Wie verändert sich die Süße eines Süßstoffs bei unterschiedlichen pH-Werten und Temperaturen?

Süßstoffe, d. h. Stoffe, die Lebensmitteln Süße verleihen, stimulieren die Süße durch Bindung an die Süßigkeitsrezeptoren T1R2 und T1R3. Je nach Nährwert der Süßstoffe und der Süßkraft (d. h. der relativen Süße) wird zwischen nahrhaften Süßstoffen und nicht nahrhaften Süßstoffen unterschieden.

Nützliche Süßstoffe, einschließlich Zucker und Zuckeralkohole, wie Zucker wie Maltosesirup, Fruktosesirup usw., kann mehr Energie, hohen glykämischen Index; Zuckeralkohole niedriger Kalorien, Süße ist auch etwas schlechter als Saccharose; nicht-nutritive Süßstoffe haben natürliche und künstliche Punkte, von denen die natürlichen Süßstoff Steviosid in den letzten Jahren von der Lebensmittelindustrie weithin gefördert werden, ist die Stevia und tetrazyklischen Diterpen-Gemisch, aber aufgrund der Existenz von seiner Bitterkeit, adstringierenden Geschmack und Jedoch aufgrund seiner Mängel wie bitteren Geschmack, adstringierenden Geschmack und geringe dauerhafte Süße, ist seine Anwendung begrenzt.

Gegenwärtig werden Süßstoffe vor allem in der Süßwaren-, Getränke- und Molkereiindustrie eingesetzt, wobei ein breites Spektrum von Lebensmittelsystemen abgedeckt wird, z. B. sauer und neutral, bei Raumtemperatur und bei niedrigen Temperaturen. Forschungsberichten zufolge können sich unterschiedliche Anwendungsbedingungen auf die sensorischen Eigenschaften der verschiedenen Süßstoffe auswirken.

Yoshinaka et al. fügten der Sucraloselösung Bernsteinsäure und Salze hinzu, um den Fehlgeschmack zu überdecken, stellten aber auch fest, dass der Zusatz von Bernsteinsäure die Süßeeigenschaften und die Süße der Lösung beeinträchtigte. In einer Studie über Schokoladenmilchgetränke mit verschiedenen Süßungsmitteln wurde festgestellt, dass die Süße von Proben mit Sucralose und Steviolglykosiden mit zunehmender Temperatur der Getränke leicht abnahm, aber es gab kein signifikantes Muster bei der Auswirkung der Temperatur, wenn die Zusammensetzung der Proben geändert wurde.

Im Hinblick auf die Untersuchung der dynamischen Freisetzungseigenschaften von Süßstoffen ist die gängigste Bewertungsmethode die Zeit-Intensitäts-Methode (TI), mit der die Intensitätsänderung einzelner oder mehrerer Attribute der zu untersuchenden Proben in der zeitlichen Dimension charakterisiert werden kann und die beim Screening von Süßstoffproben in verschiedenen Lebensmittelsystemen weit verbreitet ist.

Um effektiv zu beurteilen, die Süße dynamische Freisetzung Eigenschaften von Süßstoffen, sieben Süßstoffe mit weniger insgesamt off-Aromen und Süße Eigenschaften in der Nähe von Saccharose wurden durch die Vorstudie, nämlich, Fructose-Sirup, Maltitol, Sorbit, Oligofructose, Steviolglykoside 00, Steviolglykoside 07, und Steviolglykoside 14, und jeder von ihnen wurde bestimmt, um isosweetened mit 5 g/dL Saccharose unter neutralen Bedingungen bei Raumtemperatur durch eine Reihe von sensorischen Bewertung Methoden. Süßstoffe hinzugefügt Massenkonzentration, und dann durch die Zeit-Intensität-Methode, um Proben in verschiedenen Bedingungen der Süße dynamische Leistung zu sammeln, nach den Einfluss von pH-Wert und Temperatur auf die Süße dynamische Freisetzung Eigenschaften der einzelnen Süßstoff Recht zu offenbaren.

Materialien und Methoden

I. Experimentelle Materialien

Nützliche Süßungsmittel (Saccharose, Fruktosesirup, Maltitol, Sorbit), nicht-nützliche Süßungsmittel (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. Bestimmung der Isosüßmassenkonzentration der Proben
Die Süßkraftverhältnisse der gegebenen Süßstoffe konnten durch Sichtung der Literatur näherungsweise bestimmt werden (siehe Tabelle 1). Zunächst wurde eine Reihe von Massenkonzentrationen von Proben bei Raumtemperatur (25°C) hergestellt, wobei eine Saccharoselösung mit einer Massenkonzentration von 5 g/dL als Referenzprobe und die Süßkraftverhältnisse der sieben angegebenen Süßstoffe als Referenz dienten. Die Massenkonzentration jedes Süßungsmittels, die der Referenzprobe ähnlich war, wurde zunächst durch paarweisen Vergleich ausgewählt und dann durch Quantilsschätzung auf eine exakte Massenkonzentration eingestellt, um sicherzustellen, dass sich die Süßkraftwerte der Süßungsmittel bei dieser Massenkonzentration nach der ANOVA-Analyse (Varianzanalyse) nicht signifikant von denen der Saccharose-Referenzproben unterscheiden. Das Verhältnis zwischen dieser Saccharose-Massekonzentration und der Süßstoff-Massekonzentration ist die relative Süße des Süßstoffs.

Aufzeichnung der Zeit-Intensitäts-Kurve
In dieser Studie wurde die Software SensoMaker 1.92 verwendet, um Daten zur Zeitintensität zu erfassen. Der Auswerter öffnete die Software und rief die in Abbildung 1 dargestellte Benutzeroberfläche auf. Jede Probe wurde innerhalb von 60 s bewertet. Durch Anklicken der Start-Schaltfläche wurde die Maus so platziert, dass das Trinken der Probe bei 0 s (grün) begann und der Cursor auf der Skala gezogen wurde, wobei 0 keine Wahrnehmung und 10 eine extreme Wahrnehmung des Attributs anzeigte, und dann nach 5 s geschluckt wurde. Wenn die Süße verschwunden war, wurde der Cursor wieder auf 0 gezogen. Nach Abschluss der 60-s-Zeitmessung wurde in der automatisch erstellten Datei die momentane Süße pro Sekunde aufgezeichnet und automatisch gerundet, um eine Kurve über die Süße der Probe zu erhalten, eine Zeit-Intensitäts-Kurve.

IV. Einsetzung des Bewertungsteams

Nach der Fragebogenerhebung wurden 80 Studenten (17-21 Jahre alt), die sich für Süßstoffgetränke interessierten und bestimmte Konsumgewohnheiten hatten, aus den Bewerbern für sensorische Gutachter an der Jiangnan-Universität herausgesucht. Anschließend wurde eine Gruppe von Gutachtern (11 Frauen und 1 Mann) rekrutiert, indem Kandidaten mit höherer Sensibilität durch Tests wie grundlegende Geschmackserkennung und Dreieckstest sowie durch eine weitere Beurteilung der sprachlichen Ausdrucksfähigkeit ausgewählt wurden.

Nachdem die Gruppe gebildet worden war, wurde ein etwa 50-stündiges Vortraining durchgeführt, um die Fähigkeiten der Bewerter bei der Identifizierung des süßen Geschmacks und der Bewertung der Intensität zu verbessern sowie ihre Fertigkeiten bei der Erstellung von Zeit-Intensitäts-Kurven des süßen Geschmacks mit Hilfe der Software SensoMaker 1.92 zu verbessern, und nach dem Training wurden die Daten der acht Bewerter mit den besten Leistungen ausgewählt.

Die Bewerter wurden mit PanelCheckV1.4.2 bewertet, und wie in Abbildung 2 dargestellt, überstiegen die F-Werte dieser Bewertungsgruppe das Signifikanzniveau von 5% für die Fokusparameter (Text, Rincrease, Rdecrease und A), was auf eine bessere Differenzierungsfähigkeit hindeutet; die Wiederholbarkeit, mit Ausnahme eines leicht höheren MSE für den A-Wert, und die meisten anderen Parameter-MSEs stabilisierten sich bei weniger als 1,0, was auf eine bessere Wiederholbarkeit hindeutet.

Der Bewerter wurde mit Pane1checkV1.4.2 bewertet, wie in Abbildung 2 gezeigt, überstieg der F-Wert dieser Bewertungsgruppe das Signifikanzniveau von 5% bei den Fokusparametern (Text, Rdecrease und A), was auf eine starke Fähigkeit zur Differenzierung hinweist: Wiederholbarkeit mit Ausnahme des MSE des A-Werts, der etwas höher war, waren die meisten anderen Parameter MSE-Werte unter 1,0 stabilisiert, was auf eine gute Wiederholbarkeit hinweist.

Bei der Bewertung wurden dem Bewerter nacheinander 10 Becher mit unterschiedlich kodierten Proben zur Verfügung gestellt, und jede Probe wurde in einer Menge von 15 ml konsumiert und nach 5 s geschluckt. Es wurde darauf geachtet, den Mund zwischen den Proben ausreichend mit gereinigtem Wasser und Sodacrackern zu reinigen und sicherzustellen, dass zwischen den Proben ein 5-minütiger Abstand lag, und jede Probe wurde zweimal wiederholt.

V. Dynamische Analyse der Zeit-Intensitäts-Kurve

Die dynamische Analyse der Zeitintensität wurde hauptsächlich mit XLSTAT2019.2.2 durchgeführt. Zum einen wurde die ANOVA zur Bestimmung der Süßkraftkonzentration des Süßstoffisotops verwendet, zum anderen wurden die Ergebnisse der dynamischen Bewertung der Süßkraft verschiedener Proben durch verschiedene Bewerter mit XLSTAT2019.2.2 verarbeitet, um die Zeit-Intensitätskurven zu erstellen (siehe Abb. 3). Die Parameter der Kurven wurden mittels Hauptkomponentenanalyse (PCA-Analyse) und Clusteranalyse (AHC-Analyse) analysiert, um die dynamische Leistung jeder Probe oder Probenklasse zu bestimmen.

Ergebnisse und Analyse

I. Bestimmung der isosüßen Massenkonzentration und der relativen Süße der Proben

Die Massenkonzentration anderer Süßungsmittel, die mit der Süße von 5 g/dl Saccharoselösung bei Raumtemperatur vergleichbar sind, wurde durch paarweisen Vergleich und quantitative Schätzung bestimmt, und dann wurde die relative Süße durch das Verhältnis der Massenkonzentration von Saccharose zur Massenkonzentration von Süßungsmitteln ermittelt.

II. Analyse der Zeit-Intensitäts-Kurve der verschiedenen Süßungsmittel in jedem System

Jede Süßstofflösung wurde entsprechend der erhaltenen Isosüßstoff-Massekonzentration zubereitet, drei Systemlösungen wurden entsprechend den Anforderungen zubereitet, der Auswerter verkostet und aufgezeichnet, die Rohdaten wurden gesammelt und mit XLSTAT2019.2.2 analysiert und die dynamischen Anpassungskurven von Saccharose und den sieben Süßstofflösungen in verschiedenen Systemen wurden erhalten (siehe Abb. 4) und die Werte jedes Parameters entsprechend der Kurven (siehe Tabelle 3).

Was die maximale Intensität der Süße betrifft, so nahmen die Proben von Fruktosesirup und Steviolglykosiden unter sauren Bedingungen deutlicher ab als unter niedrigen Temperaturen, während Zuckeralkohole, Saccharose und Oligofruktose unter niedrigen Temperaturen deutlicher abnahmen als unter sauren Bedingungen; gleichzeitig verringerte eine Kombination von Text- und A-Werten für die sieben Süßstoffe die Dauer der Süße und die insgesamt empfundene Süße unter niedrigen Temperaturen stärker als unter sauren Bedingungen. Insgesamt gab es Unterschiede im Ausmaß, in dem die Süßeeigenschaften verschiedener Substanzen durch verschiedene Faktoren beeinflusst wurden.

III. Klassifizierung verschiedener Süßstoffe unter 3 Bedingungen

Es lässt sich feststellen, dass Sorbit in Bezug auf die dynamische Freisetzung von Süße sowohl bei sauren als auch bei niedrigen Temperaturen der Saccharose am nächsten kommt und Steviolglykoside unter allen drei Bedingungen aufgrund ihrer insgesamt längeren Süße eine Gruppe bilden und daher keine ähnliche dynamische Beschreibung wie Saccharose aufweisen.

Fruktosesirup, obwohl ähnlich wie Saccharose Dynamik unter neutralen Umgebungsbedingungen charakterisiert, war dennoch weit von Saccharose unter ambient-sauren und Kälte-neutralen Bedingungen; im Gegenteil, Oligofruktose war schlecht unter ambient-neutralen Bedingungen charakterisiert, aber war besser verhalten unter den beiden anderen Bedingungen, ähnlich wie Saccharose.

Obwohl die Anzahl der Proben in der aktuellen Studie begrenzt ist, reicht sie aus, um zu zeigen, dass die Auswahl von Süßungsmitteln unter verschiedenen Bedingungen nicht nur eine statische Intensitätsanalyse erfordert, sondern dass auch eine dynamische Bewertung eine wichtige Referenz für die Bestimmung der Eignung von Süßungsmitteln darstellt.
Quelle: Organisiert von Sensory Science and Assessment. Quelle für Cover und Artikelillustration: Creative Post.
Referenz: Jenjiao Han, Jinmei Bian, Caiyun Wang et al. Effects of pH and temperature on the sweetness release characteristics of eight sweeteners[J]. Zeitschrift für Lebensmittel und Biotechnologie, 2023, Vol. 42(5):1-11