羅漢果提取物在酸奶飲品中的應(yīng)用

呂昌勇

(光明乳業(yè)股份有限公司 乳業(yè)研究院，乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，上海 200436)

羅漢果[Siraitiagrosvenorii(Swingle)C. Jeffrey]又名拉汗果、假苦瓜、羅晃子或光果木鱉等，是一年種多年收的葫蘆科(Cucurbitaceae)植物[1]。羅漢果在我國具有300 多年的應(yīng)用歷史，果實(shí)在我國傳統(tǒng)中藥食同源，具有清熱潤肺、滑腸通便、促進(jìn)腸胃運(yùn)動(dòng)及降血壓血脂的功能[2-4]，我國于1996 年批準(zhǔn)羅漢果為食品添加劑，可作為甜味劑應(yīng)用于各類食品中。

高熱量食品，特別是糖類物質(zhì)含量過多的食物是導(dǎo)致肥胖、血壓升高等的主要原因[5-6]，同時(shí)，肥胖也是影響我國國民健康的重要原因之一。飲品是糖添加量較高的一類食品[7-8]，尤其對于酸性產(chǎn)品，由于需要調(diào)整合適的酸甜比，糖的添加量一般要達(dá)到7%～10%，如果在不影響口味、口感的前提下減少糖的添加量，就需要使用一定量的高倍甜味劑代替糖。然而，人工合成甜味劑存在后苦、澀感及影響風(fēng)味等不足之處[9]，加上人工合成甜味劑的生產(chǎn)過程需經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，在人們越來越重視環(huán)保和健康的今天，人工合成甜味劑逐漸被天然提取的甜味劑取代，而且趨勢越來越明顯。羅漢果提取物是一種天然甜味劑，具有一定的獨(dú)特風(fēng)味，在應(yīng)用中會(huì)在一定程度上影響產(chǎn)品的風(fēng)味，而且甜味劑的甜度往往隨著其濃度變化而變化[10-11]。目前，對此類產(chǎn)品的研究、應(yīng)用相對較少。酸奶飲品是以酸奶為基礎(chǔ)，通過調(diào)整酸甜比搭配而成的一類酸甜可口的飲品，其對口感的影響因素較多，比如酸度、蛋白質(zhì)含量、糖含量、甜味劑選擇和穩(wěn)定劑的選擇等。

基于此目的，筆者對羅漢果提取物的甜度特征進(jìn)行研究，并結(jié)合酸奶飲品的酸甜需求，對羅漢果在酸奶飲品中的應(yīng)用進(jìn)行初步研究。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮牛奶、蔗糖、羅漢果提取物，市購；菌種(YC-380)，科漢森(中國)有限公司；可溶性大豆多糖，味博食品有限公司；高脂果膠，丹尼斯克有限公司。

1.2 儀器

303A-2型電熱恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋，山東省龍口市電爐制造廠；IKARW20型高速攪拌機(jī)，德國IKA公司； pHS-25型數(shù)顯pH計(jì)，上海理達(dá)儀器廠；APV1000型高壓均質(zhì)機(jī)，丹麥APV公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 羅漢果提取物相對甜度測定

結(jié)合文獻(xiàn)[10-12]，甜味劑的甜度和濃度關(guān)系滿足冪函數(shù)方程式(1)。

S=awn

(1)

式中：S為甜味強(qiáng)度；w為甜味劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

根據(jù)評定員評定，得到不同濃度下蔗糖和羅漢果提取物的甜度數(shù)據(jù)，分別計(jì)算可得蔗糖和羅漢果提取物的甜度冪方程，進(jìn)而得到羅漢果提取物在不同等甜蔗糖濃度下的甜度倍數(shù)。

1.3.2 感官喜好排序結(jié)果處理

使用SPSS軟件進(jìn)行Friedman檢驗(yàn)法對感官評定排序結(jié)果進(jìn)行分析，得到各樣品喜好程度的排序，并判定所有樣品間在喜好度方面是否存在顯著性整體差異，然后再對存在顯著性整體差異的樣品通過最小顯著性差異值(LSD)進(jìn)行多重比較和分組，確定各個(gè)樣品間差異的顯著性[10]。

1.3.3 發(fā)酵基料的制備

生牛乳(蛋白質(zhì)2.9%，脂肪3.1%)經(jīng)過95 ℃殺菌5 min，冷卻至43 ℃添加菌種YC-380 (添加后總體系菌種密度106CFU/mL)，43 ℃恒溫培養(yǎng)，pH達(dá)到4.4，破乳攪拌均勻，冷卻至4～10 ℃?zhèn)溆肹8]。

1.3.4 酸奶飲品的制備

蔗糖、穩(wěn)定劑和甜味劑在75 ℃水溶解，高速攪拌20 min，冷卻至20～30 ℃，添加發(fā)酵基料，通過發(fā)酵乳基料添加量調(diào)整目標(biāo)蛋白質(zhì)濃度，攪拌10～15 min，檸檬酸調(diào)酸到設(shè)計(jì)pH 4.0，45 ℃、20 MPa條件下均質(zhì)，125 ℃、2～6 s滅菌，灌裝待用。

由于本實(shí)驗(yàn)主要考慮羅漢果糖在酸奶飲品中的應(yīng)用，為避免因?yàn)轲ざ容^大等口感因素影響對口味的評判，因此選擇較為清爽型的穩(wěn)定體系。通過前期實(shí)驗(yàn)，使用大豆多糖和果膠質(zhì)量比2∶ 1復(fù)配比例[7,13-14]的穩(wěn)定劑復(fù)配方案，添加量0.4%，所得到的酸奶飲品口感清爽，無異味。因此，該方案作為本試驗(yàn)統(tǒng)一穩(wěn)定劑方案。

1.3.5 羅漢果提取物代替蔗糖口感評定標(biāo)準(zhǔn)

酸奶飲品感官實(shí)驗(yàn)的檢測標(biāo)準(zhǔn)參考《GB 7101—2015食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲料》和《GB 16321—2003乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，筆者根據(jù)其中所述感官關(guān)鍵點(diǎn)對樣品進(jìn)行口感和風(fēng)味品評實(shí)驗(yàn)，感官檢查項(xiàng)目為口感、風(fēng)味和酸甜。酸奶飲品的感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，參加本實(shí)驗(yàn)人數(shù)為30人，進(jìn)行酸奶飲品的感官評定打分，喜好度分為優(yōu)、良、一般、差。

表1 酸奶飲品感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 羅漢果提取物的甜度評估

1)相對甜度的測定 采用周金燕等[10]的量值估計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)。

以2.5%、5.0%、7.5%和10%的蔗糖水溶液作為參考樣品，它們分別代表的甜味強(qiáng)度是2.5、5.0、7.5和10.0。選取9個(gè)不同濃度的蔗糖溶液(1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%和9.0%)和羅漢果提取物溶液(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%和0.09%)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2)感官評定的樣品及過程 參考周金燕等[10]的方法進(jìn)行試驗(yàn)，略有改動(dòng)，品嘗樣品溫度選擇25 ℃；感官評定小組由公司內(nèi)部感官團(tuán)隊(duì)中選的30位評定員組成(17位女士和13位男士)，年齡20～35歲，所有評定員都經(jīng)過篩選且定期培訓(xùn)。感官評定在光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院標(biāo)準(zhǔn)感官評定室進(jìn)行。

1.4.2 酸奶飲品酸甜比的確定

考慮到酸奶飲品中蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)及穩(wěn)定劑使用范圍，酸奶飲品的pH通常為4.0左右，因此選擇pH 4.0為試驗(yàn)酸度，調(diào)整不同比例的甜度，進(jìn)行試驗(yàn)，確定最佳的酸甜比，如表2所示制作不同的酸甜比的樣品，進(jìn)行喜好度排序，樣品編號(hào)為一系列隨機(jī)但不相同的3位數(shù)字編碼。

表2 不同酸甜比的酸奶飲品

1.4.3 羅漢果糖代替蔗糖比例

羅漢果的特殊風(fēng)味強(qiáng)烈，在較高添加量時(shí)影響口感明顯，因此，本實(shí)驗(yàn)以10%為梯度進(jìn)行代替糖梯度試驗(yàn)，羅漢果甜度按照1.4.1節(jié)所得甜度曲線來相應(yīng)計(jì)算，以口感、酸甜和風(fēng)味3個(gè)參數(shù)為考量進(jìn)行感官喜好度試驗(yàn)和打分，感官得分80分以上且80%以上的評測者覺得口感優(yōu)良為標(biāo)準(zhǔn)，以此初步確定尚可接受的最大代糖比例。

2 結(jié)果與討論

2.1 羅漢果提取物的相對甜度

通過感官評定一系列濃度的蔗糖溶液和羅漢果提取物溶液，得到蔗糖與羅漢果提取物在相應(yīng)濃度下的甜度，結(jié)果見表3。根據(jù)表3結(jié)果擬合得到蔗糖和羅漢果提取物甜度與濃度間的擬合曲線，如圖1所示，求得蔗糖的甜度冪方程是S=1.050 9w0.977 5，羅漢果提取物的甜度冪方程是S=44.702×w0.562 9，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。

表3 蔗糖與羅漢果提取物的濃度和甜度

圖1 蔗糖(a)和羅漢果提取物(b)的甜度-濃度關(guān)系Fig.1 Relationship between sweetness and concentration of sucrose and lo-han-kuo extract

根據(jù)蔗糖和羅漢果提取的甜度曲線，得到等甜蔗糖濃度、甜度倍數(shù)及其與對應(yīng)的羅漢果提取物濃度間的關(guān)系，如圖2所示。

圖2 羅漢果提取物的濃度與其等甜度蔗糖濃度和 甜度倍數(shù)之間的關(guān)系Fig.2 Relationship between lo-han-kuo extract concentration and equi-sweet sucrose concentration and sweetness potency

由圖2可知：當(dāng)羅漢果提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%，即等甜蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.27%時(shí)，羅漢果提取物的甜度大約是蔗糖的453倍；而在羅漢果提取物濃度為0.035%，即等甜蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.77%下，羅漢果提取物的甜度只有蔗糖的194倍左右；結(jié)合羅漢果提取物的甜度倍數(shù)曲線可以看出，隨著羅漢果提取物濃度的提高，羅漢果提取物相對于蔗糖的甜度倍數(shù)是呈下降趨勢，這與王程程等[11]的試驗(yàn)結(jié)果一致。當(dāng)羅漢果提取物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.06%時(shí)，羅漢果提取物的甜度倍數(shù)呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢。結(jié)果表明，羅漢果提取物的濃度越低，其甜度倍數(shù)越大，羅漢果提取物在低濃度時(shí)能比高濃度時(shí)更有效地發(fā)揮作用。而且，羅漢果提取物在低濃度時(shí)無明顯不良風(fēng)味，但隨著濃度的增加，其不良風(fēng)味也會(huì)隨之增強(qiáng)，因此，在使用羅漢果提取物代替食品中的蔗糖時(shí)，應(yīng)根據(jù)羅漢果提取物相對甜度與等甜蔗糖濃度間的關(guān)系確定合理添加量。

2.2 酸奶飲品酸甜比的確定

選擇pH 4.0為酸奶飲品的目標(biāo)酸度，調(diào)整不同比例的糖度，進(jìn)行試驗(yàn)，得到的喜好度排名如表4所示。通過 Friedman 檢驗(yàn)計(jì)算可知，表4結(jié)果的漸近顯著性P≈0.000<0.001，4種溶液的喜好度存在顯著差異。根據(jù)排序結(jié)果，不同溶液喜好度強(qiáng)度(由高到低)的順序?yàn)镃、B、D、A，表明C 的喜好度整體強(qiáng)度顯著高于 B、D、A。進(jìn)一步分組比較分析(LSD)，如表5所示。由表5可見：B和D之間沒有顯著差異，其余均有顯著性差異。表明隨著蔗糖含量的升高，喜好度先增加后減少；而甜度為10的時(shí)候，喜好度最高。因此，確定pH 4.0時(shí)最佳甜度為10。

表4 不同酸甜比的酸奶飲品評定結(jié)果

注：1為喜好度最高，4為喜好度差。

表5 不同樣品間差異性的顯著性分析

注：*表示顯著性差異水平為0.05。

2.3 羅漢果糖代替蔗糖比例

根據(jù)1.4.3節(jié)所述的試驗(yàn)方案，蔗糖的甜度和羅漢果提取物的甜度按照2.1節(jié)所得的公式計(jì)算，總甜度為10，以10%為梯度進(jìn)行蔗糖替代比例試驗(yàn)，制得酸奶飲品，進(jìn)行感官實(shí)驗(yàn)，得到感官結(jié)果如表6所示。

表6 羅漢果提取物和蔗糖比例試驗(yàn)

由表6可以看出：羅漢果提取物在替代蔗糖方面有很好的應(yīng)用前景和潛力，羅漢果提取物代替蔗糖的比例隨著替代比例的提高，口感呈越來越差的趨勢。在較低的替代比例時(shí)，羅漢果提取物的甜度較高，對口感影響較小，喜好度較高；而在較高的替代比例時(shí)，羅漢果提取物不自然的風(fēng)味就體現(xiàn)出來。隨著替代比例的提高，這種不自然的風(fēng)味就越發(fā)明顯，當(dāng)替代比例達(dá)到50%時(shí)，感官得分80.9分左右，80%的評測人員認(rèn)為口感優(yōu)或良，筆者認(rèn)為這是可以接受最大替換比例、口感較佳的臨界點(diǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際目的選擇合適的替代比例。如果想要對口感影響較小，只要適當(dāng)減少糖的攝入，可以選擇較低的替代比例；如果想要做無糖或者低糖的飲品，此時(shí)就需要犧牲口感，使用較高的替代比例。

甜味劑復(fù)配優(yōu)化后會(huì)形成甜度協(xié)同、抵消不良風(fēng)味、口感升級等優(yōu)勢，有研究表明，羅漢果皂苷提取物與甜蜜素合用時(shí)協(xié)同效應(yīng)不明顯，但可改善羅漢果皂苷的后苦味；與阿斯巴甜之間有一定的協(xié)同作用；與安賽蜜之間有明顯的增效作用，而且甜味更接近蔗糖[3]。目前關(guān)于羅漢果提取物與其他天然甜味劑的復(fù)配研究和報(bào)道較少，天然甜味劑主要有甜菊糖、羅漢果提取物、新橙皮苷、甘草酸、糖醇類及甜味道蛋白等[15-16]，和其他人工甜味劑一樣，過多添加后，會(huì)有苦澀味、金屬味、味道不純等表現(xiàn)[15]；甜味劑復(fù)配是改善甜味劑感官的常用方法，如楊遠(yuǎn)志等[17]指出，赤蘚糖醇甜味純正，甜度雖然不高但具有柔和清爽的特點(diǎn)，與其他甜味劑復(fù)配使用時(shí)，能有效改善風(fēng)味，1%～3%的赤蘚糖醇溶液即可掩蓋甜菊糖的不良風(fēng)味；豆康寧等[18]的研究表明，赤蘚糖醇可以增加甘草酸銨的甜味感覺速度，減少甘草酸銨的甘草后余味。因此，下一步對羅漢果糖提取物復(fù)配其他天然高倍甜味劑以及糖醇的研究非常有必要，通過復(fù)配進(jìn)一步減少糖的添加，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高產(chǎn)品風(fēng)味口感，從而產(chǎn)生更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

1)采用感官評定的方法，得到羅漢果提取物的相對甜度曲線，S=44.702w0.562 9，相關(guān)系數(shù)大于0.99，其甜度隨著濃度增加而減少，在較低濃度下口感較為自然，較高濃度下不愉悅風(fēng)味逐步體現(xiàn)。

2)采用喜好度排序，通過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，蔗糖含量對酸奶飲品的口感影響顯著，在pH 4.0、蛋白質(zhì)含量1%的情況下，酸奶飲品最佳口感的甜度為10。

3)羅漢果提取在替代蔗糖方面有很好的應(yīng)用前景，50%左右的替代比例，喜好度較高，感官得分80分以上，80%以上的人認(rèn)為口感優(yōu)或良，同時(shí)也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的替代比例。