甜味抑制劑添加工藝對阿膠棗品質(zhì)的影響

于欣悅，宋思曼，勞菲，孟苓鳳，和嫻嫻，汝文文，郭興峰，廖峰*，吳繼紅*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，國家果蔬加工工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果蔬加工重點(diǎn)實驗室，北京 100083；2.山東東阿阿膠股份有限公司，國家膠類中藥工程技術(shù)研究中心，山東 聊城 252200；3.聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東 聊城 252000）

甜味的感知源于舌尖味蕾細(xì)胞上的甜味受體與甜味化合物之間產(chǎn)生了氫鍵結(jié)合力[1]。甜味抑制劑通過阻塞甜味感覺的受體來降低受體對甜味刺激的應(yīng)激程度，從而達(dá)到降低甜度感知的目的。甜味抑制劑的出現(xiàn)為解決蜜餞類產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)和甜度的平衡問題提供可能。目前已知匙羹藤酸、三萜烯糖苷以及武靴藤多肽等均有抑制甜味的效果，其中以有效成分為2-（4-甲氧基苯氧基）丙酸鈉的甜味抑制劑使用最為廣泛[2-4]，已被GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》收錄為合法食品添加劑。它是一種灰白色粉末，無味，溶于水，對光穩(wěn)定，不易被空氣所氧化，不耐高溫，對蔗糖、葡萄糖、果糖等多種甜味劑有抑制作用[5]。Sungkyu L等[6]成功將這種甜味抑制劑應(yīng)用于牛油蛋糕中，使用后產(chǎn)品口感、組織結(jié)構(gòu)及貯藏期均有明顯改善。

阿膠和紅棗均具有滋陰、養(yǎng)血之功效[7]。阿膠棗作為一種較典型的休閑蜜餞類食品，其風(fēng)味獨(dú)特，營養(yǎng)價值豐富，具有滋補(bǔ)養(yǎng)生等功效得到消費(fèi)者的青睞。因蜜餞類食品多用糖漿浸漬，阿膠棗的糖含量可達(dá)60%以上，故導(dǎo)致口感偏甜。但糖在蜜餞類食品中不僅起到甜味的作用，還起到分散、疏松、膨脹、增色、增香、粘結(jié)定型、防腐保鮮等作用，為食品提供細(xì)膩、潤滑的口感[8]，是蜜餞類食品不可缺少的基本原料。糖在蜜餞類產(chǎn)品中的添加量亦和產(chǎn)品的貨架期有關(guān)聯(lián)性，如食品少糖時，其結(jié)構(gòu)質(zhì)地會發(fā)生劣變，且保質(zhì)期大大縮短，因此在保證蜜餞類食品結(jié)構(gòu)特性和貨架期的前提下，使其感官綜合品質(zhì)達(dá)到消費(fèi)者滿意的水準(zhǔn)，一直是蜜餞工業(yè)關(guān)注的問題。

本試驗以阿膠棗為例，通過模糊數(shù)學(xué)感官評價結(jié)合電子舌測定的方法，綜合考察甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)和添加量（占糖漿的百分比）對阿膠棗色澤、組織狀態(tài)、甜度等品質(zhì)的影響，評價其在蜜餞類食品中應(yīng)用的工藝注意事項及其對蜜餞類食品品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

甜味抑制劑[2-（4-甲氧基苯氧基）-丙酸鈉]：河北格貝達(dá)生物科技有限公司；凍鮮棗、阿膠棗用糖漿、包裝：東阿阿膠股份有限公司；山梨酸鉀：河南圣斯德實業(yè)有限公司；氫氧化鈉、濃鹽酸（分析純）：北京化工廠；3，5-二硝基水楊酸（DNS）試劑：青島濟(jì)世康生物科技有限公司；葡萄糖（分析純）：西隴科學(xué)股份有限公司；甲基紅指示劑：北京索萊寶科技有限公司；斐林試劑：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

BSA224S-CW電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司；實驗室滲糖罐：杭州億安機(jī)械設(shè)備有限公司；101A-0型烤箱：廣州賽思達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州市金壇友聯(lián)儀器研究所；CF16RXⅡ型離心機(jī)：日立公司；水分活度測定儀：北京京晶科技有限公司；分光光度計：河北大鴻實驗儀器有限公司；味覺分析儀——ASTREE電子舌：法國Alpha MOS公司等。

1.2 阿膠棗制備工藝流程

解凍鮮棗→一次滲糖（85℃浸煮3 h）→二次滲糖（開蓋降溫，浸泡4 h）→瀝糖→山梨酸鉀噴淋→烘烤（100℃，275 min）→包裝→成品

1.3 試驗方法

1.3.1 單因素試驗

針對甜味抑制劑 [2-（4-甲氧基苯氧基）-丙酸鈉]的特性，選取甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)和添加量為考察工藝參數(shù)，設(shè)計單因素試驗。甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)設(shè)計三水平，分別為一次滲糖前[糖液溫度為（85±2）℃]、二次滲糖前[糖液溫度為（60±2）℃]、二次滲糖后[糖液溫度為（20±2）℃]；甜味抑制劑添加量（占糖漿質(zhì)量的百分比）設(shè)計六水平，分別為0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%。對上述阿膠棗產(chǎn)品進(jìn)行感官品質(zhì)評定，按照綜合品質(zhì)感官評價的模糊數(shù)學(xué)模型結(jié)果對各感官指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重求和；并測定成品阿膠棗的可溶性糖及水分活度，每組試驗至少重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

1.3.2 雙因素試驗

以甜味抑制劑添加量、甜味抑制劑添加的工藝環(huán)節(jié)作為響應(yīng)變量，分別以A、B表示，并以1、2、3分別代表變量的水平，以感官分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值進(jìn)行雙因素試驗，感官分?jǐn)?shù)按照模糊數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。雙因素試驗因素水平表見表1。

表1 甜味抑制劑添加對阿膠棗品質(zhì)的雙因素試驗因素水平表Table 1 Two-factor experimental factors on quality of Colla corii asini jujube by adding sweetness inhibitor

1.4 感官評價

具有食品感官評定經(jīng)驗的評定員10人，每個樣品由感官評定人員經(jīng)咀嚼，停留，吐出后，根據(jù)產(chǎn)品甜度、組織狀態(tài)、色澤等指標(biāo)進(jìn)行評分[9-10]，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。不同樣品間感官評定人員需漱口5次至口腔內(nèi)無味道，方能進(jìn)行下一個樣品的評定。

1.5 綜合品質(zhì)感官評價的模糊數(shù)學(xué)模型建立

建立模糊數(shù)學(xué)模型，參考易宇文等[11-13]的方法，略作修改。評價對象集Y是研究中需要進(jìn)行感官評價的產(chǎn)品的集合。Y={Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9}，其中編號1～9分別代表本研究中雙因素試驗中A1B1，A2B1，A3B1，......，A3B3 組的阿膠棗樣品，用 Yj表示 9 組阿膠棗的綜合評價，其中 j=1，2，3，......，9。以色澤、組織形態(tài)、滋味3項指標(biāo)組成因素集U={色澤u1，組織形態(tài)u2，甜味u3}；以優(yōu)秀、一般、較差為評語集 V={優(yōu)秀 v1，一般 v2，較差 v3}，采用 9 分制，7～9 為優(yōu)秀，4～6為一般，1～3為較差，取各等級分?jǐn)?shù)的最大值為該等級得分，即 V={9，6，3}。

表2 阿膠棗產(chǎn)品感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of Colla corii asini jujube

本試驗采用用戶調(diào)查法[14-15]來確定權(quán)重，請10名參評人員對阿膠棗的色澤、組織狀態(tài)、甜度3個指標(biāo)在總體指標(biāo)上所占的重要程度進(jìn)行評分，總分100分，評分越高，權(quán)重越大；阿膠棗各項指標(biāo)的權(quán)重分別為色澤0.19、組織狀態(tài) 0.31、甜度 0.50，即 A={0.19，0.31，0.50}。

1.6 電子舌樣品測定

為評價甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量對阿膠棗滋味的影響，本研究采用電子舌對各組阿膠棗樣品的滋味差異進(jìn)行評價。將阿膠棗各樣品粉碎，取4 g定容至80 mL（用純凈水），超聲浸泡30 min，振蕩，15 000 r/min離心10 min后，取上層清液25 mL備用。

采用ASTREE電子舌系統(tǒng)，主要由味覺傳感器、信號采集器和模式識別系統(tǒng)3部分組成。電子舌系統(tǒng)工作溫度控制在（25±1）℃，每兩個樣品間放1杯20 mL純凈水，傳感器在純凈水中浸泡10 s；樣品采集時間120 s，每秒1次，每個樣品平行測定6次，選取穩(wěn)定后3次數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[16-17]。

1.7 理化指標(biāo)的測定方法

1.7.1 可溶性糖含量測定

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：配制濃度分別為0、0.02、0.04、0.08、0.10、0.12 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，用分光光度計測量540 nm處的吸光度值并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

將樣品與水1∶1（質(zhì)量比）混合，制成勻漿。稱取10.00 g試樣，加入亞鐵氰化鉀溶液（10.6 g亞鐵氰化鉀溶于100 mL水）和乙酸鋅溶液（21.9 g乙酸鋅和3 mL冰乙酸溶于100 mL水）各3 mL，搖勻，定容至250 mL，靜置過濾，濾液備用。用移液管吸取樣液5 mL于容量瓶中，加入6 mol/L鹽酸溶液1 mL，置于恒溫水浴鍋（80℃）中加熱10 min，取出冷卻后加入甲基紅指示劑，用6 mol/L氫氧化鈉溶液中和至淺橙色，用水定容至100 mL，混勻。吸取5 mL移至容量瓶中，用水稀釋到100 mL，然后吸取1.00 mL樣液于10 mL具塞刻度試管中，每個試管中均加水至2.0 mL。根據(jù)第一步中標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的步驟進(jìn)行操作。記錄吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算[18]棗樣品可溶性總糖含量。

1.7.2 水分活度測定

取適量樣品粉碎，精確稱取（2.50±0.01）g，迅速放入樣品皿中，封閉測量倉，在溫度25℃、相對濕度50%～80%的條件下測定。每間隔5 min記錄水分活度儀的響應(yīng)值（Aw）。當(dāng)相鄰兩次響應(yīng)值之差小于0.005時，即為測定值。儀器充分平衡后，同一樣品重復(fù)測定3 次，取平均值[19]。

1.8 數(shù)據(jù)處理

試驗均重復(fù)3次以上，以Excel軟件建立數(shù)據(jù)庫，使用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，OriginPro軟件作圖，試驗結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，顯著水平為p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量對阿膠棗品質(zhì)影響

甜味抑制劑的添加工藝環(huán)節(jié)對阿膠棗產(chǎn)品的感官評分影響顯著。甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量單因素試驗對阿膠棗品質(zhì)感官評價影響見圖1。

如圖1A所示，在一次浸煮加工段，糖漿溫度保持在85℃左右，感官評分較低；在二次滲糖加工段，當(dāng)糖漿溫度降至60℃時，添加甜味抑制劑并浸泡后阿膠棗其感官評分顯著優(yōu)于一次浸煮加工時。推測因甜味抑制劑有一定的熱敏性[3-4]，一次浸煮的3 h高溫加熱可能導(dǎo)致甜味抑制劑部分失效。而在二次滲糖后段（糖漿溫度20℃）加入甜味抑制劑，雖然降甜效果與60℃加入時無顯著差異，但由于浸糖時間較短，其甜味抑制效果略低于二次滲糖初段加入組。

甜味抑制劑的添加量對阿膠棗產(chǎn)品的感官評分影響顯著。如圖1B所示，阿膠棗的感官評分隨甜味抑制劑添加量的增長，先升高后降低；當(dāng)甜味抑制劑添加量為糖漿質(zhì)量的0.04%時，感官評分最高。超過半數(shù)（6名）感官評價員認(rèn)為甜味抑制劑添加量超過0.04%時，其甜度略低于最佳甜度期望值，感官評分開始出現(xiàn)下降趨勢。與王燕玲等[3]報道中，對于一般蜜餞類產(chǎn)品，甜味抑制劑的添加量在0.01%～0.05%范圍內(nèi)較為適宜結(jié)果一致。

本研究通過檢測阿膠棗產(chǎn)品的可溶性總糖含量和水分活度考察甜味抑制劑添加對產(chǎn)品理化品質(zhì)的影響。甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量對阿膠棗水分活度及可溶性總糖含量影響單因素試驗結(jié)果見圖2。

圖1 甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量單因素試驗對阿膠棗品質(zhì)感官評價影響Fig.1 Effect of adding time and amount of sweetness inhibitor on sensory evaluation of Colla corii asini jujube quality，results from single factor experiment

從圖2A中可以看出不同添加工藝環(huán)節(jié)阿膠棗的水分活度及可溶性總糖含量變化不大，3個環(huán)節(jié)無顯著性差異（p>0.05）。圖2B反映出甜味抑制劑添加量對阿膠棗水分活度及可溶性總糖含量影響不顯著（p>0.05）。

2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評價甜味抑制劑對阿膠棗綜合品質(zhì)的影響

感官評價甜味抑制劑添加對阿膠棗綜合品質(zhì)影響的雙因素試驗結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3，對9組試驗的數(shù)據(jù)分別除以感官評價員的總?cè)藬?shù)10人，得到9個樣品的模糊矩陣分別為R1～R9。

圖2 甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)與添加量對阿膠棗水分活度及可溶性總糖含量影響單因素試驗結(jié)果Fig.2 Effect of adding time and amount of sweetness inhibitor on water activity and total soluble sugar content of Colla corii asini jujube，results from single factor experiment

表3 感官評價甜味抑制劑添加對阿膠棗綜合品質(zhì)影響的雙因素試驗結(jié)果統(tǒng)計Table 3 Summary of effect of sweetness inhibitor addition on the quality of Colla corii asini jujube based on sensory evaluation，results from two-factor experiment

根據(jù)模糊數(shù)學(xué)綜合評分模型的原理，結(jié)合權(quán)重集A={0.19，0.31，0.50}，用矩陣乘法計算綜合隸屬度Yj=A×Rj。

同理可得 Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9。

模糊數(shù)學(xué)綜合總分為 Tj=Yj×V=Yj×（{9，6，3}），即

同 理 可 得 T2=6.921，T3=6.357，T4=7.350，T5=7.764，T6=7.164，T7=6.993，T8=7.314，T9=7.071。

甜味抑制劑添加對阿膠棗綜合品質(zhì)的雙因素試驗感官分析結(jié)果見表4。將表4試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表5所示。

表4 甜味抑制劑添加對阿膠棗綜合品質(zhì)的雙因素試驗感官分析結(jié)果Table 4 Results of two-factor sensory evaluation on the overall quality score of Colla corii asini jujube by adding sweetness inhibitor

擬合度R2=0.954，調(diào)整擬合度R2Adj=0.907，兩者差值較小，且接近于1，說明該模型擬合度較好[20]。甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)（A）和添加量（B）兩因素均對感官評分有顯著影響，其中甜味抑制劑添加量對感官評價有極顯著影響。從表4可知，最佳工藝條件是A2B2，即甜味抑制劑添加工藝環(huán)節(jié)為二次浸糖加工段（糖漿溫度60℃），添加量為0.04%時，其模糊數(shù)學(xué)感官評分最高，為7.764/9。優(yōu)化后的阿膠棗產(chǎn)品甜度適宜，色澤誘人，質(zhì)地細(xì)膩飽滿，品質(zhì)更佳。陳樹俊等[21]也采用同樣的方法確定了最佳的紅棗核桃粹配方。甜味抑制劑添加對阿膠棗水分活度及可溶性總糖含量影響的雙因素試驗結(jié)果見圖3。

表5 甜味抑制劑添加對阿膠棗綜合品質(zhì)的雙因素試驗方差分析Table 5 Analysis of variance of two-factor sensory evaluation on the quality of Colla Corii Asini jujube by adding sweetness inhibitor

圖3 甜味抑制劑添加對阿膠棗水分活度及可溶性總糖含量影響的雙因素試驗結(jié)果Fig.3 Results of two-factor experiment on the effect of adding sweetness inhibitor on water activity and total soluble sugar content of Colla corii asini jujube

由圖3可知，雙因素試驗9組樣品中水分活度為0.70左右，可溶性總糖含量在60%左右，與圖2B中未添加甜味抑制劑組的水分活度（0.70±0.03），可溶性總糖含量（61.27±2.65）%差異不大。圖3中可溶性糖與水分活度曲線雖略有波動，但組間均無顯著性差異（p>0.05）。試驗證明甜味抑制劑添加環(huán)節(jié)和添加量對阿膠棗成品可溶性總糖含量和水分活度影響不顯著，結(jié)果表明添加甜味抑制劑對產(chǎn)品的理化品質(zhì)無明顯影響。

2.3 電子舌評價阿膠棗滋味品質(zhì)改善效果

阿膠棗滋味的電子舌主成分分析見圖4。

圖4 阿膠棗滋味的電子舌主成分分析Fig.4 Principal component analysis（PCA）of Colla corii asini jujube taste by electronic tongue

編號AiBj為雙因素試驗組，從圖4可看出，第一主成分是55.0%，第二主成分是39.1%，兩個主成分之和高達(dá)94.1%，大于85%，能夠反映電子舌對不同處理方式所得樣品識別能力較好，各個樣品之間能較為明顯地被區(qū)分開[22-23]。不同點(diǎn)間的距離反映著差異的情況，距離越近則代表其差異性越?。痪嚯x越遠(yuǎn)，則差異性越大[24-25]。如圖4所示，11組樣品分別坐落在4個區(qū)域，其中實驗室自制空白對照棗與售賣成品棗均位于第四象限，其距離較小，表明實驗室模擬煮制生產(chǎn)的阿膠棗較工廠流水線生產(chǎn)的阿膠棗滋味差異不明顯。模糊數(shù)學(xué)感官評分最優(yōu)組為A2B2組，即添加量為0.04%，添加環(huán)節(jié)為二次浸糖加工段（糖漿達(dá)60℃）時，位于圖中中心位置，可以看出其滋味接受度最高。A1B2A3B2組與A2B2組距離較近，說明3組差異較小，3組間甜味抑制劑添加量相同而添加環(huán)節(jié)不同；而A2B1，A2B3組與A2B2組相隔較遠(yuǎn)，說明3組具有較大差異，3組甜味抑制劑添加量不同而添加環(huán)節(jié)相同，說明添加量對電子舌感知的影響較添加環(huán)節(jié)大，其它組別均有類似規(guī)律，與本文雙因素試驗方差分析結(jié)果相符。本研究結(jié)果顯示，電子舌檢測結(jié)合主成分分析具有良好的精度，可以用于研究食品添加劑添加對產(chǎn)品滋味影響的效果，提高研究效率和準(zhǔn)確性。該方法在橙汁貯藏品質(zhì)研究[26]中也得到了較好的應(yīng)用。

3 結(jié)論

試驗探究了甜味抑制劑添加工藝對阿膠棗品質(zhì)的影響，利用感官評價的模糊數(shù)學(xué)模型對阿膠棗產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，同時用電子舌對阿膠棗的滋味品質(zhì)進(jìn)行差異性分析。結(jié)果表明：在傳統(tǒng)阿膠棗制作工藝不變的基礎(chǔ)上，在二次浸糖加工段添加0.04%甜味抑制劑生產(chǎn)的阿膠棗綜合感官評分最高，改良后產(chǎn)品顏色鮮亮，口感適宜，甜度適中，品質(zhì)最優(yōu)，說明適當(dāng)添加甜味抑制劑有助于改善阿膠棗產(chǎn)品的綜合品質(zhì)。本試驗結(jié)果還顯示，模糊數(shù)學(xué)感官評價模型與電子舌對評價甜味抑制劑的效果方面具有較高的一致性，說明電子舌分析的方式在評價阿膠棗滋味品質(zhì)上具有一定的可行性和準(zhǔn)確性。綜上，本試驗結(jié)果為阿膠棗甜度調(diào)控提供了可選方案，也為模糊數(shù)學(xué)感官評價模型結(jié)合智能感官評價食品風(fēng)味提供理論支撐。