一種氨基酸低鈉復(fù)配鹽的初步開發(fā)研究

劉宏蘭，何計(jì)國

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

食鹽(主要成分是NaCl)作為百味之祖，不僅可以賦予食品咸味，調(diào)節(jié)食品感官風(fēng)味，并且對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)、加工特性以及保質(zhì)期都有重要影響[1-4]。此外，食鹽對(duì)維持人體酸堿平衡、滲透壓、神經(jīng)系統(tǒng)的興奮以及其他生理功能起著重要作用[5]。研究證實(shí)，攝入的鈉鹽過高會(huì)引起高血壓、心腦血管疾病、腎結(jié)石以及骨質(zhì)疏松等一系列的疾病[6，7]。由于飲食習(xí)慣及食品加工業(yè)的影響，食鹽的攝入量遠(yuǎn)高于需求值，全球食鹽平均攝入量約為9～12 g/d，我國北方人群的食鹽攝入量甚至達(dá)12～18 g/d，是世界衛(wèi)生組織建議值的2倍以上[8]。而氯化鈉作為口感最佳、咸度最好的咸味劑，減少它的用量勢必會(huì)影響消費(fèi)者對(duì)食物的喜愛。因此，如何減少食鹽中的鈉離子而使其咸度不變成為各國爭先研究的課題。低鈉鹽產(chǎn)品便是應(yīng)此類需求而出現(xiàn)的，GB/T 19420-2003《制鹽工業(yè)術(shù)語》中定義，低鈉鹽是一種以氯化鈉為載體，添加一定量鎂鹽、鉀鹽的食用鹽[9]。

但氯化鉀及其他非鈉鹽替代物的咸度不及氯化鈉，且有苦味、澀味、金屬味及其他不良味道[10，11]。而氨基酸[12]、L-蘋果酸、核苷酸等風(fēng)味增強(qiáng)劑能增強(qiáng)咸味[13,14]，掩蓋不良味道[15]。此外，氨基酸、L-蘋果酸等能給人體新陳代謝帶來好處[16]，目前，已有大量文獻(xiàn)報(bào)道利用風(fēng)味增強(qiáng)劑制成的低鈉鹽，如彭增起等利用L-精氨酸、L-組氨酸、L-賴氨酸發(fā)明的低鈉復(fù)合鹽，孔保華等利用L-丙氨酸研制的復(fù)配低鈉鹽等。咸度及口感的評(píng)定通常采用人體感官分析，感官評(píng)價(jià)方法主要采用量值評(píng)估法、直接評(píng)分法、感官剖面法等[17-19]。本實(shí)驗(yàn)采用直接評(píng)分法評(píng)價(jià)復(fù)配鹽的咸度，用三點(diǎn)檢驗(yàn)法檢驗(yàn)精制鹽及復(fù)配鹽在粥中的感官差異分析，為研制低鈉食鹽提供了參考。

1 復(fù)配鹽的初步配方設(shè)計(jì)與口感優(yōu)化

1.1 材料和儀器

精制鹽：中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司；氯化鉀：連云港潤普食品配料有限公司；純凈水：娃哈哈公司；L-Arginine、L-Aspartate、L-蘋果酸：食品級(jí)，由Coolaber公司提供；燒杯、玻璃棒、容量瓶、去離子水：實(shí)驗(yàn)室提供；一次性杯子、一次性勺子、紙、筆。

精密電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 評(píng)估人員的篩選與培訓(xùn)

參與感官評(píng)估的人員年齡分布在22～36 歲，無味覺異常報(bào)告。在正式實(shí)驗(yàn)開始之前，采用基本味覺實(shí)驗(yàn)及排序?qū)嶒?yàn)初步篩選和培訓(xùn)評(píng)估人員[20]。實(shí)驗(yàn)開始之前，針對(duì)具體的評(píng)定流程、待評(píng)估產(chǎn)品感官特性描述詞語、評(píng)價(jià)指標(biāo)、感官品評(píng)環(huán)境及相關(guān)的注意事項(xiàng)對(duì)評(píng)估人員進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品的預(yù)品嘗；所有的待品評(píng)樣品均置于100 mL 透明的一次性品味杯中，溫度控制在25 ℃。

1.2.2 最適濃度的確定

精制鹽最適濃度的確定參考“恰好實(shí)驗(yàn)”[21]。準(zhǔn)備0.2%、0.4%、0.8%、1.0%、1.5%、2.0%(W/W)的精制鹽溶液，以平衡未知的方式呈送給評(píng)估員，按照-4～4(9 級(jí)) 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，數(shù)字由低到高表示咸味由弱到強(qiáng)的變化，0分對(duì)應(yīng)的濃度為適宜的濃度[22]，分值-4 與4分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)極端的感受。在本實(shí)驗(yàn)中，-4 分代表咸味極其清淡甚至無咸味，而4 分代表特別咸。以精制鹽為原料，以線性回歸分析氯化鈉適宜的濃度。

1.2.3 復(fù)配鹽的感官評(píng)定

采用直接評(píng)分法,以精制鹽最適濃度為標(biāo)準(zhǔn)參比液，時(shí)間定為10∶00～15∶00，每個(gè)樣品在同一天上下午各評(píng)1次。在進(jìn)行感官評(píng)定實(shí)驗(yàn)之前至少1 h之內(nèi)，除純凈水外，感官評(píng)定人員不得進(jìn)食其他食物和飲料。所有評(píng)定人員對(duì)溶液的咸度和口感進(jìn)行評(píng)分。每次品嘗量為5 mL，每次評(píng)定結(jié)束后用去離子水漱口，且兩次評(píng)定之間間隔60 s。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 復(fù)配鹽感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 復(fù)配鹽配方的設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)首先確定兩種氨基酸的最佳添加比例，再以此最佳配方為基礎(chǔ)確定L-蘋果酸的添加量。

1.2.4.1 L-Aspartate和L-Arginine添加比例的確定

查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，L-Aspartate和L-Arginine共同使用時(shí)，增咸效果明顯[23]。將復(fù)配鹽中的精制鹽固定在65%，復(fù)配鹽的配方見表2。

表2 L-Aspartate和L-Arginine添加比例的確定

1.2.4.2 L-蘋果酸添加量的確定

研究表明L-蘋果酸是最佳的有機(jī)酸增咸劑[24]。根據(jù)1.2.4.1中評(píng)分最高的復(fù)配鹽配成1%的溶液作為基液,將L-蘋果酸按照0%、0.8%、1.6%、2.4%、3.2%(L-蘋果酸用量為基液中L-蘋果酸添加量占氯化鈉與氯化鉀質(zhì)量之和的百分比)添加。

1.3 結(jié)果與分析

1.3.1 精制鹽最適濃度的確定

通過基本味覺實(shí)驗(yàn)和排序法對(duì)0.1%～1.4%(分度值為0.1%，W/W)的精制鹽溶液進(jìn)行排序后，篩選出10名(3男7女)感官人員參與本實(shí)驗(yàn)的評(píng)估,精制鹽的適宜濃度可以通過測定鹽濃度和咸度的對(duì)應(yīng)關(guān)系來決定，見圖1。

圖1 精制鹽濃度與咸度曲線

根據(jù)此線性關(guān)系得出25 ℃下精制鹽溶液的適宜濃度為1.05%(W/W，組分質(zhì)量占水體積百分?jǐn)?shù)，下同)；為了稱量及計(jì)算方便，本實(shí)驗(yàn)中精制鹽適宜的濃度選取1%(W/W)。

1.3.2 復(fù)配鹽評(píng)分結(jié)果

通過感官評(píng)價(jià)得出7種復(fù)配鹽的感官評(píng)分結(jié)果，見圖2。

圖2 7種復(fù)配鹽的感官評(píng)分結(jié)果

注：圖中數(shù)據(jù)的上標(biāo)數(shù)字相同代表各水平間無顯著差異，不同則代表有顯著性差異(p<0.05),圖3同。

7個(gè)樣品的咸度及口感評(píng)分均低于3分，樣品3的評(píng)分最高，咸度評(píng)分為2.95分，口感評(píng)分為2.9分。在咸度方面，樣品3與其余6個(gè)樣品之間有顯著性差異(p<0.05)，樣品1、樣品2、樣品5之間無顯著性差異(p>0.05)，樣品6、樣品7之間也無顯著性差異(p>0.05)。在口感方面，樣品3與其他6個(gè)樣品之間有顯著性差異(p<0.05)，其余樣品之間無顯著性差異(p<0.05)。說明L-Aspartate和L-Arginine兩種氨基酸按照相同比例使用時(shí)效果最好。

1.3.3 L-蘋果酸對(duì)復(fù)配鹽增咸效果

以樣品3的復(fù)配鹽配成1%的溶液作為基液,將L-蘋果酸按照0%、0.8%、1.6%、2.4%、3.2%(L-蘋果酸用量為基液中L-蘋果酸添加量占氯化鈉與氯化鉀質(zhì)量之和的百分比)，結(jié)果見圖3。

圖3 L-蘋果酸添加量對(duì)復(fù)配鹽咸度的影響

由圖3可知，隨著L-蘋果酸量的增加，咸度評(píng)分略有上升。在咸度方面，1.6%添加量與其他4組添加量有顯著性差異(p<0.05)，0%與0.8%添加量之間無顯著性差異(p>0.05)。添加量為1.6%時(shí)達(dá)到最大值，咸度評(píng)分為3.15分，口感評(píng)分為2.95分。之后隨著其添加量的增加，咸度下降，口感評(píng)分下降。說明L-蘋果酸有增強(qiáng)低鈉鹽咸度的作用，且在1.6%添加量時(shí)最好，隨著添加量的增加，咸度和口感評(píng)分下降，可能是由于酸味增強(qiáng)掩蓋了咸味。

因此，最后得出復(fù)配鹽的配方為：精制鹽∶氯化鉀∶L-Aspartate∶L-Arginine為65%∶25%∶5%∶5%，再添加1.6%(復(fù)配鹽中L-蘋果酸添加量占氯化鈉與氯化鉀質(zhì)量之和的百分比)L-蘋果酸。以此配方得出的復(fù)配鹽中鈉、鉀比值約為1.9，符合人體正常的鈉、鉀需求。

2 三角檢驗(yàn)測定兩種鹽在粥中的差異

三角檢驗(yàn)法是通過感官鑒別兩個(gè)樣品間細(xì)微差別，適用于樣品間顯著性差異的判斷[25]。綜上，我們確定出了復(fù)配鹽的配方，在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證復(fù)配鹽在粥中的效果，更能為低鈉鹽在食物中的實(shí)際使用效果提供依據(jù)。

2.1 材料與儀器

米：購自超市；燒杯、玻璃棒、容量瓶、去離子水：實(shí)驗(yàn)室提供；一次性杯子、一次性勺子、紙、筆。

電磁爐 Chiuko公司；精密電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；電位滴定儀、pH計(jì) Mettler Toledo公司；HD-3A型智能水分活度測量儀 無錫市華科儀器儀表有限公司。

2.2 方法

2.2.1 粥的制作

稱取300 g米，加入3000 g純凈水，用電磁爐800 W煮制45 min，煮好后固定重量為3000 g。將煮制好的白粥按照1500 g稱取兩份，一份加入15 g精制鹽，編號(hào)為A；另一份加入15 g復(fù)配鹽，編號(hào)為B。按照每份10 g的量分裝到一次性品嘗杯中，并且在實(shí)驗(yàn)開始前10 min完成樣品準(zhǔn)備工作。粥的編碼表見表3。

表3 粥的編碼表

2.2.2 感官評(píng)價(jià)方案

實(shí)驗(yàn)定在上午10點(diǎn)，在室溫恒定25 ℃條件下進(jìn)行。根據(jù) GB/T 12311—2012 《感官分析三點(diǎn)檢驗(yàn)》中的要求[26]，選取24名品評(píng)員組成感官評(píng)價(jià)小組，按照三角檢驗(yàn)法樣品呈送順序，見表6。提供給品評(píng)員3個(gè)粥樣品，其中兩個(gè)是相同的，要求品評(píng)員按照樣品的順序依次品嘗，品嘗完一個(gè)樣品后用清水漱口，并間隔60 s再品嘗下一個(gè)樣品，最后選出有差異的樣品。把結(jié)果寫在三角檢驗(yàn)法評(píng)價(jià)表中，見表4。收回統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，查三角檢驗(yàn)法檢查表(見表5)，進(jìn)行結(jié)果分析。

表4 三角檢驗(yàn)法評(píng)價(jià)表

表5 三角檢驗(yàn)檢查表

2.2.3 氯化鈉測定

采用氯化鈉自動(dòng)滴定儀測定氯化鈉的含量。稱取樣品10 g，精確至0.001 g，于100 mL的燒杯中，轉(zhuǎn)移到容量瓶中，用去離子水定容至100 mL。再取制備好的溶液0.1 g，用自動(dòng)電位滴定儀檢測。

2.2.4 粥理化性質(zhì)的測定

將粥制備好后密封，30 min后進(jìn)行檢測。

酸度的測定：pH計(jì)。

水分活度(Aw)的測定：水分活度測量儀。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 感官結(jié)果分析

通過對(duì)24位感官評(píng)價(jià)人員評(píng)價(jià)結(jié)果的分析，統(tǒng)計(jì)24張感官評(píng)價(jià)表，結(jié)果見表6。共有10位正確選擇出有差別樣品，14位錯(cuò)誤選出有差別樣品。由表5可知，當(dāng)n=24時(shí)，10<13(5%),說明兩者沒有顯著性差異。其中做出正確選擇的10人中，在覺察到的差別強(qiáng)度上選擇“沒有”的有0人，“很弱”的有3人，“弱的”有5人，“中等”的有1人，“強(qiáng)”的有1人，“很強(qiáng)”的有0人。因此，可以得出兩種粥的味道無明顯差異。

表6 三角檢驗(yàn)結(jié)果記錄表

表7 喜好結(jié)果統(tǒng)計(jì)

由表7可知，從10位正確選出粥樣品的評(píng)價(jià)中，喜歡A樣品的有6人，喜歡B樣品的有4人，查三角檢驗(yàn)檢查表可得當(dāng)n=10時(shí)，6=6(5%)，說明兩種粥在喜好上有顯著性差異。

2.3.2 氯化鈉測定結(jié)果

精制鹽中的氯化鈉含量為99.7%，鈉含量為39198.05 mg/100 g。則復(fù)配鹽中按精制鹽的比例可以得出其鈉含量約為25478.73 mg/100 g。

2.3.3 粥理化測定結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)測得兩種鹽添加的粥中，pH和Aw沒有顯著性差異，結(jié)果見表8。說明用非鈉鹽及風(fēng)味增強(qiáng)劑代替約35%鈉鹽后對(duì)粥的pH和Aw影響不大。

表8 兩種粥的pH和Aw測定結(jié)果

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)通過恰好實(shí)驗(yàn)確定了精制鹽最適感官溶液的濃度為1%(W/W)，避免了由于咸味過弱或過強(qiáng)帶來的感官誤差。直接評(píng)分法可以有效評(píng)價(jià)樣品的咸度和口感，實(shí)驗(yàn)得出L-Aspartate、L-Arginine和L-蘋果酸有咸味增強(qiáng)的作用，且兩種氨基酸比例為1∶1時(shí)效果最佳，復(fù)配鹽的最佳比例精制鹽∶氯化鉀∶L-Aspartate∶L-Arginine為65%∶25%∶5%∶5%，再添加1.6%(復(fù)配鹽中L-蘋果酸添加量占氯化鈉與氯化鉀質(zhì)量之和的百分比)的L-蘋果酸時(shí)得到的復(fù)配鹽咸度評(píng)分最高，咸度評(píng)分為3.15分，口感評(píng)分為2.95分，咸度比標(biāo)準(zhǔn)參比液稍強(qiáng)。按此配方計(jì)算精制鹽減少約35%，鈉含量下降約13719.32 mg/100 g。三點(diǎn)檢驗(yàn)法和理化指標(biāo)的測定表明，復(fù)配鹽能夠替代精制鹽在粥中的感官效果，且對(duì)粥的pH和Aw影響不大。此外，還需要進(jìn)一步研究風(fēng)味增強(qiáng)物質(zhì)對(duì)低鈉鹽咸味的影響和低鈉鹽的最佳配方，以及對(duì)粥保存過程中的影響。