罗汉果提取物在酸奶饮品中的应用

吕昌勇

(光明乳业股份有限公司 乳业研究院，乳业生物技术国家重点实验室 上海乳业生物工程技术研究中心，上海 200436)

罗汉果[Siraitiagrosvenorii(Swingle)C. Jeffrey]又名拉汗果、假苦瓜、罗晃子或光果木鳖等，是一年种多年收的葫芦科(Cucurbitaceae)植物[1]。罗汉果在我国具有300 多年的应用历史，果实在我国传统中药食同源，具有清热润肺、滑肠通便、促进肠胃运动及降血压血脂的功能[2-4]，我国于1996 年批准罗汉果为食品添加剂，可作为甜味剂应用于各类食品中。

高热量食品，特别是糖类物质含量过多的食物是导致肥胖、血压升高等的主要原因[5-6]，同时，肥胖也是影响我国国民健康的重要原因之一。饮品是糖添加量较高的一类食品[7-8]，尤其对于酸性产品，由于需要调整合适的酸甜比，糖的添加量一般要达到7%～10%，如果在不影响口味、口感的前提下减少糖的添加量，就需要使用一定量的高倍甜味剂代替糖。然而，人工合成甜味剂存在后苦、涩感及影响风味等不足之处[9]，加上人工合成甜味剂的生产过程需经历化学反应，在人们越来越重视环保和健康的今天，人工合成甜味剂逐渐被天然提取的甜味剂取代，而且趋势越来越明显。罗汉果提取物是一种天然甜味剂，具有一定的独特风味，在应用中会在一定程度上影响产品的风味，而且甜味剂的甜度往往随着其浓度变化而变化[10-11]。目前，对此类产品的研究、应用相对较少。酸奶饮品是以酸奶为基础，通过调整酸甜比搭配而成的一类酸甜可口的饮品，其对口感的影响因素较多，比如酸度、蛋白质含量、糖含量、甜味剂选择和稳定剂的选择等。

基于此目的，笔者对罗汉果提取物的甜度特征进行研究，并结合酸奶饮品的酸甜需求，对罗汉果在酸奶饮品中的应用进行初步研究。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜牛奶、蔗糖、罗汉果提取物，市购；菌种(YC-380)，科汉森(中国)有限公司；可溶性大豆多糖，味博食品有限公司；高脂果胶，丹尼斯克有限公司。

1.2 仪器

303A-2型电热恒温培养箱、恒温水浴锅，山东省龙口市电炉制造厂；IKARW20型高速搅拌机，德国IKA公司； pHS-25型数显pH计，上海理达仪器厂；APV1000型高压均质机，丹麦APV公司。

1.3 试验方法

1.3.1 罗汉果提取物相对甜度测定

结合文献[10-12]，甜味剂的甜度和浓度关系满足幂函数方程式(1)。

S=awn

(1)

式中：S为甜味强度；w为甜味剂的质量分数，%。

根据评定员评定，得到不同浓度下蔗糖和罗汉果提取物的甜度数据，分别计算可得蔗糖和罗汉果提取物的甜度幂方程，进而得到罗汉果提取物在不同等甜蔗糖浓度下的甜度倍数。

1.3.2 感官喜好排序结果处理

使用SPSS软件进行Friedman检验法对感官评定排序结果进行分析，得到各样品喜好程度的排序，并判定所有样品间在喜好度方面是否存在显著性整体差异，然后再对存在显著性整体差异的样品通过最小显著性差异值(LSD)进行多重比较和分组，确定各个样品间差异的显著性[10]。

1.3.3 发酵基料的制备

生牛乳(蛋白质2.9%，脂肪3.1%)经过95 ℃杀菌5 min，冷却至43 ℃添加菌种YC-380 (添加后总体系菌种密度106CFU/mL)，43 ℃恒温培养，pH达到4.4，破乳搅拌均匀，冷却至4～10 ℃备用[8]。

1.3.4 酸奶饮品的制备

蔗糖、稳定剂和甜味剂在75 ℃水溶解，高速搅拌20 min，冷却至20～30 ℃，添加发酵基料，通过发酵乳基料添加量调整目标蛋白质浓度，搅拌10～15 min，柠檬酸调酸到设计pH 4.0，45 ℃、20 MPa条件下均质，125 ℃、2～6 s灭菌，灌装待用。

由于本实验主要考虑罗汉果糖在酸奶饮品中的应用，为避免因为黏度较大等口感因素影响对口味的评判，因此选择较为清爽型的稳定体系。通过前期实验，使用大豆多糖和果胶质量比2∶ 1复配比例[7,13-14]的稳定剂复配方案，添加量0.4%，所得到的酸奶饮品口感清爽，无异味。因此，该方案作为本试验统一稳定剂方案。

1.3.5 罗汉果提取物代替蔗糖口感评定标准

酸奶饮品感官实验的检测标准参考《GB 7101—2015食品安全国家标准饮料》和《GB 16321—2003乳酸菌饮料卫生标准》，笔者根据其中所述感官关键点对样品进行口感和风味品评实验，感官检查项目为口感、风味和酸甜。酸奶饮品的感官评分标准如表1所示，参加本实验人数为30人，进行酸奶饮品的感官评定打分，喜好度分为优、良、一般、差。

表1 酸奶饮品感官评分标准

1.4 试验设计

1.4.1 罗汉果提取物的甜度评估

1)相对甜度的测定 采用周金燕等[10]的量值估计法进行试验。

以2.5%、5.0%、7.5%和10%的蔗糖水溶液作为参考样品，它们分别代表的甜味强度是2.5、5.0、7.5和10.0。选取9个不同浓度的蔗糖溶液(1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%和9.0%)和罗汉果提取物溶液(0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%和0.09%)，实验重复3次。

2)感官评定的样品及过程 参考周金燕等[10]的方法进行试验，略有改动，品尝样品温度选择25 ℃；感官评定小组由公司内部感官团队中选的30位评定员组成(17位女士和13位男士)，年龄20～35岁，所有评定员都经过筛选且定期培训。感官评定在光明乳业股份有限公司乳业研究院标准感官评定室进行。

1.4.2 酸奶饮品酸甜比的确定

考虑到酸奶饮品中蛋白质的等电点及稳定剂使用范围，酸奶饮品的pH通常为4.0左右，因此选择pH 4.0为试验酸度，调整不同比例的甜度，进行试验，确定最佳的酸甜比，如表2所示制作不同的酸甜比的样品，进行喜好度排序，样品编号为一系列随机但不相同的3位数字编码。

表2 不同酸甜比的酸奶饮品

1.4.3 罗汉果糖代替蔗糖比例

罗汉果的特殊风味强烈，在较高添加量时影响口感明显，因此，本实验以10%为梯度进行代替糖梯度试验，罗汉果甜度按照1.4.1节所得甜度曲线来相应计算，以口感、酸甜和风味3个参数为考量进行感官喜好度试验和打分，感官得分80分以上且80%以上的评测者觉得口感优良为标准，以此初步确定尚可接受的最大代糖比例。

2 结果与讨论

2.1 罗汉果提取物的相对甜度

通过感官评定一系列浓度的蔗糖溶液和罗汉果提取物溶液，得到蔗糖与罗汉果提取物在相应浓度下的甜度，结果见表3。根据表3结果拟合得到蔗糖和罗汉果提取物甜度与浓度间的拟合曲线，如图1所示，求得蔗糖的甜度幂方程是S=1.050 9w0.977 5，罗汉果提取物的甜度幂方程是S=44.702×w0.562 9，相关系数均大于0.99。

表3 蔗糖与罗汉果提取物的浓度和甜度

图1 蔗糖(a)和罗汉果提取物(b)的甜度-浓度关系Fig.1 Relationship between sweetness and concentration of sucrose and lo-han-kuo extract

根据蔗糖和罗汉果提取的甜度曲线，得到等甜蔗糖浓度、甜度倍数及其与对应的罗汉果提取物浓度间的关系，如图2所示。

图2 罗汉果提取物的浓度与其等甜度蔗糖浓度和 甜度倍数之间的关系Fig.2 Relationship between lo-han-kuo extract concentration and equi-sweet sucrose concentration and sweetness potency

由图2可知：当罗汉果提取物质量分数为0.005%，即等甜蔗糖质量分数为2.27%时，罗汉果提取物的甜度大约是蔗糖的453倍；而在罗汉果提取物浓度为0.035%，即等甜蔗糖质量分数为6.77%下，罗汉果提取物的甜度只有蔗糖的194倍左右；结合罗汉果提取物的甜度倍数曲线可以看出，随着罗汉果提取物浓度的提高，罗汉果提取物相对于蔗糖的甜度倍数是呈下降趋势，这与王程程等[11]的试验结果一致。当罗汉果提取物的质量分数大于0.06%时，罗汉果提取物的甜度倍数呈现平稳趋势。结果表明，罗汉果提取物的浓度越低，其甜度倍数越大，罗汉果提取物在低浓度时能比高浓度时更有效地发挥作用。而且，罗汉果提取物在低浓度时无明显不良风味，但随着浓度的增加，其不良风味也会随之增强，因此，在使用罗汉果提取物代替食品中的蔗糖时，应根据罗汉果提取物相对甜度与等甜蔗糖浓度间的关系确定合理添加量。

2.2 酸奶饮品酸甜比的确定

选择pH 4.0为酸奶饮品的目标酸度，调整不同比例的糖度，进行试验，得到的喜好度排名如表4所示。通过 Friedman 检验计算可知，表4结果的渐近显著性P≈0.000<0.001，4种溶液的喜好度存在显著差异。根据排序结果，不同溶液喜好度强度(由高到低)的顺序为C、B、D、A，表明C 的喜好度整体强度显著高于 B、D、A。进一步分组比较分析(LSD)，如表5所示。由表5可见：B和D之间没有显著差异，其余均有显著性差异。表明随着蔗糖含量的升高，喜好度先增加后减少；而甜度为10的时候，喜好度最高。因此，确定pH 4.0时最佳甜度为10。

表4 不同酸甜比的酸奶饮品评定结果

注：1为喜好度最高，4为喜好度差。

表5 不同样品间差异性的显著性分析

注：*表示显著性差异水平为0.05。

2.3 罗汉果糖代替蔗糖比例

根据1.4.3节所述的试验方案，蔗糖的甜度和罗汉果提取物的甜度按照2.1节所得的公式计算，总甜度为10，以10%为梯度进行蔗糖替代比例试验，制得酸奶饮品，进行感官实验，得到感官结果如表6所示。

表6 罗汉果提取物和蔗糖比例试验

由表6可以看出：罗汉果提取物在替代蔗糖方面有很好的应用前景和潜力，罗汉果提取物代替蔗糖的比例随着替代比例的提高，口感呈越来越差的趋势。在较低的替代比例时，罗汉果提取物的甜度较高，对口感影响较小，喜好度较高；而在较高的替代比例时，罗汉果提取物不自然的风味就体现出来。随着替代比例的提高，这种不自然的风味就越发明显，当替代比例达到50%时，感官得分80.9分左右，80%的评测人员认为口感优或良，笔者认为这是可以接受最大替换比例、口感较佳的临界点。在实际的应用中，可以根据实际目的选择合适的替代比例。如果想要对口感影响较小，只要适当减少糖的摄入，可以选择较低的替代比例；如果想要做无糖或者低糖的饮品，此时就需要牺牲口感，使用较高的替代比例。

甜味剂复配优化后会形成甜度协同、抵消不良风味、口感升级等优势，有研究表明，罗汉果皂苷提取物与甜蜜素合用时协同效应不明显，但可改善罗汉果皂苷的后苦味；与阿斯巴甜之间有一定的协同作用；与安赛蜜之间有明显的增效作用，而且甜味更接近蔗糖[3]。目前关于罗汉果提取物与其他天然甜味剂的复配研究和报道较少，天然甜味剂主要有甜菊糖、罗汉果提取物、新橙皮苷、甘草酸、糖醇类及甜味道蛋白等[15-16]，和其他人工甜味剂一样，过多添加后，会有苦涩味、金属味、味道不纯等表现[15]；甜味剂复配是改善甜味剂感官的常用方法，如杨远志等[17]指出，赤藓糖醇甜味纯正，甜度虽然不高但具有柔和清爽的特点，与其他甜味剂复配使用时，能有效改善风味，1%～3%的赤藓糖醇溶液即可掩盖甜菊糖的不良风味；豆康宁等[18]的研究表明，赤藓糖醇可以增加甘草酸铵的甜味感觉速度，减少甘草酸铵的甘草后余味。因此，下一步对罗汉果糖提取物复配其他天然高倍甜味剂以及糖醇的研究非常有必要，通过复配进一步减少糖的添加，降低生产成本，同时提高产品风味口感，从而产生更大的社会和经济效益。

3 结论

1)采用感官评定的方法，得到罗汉果提取物的相对甜度曲线，S=44.702w0.562 9，相关系数大于0.99，其甜度随着浓度增加而减少，在较低浓度下口感较为自然，较高浓度下不愉悦风味逐步体现。

2)采用喜好度排序，通过统计检验，蔗糖含量对酸奶饮品的口感影响显著，在pH 4.0、蛋白质含量1%的情况下，酸奶饮品最佳口感的甜度为10。

3)罗汉果提取在替代蔗糖方面有很好的应用前景，50%左右的替代比例，喜好度较高，感官得分80分以上，80%以上的人认为口感优或良，同时也可以根据实际需要选择合适的替代比例。