Bir tatlandırıcının tatlılığı farklı ph ve sıcaklıklarda nasıl değişir?

Tatlandırıcılar, yani gıdalara tatlılık veren maddeler, tatlılık reseptörleri T1R2 ve T1R3'e bağlanarak tatlılığı uyarır. Tatlandırıcılar besin değerine ve tatlılık gücüne (yani göreceli tatlılık) göre besleyici tatlandırıcılar ve besleyici olmayan tatlandırıcılar olarak ikiye ayrılır.

Maltoz şurubu, fruktoz şurubu vb. şekerler gibi şekerler ve şeker alkolleri dahil olmak üzere besleyici tatlandırıcılar daha fazla enerji, yüksek glisemik indeks sağlayabilir; şeker alkolleri daha düşük kalorilidir, tatlılık da sakarozdan biraz daha düşüktür; besleyici olmayan tatlandırıcıların doğal ve yapay noktaları vardır, bunlardan doğal tatlandırıcı stevioside son yıllarda gıda endüstrisi tarafından yaygın olarak tanıtılmaktadır, stevia ve tetrasiklik diterpen karışımıdır, ancak acılığı, buruk tadı ve Bununla birlikte, acı tadı, buruk tadı ve düşük kalıcı tatlılığı gibi kusurları nedeniyle uygulaması sınırlıdır.

Şu anda tatlandırıcıların uygulaması ağırlıklı olarak şekerleme, aromalı içecek ve süt ürünleri endüstrilerinde yoğunlaşmış olup asidik ve nötr, oda sıcaklığı ve düşük sıcaklık gibi çok çeşitli gıda sistemlerini kapsamaktadır. Araştırma raporlarına göre, farklı uygulama koşulları farklı tatlandırıcıların duyusal özelliklerini etkileyebilir.

Yoshinaka ve arkadaşları, kötü tadı maskelemek için sukraloz çözeltisine süksinik asit ve tuzlar eklemiş, ancak süksinik asit ilavesinin çözeltinin tatlılık özelliklerini ve tatlılığını etkilediğini de tespit etmiştir. Farklı tatlandırıcılar içeren çikolatalı süt içecekleri üzerine yapılan bir çalışmada, sukraloz ve steviol glikozit içeren örneklerin tatlılığının içeceklerin sıcaklığı arttıkça hafifçe azaldığı, ancak örneklerin bileşimi değiştikçe sıcaklığın etkisinde önemli bir model olmadığı bulunmuştur.

Tatlandırıcıların tatlılık dinamik salım özelliklerinin incelenmesi ile ilgili olarak, en yaygın değerlendirme yöntemi, zaman boyutunda test edilecek numunelerin tekli veya çoklu niteliklerinin yoğunluk değişimini karakterize edebilen zaman-yoğunluk (TI) yöntemidir ve farklı gıda sistemlerinde tatlandırıcılarla ilgili numunelerin taranmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tatlandırıcıların tatlılık dinamik salınım özelliklerini etkili bir şekilde değerlendirmek için, ön çalışma ile fruktoz şurubu, maltitol, sorbitol, oligofruktoz, steviol glikozitler 00, steviol glikozitler 07 ve steviol glikozitler 14 olmak üzere genel olarak daha az kötü tada ve sükroza yakın tatlılık özelliklerine sahip yedi tatlandırıcı taranmış ve her birinin bir dizi duyusal değerlendirme yöntemi ile oda sıcaklığında nötr koşullar altında 5 g/dL sükroz ile izo-tatlandırılmış olduğu belirlenmiştir. Tatlandırıcılar kütle konsantrasyonu eklenmiş ve daha sonra pH ve sıcaklığın her bir tatlandırıcı yasasının tatlılık dinamik salım özellikleri üzerindeki etkisini ortaya çıkarmak için farklı tatlılık dinamik performans koşullarında numune toplamak için zaman yoğunluğu yöntemi kullanılmıştır.

Materyaller ve Yöntemler

I. Deneysel malzemeler

Besleyici tatlandırıcılar (sukroz, fruktoz şurubu, maltitol, sorbitol), besleyici olmayan tatlandırıcılar (stevioside 00 (73.30% RebA, 18.05% RebD), stevioside 07 (58.54% RebD, 33.91% RebA), stevioside 14 (86.35% RebM, 6.5% RebD)).

II. Örneklerin izosweet kütle konsantrasyonunun belirlenmesi
Verilen tatlandırıcıların tatlılık oranları literatür incelenerek yaklaşık olarak belirlenebilmiştir (bkz. Tablo 1). İlk olarak, referans numune olarak 5 g/dL kütle konsantrasyonunda bir sakaroz çözeltisi ve referans olarak verilen yedi tatlandırıcının tatlılık oranları kullanılarak ortam sıcaklığında (25°C) bir dizi kütle konsantrasyonunda numune hazırlanmıştır. Her bir tatlandırıcının referans numuneye benzer kütle konsantrasyonu önce ikili karşılaştırma ile seçilmiş ve ardından ANOVA analizinden (varyans analizi) sonra tatlandırıcıların bu kütle konsantrasyonundaki tatlılık puanlarının sakkaroz referans numunelerinkinden önemli ölçüde farklı olmadığından emin olmak için kantil tahmini ile tam bir kütle konsantrasyonuna ayarlanmıştır. Bu sakkaroz kütle konsantrasyonunun tatlandırıcı kütle konsantrasyonuna oranı tatlandırıcının göreceli tatlılığıdır.

Zaman yoğunluk eğrisi çizimi
Bu çalışmada, zaman yoğunluğu verilerini toplamak için SensoMaker 1.92 yazılımı kullanılmış ve değerlendirici yazılımı açarak Şekil 1'de gösterilen arayüze girmiştir. Her bir numune 60 saniye içinde değerlendirilmiştir. Başlat düğmesine tıklandığında, fare 0 saniyeden (yeşil) numuneyi içmeye başlamak için yerleştirilmiş ve imleç ölçek üzerinde sürüklenmiştir, 0 algının olmadığını ve 10 özelliğin aşırı algılanmasını gösterir ve ardından 5 saniye sonra yutulmuştur. Tatlılık kaybolduğunda, imleç tekrar 0'a sürüklenmiştir. 60 saniyelik zamanlama tamamlandıktan sonra, otomatik olarak oluşturulan dosya saniye başına anlık tatlılığı kaydetmiş ve numunenin tatlılığı hakkında bir eğri elde etmek için otomatik olarak yuvarlanmıştır, bir zaman-yoğunluk eğrisi.

IV. Değerlendirme ekibinin oluşturulması

Anket çalışmasının ardından, tatlandırıcılı içeceklere ilgi duyan ve belirli tüketim alışkanlıklarına sahip 80 öğrenci (17-21 yaş) Jiangnan Üniversitesi'ndeki duyusal değerlendirici adayları arasından elenmiş ve daha sonra temel tat tanımlama ve üçgen testi gibi testlerle daha yüksek hassasiyete sahip adaylar elenerek ve dil ifade yeteneği daha fazla değerlendirilerek bir grup değerlendirici (11 kadın ve 1 erkek) işe alınmıştır.

Grup oluşturulduktan sonra, yaklaşık 50 saatlik ön eğitim, değerlendiricilerin tatlı tadı tanımlama ve yoğunluk puanlama becerilerinin yanı sıra SensoMaker 1.92 yazılımını kullanarak tatlı tat zaman-yoğunluk eğrilerini çizme yeterliliklerini geliştirmeyi amaçlamış ve eğitimden sonra daha iyi performans gösteren sekiz değerlendiricinin verileri seçilmiştir.

Değerlendiriciler PanelCheckV1.4.2 ile değerlendirilmiş ve Şekil 2'de gösterildiği gibi, bu değerlendirme grubunun F-değerleri odak parametreleri (metin, Artış, Azalış ve A) için 5% anlamlılık düzeyini aşmıştır, bu da daha iyi bir ayırt etme yeteneğine işaret etmektedir; tekrarlanabilirlik, A değeri için biraz daha yüksek bir MSE dışında ve diğer parametre MSE'lerinin çoğu 1.0'ın altında sabitlenmiştir, bu da daha iyi bir tekrarlanabilirliğe işaret etmektedir.

Değerlendirici Pane1checkV1.4.2 ile değerlendirilmiştir, Şekil 2'de gösterildiği gibi, bu değerlendirme grubunun F-değeri odak parametrelerinde (metin, Rdecrease ve A) 5% anlamlılık düzeyini aşmıştır, bu da güçlü bir ayırt etme yeteneğine işaret etmektedir: Tekrarlanabilirlik Biraz daha yüksek olan A değerinin MSE'si dışında, diğer parametre MSE değerlerinin çoğu 1.0'ın altında sabitlenmiştir, bu da iyi bir tekrarlanabilirliğe işaret etmektedir.

Değerlendirmede, değerlendiriciye sırayla 10 bardak farklı kodlanmış numune verilmiş ve her numune 15 mL olarak tüketilmiş ve 5 saniye sonra yutulmuştur. Numuneler arasında ağzın saf su ve soda krakerleri ile yeterince temizlenmesine ve numuneler arasında 5 dakikalık bir aralık olmasına dikkat edilmiş ve her numune 2 kez tekrarlanmıştır.

V. Zaman yoğunluk eğrisi dinamik analizi

Zaman yoğunluğunun dinamik analizi temel olarak XLSTAT2019.2.2 kullanılarak işlenmiştir. İlk olarak, tatlandırıcı izotopunun tatlılık konsantrasyonunun belirlenmesinde ANOVA kullanılmıştır; ikinci olarak, farklı değerlendiriciler tarafından farklı numunelerin tatlılık dinamik değerlendirmesinin sonuçları, zaman-yoğunluk eğrilerini oluşturmak için XLSTAT2019.2.2 ile işlenmiştir (bkz. Şekil 3). Eğrilerin parametreleri, her bir numunenin veya numune sınıfının dinamik performansını belirlemek için temel bileşen analizi (PCA analizi) ve küme analizi (AHC analizi) ile analiz edilmiştir.

Sonuçlar ve analiz

I. İzosweet kütle konsantrasyonunun ve numunelerin bağıl tatlılığının belirlenmesi

Oda sıcaklığında 5g/dL sakkaroz çözeltisinin tatlılığıyla karşılaştırılabilir olan diğer tatlandırıcıların kütle konsantrasyonu, ikili karşılaştırma yöntemi ve kantitatif tahmin yöntemiyle belirlenmiş ve ardından nispi tatlılık, sakkarozun kütle konsantrasyonunun tatlandırıcıların kütle konsantrasyonuna oranlanmasıyla elde edilmiştir.

II. Her sistemde farklı tatlandırıcıların zaman-yoğunluk eğrisi analizi

Her bir tatlandırıcı çözeltisi elde edilen izosweet kütle konsantrasyonuna göre hazırlanmış, gereksinimlere göre üç sistem çözeltisi hazırlanmış, değerlendirici tatmış ve çizmiş, ham veriler toplanmış ve XLSTAT2019.2.2 ile analiz edilmiş ve farklı sistemlerdeki sükroz ve yedi tatlandırıcı çözeltisinin dinamik uyum eğrileri elde edilmiştir (bkz. Şekil 4) ve eğrilere karşılık gelen her bir parametrenin değerleri (bkz. Tablo 3).

Maksimum tatlılık yoğunluğu açısından, fruktoz şurubu ve steviol glikozid örnekleri asidik koşullarda düşük sıcaklık koşullarına göre daha önemli ölçüde azalırken, şeker alkolleri, sukroz ve oligofruktoz düşük sıcaklık koşullarında asidik koşullara göre daha önemli ölçüde azalmıştır; aynı zamanda, yedi tatlandırıcı için metin ve A değerlerinin bir kombinasyonu, tatlılık süresini ve genel algılanan tatlılığı düşük sıcaklık koşullarında asidik koşullara göre daha büyük ölçüde azaltmıştır. Genel olarak, farklı maddelerin tatlılık özelliklerinin farklı faktörlerden ne ölçüde etkilendiği konusunda farklılıklar vardı.

III. Farklı tatlandırıcıların 3 koşul altında sınıflandırılması

Hem asidik hem de düşük sıcaklık koşullarında tatlılık dinamik salım özellikleri açısından sükroza en yakın olanın sorbitol olduğu ve steviol glikozit örneklerinin genel olarak daha uzun tatlılık süreleri nedeniyle her üç koşulda da bir grup olduğu ve bu nedenle sükrozla benzer dinamik tanımlamalara sahip olmadığı görülebilir.

Fruktoz şurubu, ortamın nötr olduğu koşullarda sakaroz dinamiğine benzer şekilde karakterize edilmesine rağmen, ortamın asidik olduğu ve düşük sıcaklığın nötr olduğu koşullarda sakarozdan uzaktı; aksine, oligofruktoz ortamın nötr olduğu koşullarda zayıf karakterize edildi, ancak diğer iki koşulda sakaroza benzer şekilde daha iyi davrandı.

Mevcut çalışmada yer alan numune sayısı sınırlı olsa da, farklı koşullar altında tatlandırıcı seçiminin sadece statik yoğunluk analizi gerektirmediğini, aynı zamanda dinamik değerlendirmenin de tatlandırıcıların uygunluğunu belirlemek için önemli bir referans olduğunu yansıtmak için yeterlidir.
Kaynak: Sensory Science and Assessment tarafından düzenlenmiştir. Kapak ve makale illüstrasyon kaynağı: Creative Post.
Referans: Jenjiao Han, Jinmei Bian, Caiyun Wang ve diğerleri. pH ve sıcaklığın sekiz tatlandırıcının tatlılık salınım özellikleri üzerindeki etkileri[J]. Gıda ve Biyoteknoloji Dergisi, 2023, Cilt 42(5):1-11