安淑英
(杭州安赛生物科技有限公司,杭州 311217)
红糖指带蜜的甘蔗加工后的糖产品,是甘蔗经过压榨、澄清、蒸发、浓缩形成的糖产品。按照形态不同,红糖可以分为片状糖、粉状糖、碗糖等,因没有经过高度精练,几乎含有蔗汁中的全部成分,除赋予食品甜的功能外,还含有矿物质、氨基酸、维生素与微量元素,营养物质比白糖高很多。红糖还具有生物活性成分,具有抗氧化性、降血脂、防止龋齿、提高免疫力等保健功效[1-4],这些活性成分赋予红糖独有的风味和香气[5]。GB13104—2014 食品安全国家标准食糖中红糖的定义是以甘蔗为原料,经过提取、清洗后,直接熬制糖汁,非分蜜的棕红色或黄褐色糖产品[6]。红糖已成为人们生活中的必需品,广泛用于乳品、饮料、冰淇淋和糖果等各种食品,人们对红糖风味的要求也越来越高。天然红糖在食品加工中有很多缺点,如经高温加工后风味有变化、用量限制、产品变色等。因此,市场上需要一种具有天然红糖香气和口感的红糖香精用于食品中,来增加食品的天然红糖风味,同时提高产品的稳定性和耐温性。
红糖挥发性香气物质的形成受甘蔗品种、地理位置、气候温度和甘蔗成熟程度的影响,生产工艺条件和贮藏条件不同,红糖的香气和口感、颜色等也会有区别。食品中的挥发性物质可以通过LOX 途径、萜烯和含氧衍生物途径、胡萝卜素和叶黄素衍生物途径、美拉德反应等多种方式形成。红糖香气物质的形成主要包含2 种方式,一是甘蔗在生长和压榨过程中,在一系列酶的催化下发生生化反应,从而形成一些香气物质;另一种是没有酶参与的化学反应,如在红糖的加工和储存过程中,一些物质通过美拉德反应产生的风味物质[7]。
在甘蔗加工过程中,甘蔗成分经过压榨时,会释放出一些酶类物质,这些酶类可以把甘蔗里的成分反应成醇、醛等挥发性物质,如己醛、辛醛、癸醛等化合物就是通过亚油酸等非饱和脂肪酸氧化、降解的产物[8]。在没有酶参与的褐变途径中,美拉德反应是产生香气物质的重要反应,如红糖中的杂环类物质吡啶、吡嗪、呋喃等都由美拉德反应产生。美拉德反应产生的挥发性物质种类、数量和香味特征依据食品中氨基酸和还原糖的组成种类和含量不同而异。依据美拉德反应工艺条件不同,产生的物质香气、种类和数量都会不同,如喷香味的、焦烤味的、甜美味的、炒坚果味的、鸡蛋味的、芝麻味的、焦糖味的等。美拉德反应是红糖产品香气风味形成的主要反应[9]。美拉德反应是产品中的氨基酸和还原糖反应而产生的非酶褐变反应,这种反应大量存在于食品的加工过程和储存期间,产生了挥发性的物质,对食品的整体风味有影响[10]。
国内外很多专家对红糖香气进行了研究,Asikin 等[11]通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析了不同加工工艺的7 种日本冲绳产黑糖的香气成分,通过带有顶空(HS)萃取和火焰电离检测/质谱(FID/MS)的气相色谱(GC)系统发现红糖中通常含有吡嗪类物质[12]。Weerawatanakorn 等[13]对泰国4 个不同甘蔗品种、同一种植地区加工而成的颗粒红糖进行了香气分析;黄苏婷等[14]通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析了红糖中的风味物质,还分析了用物理法陶瓷膜过滤产生的膜清汁加工形成的膜法红糖、商业品牌传统工艺加工的红糖的香气成分,共检测出100 多种挥发性香气成分。电子鼻早在1999 年就被用来分析食糖的气味[15,16],余义勇等[19]利用电子舌、电子鼻检测不同红糖样品的口感风味区别,对红糖分析出的挥发性物质根据原料种类分列如下。
醛类,乙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、己醛、辛醛、壬醛、癸醛、苯甲醛、苯乙醛、椰子醛、糠醛等;酯类,乙酸乙酯、乙酸糠酯、丙位己内酯、苯乙酸乙酯等;杂环类,2-甲基呋喃、2-戊基呋喃、2,5-二甲基呋喃、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、2-乙基-5(6)-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪、乙酰基呋喃、2-乙酰基吡啶、2-乙酰基吡嗪、2-乙酰基吡咯等;酮类,2,3-丁二酮、2-庚酮、2-辛酮、甲基庚烯酮、2,6,6-三甲基-环己烯-1,4-二酮(茶香酮)、菠萝酮、乙位突厥酮、突厥烯酮、2-羟基-3-甲基-2-环戊烯-1-酮、甲基环戊烯醇酮、3,4,4-三甲基-2-环戊烯-1-酮、香叶基丙酮等;酚类,苯酚、愈创木酚、2-乙基苯酚、4-乙烯基愈创木酚、4-乙烯基苯酚和2,6-二甲氧基苯酚等;醇类,2-乙基-1-己醇、糠醇、苯甲醇、苯乙醇等;酸类,乙酸、丙酸、丁酸、3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、己酸、辛酸、壬酸、十二酸等。
红糖香精从香韵划分,主要分为糖甜香、焦香、药香和实物感4 种香韵。
1)糖甜香。癸醛、苯乙醛、苯甲醇、乙位突厥酮、苯乙醇、苯乙酸乙酯和突厥烯酮互相搭配,构成红糖香精的糖甜香。突厥烯酮阈值很小,但香气强度很大,少量添加就能赋予自然的糖甜香。苯乙醇和苯乙酸乙酯具有玫瑰花香,少量添加可以修饰糖甜香。
2)焦香。甲基环戊烯醇酮、呋喃酮、糠醛和糠醇构成红糖香精的焦香;加入少量吡嗪等杂环原料,可以丰富红糖香精的焦香韵;乙基麦芽酚自然的焦甜香气可以增加红糖的焦甜香。
3)药香。甲基环戊烯醇酮具有焦香和药味,薄荷脑自然凉味和药香香气可以增加红糖的药香韵。
4)实物感。香兰素又名香草醛(3-甲氧基-4-羟基苯甲醛),香气稳定,具有香荚兰豆香气和浓郁的奶香,可以增加红糖香精的实物感和作为红糖香精的定香剂;Tokitomo 等[20]报道了香兰素、3-羟基-2-甲基-4-吡喃酮、2-羟基-3-甲基-2-环戊酮、4-乙烯基苯酚和2,6-二甲氧基苯酚等是红糖产品的特征香气的来源。为增加红糖的自然香气和实物感,香精里可以加入红糖风味的美拉德反应物产品。
红糖香精属于国家标准GB30616—2020 食品用香精,由食品用香料与食品香精的辅料组成,起赋香功能的浓缩调配的混合物,一般不直接用于消费,而是用于食品产品的加工生产[21]。食品用香料是以一定比例加入香精中,能产生香味、修饰香味或提高香味的挥发性物质。食品用香料包含天然可食用的香味物质、天然可食用的香味混合物、食品用的热加工香味产品、烟熏食用的香味产品、食品用的合成香料产品。食品用香料必须遵守国家标准GB2760—2014 食品添加剂使用标准[22]。食品用香精辅料是为了食品香精能发挥更好的作用和提高食品香精的稳定性所必需的,如抗氧化剂、防腐剂、溶剂等。
根据多年的调香经验和大量的试验和考虑原料的易购买性、易储存性和成本。并对原料的香气上进行有效配比,互相搭配,互相协同,从而调配出自然、特征的红糖香气。可用于乳品、饮料、冰淇淋中,红糖香精的配方示例1,具体见表1。
由表1 可知,红糖香精配方含有醇类、酚类、酮类、酯类等原料,但不含杂环类,因为红糖反应物是美拉德反应形成的,具有杂环类原料的作用,为了简化配方,可不加吡嗪等杂环类原料,根据客户对香气的需要,也可少量添加。
表1 红糖香精的配方(示例1) (单位:%)
根据客户甜香味需求不同,配方中甜香味的原料可以进行调整,对突厥烯酮原料进行不同梯度配比红糖香精,红糖香精表现出不同浓度的甜香风味,可以满足不同客户对甜香风味的选择。由表2 可知,原料中随着突厥烯酮量的增加,甜香气分数也逐渐增加,但没有一定的规律。突厥烯酮除了具有糖甜味,还具有花香、蜜香、果香、茶叶等香气和很好的透发性,与配方其他原料有互相配伍和协同作用,所以随着突厥烯酮的增加,甜香增加同时,其他香韵果香、花香等也会增加,可能会掩盖配方中原有的一些甜味,因此无规律可循,只能依据感官来评价甜香增加了多少,增加多少适合,整个红糖香精香气还要保证协调,香气自然、优美。
表2 红糖香精中的不同突厥烯酮梯度配比
根据用途不同,香精载体、香精浓度也会做不同的调整。如表3 所示,糖果产品所用的红糖香精里香精浓度需要高一些,一般是标准香精浓度的3 倍。
表3 红糖香精配方示例1 与示例7 对比 (单位:%)
红糖香精研发好,应用试验通过后,最后需要进行香精的评审。香精的评审一般包括盲评喜好测试和香气评定。盲评喜好测试,准备一个市场上香气和口感都很好的红糖香精作为对照样品,将研发的红糖香精与对照样品分别加入饮料的基料里,添加量为0.5‰,搅拌均匀,分别编号码,提供的每组样品的温度一致,杯子一致,每个样品的体积均为30 mL要求评价员对产品进行打分(评分为1~10 分,香气和口感越好分数越高),分数取评分的平均值。香气评定依据GB/T14454.2—2008《香料香气评定法》,公司风味品评小组成员对研发的红糖香精和对照样进行感官评价,给出评分,评分原则同盲评喜好测试一样。根据评审结果,如果研发的具有天然的红糖香气和口感,香气自然、逼真的红糖香精,在香气和口感上都比对照样品的分数高,那么市场竞争力就强,可以进入推广阶段,研发结束。
红糖香精的调配主要是通过对红糖香气进行分析,来确定红糖香精的香韵,依据原料的香气特征、阈值大小、香气强弱进行调配、反复试验、验证等,调配出市场上需要的自然、优美的红糖香气。