Hvordan ændres sødmen i et sødemiddel ved forskellige pH-værdier og temperaturer?

Sødestoffer, dvs. stoffer, der giver fødevarer sødme, stimulerer sødme ved at binde sig til sødmereceptorerne T1R2 og T1R3. Alt efter sødestoffernes næringsværdi og sødmepotentiale (dvs. relativ sødme) inddeles de i næringsrige sødestoffer og ikke-næringsrige sødestoffer.

Næringsrige sødestoffer, herunder sukkerarter og sukkeralkoholer, såsom sukkerarter som maltosesirup, fruktosesirup osv, kan give mere energi, højt glykæmisk indeks; sukkeralkoholer lavere kalorier, sødme er også lidt ringere end saccharose; ikke-nærende sødestoffer har naturlige og kunstige punkter, hvoraf det naturlige sødestof steviosid i de senere år af fødevareindustrien, der skal fremmes bredt, er stevia og tetracyklisk diterpenblanding, men på grund af eksistensen af dets bitterhed, snerpende smag og På grund af dets mangler som bitter smag, snerpende smag og lav varig sødme er dets anvendelse begrænset.

I øjeblikket er anvendelsen af sødestoffer hovedsageligt koncentreret om konfekture, aromatiserede drikkevarer og mejeriindustrien, der dækker en bred vifte af fødevaresystemer såsom sure og neutrale, stuetemperatur og lav temperatur. Ifølge forskningsrapporter kan forskellige anvendelsesforhold påvirke de sensoriske egenskaber ved forskellige sødestoffer.

Yoshinaka et al. tilsatte ravsyre og salte til sucraloseopløsningen for at maskere bismagen, men fandt også, at tilsætningen af ravsyre påvirkede opløsningens sødmeegenskaber og sødme. I en undersøgelse af chokolademælkedrikke med forskellige sødestoffer fandt man, at sødmen i prøver med sucralose og steviolglykosider faldt en smule, når temperaturen i drikkevarerne steg, men der var ikke noget signifikant mønster i effekten af temperaturen, da sammensætningen af prøverne ændrede sig.

Med hensyn til undersøgelsen af sødme og dynamiske frigivelsesegenskaber for sødestoffer er den mest almindelige evalueringsmetode tidsintensitetsmetoden (TI), som kan karakterisere intensitetsændringen for en enkelt eller flere egenskaber ved de prøver, der skal testes, i tidsdimensionen, og den er blevet brugt i vid udstrækning til screening af prøver om sødestoffer i forskellige fødevaresystemer.

For effektivt at vurdere sødme dynamiske frigivelse egenskaber af sødestoffer, syv sødestoffer med mindre samlede off-smag og sødme egenskaber tæt på saccharose blev screenet gennem den indledende undersøgelse, nemlig fructose sirup, maltitol, sorbitol, oligofructose, steviol glycosider 00, steviol glycosider 07, og steviol glycosider 14, og hver af dem blev bestemt til at være isosweeted med 5 g/dL saccharose under neutrale forhold ved stuetemperatur gennem en række sensoriske evalueringsmetoder. Sødestoffer blev tilsat massekoncentration og derefter gennem tidsintensitetsmetoden for at indsamle prøver under forskellige betingelser for sødme dynamisk ydeevne i henhold til at afsløre indflydelsen af pH og temperatur på sødme dynamiske frigivelsesegenskaber for hver sødestoflov.

Materialer og metoder

I. Eksperimentelle materialer

Næringsrige sødestoffer (sukrose, fruktosesirup, maltitol, sorbitol), ikke-næringsrige sødestoffer (steviosid 00 (73,30% RebA, 18,05% RebD), steviosid 07 (58,54% RebD, 33,91% RebA), steviosid 14 (86,35% RebM, 6,5% RebD)).

II. Bestemmelse af isosweet-massekoncentration af prøver
Sødmeforholdene for de givne sødestoffer kunne tilnærmelsesvis bestemmes ved at gennemgå litteraturen (se tabel 1). Først blev en række massekoncentrationer af prøver fremstillet ved omgivelsestemperatur (25 °C) ved hjælp af en saccharoseopløsning med en massekoncentration på 5 g/dL som referenceprøve og sødmeforholdene for de syv givne sødestoffer som reference. Massekoncentrationen af hvert sødestof, der svarede til referenceprøven, blev først valgt ved parvis sammenligning og derefter justeret til en nøjagtig massekoncentration ved kvantil estimering for at sikre, at sødmeværdierne for sødestofferne ved denne massekoncentration ikke var signifikant forskellige fra dem for saccharosereferenceprøverne efter ANOVA-analyse (variansanalyse). Forholdet mellem denne massekoncentration af saccharose og massekoncentrationen af sødestoffet er sødestoffets relative sødme.

Plotting af tidsintensitetskurve
I denne undersøgelse blev SensoMaker 1.92-software brugt til at indsamle tidsintensitetsdata, og evaluatoren åbnede softwaren og gik ind i grænsefladen vist i figur 1. Hver prøve blev evalueret inden for 60 s. Ved at klikke på startknappen blev musen placeret for at begynde at drikke prøven fra 0 s (grøn) og trække markøren på skalaen, hvor 0 angiver ingen opfattelse og 10 angiver ekstrem opfattelse af egenskaben, og derefter sluge den efter 5 s. Når sødmen forsvandt, blev markøren trukket tilbage til 0. Efter 60 sekunders tidtagning registrerede den automatisk genererede fil den øjeblikkelige sødme pr. sekund og blev automatisk afrundet for at få en kurve over prøvens Det endelige resultat er en kurve over prøvens sødme over tid, dvs, en tid-intensitetskurve.

IV. Etablering af evalueringsgruppen

Efter spørgeskemaundersøgelsen blev 80 studerende (17-21 år), der var interesserede i sødemiddelholdige drikkevarer og havde visse forbrugsvaner, screenet fra ansøgerne til sensoriske evaluatorer på Jiangnan University, og derefter blev en gruppe evaluatorer (11 kvinder og 1 mand) endelig rekrutteret ved at screene kandidater med højere følsomhed gennem tests som grundlæggende smagsidentifikation og trekantstest og ved yderligere at vurdere den sproglige udtryksevne.

Efter at gruppen var blevet dannet, havde fortræningen på ca. 50 timer til formål at forbedre evaluatorernes evne til at identificere sød smag og score intensitet samt deres færdigheder i at plotte tidsintensitetskurver for sød smag ved hjælp af SensoMaker 1.92-softwaren, og efter træningen blev dataene fra de otte evaluatorer med bedre præstationer udvalgt.

Evaluatorerne blev vurderet af PanelCheckV1.4.2, og som vist i figur 2 oversteg F-værdierne for denne evalueringsgruppe 5%-signifikansniveauet for fokusparametrene (tekst, Rincrease, Rdecrease og A), hvilket indikerer en bedre evne til at differentiere; repeterbarheden, bortset fra en lidt højere MSE for A-værdien, og de fleste af de andre parametres MSE'er stabiliserede sig på mindre end 1,0, hvilket indikerer en bedre repeterbarhed.

Evaluatoren blev vurderet af Pane1checkV1.4.2, som vist i figur 2, overskred F-værdien for denne evalueringsgruppe 5%-signifikansniveauet på fokusparametrene (tekst, Rdecrease og A), hvilket indikerer en stærk evne til at differentiere:Repeterbarhed bortset fra MSE for A-værdien, som var lidt højere, blev de fleste af de andre parameter-MSE-værdier stabiliseret under 1,0, hvilket indikerer en god repeterbarhed.

I vurderingen fik evaluatoren i rækkefølge 10 kopper med forskelligt kodede prøver, og hver prøve blev indtaget med 15 ml og slugt efter 5 s. Der blev sørget for at rense munden tilstrækkeligt med renset vand og sodavandskiks mellem prøverne og for at sikre, at der var et interval på 5 minutter mellem prøverne, og hver prøve blev gentaget 2 gange.

V. Dynamisk analyse af tidsintensitetskurve

Den dynamiske analyse af tidsintensitet blev hovedsageligt behandlet ved hjælp af XLSTAT2019.2.2. For det første blev ANOVA brugt til at bestemme sødmekoncentrationen af sødemiddelisotopen; for det andet blev resultaterne af den dynamiske sødmeevaluering af forskellige prøver af forskellige evaluatorer behandlet af XLSTAT2019.2.2 for at lave tidsintensitetskurverne (se fig. 3). Kurvernes parametre blev analyseret ved hjælp af hovedkomponentanalyse (PCA-analyse) og klyngeanalyse (AHC-analyse) for at bestemme den dynamiske ydeevne for hver prøve eller klasse af prøver.

Resultater og analyse

I. Bestemmelse af koncentrationen af isosød masse og prøvernes relative sødme

Massekoncentrationen af andre sødestoffer, der kan sammenlignes med sødmen af 5 g/dl saccharoseopløsning ved stuetemperatur, blev bestemt ved parvis sammenligning og kvantitativ estimering, og derefter blev den relative sødme opnået ved forholdet mellem massekoncentrationen af saccharose og massekoncentrationen af sødestoffer.

II. Analyse af tidsintensitetskurven for forskellige sødestoffer i hvert system

Hver sødestofopløsning blev fremstillet i henhold til den opnåede isosøde massekoncentration, tre systemopløsninger blev fremstillet i henhold til kravene, evaluatoren smagte og plottede, rådataene blev indsamlet og analyseret af XLSTAT2019.2.2, og de dynamiske tilpasningskurver for saccharose og de syv sødestofopløsninger i forskellige systemer blev opnået (se fig. 4) og værdierne for hver parameter, der svarer til kurverne (se tabel 3).

Med hensyn til maksimal sødmeintensitet faldt prøver af fruktosesirup og steviolglykosider mere markant under sure forhold end under lave temperaturer, mens sukkeralkoholer, sakkarose og oligofruktose faldt mere markant under lave temperaturer end under sure forhold; samtidig reducerede en kombination af tekst- og A-værdier for de syv sødestoffer sødmevarigheden og den samlede opfattede sødme i højere grad under lave temperaturer end under sure forhold. Samlet set var der forskel på, i hvor høj grad de forskellige stoffers sødmeegenskaber blev påvirket af forskellige faktorer.

III. Klassificering af forskellige sødestoffer under 3 betingelser

Det kan konstateres, at sorbitol er tættest på sukrose med hensyn til dynamisk frigivelse af sødme, både under sure forhold og ved lave temperaturer, og prøver med steviolglykosider er en gruppe under alle tre forhold på grund af deres generelt længere varighed af sødme og har derfor ikke lignende dynamiske beskrivelser som sukrose.

Selv om fruktosesirup var karakteriseret på samme måde som sakkarosedynamik under neutrale forhold, var den ikke desto mindre langt fra sakkarose under sure forhold og neutrale forhold ved lav temperatur; tværtimod var oligofruktose dårligt karakteriseret under neutrale forhold, men opførte sig bedre under de to andre forhold, ligesom sakkarose.

Selvom antallet af prøver i den aktuelle undersøgelse er begrænset, er det tilstrækkeligt til at afspejle, at udvælgelsen af sødestoffer under forskellige forhold ikke kun kræver statisk intensitetsanalyse, men også dynamisk vurdering er en vigtig reference for at bestemme sødestoffers egnethed.
Kilde: Organiseret af Sensory Science and Assessment. Kilde til omslag og artikelillustration: Creative Post.
Reference: Jenjiao Han, Jinmei Bian, Caiyun Wang et al. Effekter af pH og temperatur på otte sødemidlers egenskaber for frigivelse af sødme [J]. Journal of Food and Biotechnology, 2023, Vol. 42(5):1-11