%，正確估計(jì)的可能性是95%）。測(cè)試中16>10，從而得出新配方與原配方比較，在感官品質(zhì)上無(wú)顯著差異且具有相似性。結(jié)合飲料綜合風(fēng)味，在蔗糖含量為9.5%時(shí)，三氯蔗糖替代蔗糖最佳量20%。三氯蔗糖替代20%蔗糖量時(shí)，甜味適中，無(wú)不良風(fēng)味，整體風(fēng)味能很好地體現(xiàn)果汁飲料的特征。

3　結(jié)論

（1）采用排序法測(cè)定三氯蔗糖產(chǎn)品的相對(duì)甜度為蔗糖的600倍。

（2）將三氯蔗糖添加在果汁飲料中最佳替代比例為20%蔗糖，降低了熱量24%，無(wú)不良風(fēng)味，整體風(fēng)味能很好地體現(xiàn)果汁飲料的特征。

（3）對(duì)三氯蔗糖在果汁飲料中替代部分蔗糖對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究，結(jié)果顯示三氯蔗糖產(chǎn)品應(yīng)用到果汁飲料中不僅降低整個(gè)產(chǎn)品的熱量作用，并且能節(jié)約相應(yīng)的成本。

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中圖分類號(hào)：TS202.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.004

文章編號(hào)：1671-9646（2016）06a-0013-04

收稿日期：2016-05-03

作者簡(jiǎn)介：趙蕓（1987— ），女，在職碩士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程。

Study on the Sweetness Characteristics of Sucralose for Sucrose

ZHAO Yun，WU Weili，CHEN Lishui，SU Xiaoxia，Chen Jijiang
（Brand Food R&D Center，COFCO Nutrrion&Health，Beijing 102209，China）

Abstract：Sucralose is studied through sensory evaluation method with relative sucrose sweetness.Sucralose product applied to not only reduce the quantity of heat of the entire product role in fruit drinks，also can save the cost.Using the method of quantitative description determination and sucrose sweetness relationship.Sucralose instead of fruit juice beverage is studied in the proportion of white granulated sugar，through experiment sucralose in fruit juice beverage production best replacement ratio of 20%sucrose，24%reduced the heat，to replace the taste of the product after 3 to verify no difference with commercially available products.

Key words：sucralose；sensory evaluation；fruit juice drinks