甜菊糖代替高热量蔗糖的甜味功能研究

周金燕 夏文水 何 洁 刘 婷

（1.江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；2.嘉吉投资（中国）有限公司，上海 200002）

甜菊糖代替高热量蔗糖的甜味功能研究

周金燕1夏文水1何 洁2刘 婷2

（1.江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；2.嘉吉投资（中国）有限公司，上海 200002）

通过感官评定的方法研究甜菊糖的甜味特性及其在冰红茶饮料中取代蔗糖的应用效果。采用量值估计法对甜菊糖的相对甜度进行测定，得到不同等甜蔗糖浓度下甜菊糖的甜度倍数；采用喜好排序法对用甜菊糖替代蔗糖的冰红茶进行感官评定，结果显示，在不影响感官品质的情况下，0.462g／L的甜菊糖可以取代冰红茶饮料中60g／L的蔗糖，热量降低了67%，且与市售冰红茶饮料在感官喜好性方面并无显著性差别。

甜菊糖；感官评定；冰红茶

甜菊糖是一种天然的非营养型高倍甜味剂，从原产南美洲的巴拉圭东北部的菊科小灌木植物甜叶菊（stevia rebaudiana bertoni）的叶子中提取而得，是一种低热值的糖苷，其甜度是蔗糖的200～300倍，而热量仅为蔗糖的1／250左右［1］。甜菊糖在体内不参与代谢，不蓄积，无毒性作用，其安全性已得到国际FAO和WHO等组织的认可，同时，甜菊糖具有预防龋齿、肥胖症和糖尿病的功能［2］。中国卫生部自1985年和1990年分别批准甜菊糖为不限量使用的天然甜味剂和医药用甜味剂辅料。

甜菊糖的实际应用、稳定性以及与其他食品成分的相互作用越来越受到关注。甜菊糖苷具有良好的耐热性，见光不易分解，在95℃下加热处理2h甜度不变，即使加热8h甜度降低也很少；甜菊糖在100℃下热处理l h也无变化，在pH为3～9时保持稳定［3］。另外甜菊糖用于软饮料和碳酸饮料中时，也具有很好的稳定性［4，5］。

随着人们追求健康的意识不断加强，高倍甜味剂越来越多地被应用于取代饮料中的蔗糖。为了不引起产品感官品质的显著变化，理解各种甜味剂的相对甜度与等甜蔗糖浓度间的关系就显得很重要。而各种甜味剂本身的感官特性又各不相同，根据选用的甜味剂种类的不同，低热量饮料需重新配方，并对其口感可接受性进行评价。现在市面上有许多低糖绿茶和茉莉花茶等茶饮料，而大部分冰红茶的蔗糖含量接近10%，不符合人们对低糖低热量健康食品的追求。本试验拟通过感官评定的方法研究甜菊糖的甜味特性及其在冰红茶饮料中的应用效果，旨在通过替代蔗糖降低冰红茶饮料热量的同时，不对其感官品质产生不良影响。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

速溶红茶粉：易晓食品（衢州）有限公司；

甜菊糖（Rebaudioside A 45.0%）、茶香精、柠檬青柠香精、蜂蜜香精：嘉吉投资（中国）有限公司；

白砂糖：一级，市售；

柠檬酸，柠檬酸钠：AR，国药集团化学试剂有限公司；

冰红茶饮料：市售。

阿贝折射仪：WZ51型，上海光学仪器厂；

pH计：EL20型实验室pH计，梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司；

恒温水浴锅：H.H.S11－2B，上海医疗器械五厂。

1.2 甜菊糖甜度测定方法

1.2.1 相对甜度的测定 采用量值估计法测定甜菊糖的相对甜度［6］。首先给评定员提供一个确定甜度的参考溶液，接着提供一系列不同浓度的样品，请评定员根据参考溶液评定各样品的甜度。评定员使用10cm长无刻度的直线标度来评价各样品的甜味强度。

2.0%，5.0%和7.5% （m／V）的蔗糖溶液作为参考样品，它们分别代表的甜味强度是2.0，5.0，7.5。选取8个不同浓度的蔗糖溶液和甜菊糖溶液，浓度分别是1.6，2.5，3.8，5.0，6.0，7.0，8.0，9.0% （m／V）和 0.01，0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07，0.08% （m／V）。 试验重复2次。

1.2.2 感官评定的样品及过程 使用去离子水配制所有的溶液并在评定2h前配好放在恒温水浴槽中保持（40±1）℃。样品溶液放在50mL的小纸杯，每次提供25mL，并用随机三位数编码。采用随机顺序上样。评定员在评定时将所有的样品吐出，在每个样品品尝间休息大约1min，每组样品间休息10min左右来减少上次品尝样品余味的影响。评定时使用纯净水和薄脆饼来去除样品残留味道。

1.2.3 感官评定人员和评定条件 感官评定小组由11位评定员组成（7个女生和4个男生），年龄在22～24岁，是江南大学食品学院硕士研究生。所有评定员都有感官评定经验，是采用三角检验法通过测定其对甜味的区别能力筛选出来的。感官评定在食品学院感官评定室进行，评定室的温度保持在22℃。

1.3 甜菊糖取代蔗糖比例的选择

分别用甜菊糖以不同比例取代冰红茶饮料中的蔗糖，见表1，根据甜菊糖与等甜蔗糖浓度的关系确定甜菊糖的添加量，保证其总甜度与冰红茶中9%蔗糖甜度相当。比较它们在喜好性方面的差异，最终确定甜菊糖取代蔗糖的最佳比例。

表1 甜菊糖取代蔗糖比例的选择Table 1 Determination of ratios of stevioside substituting for sucrose

1.4 冰红茶饮料制备

将红茶粉、蔗糖等各种配料混合，加入60℃的去离子水，搅拌至完全溶解，装入带盖玻璃瓶中，90℃水浴杀菌10min，迅速倒置1min，自然冷却置于室温，所有样品在感官评定2h前准备好。

1.5 冰红茶饮料的感官评定方法

参见1.2.2、1.2.3。

1.6 饮料固形物含量测定

通过阿贝折射仪测定。

1.7 饮料pH测定

用pH计测定。

1.8 数据分析方法

1.8.1 甜菊糖相对甜度测定结果处理 甜味剂的甜度和浓度关系满足幂函数方程（式（1））［6］：

式中：

S—— 甜味强度；

C—— 甜味剂的浓度，（m／V）／%。

根据评定员评定得到不同浓度下蔗糖和甜菊糖的甜度数据，分别计算可得蔗糖和甜菊糖的甜度幂方程，进而得到甜菊糖在不同等甜蔗糖浓度下的甜度倍数。

1.8.2 感官喜好排序结果处理 用Friedman检验法［7］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，以确定各个样品间差异的显著性［8］。

请评价员对样品进行风味评定，按照喜好顺序排列评定结果，统计出各样品的秩次和秩和，按照式（2）进行Friedman检验，在显著水平下，根据各样品的秩和Rp，从小到大将样品排序，按照式（3）计算的临界值进行比较与分组［9］。

式中：

F—— 统计量；

J—— 评价员数；

P—— 样品数；

R1，R2，…，Rp—— 每种样品的秩和。

通过最小显著性差异值LSD比较时，首先根据式（3）计算临界值，若比较的两个样品的秩和差大于或等于相应的LSD值，则表示这两个样品之间有显著性差异。反之，若小于相应的LSD值，则表示这两个样品之间无显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 甜菊糖相对甜度与等甜蔗糖浓度的关系

由评定员品尝一系列浓度的蔗糖溶液和甜菊糖溶液，得到蔗糖与甜菊糖在相应浓度下的甜度，结果见表2。由表2可分别得到蔗糖和甜菊糖甜度与浓度间的关系，见图1，拟合曲线求得蔗糖的甜度幂方程是S＝1.067 1×C0.9526，甜菊糖的甜度幂方程是S＝51.782×C0.6996，相关系数均大于0.99。

表2 蔗糖与甜菊糖的浓度和甜度Table 2 Concentration and sweetness intensity of sucrose and stevioside

图1 蔗糖（a）和甜菊糖（b）的甜度－浓度关系Figure 1 Sweetness power function of sucrose（a）and stevioside（b）

根据蔗糖和甜菊糖的甜度幂方程，得到等甜蔗糖浓度、甜度倍数与其对应的甜菊糖浓度间的关系，见图2。当甜菊糖浓度为0.009 6%，即2%等甜蔗糖浓度时，甜菊糖的甜度大约是蔗糖的206倍，而在甜菊糖浓度为0.035 4%，即5%等甜蔗糖浓度下，甜菊糖的甜度只有蔗糖的140倍左右。由甜菊糖的甜度倍数曲线可以看出，随着甜菊糖浓度的提高，甜菊糖相对于蔗糖的甜度倍数是呈下降趋势的，这与Abou－Arab等的试验结果［10］一致。当甜菊糖的浓度大于0.06%时，甜菊糖的甜度倍数呈现平稳趋势。结果表明，甜菊糖的浓度越低，其甜度倍数越大，甜菊糖在低浓度时能更有效地发挥作用。而且，甜菊糖在低浓度时无苦味，但随着浓度的增加其苦味也会随之增强［11，12］，因此在使用甜菊糖代替食品中的蔗糖时没有必要使用高浓度的甜菊糖，应根据甜菊糖相对甜度与等甜蔗糖浓度间的关系确定合理添加量。

图2 甜菊糖的等甜蔗糖浓度、甜度倍数与其对应浓度之间的关系Figure 2 Equi－sweet sucrose concentration and sweetness potency as a function of stevioside concentration

2.2 甜菊糖代替蔗糖对冰红茶饮料品质的影响

2.2.1 甜菊糖添加量对冰红茶口感的影响 用甜菊糖以不同比例取代蔗糖制得冰红茶样品，由评定员根据他们的口感喜好性进行排序，感官评定结果见表3。

由表3可知，4个样品按口感喜好排序：B，C，A，D。

通过Friedman检验得出4个样品在0.05水平在口感喜好性方面存在显著性差异，进一步分析可知，B和A、B和D、C的A、C和D、A和D两两之间分别存在显著性差异，B和C之间并无显著差异。即用甜菊糖取代5%蔗糖浓度时，制得的冰红茶在风味上最能让人接受，与取代6%蔗糖浓度的冰红茶相比，在喜好程度上并没有显著的差异。消费者对两者的口感喜好性显著高于完全使用蔗糖的产品。用甜菊糖取代7%蔗糖浓度的冰红茶最不受欢迎，有涩感，略有苦味，口感不佳。可见，当甜菊糖取代蔗糖的比例进一步增加时，其不良风味就会被消费者察觉，影响他们对产品的整体喜好度。根据感官评定结果，在不影响产品口感喜好性的情况下，甜菊糖可以取代冰红茶饮料中6%蔗糖浓度，即用0.462g／L甜菊糖取代60g／L蔗糖，取代比例达到了70%，产品热量降低了67%。

2.2.2 甜菊糖添加量对冰红茶理化指标的影响 将甜菊糖加入冰红茶中，对其色泽和澄清度并无影响。测得不同甜菊糖添加量的冰红茶样品的pH值和固形物含量见表4。

由表4可知，甜菊糖的添加量对产品的pH值并无影响。随着甜菊糖替代茶饮料中蔗糖的比例增加，其固形物含量大大降低。甜菊糖作为一种高倍甜味剂，使用量非常小，在替代蔗糖时会引起产品固形物含量的减小，这对茶饮料的口感品质并无影响，但应用于其它产品时，有可能会对其品质产生较大影响，需要采取相应方法来改善。

表3 以甜菊糖替代蔗糖的冰红茶感官评定结果Table 3 Sensory ranking results of samples with stevioside substituting for sucrose

表4 甜菊糖添加量对样品理化指标的影响Table 4 Effect of amount of stevioside on the physicochemical indexes of samples

2.3 添加甜菊糖的冰红茶样品与市售冰红茶饮料的比较

将加入甜菊糖制得的冰红茶样品与市售冰红茶饮料进行比较，请评定员根据其感官喜好性进行排序，结果见表5。

表5 与市售冰红茶饮料的感官评定结果 Table 5 Sensory ranking results of sample with stevioside and commercial black tea

由表5可知，3个样品按喜好性排序：G，F，E。

通过Friedman检验得出3个样品在0.05水平不存在显著性差异，即在感官喜好性方面，加入甜菊糖代替70%蔗糖的冰红茶样品与市售冰红茶饮料并无显著性差异，同样受消费者喜欢。与市售冰红茶饮料相比，用甜菊糖代替蔗糖的冰红茶样品的含糖量和热量要低很多，有助于消费者控制热量摄入，具有很好的市场前景。

3 结论

（1）采用感官评定方法，得到甜菊糖相对甜度与等甜蔗糖浓度之间的关系，2%等甜蔗糖浓度时，甜菊糖大约是蔗糖的206倍，其风味特征与蔗糖接近，口感很好。

（2）将甜菊糖添加入冰红茶饮料时，0.462g／L甜菊糖可以取代60g／L蔗糖，蔗糖替代率高达70%，产品热量降低了67%，其口感优于完全使用蔗糖的产品，且与常见的市售冰红茶饮料在感官喜好性方面无显著性差别。

（3）甜菊糖可以作为高热量蔗糖很好的替代品应用于茶饮料，在降低产品含糖量和热量的同时不会对其感官品质产生不良影响。

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Studies on the sweetness characteristics of stevioside substituting for sucrose

ZHOU Jin－yan1XIA Wen－shui1HE Jie2LIU Ting2

（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi，Jiangsu214122，China；2.Cargill Investment（China）Co.Ltd，Shanghai200002，China）

The sweetness characteristics of stevioside and suitability of stevioside in iced black tea was investigated by sensory evaluation.The measurements of the relative sweetness of the stevioside were accomplished using the method of magnitude estimation，and the sweetness potency of stevioside compared to different equi－sweet sucrose concentrations were obtained，which could be basis for determining appropriate addition while applying stevioside in all kinds of food systems.The iced black tea with stevioside substituting for sucrose was evaluated through hedonic ranking sensory method.The results demonstrated that 0.462g／L stevioside may replace 60g／L sucrose in iced black tea，with a 67%decrease in calories，without affecting the sensory characteristics of the product.It is not significantly different in terms of desirability from the commercial iced black tea.

stevioside；sensory evaluation；iced black tea

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.04.009

周金燕（1986－），女，江南大学在读硕士研究生。E－mail：nancy＿zhou＿86＠yahoo.cn

夏文水

2011－04－11