低热量巧克力制品的研究进展

唐海珊，李治章，肖新生(湖南科技学院 化学与生物工程学院，湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室，湖南 永州 425199)

应用研究

低热量巧克力制品的研究进展

唐海珊，李治章，肖新生
(湖南科技学院 化学与生物工程学院，湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室，湖南 永州 425199)

从低可可脂用量巧克力的制备、低热量可可脂替代物的开发和低热量甜味剂替代蔗糖的研究3个方面论述了低热量巧克力制品的研究进展。主要涉及了结构化甘油三酯、功能性甘油二酯和碳水化合物基脂肪替代品等可可脂的低热量替代物的性质及其应用于巧克力制品中对流变性能、工艺特性等的影响，以期为低热量巧克力的研究与生产提供参考。

低热量巧克力；低热量可可脂替代物；无糖巧克力

巧克力风味独特,且具有调节心情、舒缓压力等功效，因此深受消费者喜爱。巧克力通常含有大量的脂肪(约40 g/100 g)以及碳水化合物(约52 g/100 g)，热量值高达23.7 kJ/g。而过多摄入高热量值的巧克力有引发肥胖、高血脂、脂肪肝、脑血栓等一系列疾病的风险。因此，开发低脂、低糖、低热量的巧克力产品受到研究者的广泛关注[1-2]。

由于脂类和碳水化合物是巧克力制品的主要成分，两者占巧克力制品质量的90%以上，是巧克力制品的主要热量来源。因此，设法减少二者在巧克力制品中的用量或者采用低热量的脂类和碳水化合物是目前研究的主要方向。本文主要从低可可脂用量巧克力的制备工艺的开发、低热量可可脂替代物的开发和低热量甜味剂替代蔗糖的研究3个方面来论述低热量巧克力制品研究的进展。

1 低可可脂用量巧克力的制备

巧克力配方中，可可脂等脂类的热量值约为37.6 kJ/g，而蔗糖等碳水化合物的热量值约为16.7 kJ/g。因此，减少配方中可可脂的用量，增加蔗糖等碳水化合物的用量可以降低巧克力的热量。杨恒等[3]通过添加0.021%甜味抑制剂三萜烯糖苷类化合物增加蔗糖用量至55.2%，降低可可脂用量为30.55%。添加甜味抑制剂后的巧克力甜度和热量都相应地降低，但熔点范围和普通巧克力一样，巧克力的综合感官评分良好。

蛋白质的热量值约为16.7 kJ/g,也远低于可可脂的热量值，因此采用增加蛋白质含量来替代部分可可脂既能增加巧克力制品的营养价值，又能降低其热量值。白厚增等[4]公开了一种低脂低糖高蛋白巧克力制品的制备方法。对现有巧克力制品组分进行调整，按蛋白粉2～25份、膳食纤维1～6份、胶原蛋白1～6份、可可粉1～5份、大豆分离蛋白粒5～25 份、巧克力48～88份组合，得到一种高蛋白、低脂肪、低糖分、无霜的巧克力制品。

而通过添加果汁等低热量的组分来降低可可脂用量也是降低巧克力制品热量的一种方法。Skelhon等[5]将柳橙、蔓越莓果汁滴入牛奶巧克力、黑巧克力及白巧克中，随后对实验样品中脂肪的晶体结构及相关物性进行研究。结果表明，果汁的加入不会破坏脂肪的晶体结构，加入果汁的巧克力仍能保持较好的光滑度、硬度及口感。研究表明，采用果汁替代脂肪成分，可使脂肪的含量降低50%。

巧克力中高的可可脂含量除了口感的需要外，在生产工艺上也具有重要的作用。脂相是巧克力中唯一的连续相，工业生产中油脂含量过低会导致巧克力混合物黏性过大而堵塞生产线。这是低脂巧克力工业化的一大技术性壁垒。因此，开发新型的巧克力制备工艺以降低可可脂的用量也吸引了研究者的兴趣。Tao等[2,6]发现，沿着液态巧克力的流向施加一个电场能使固体可可颗粒由具有旋转对称性的粒状结构聚集成以微米计的长球体。微观粒子聚集形态的改变降低了液态巧克力的黏度，从而有效地减少了维持管线内正常质地与流动所需脂肪的含量。研究表明，施加一个1 600 V/cm的电场可使1个玛氏巧克力样本的黏性减少43.5%，脂肪含量可减少10%以上。感官实验证明，运用电流变学技术制备的低脂巧克力口感为人们所接受。

2 低热量可可脂替代物的开发

巧克力中主要的脂类为可可脂，而可可脂的主要成分为甘油三酯。如前所述，常见的甘油三酯的热量值很高。目前，关于低热量可可脂替代物的研究主要围绕低热量的结构化甘油三酯、甘油二酯和碳水化合物这3大类。

2.1 结构化甘油三酯

结构化甘油三酯(SLs)是指含有不同脂肪酸链长的三酸甘油酯，包括短链脂肪酸(含1～6个碳)、中链脂肪酸(含6～12个碳)和长链脂肪酸(含14～24个碳)酯化的甘油酯，是通过酯化或酯交换形成的一种甘油酯。一些结构化甘油三酯不仅具有低热量的特性，还具有特殊的生理活性，如具有增强人体免疫力、防止血栓、降低体内胆固醇含量、提高体内氮的代谢平衡和减少组织器官癌变等生理功能[7-8]，因此受到了研究者的热捧。

2.1.1 长、短链三酰甘油酯Salatrim

Salatrim属于三酰甘油酯家族中的一员，其主要结构是至少含有1个短链脂肪酸和1个长链脂肪酸随机地连接在甘油1,3位羟基上。Salatrim的热量只有普通油脂热量的55%左右，可以在许多食品中应用，如巧克力涂层、乳制品等。第一代Salatrim产品“Benefat”就是用在糖果中替代可可脂。Benefat系列中，短链脂肪酸容易被水解和吸收，热量比长链脂肪酸低38%～63%。其制备方法为大豆油、菜籽油等与食用短链脂肪酸进行酯酸交换，生成丙三醇短链脂肪酸酯后，再与硬脂酸甲酯进行酯酯交换而得到[9]。宋志华等[10]以三丁酸甘油酯和硬脂酸甲酯为原料进行酶促酯交换合成了短长碳链低热结构甘三酯(LCSL)，测定了其相关性能。发现其固体脂肪曲线(SFC)与市售天然可可脂(CB)、非月桂酸类代可可脂(CBR)、月桂酸类代可可脂(CBS)以及类可可脂(CBE)产品曲线相似。并发现LCSL与市售产品在低温下的相容性较好，其中与CBS的相容性最好，温度低于20℃时LCSL与CBS可任何比例相容；LCSL适合完全取代CB用于生产糖果或巧克力制品，且在配方中需控制CB含量低于5%。

以天然可可脂、辛酸及山嵛酸为原料，吴炜亮[11]采用固定化脂肪酶酶促酯交换反应制备了低能量的可可脂。酯交换率可达到(28.12±2.54)%。得到的低热量可可脂的熔点为(36.83±0.55)℃。选用动物成长法对制备的低热量可可脂进行了能量测定，其热量值为19.65 kJ/g，约为天然可可脂的69%。长碳链脂肪酸具有较低的吸收率和有限的生物利用率，尤其当长碳链脂肪酸处于甘油三酯的Sn-1或Sn-3位。而山嵛酸归因于其碳链的长度(二十二碳)，与其他脂肪酸相比也具有低吸收率和低生物利用率的特点。与棕榈酸95%～98%的吸收率相比，山嵛酸大约只有30%的吸收率。

丙酮酸是糖酵解途径的终产物，可以抵抗细胞氧化损害、抑制体脂的增加、增强运动耐力等。考虑到丙酮酸的功能性优势，巩凡[12]以丙酮酸和单月桂酸甘油酯为原料、对甲苯磺酸为催化剂合成了丙酮酰基月桂酰基结构脂，并发现其可作为可可脂替代品。

2.1.2 短、中、长链三酰甘油酯Caprenin

Caprenin[13](辛酸癸酸二十二碳酸甘油酯)，由Procter amp; Gamble公司制造。由于人体仅能部分吸收二十二碳酸，而辛酸、癸酸与长链脂肪酸相比却更容易吸收，该酯的热量值相对较低，仅为 21 kJ/g。与可可脂的功能类似，Caprenin适合用于软质糖果和甜的包裹料中；在巧克力中，Caprenin与葡聚糖配合使用，可有效降低热量，减少脂肪的用量。

2.1.3 中、长链三酰甘油酯

杨修斌[7]以茶油、硬脂酸、棕榈酸、癸酸和山嵛酸为底物，经Lipozyme TL IM固定化脂肪酶催化进行酯交换反应，并利用溶剂萃取法脱除产物中的游离脂肪酸，得到酸值、碘值、皂化值、水分及挥发物的含量、熔点均与可可脂相似的新型低热量类可可脂。依据脂肪代谢理论，在茶油中引入了属于中碳链脂肪酸的癸酸和属于长碳链脂肪酸的山嵛酸，故制备的茶油类可可脂与可可脂相比具有更低的热量。但该新型类可可脂油酸含量多于可可脂，氧化稳定性较差。

同样在固定化脂肪酶Lipozyme TL IM的催化下，谭志强[14]研究了以乌桕脂、硬脂酸、山嵛酸为原料，进行酶促酯交换制备低热量乌桕类可可脂(L-CTCBE)的工艺，并对产品特性进行了分析。比较了L-CTCBE和天然可可脂的基本理化性质、脂肪酸和甘三酯组成，发现在酸值、碘值、过氧化值、皂化值、水分及挥发物含量上二者无明显差别，二者在油酸、硬脂酸、棕榈酸的含量上相似度也极高，但L-CTCBE的山嵛酸含量达到9.41%，使得L-CTCBE 有较低的热量值。

2.2 甘油二酯

甘油二酯作为油脂在体内消化的中间产物，食用安全。人体摄入甘油三酯和甘油二酯后，两者的代谢方式不同，甘油二酯(尤其是1,3-甘油二酯)往往具有更少的热量，且很少转化成脂肪在体内堆积，具有降低内脏脂肪、抑制体重增加、降低血液中中性脂肪量的作用，可用于预防与治疗高脂血症及与高脂血症密切相关的心脑血管疾病等。目前，甘油二酯在低热量健康油脂产品开发方面已有诸多的研究，日本花王公司率先开发出世界上第一种主要成分为甘油二酯的可防止体内脂肪积累的烹调油Econa[15]。

孟祥河[16]研究了膳食甘油二酯对大鼠的降脂减肥作用，观察到膳食甘油二酯能够降低乳糜微粒甘油三酯、极低密度脂蛋白甘油三酯水平及血脂水平，可提高β氧化作用的关键酶——肉碱酰基转移酶的活性、降低脂肪合成代谢中甘油二酯酰基转移酶的活性。并指出可利用甘油二酯生产具有减肥作用的功能低热量的巧克力食品。

为了探究可可脂二酰基甘油(CB DAG)对饱和巧克力中的脂肪起霜的影响，Clercq等[17]设置不同比例的CB DAG(1.25%、2.5%、5%、7.5%、12.5%、25%)取代甘油三酯的复合巧克力样品，与零CB DAG取代的饱和巧克力进行对比。通过DSC分析发现，CB DAG添加量低于7.5%的样品的熔融行为与饱和巧克力相比没有显著变化。CB DAG添加量高于7.5%时，甘油三酯的高熔点使得样品DSC曲线在更高的温度有第二个峰出现。该峰可能导致在品尝时蜡状口感。

2.3 碳水化合物

一些碳水化合物具有与可可脂类似的口感和工艺性能，但是其糖苷键不能被人体的消化酶所水解，因此是一种低热量的天然油脂替代物。其主要包括蔗糖聚酯、葡聚糖和麦芽糊精等。蔗糖聚酯为取代度在5以上的蔗糖脂肪酸酯，是一种零脂肪和零热量的天然油脂替代物。蔗糖聚酯用于食品，既可保证食品的风味和质量，又能减少人体摄入过多热量和脂肪。2010年11月，经卫生部审查，批准蔗糖聚酯为新资源食品，作为食用油及脂肪的替代品。梁军等[18]研究了蔗糖聚酯部分替代普通油脂对夹心巧克力产品黏度、抗热性、抗起霜和感官评价等的影响，结果表明蔗糖聚酯可部分替代普通油脂应用于夹心巧克力产品中，且具有抗热性更好、抗起霜能力更佳等特点。

王利宾[19]通过相转移法以大豆油、菜籽油、棕榈油为原料合成了蔗糖聚酯。对这3种原料油以及合成的蔗糖聚酯的理化性质进行了比较。得出结论：大豆油蔗糖聚酯可以作为煎炸用油，菜籽油蔗糖聚酯可以胶囊化后开发成减肥品，而棕榈油蔗糖聚酯常温下为固态可以替代低热量巧克力食品中的可可脂。

麦芽糊精、膳食纤维和β-葡聚糖也是常见的基于碳水化合物的脂肪替代品[20-21]。Dean等[22]从花生皮中提取了抗氧化性物质，经麦芽糊精包封后，干燥得到生物活性粉末，该粉末可以增加牛奶巧克力的抗氧化性。Rezende等[23]研究了菊粉、β-葡聚糖浓缩物、可可脂3种成分组合对巧克力质地、感官接受性的影响。发现用可可脂代替菊粉或β-葡聚糖浓缩物会降低巧克力的硬度。用菊粉代替100 g 对照制剂中的10 g可可脂，能仍然保持良好的感官接受性，而用β-葡聚糖做相同取代得到的巧克力口感不佳。

3 低热量甜味剂替代蔗糖的研究

用低热量甜味剂取代巧克力中的蔗糖来制备低糖或无糖巧克力，是低热量巧克力研发的热点[24]。目前，常用的低热量巧克力中的蔗糖替代品主要有麦芽糖醇等糖醇类、三氯蔗糖等高倍甜味剂类以及菊糖等其他类别。

3.1 糖醇类

糖醇类甜味剂具有低甜度、低热量、口感好、营养型、高安全性等特点，是取代蔗糖的重要类别。将糖醇类甜味剂应用在巧克力中的研究较为广泛。

麦芽糖醇甜度为蔗糖的85%～95%，不易被人体吸收，感官及工艺特性与蔗糖相似[25]，在可可制品、巧克力和巧克力制品(包括类巧克力和代巧克力)中的使用已得到卫生部的批准。用麦芽糖醇代替蔗糖，可大大降低巧克力的热量。贾呈祥等[1]指出在用麦芽糖醇制备巧克力的过程中，操作温度不应超过46℃，温度过高时，会使黏度增加，影响产品品质。Konar[26]研究了不同的甜味剂(麦芽糖醇和异麦芽酮糖醇)对含有9%菊糖的牛奶巧克力的亮度、色泽等物理性能和流变性能的影响，指出麦芽糖醇是含有菊糖的牛奶巧克力中更合适的细糖替代品。

赤藓糖醇甜味清凉纯正，无异味，甜度为蔗糖甜度的70%，吸湿性较弱，适合用于压片或是粉剂。赤藓糖醇用于巧克力中可降低热量约30%，在雀巢瘦牛系列巧克力糖果中已有商业化应用[27]。

L-阿拉伯糖是一种新型的低热量功能型甜味剂，味道与蔗糖非常相似，且对蔗糖吸收有抑制作用。苏会波等[28]指出在普通蔗糖中添加2%的L-阿拉伯糖，就可以抑制50%蔗糖的吸收，同时抑制血糖的升高。目前Unitika、三和淀粉、唐和唐、唐传、保龄宝等公司已将L-阿拉伯糖添加到糖果、巧克力、面包等食品中[28]。邱泼等[29]采用两次研磨法制作了L-阿拉伯糖巧克力，发现L-阿拉伯糖添加量占蔗糖的5.5%时，巧克力具有最佳的口感和风味。

除上述外，异麦芽酮糖、甘露糖醇、木糖醇、果糖和山梨糖醇，也可以替代蔗糖用于巧克力制品中[1，30]。

将糖醇与菊糖、聚葡萄糖或聚糊精等配合替代蔗糖，是改善巧克力口感与工艺性的有效途径。屠用利[31]将糖醇、菊糖、聚葡萄糖以不同配比替代蔗糖制作巧克力，并对其进行感官分析。最终得出75%糖醇(麦芽糖醇、乳糖醇、赤鲜糖醇、异麦芽糖醇)和25%菊糖或聚葡萄糖组合替代蔗糖添加于巧克力时，产品的感官评分较高。菲利浦·M·奥林格等[32]公开了一种用于食用巧克力中的高甜度组合物的配方：含10%～90%的麦芽糖醇，9%～89%的乳糖醇和1%～30%的聚糊精。指出该组合物能为巧克力提供非常高的甜度，并可明显降低血糖指数和热量，其味道特征、质地和口感也很接近于传统的巧克力产品。

3.2 高倍甜味剂类

高倍甜味剂通常具有无能量、甜度高(蔗糖的10倍以上)、甜味纯正、高度安全等特点。三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜叶菊苷和纽甜等可适用于饮食目的的巧克力制剂中[33]。

Morais等[34]通过时间-强度分析法对添加有不同的高强度甜味剂的巧克力乳制品甜点的味道感觉进行了研究。研究显示同时具有蔗糖、三氯蔗糖和阿斯巴甜的样品具有更高的巧克力风味强度。三氯蔗糖和阿斯巴甜提供了更接近用蔗糖增甜样品的时间-强度曲线。Palazzo等[35]将聚葡萄糖与赤藓糖醇分别与三氯蔗糖、甜叶菊提取物、纽甜配比代替蔗糖添加于巧克力，经分析，添加0.075%三氯蔗糖样品的时间-强度曲线与添加蔗糖的最为相似。Morais等[36]用三氯蔗糖和甜叶菊甙A以及枸杞果酱制备了具有抗氧化性的白巧克力。指出三氯蔗糖和甜叶菊甙A都可替代蔗糖用于制备益生元白巧克力。然而，在含有枸杞成分的益生元白巧克力中，三氯蔗糖是更好的蔗糖替代品。

Azevedo等[37]研究了不同甜叶菊甙A含量(60%，80%和97%)的甜叶菊对加有菊糖的苦甜味巧克力性能的影响。结果表明，甜叶菊甙A的含量不干扰甜味剂的甜味强度。每种甜叶菊的测试含量(0.16%，0.22%，0.27%)对于甜味强度等也没有显著影响。测试的最低甜叶菊含量(0.16%)足以达到产品的理想甜味。

3.3 其 他

菊糖和聚葡萄糖可替代蔗糖用于巧克力制品中[38]，其取代蔗糖后对巧克力流变性能、微观结构和物理特性的影响受到了人们的关注。

Konar等[39]指出聚葡萄糖的添加对牛奶巧克力的颜色、硬度和吸湿性有利，但会使巧克力的流变性能发生较大的变化。可通过在精炼过程中采用较低的粒度和延长精炼时间，降低流变性能变化的幅度。Afoakwa[40]发现调节菊糖和聚葡萄糖的不同组合可改善无糖巧克力的流变性质。Aidoo等[41]的实验结果表明，增加菊糖的添加量，同时降低聚葡萄糖的添加量，体系的卡森黏度增加，屈服应力减小；添加菊糖和聚葡萄糖使巧克力颜色变暗，硬度增加。最终得出结论，菊糖与聚葡萄糖在巧克力替代蔗糖的最佳配比是1∶3。

4 结束语

我国近年对低热量巧克力的研究主要集中在新型低热量可可脂替代物的开发上；国外研究者则对巧克力的低糖化关注较多，在探索不同蔗糖取代物的最佳配方、甜味配剂对低糖巧克力体系结晶性、抗起霜性、抗热性能等物理性能及味觉、口感等食用性能的评价和生产工艺的稳定性方面做了大量的工作。开发功能性、营养性、更健康的低热量巧克力和将低热量巧克力的生产进行工业标准化是未来的发展趋势。对低热量巧克力的研究和开发符合社会的发展和人类追求健康的潮流，相信随着巧克力行业的发展和更多研究的展开，其开发在食品领域将会越来越受到重视。

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Progressinlowcaloriechocolateproducts

TANG Haishan，LI Zhizhang，XIAO Xinsheng
(Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Advantage Plants Resources in South Hunan，Department of Chemistry and Biological Engineering，Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou 425199, Hunan, China)

The progress in low calorie chocolate products was discussed from three aspects: preparation of chocolate with low cocoa butter content, dovelopment of low calorie cocoa butter substitutes and low calorie sweeteners instead of sucrose. The properties of some low calorie cocoa butter substitutes, such as structured triglycerides, functional diacylglycerides and carbohydrate based fat substitutes, and their effects on the rheological property and process characteristics of chocolate products were introduced, in order to provide some references to the research and production of low calorie chocolate.

low calorie chocolate; low calorie cocoa butter substitute; sugar free chocolate

2017-02-25；

2017-06-19

湖南省高校产业化培育项目(13CY029)；湖南省高校科技创新团队项目(湘教通2012318号)

唐海珊(1992)，女，助教，硕士研究生，研究方向为油脂化学与工艺学(E-mail)453715679@qq.com。

肖新生，副教授(E-mail)58022849@qq.com。

TS274;TS246.5

A

1003-7969(2017)10-0149-06