梁 瑩
(廣州市乾相生物科技有限公司,廣東廣州 510555)
隨著人們生活水平的逐步提高,大量攝入高能量食品,容易誘發高血壓、糖尿病等慢性非傳染性疾病。隨著研究不斷深入,科學家們發現膳食纖維在這些慢性疾病中的作用機制逐漸清晰[1-2],主要有促進結腸發酵作用、增加糞便量和降低通過時間、降低膽固醇和血糖等。
2010 年國際生命科學學會(ILSI) 對膳食纖維的定義是天然存在于食物中的可食用碳水化合物,不被人體小腸內源酶水解,由食物原料經物理、酶或者化學法獲得,對健康表現出有益生理作用的人造碳水化合物的聚合物。膳食纖維可分為兩類:①水溶性膳食纖維,如聚葡萄糖、抗性糊精、菊粉、植物膠體等;②不溶性膳食纖維,如纖維素、半纖維素、殼聚糖等[3]。不同纖維在食品中口感和功能有較大差異。果膠、魔芋膠等膠體具有良好的溶解性,形成黏稠液體,可以用于飲料或者醬料中提高黏度[4];燕麥纖維、大豆纖維等不溶性纖維較多應用于烘焙產品中,延緩面團的老化時間,改善產品的質構和增大體積[5]。
目前,富含膳食纖維的健康產品中的低糖趨勢越來越明顯,如固體飲料、烘焙產品中宣稱“無糖或低糖”的產品更受消費者的青睞。產品中一般會添加木糖醇、麥芽糖醇、赤蘚糖醇等糖醇,既能給產品提供適度的甜感,又可以避免血糖升高的問題,可減少食用者熱量的攝入。由于其不被胃酶分解,直接進入腸道,每天的攝入量應控制在30 g 以內,避免產生腹脹、腹瀉癥狀[6]。同時,攪打稀奶油在烘焙產品和冷飲中的使用呈現明顯的上升趨勢[7]。
研究旨在開發一款高纖低糖型復合甜味劑,應用于攪打稀奶油中,用于增加膳食纖維含量和提升奶油的口感與穩定性。通過選擇3 種常用的水溶性膳食纖維、3 種常用的糖醇和3 種常用的乳化劑進行多方面的對比研究,用物性測定儀和感官測評進行評價,確定應用于攪打奶油中口感良好和穩定的配方。
稀奶油,安佳乳業公司提供;粉狀聚葡萄糖,泰萊公司提供;抗性糊精、麥芽糖醇,羅蓋特公司提供;菊粉,BENEO 公司提供;木糖醇,山東福田公司提供;赤蘚糖醇,態創生物公司提供;辛烯基琥珀酸淀粉鈉,宜瑞安公司提供;酪蛋白酸鈉,華龍乳制品公司提供;蔗糖脂肪酸酯S-1170,三菱公司提供。
電子天平,梅特勒- 托利多公司產品;TA.TA物性測定儀,英國Stable Micro System 公司產品;奶油打發機,Kithchen-Aid 公司產品。
將未打發的奶油放在2~7 ℃冷藏柜內24~48 h以上,保證其完全解凍,輕輕搖勻奶油后倒入奶油打發機的攪拌缸中,溫度維持在2~7 ℃;以低速攪拌30 s,轉中速打發至奶油表面光澤消失,狀態變稠,有軟峰出現;低速攪拌30 s,消除過多的氣泡使奶油更細膩, 將奶油裝入紙杯中,置于4 ℃條件下冷藏觀察。
將打發奶油置于4 ℃冷藏24 h 后,用裱花袋裝好,擠到測定的容器中,排除空氣后置于物性測定儀的探頭下,用“反擠壓法”測定奶油的硬度和糊口度。
TX.TA 物性測定儀的奶油質構圖見圖1。
圖1 TX.TA 物性測定儀的奶油質構圖
選9 個測評員對打發后奶油的甜度、糊口度、光滑度和整體風味進行評價。
感官評定標準見表1。
表1 感官評定標準
選擇了口感良好、易于溶解的聚葡萄糖,抗性糊精和菊粉進行稀奶油攪打試驗,通過測定打發后奶油硬度和糊口度進行單因素試驗分析。在GB 28050—2011《預包裝食品營養標簽通則》中,如果產品宣稱高纖,需要滿足≥6 g/100 g 固體或者≥3 g/100 mL液體。在該用量建議的前提下,每種膳食纖維選擇了2%,3%,4%的添加量來進行試驗。
不同膳食纖維及添加量對攪打稀奶油的影響測試見表2,不同膳食纖維及添加量對奶油硬度的影響見圖2。
表2 不同膳食纖維及添加量對攪打稀奶油的影響測試
圖2 不同膳食纖維及添加量對奶油硬度的影響
通過物性測定儀測定打發好在4 ℃冷藏24 h 后奶油的硬度可以發現,隨著膳食纖維添加量上升,奶油硬度上升,挺立度更好,在室溫下存放的穩定性也越好。添加膳食纖維后,奶油硬度的排序為菊粉>聚葡萄糖>抗性糊精。
不同膳食纖維及添加量對奶油糊口度的影響見圖3。
圖3 不同膳食纖維及添加量對奶油糊口度的影響
通過物性測定儀來測定打發后奶油的糊口度,聚葡萄糖奶油的糊口度隨著添加量增加而輕微下降;抗性糊精的奶油糊口度上升,而菊粉的奶油糊口度隨著添加量增加而大幅上漲,在感官上表現為產品的糊口度變高。因為菊粉的黏度較高,打發過程中空氣難于進入奶油液中,奶油的膨脹率不足導致的。奶油糊口度的優劣排序為聚葡萄糖>抗性糊精>菊粉。
根據以上數據和初步品嘗結果,認定打發后奶油硬度在280~380 g/cm2為佳,該范圍內奶油的穩定性和糊口度較好。下一步,將選取聚葡萄糖作為膳食纖維來源進行優化正交試驗。
選擇了粉末麥芽糖醇、木糖醇和赤蘚糖醇進行稀奶油攪打試驗,初步添加量為3%,5%,7%,通過測定打發后奶油的硬度和糊口度進行單因素試驗分析。
不同糖醇及添加量對攪打稀奶油的影響測試見表3,不同糖醇及添加量對奶油硬度的影響見圖4。
表3 不同糖醇及添加量對攪打稀奶油的影響測試
圖4 不同糖醇及添加量對奶油硬度的影響
通過物性測定儀測定打發好在4 ℃冷藏24 h 后奶油的硬度可發現,隨著糖醇添加量上升,奶油硬度先上升后下降,5%添加量的奶油挺立度最好。主要原因是添加量過高,打發過程中顆粒不能及時溶解,導致對奶油體系有破壞作用。添加糖醇打發后的奶油硬度的排序為赤蘚糖醇>麥芽糖醇>木糖醇。
不同糖醇及添加量對奶油糊口性的影響見圖5。
圖5 不同糖醇及添加量對奶油糊口度的影響
通過物性測定儀來測定打發后奶油的糊口度,添加糖醇的奶油糊口度隨著添加量增加而輕微增加,糊口度在77~82 分良好,口感飽滿。奶油糊口度的優劣排序為赤蘚糖醇>木糖醇>麥芽糖醇。
根據以上數據和初步品嘗結果,認定打發后奶油適當添加糖醇可以提高奶油甜度和穩定性。下一步,將選取粉末赤蘚糖醇作為甜味來源進行優化正交試驗。
選擇了酪蛋白酸鈉、辛烯基琥珀酸淀粉鈉和蔗糖脂肪酸酯進行稀奶油攪打試驗,初步添加量為0.1%,0.2%,0.3%,通過測定打發后的奶油硬度和糊口度進行單因素試驗分析。
不同乳化劑及添加量對攪打稀奶油的影響測試見表4,不同乳化劑及添加量對奶油硬度的影響見圖6。
表4 不同乳化劑及添加量對攪打稀奶油的影響測試
圖6 不同乳化劑及添加量對奶油硬度的影響
通過物性測定儀測定打發好在4 ℃冷藏24 h 后奶油的硬度可發現,隨著乳化劑添加量上升,奶油硬度先上升后下降。主要原因是適當的乳化劑可以延緩奶油中脂肪的結晶速度[8],使得油脂更好地附著在連續相上,裹住更多的空氣而形成堅固的體系。添加乳化劑的奶油硬度的排序為酪蛋白酸鈉>辛烯基琥珀酸淀粉鈉>蔗糖酯脂肪酸。
不同乳化劑及添加量對奶油糊口度的影響見圖7。
圖7 不同乳化劑及添加量對奶油糊口度的影響
通過物性測定儀來測定打發后奶油的糊口度,添加乳化劑的奶油糊口度隨著添加量增加而輕微增加。奶油糊口度的優劣排序為辛烯基琥珀酸淀粉鈉>酪蛋白酸鈉>蔗糖脂肪酸酯。
根據以上試驗數據和初步品嘗結果,認定奶油適當添加乳化劑可提高奶油口感和穩定性。下一步,將選取酪蛋白酸鈉作為乳化劑進行優化正交試驗。
在單因素試驗基礎上,以物性測定儀測定的硬度值和感官測評結果為評價指標,以聚葡萄糖添加量(A)、赤蘚糖醇添加量(B)、酪蛋白酸鈉添加量(C) 為3 個因素,進行三因素三水平正交試驗。
復合甜味劑在攪打奶油中的優化正交試驗因素與水平設計見表5,復合甜味劑在攪打奶油中的優化正交試驗結果和分析見表6。
表5 復合甜味劑在攪打奶油中的優化正交試驗因素與水平設計/%
表6 復合甜味劑在攪打奶油中的優化正交試驗結果和分析
由表6 可知,以硬度和感官測評的評分為評價指標時,影響攪打稀奶油品質的主次順序皆為聚葡萄糖添加量(A) >酪蛋白酸鈉添加量(C) >赤蘚糖醇添加量(B)。聚葡萄糖添加量對產品品質影響最大,而隨著聚葡萄糖添加量的提高,打發的奶油冷藏后硬度和穩定性有所改善;通過感官測評結果發現:膳食纖維用量提高后其甜度稍上升,但是光滑度有所下降。酪蛋白酸鈉添加量對奶油品質有影響,隨著添加量的提高,稀奶油的打發時間會稍微延長,奶油冷藏后硬度和穩定性先上升后下降;奶油質構由適中變為偏軟,整體口感隨著添加量增加先提升后下降。隨著赤蘚糖醇添加量的提高,奶油在冷藏后硬度和穩定性更好,口感也更柔滑,甜味適中,奶味協調。根據極差分析,可看到3 個因素的最優組為A1B2C2,即聚葡萄糖添加量3.0%,赤蘚糖醇5.0%添加量,酪蛋白酸鈉添加量0.15%。
通過單因素試驗和正交試驗,開發出一種高纖低糖型復合甜味劑用于攪打稀奶油。添加3.0%聚葡萄糖,5.0%赤蘚糖醇和0.15%酪蛋白酸鈉可延緩稀奶油的打發時間,提高稀奶油的充氣程度和硬度。經過物性測定儀測定,打發后的稀奶油的硬度為350 g/cm2,穩定性良好;同時,經過感官測評,其甜度、糊口度、光滑度和整體風味良好,整體評分為87.6 分。