黑豆乳饮料中复合甜味剂配方的研究

郭明月，孙连海，张 臻，魏永义

(漯河医学高等专科学校，河南漯河 462002)

黑豆含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、碳水化合物和膳食纤维，营养价值高。其中，蛋白质含量达40%以上、脂肪含量高达15.9%、碳水化合物为23.4%、膳食纤维为10.2%、碳水化合物中可溶性多糖为0.69%、还原糖为3.78%，多糖为12.95%［1］。《本草纲目》、《延年秘录》、《养老书》、《景岳全书》等都记载有关黑豆强筋骨、美颜防衰老等功效。在美国、日本、法国等发达国家，黑色系列食品大多是以黑豆为主要原料。随着全球黑色食品市场的发展，黑豆已成为世界主要的黑色食品之一。人们消费观念向“食以黑为补”转变，黑色饮料应运而生［2］。

无糖产品一般是指不含蔗糖(甘蔗糖和甜菜糖)、葡萄糖、麦芽糖、果糖等的甜味食品，但是无糖食品应含有糖醇(包括木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇)等替代品，即在甜度不改变的情况下采用甜味剂代替蔗糖生产产品。木糖醇(xylitol)是较早应用于低甜度、低热量甜味剂的糖醇之一，也是重要的糖醇类替代糖品之一［3-7］，GB 2760—2011 规定，木糖醇可在各类食品中按需添加。吴素萍［8］采用木糖醇和黑豆生产豆奶饮料，在木糖醇添加10%时，得到产品甘甜适口。由于木糖醇的甜度低于蔗糖，且单一甜味剂不如复合甜味剂效果好［9］，又考虑到口感和成本问题，选择木糖醇为主要甜味剂。GB 2760—2011 规定阿斯巴甜可在各类食品中按需添加，应用较广。甜菊糖苷被誉为“世界第三糖原”，是从菊科植物甜菊的叶子中精提的天然甜味剂，具有高甜度、低热能的特点，是备受健康推崇的天然蔗糖替代品［10-12］。目前甜菊糖苷被广泛用于饮料、糖果、糕点等食品行业中，可替代15%～35%的蔗糖而不影响口感，成本比蔗糖低50%以上［13-15］，甜度是蔗糖的200～300倍，热值仅为蔗糖的1/250［16，17］;甘草甜素(glycyrrhizic，Gly)是甘草甜味的有效成分，甜度大约为蔗糖的80～300 倍，却不同于蔗糖，入口后稍经片刻才有甜味感，是一种非常有前景的纯天然甜味剂［9，18］，因其具有安全无毒、甜度高、热能低等特点，在食品、化妆品、药物等方面有广泛的应用前景［19］。

综上所述，本文选择木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素作为甜味剂进行复配试验，得出最佳配比的复合甜味剂。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑豆、白砂糖，漯河市售;净化水，试验室制备;木糖醇、甜菊糖苷、甘草甜素，郑州指南生物科技有限公司;阿斯巴甜，北京美多宝食品配料有限公司;以上均为食品级添加剂。

1.2 仪器与设备

JA5003 电子分析天平，上海精密科学仪器有限公司;H01-2A 磁力搅拌器，上海颖浦仪器仪表制造有限公司;JYZ-D520-JR 九阳料理机，山东济南九阳股份有限公司;JM60A1-1 胶体磨，温州市七星乳品设备厂。

1.3 方法

1.3.1 黑豆乳制取基本工艺流程［20］

黑豆→挑拣→称量→清洗→浸泡→磨浆→过滤→调配→均质→杀菌→冷却→黑豆乳

1.3.2 黑豆乳的制取

挑选无霉变、无虫害黑豆，称量后清洗干净，黑豆与水按料水比1∶3 用0.25%NaHCO3水溶液浸泡8～10h，采用干豆与水比为1∶8 用多功能料理机磨浆，采用4 层纱布过滤豆乳，弃去豆渣，得到黑豆乳［20］。

1.3.3 优化配比

在黑豆乳中分别加入一定体积的混合甜味剂溶液，搅拌均匀后在高压均质机中进行均质处理，均质条件为:均质压力18～20MPa、均质温度为:70～75℃。

1.3.4 相对甜度的测定

甜味剂的相对甜度值，目前普遍采用的仍是鉴评人员对高倍甜味剂稀释溶液进行品尝得到和标准浓度蔗糖溶液相等甜度时，经计算得出相对甜度值［21，22］。结合相关文献［23］及一些国标方法［24］，本研究选择的方法为:

对照样:10%蔗糖溶液;配制方法:称取10g 蔗糖溶液，加蒸馏水稀释至100mL。

系列浓度试验样品的配制:

配制方法:先称取样品1.0g 加蒸馏水稀释至100mL即成1.0%的样品溶液。分别量取1.0%样品溶液20、12.5、10.0、5.0、4.0、3.3、2.5mL 到100mL 容量瓶中，稀释至100 mL，其溶液浓度分别是0.2%、0.125%、0.1%、0.05%、0.04%、0.033%、0.025%。样品品尝比较:选择10 人组成评定小组对样品进行品尝，判断系列浓度样品中哪一个与10%蔗糖溶液的甜度相同或相近，从而计算出样品的甜度，公式如(1)式:

选择10 名无吸烟饮酒习惯并经过基本专业知识培训的鉴评人员，通过对各甜味剂进行鉴评测定和计算，获得各甜味剂的相对甜度(RS)。

1.3.5 复合甜味剂甜度口感评定方法

根据1.3.2 结果，将一定量的木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素按一定浓度添加到自制无糖黑豆乳饮料中，经搅拌溶解。每位鉴评人员品尝后，找出甜度与自制蔗糖含量为10%的黑豆乳饮料进行比较，得到一定浓度的各个甜味剂的用量。具体评分标准见表1。

1.3.6 均匀试验设计

根据GB 2760—2011［25］和相关资料研究［4-20］及成本考虑，将这4 种甜味剂按不同比例进行复配，由于阿斯巴甜、甘草甜素、甜菊糖苷为高倍甜味剂，添加量难以准确 称 量，结 合Canerron.A.T［23］和Cardello.H.M.A.B［27］的文献资料对甜味剂相对甜度的研究基础上加以改进。按照均匀设计表U9(94)进行试验，添加不同比例的甜味剂，由10 人分别品尝口感并打分。采用SPSS16.0 数据处理系统对试验数据进行分析处理，P ＜0.05 表示差异显著、P ＜0.01 表示极显著。

表1 黑豆乳饮料甜度感官评定标准

2 结果与分析

2.1 单一甜味剂相对甜度

通过1.3 方法，经品尝计算得出本试验所用甜味剂的相对甜度(RS)，具体结果见表2。

表2 相对甜度(RS)值

2.2 均匀试验设计分析与结果

将阿斯巴甜、甘草甜素、甜菊糖苷均配制成1.000g/L 的溶液，木糖醇因其相对甜度略小于蔗糖，为方便配制和计算，将木糖醇配制成0.5g/mL 的溶液，将每组复合甜味剂加入自制黑豆乳饮料中，并定容至100mL，进行感官评定，具体均匀试验设计和结果见表3。

表3 均匀试验设计及结果

从表3 中试验数据可见，第6 号试验的感官评分9.2 分为最大，第6 号试验对应的甜味剂为最佳组合，即木糖醇7mL、阿斯巴甜8mL、甜菊糖苷2mL、甘草甜素4mL。

以各因素为自变量，感官评分为因变量，从表3 的试验数据采用SPSS16.0 数据处理系统进行分析，得到回归关系的方差分析，见表4。

表4 回归关系的方差分析

由表4 可知，第一自由度f1=7，第二自由度f2=1，查表得F0.01(7，1)=5 928、F0.0，5(7，1)=237，故F0.01(7，1)＞F ＞F0.0，5(7，1)，回归关系显著，容易算得，回归方程的估计标准误Sy.1，2…=0.07，R2=0.999 926 。

进而经SPSS16.0 数据处理系统得到感官评分与木糖醇、阿斯巴甜、甜菊糖苷和甘草甜素的回归方程为(2)式:

由(2)式可以看出，感官评分Y 与木糖醇X1、阿斯巴甜X2、甜菊糖苷X3、甘草甜素X4均有关系，自变量X1前的系数为正数，显示X1(木糖醇)对复合饮料的感官分成正相关。因此，在试验范围内应取因素X1的最大水平。由回归方程可知，X1X2、X1X3、X2X3、X3X4有交互作用，其中X1X3、X2X3和X3X4之间有负交互作用，X1X2有正交互作用。根据回归方程分析，兼顾生产成本的考虑下，选择其最优组合为X1=10mL、X2=5mL、X3=1mL、X4=4mL，即木糖醇溶液、阿斯巴甜溶液、甜菊糖苷溶液、甘草甜素溶液分别为10、5、1、4mL，其体积比为10∶5∶1∶4。

按照均匀试验设计得出的最优组合，对甜味剂进行复配，加入自制黑豆乳饮料中与加入10%蔗糖的自制黑豆乳饮料进行感官评定，饮料甜度适中，感官评定得分9.7 分，高于直观分析法第6 号试验的感官评分9.2 分。

3 结论

无糖饮料以及低能量产品有着广阔的市场前景。本文以木糖醇、阿斯巴甜、甘草甜素和甜菊糖苷进行复配，对高倍甜味剂进行稀释处理后采用均匀设计试验，结合甜度感官评定，经回归分析后再次经验证性试验，以及制得产品与含蔗糖10%的自制饮料进行感官评价，研究获得复合甜味剂各溶液的最优体积比为木糖醇:阿斯巴甜:甜菊糖苷:甘草甜素为10∶5∶1∶4，即在自制黑豆乳饮料中加入木糖醇用量为5.0%、阿斯巴甜为0.005%、甜菊糖苷为0.001%、甘草甜素为0.004%。

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