炼乳是鲜乳或者脱脂乳经脱水至原体积30%～40%而制得的一种浓缩乳制品,含有丰富的乳蛋白、乳脂、必需氨基酸、维生素A、维生素D、维生素K和维生素E,能够促进骨骼生长发育[1-2]。根据生产工艺及食用加工需要,加糖炼乳因添加了高于40%的蔗糖而具有更高的食用热量。目前全国乳制品产量近520.6万t,其中加糖炼乳广泛应用于糖果、糕点及饮料行业。由于长期摄入高糖分和高热量食物,导致糖尿病、心血管疾病、肥胖和龋齿等疾病的发病率不断增加[3]。世界卫生组织(World Health Organization,WHO)表示减少糖摄入量可降低相关患病率,成人每日糖建议摄入量不超过50 g,以25 g左右为宜[4]。当前,世界上许多国家和地区已逐渐制定并出台了一系列对含糖类食品的税收政策[5]。“减糖”成为大健康发展趋势对炼乳产业提出的新要求。本文在分析了炼乳生产工艺、糖类成分组成及工艺作用基础上,通过对现有炼乳减糖策略的综述分析对其未来发展进行展望。
1 炼乳生产技术
炼乳分为甜炼乳和淡炼乳。其中,甜炼乳也被称为加糖炼乳,是在牛奶中添加16%的蔗糖,然后将其浓缩至牛奶体积40%,使蔗糖含量达到40%～45%;淡炼乳也称不加糖炼乳,为原料乳直接浓缩制得。本文以加糖炼乳为例,介绍其生产工艺及要点。如图1所示,加糖炼乳的生产工艺流程分为原料乳预处理、预热杀菌、加糖及冷却结晶4个主要部分[6-7]。其中,操作要点分包括:(a)原料乳预处理。要求原料乳需经过净化,细菌总数不能超过2×106 CFU/mL,酸度不超过20°T;(b)预热杀菌。原料乳经65 ℃预热及均质后,加热至90 ℃后进入高温灭菌(135 ℃,5 s);(c)加糖与浓缩。蔗糖添加量为原料乳15%～16%,糖浓度不大于64.5%。浓缩常采用真空浓缩法,温度保持在49～59 ℃;(d)冷却结晶。该过程可分三步进行:第一步是将浓缩的牛乳(50 ℃左右)快速降温到35 ℃;第二步是强制结晶,不断降温至26 ℃左右,降温期间均匀投入晶种并将其搅拌,保温时间30 min,以便完全形成晶核;第三步是继续冷却至20 ℃并搅拌30 min以上,完成冷却结晶。乳糖结晶是食品工业中一个重要过程,特别是在乳制品领域,因为其物理状态会影响各种产品的贮存稳定性和质量。例如,乳糖结晶在喷雾干燥、冷冻干燥和其他各种贮存情况下非常复杂。在贮存期间,在干燥的含乳糖醛酸粉末中乳糖结晶速率随着相对湿度的增加而增加,并且结晶率在喷雾干燥的材料中比在冷冻干燥的材料中更高[8]。除此之外,当乳糖溶液快速干燥时,其黏度增加非常快,以至于不能发生结晶,并且干燥的乳糖会形成无定形(非结晶)乳糖“玻璃”。比如在喷雾干燥的牛奶和乳清粉中的乳糖玻璃虽然防潮稳定,但非常吸湿,具有黏性并导致结块[9]。因此,食品工业中的各种乳糖结晶工艺仍然需要优化。工艺的优化包含设备的创新设计和适当的加工技术(例如接种足够量的小晶体),以期满足在高产率工艺条件下生产高质量的产品。
图1 加糖炼乳生产工艺流程
Fig.1 Sweetened condensed milk production process
2 炼乳中糖类物质及其作用
炼乳中的糖类物质主要包括其内源乳糖和外加蔗糖两类。乳糖是牛奶中主要碳水化合物。它是由葡萄糖和半乳糖通过 β-1,4糖苷键连接在一起组成的二糖。牛乳的乳糖含量为4.4%～5.2%,平均为4.8%,以游离态稳定地存在于原料牛奶中[10-11]。乳糖的吸收能够为机体提供热量,促进矿物质吸收,维持肠道菌群平衡[13]。乳糖甜度低于其他双糖,相对甜度(perceived sweetness strength,PSS)是指一种物质与蔗糖相比,在同样浓度下,被人感知到的甜度强度。由于蔗糖相对甜度被定义为100,因此其他物质相对甜度都是以蔗糖相对甜度为基准进行比较。据SHEN等[14]研究报道,乳糖具有比蔗糖(相较于蔗糖甜度16%PSS)、葡萄糖(相较于蔗糖甜度74%PSS)和半乳糖(相较于蔗糖甜度32%PSS)更低的感知甜度。因此,将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,甜度可以增加3倍[15-16]。
乳糖溶解度较低且受温度影响显著。室温下,乳糖溶解度仅为蔗糖的10%。由于乳糖在原料乳干物质中含量高达39%,在生产过程中降温达到饱和温度就会结晶析出,从而成为影响乳品生产、食用口感及贮存期品质的重要因素[17]。乳制品中组分的复杂性会影响到乳糖结晶行为。在乳制品中,结晶是一种自然现象,它有2种形式:一种是自然结晶;另一种是强制结晶。无外界控制且不外加晶种的结晶过程称为自然结晶。自然结晶形成的乳糖结构粗大,多为砂状,晶形较长。在炼乳贮藏过程中自然结晶的乳糖因比重大于成品而易于沉积于罐底。因此,实际生产中需要对乳糖结晶过程进行干预,即强制结晶。强制结晶是在乳糖过饱和溶液未达到结晶温度,乳糖未结晶沉淀下来之前,加入乳糖晶种引导其以较小的晶体形式快速结晶析出,以防止过大结晶粒生成。
蔗糖是加糖炼乳中另外一个重要的糖类。蔗糖浓度在加糖炼乳中高达40%以上,能够起到提高炼乳渗透压、抑制微生物生长,从而提高产品保质期的作用。与淡炼乳不同,加炼乳罐装后不再进行高温灭菌。但是,若继续提高蔗糖浓度,则会造成糖分沉淀、褐变、过稠等产品质量问题。蔗糖添加量根据生产需求计算,避免炼乳发生褐变和增稠。
3 炼乳减糖的必要性
根据WHO定义,游离糖是指“食品和饮料中添加的单糖和双糖”,包括蜂蜜、糖浆、果汁和浓缩果汁中的糖。而内在糖则是“存在于完整水果和蔬菜结构中的糖”。WHO认为,内在糖和外在糖具有不同的健康影响,由于游离糖中缺乏微量营养素,与含有复杂碳水化合物的食物相比,摄入游离糖可导致更高患有餐后高血糖、高胰岛素血症、氧化应激、免疫调节和炎症等疾病[18-19]。由于体内多种机制相互作用,糖的摄入也被认为与大脑中的奖励系统以及甜味感知方面具有明显不同的影响,以导致暴饮暴食、卡路里过剩和物质习惯化[20-21]。长期高频率的糖摄入与肥胖、Ⅱ型糖尿病、代谢综合征、心血管疾病、癌症和过早死亡有关[22-24]。因此,WHO建议将游离糖和添加糖减少到每日热量摄入5%,以降低不健康后果的风险[25]。除此之外,糖的摄入也与牙龈炎症和牙菌斑形成有关。根据WOELBER等[26]研究报告显示,限制游离糖的摄入可以减少牙龈炎症。因此,对患有牙龈炎症的病人进行饮食调整是有益的,限制糖的摄入会减少炎症症状,同时阻止潜在的疾病及其对口腔和整体健康的持续有害影响。此外,牙龈炎症治疗方法也适用于营养不良病症,如饮食中缺乏维生素C[27]。长期食用加糖食品会导致代谢、心血管和神经紊乱。如阿尔茨海默病和帕金森病会导致葡萄糖水平下降或神经元退化,这是由富含添加糖的饮食引起的病症[28]。糖的过量摄入也会影响大脑疾病或情绪失调,如焦虑、抑郁、恐惧,以及分子和神经化学表达的变化。例如,长期食用8%～25%浓度的蔗糖会同时出现焦虑样或抑郁样症状,而食用5%的蔗糖则不会出现焦虑样或抑郁样症状[29]。因此,合理控制饮食中糖摄入量非常重要。
4 炼乳减糖策略
如前文所述蔗糖在乳制品中具有多种功能,特别是在炼乳中,高浓度蔗糖溶液可以抑制炼乳中细菌繁殖,从而提高产品保鲜性,进而达到高甜度的目的[30]。糖含量的增加,提高了炼乳渗透压,使炼乳中微生物脱水而死,并且随着糖含量的增加,其渗透压也随之升高[31]。但若加入过多糖分,则会造成糖分沉淀等问题。由于蔗糖摄取过多,会增加罹患慢性疾病风险,对身体造成伤害[32]。所以减糖对控制血糖、改善皮肤、防止蛀牙等具有重要意义[33]。本综述介绍了炼乳减糖的现有策略,包括乳糖水解、糖替代、超滤、直接减糖等方式,以此来减少炼乳中的糖达到减糖的目标。
4.1 乳糖水解
在乳制品中,乳糖水解是一种减糖方法。HARJU等[34]研究报告显示,水解牛奶中70%的乳糖,增加的甜度相当于2%的蔗糖。目前,用酶解法水解乳糖用于制作无乳糖牛奶,且经过水解的牛奶比普通牛奶更甜[35]。通过乳糖酶水解可以增加甜度,并且减少糖含量高达50%[36]。在食品行业,β-半乳糖苷酶通常用于生产无乳糖乳制品,甚至增强乳制品的甜度、口感和消化率[37-38]。HORNER等[39]在2 ℃下使用12 U/mL酶水解巴氏奶中的乳糖,24 h内水解率达到99%。根据炼乳工艺流程,乳糖水解可以在预处理中进行。炼乳加工工艺中需要预热杀菌,剩余多的乳糖酶不需要额外加热除去。开发低乳糖乳制品,能改善其消化率、溶解性、甜度、风味等,降低各类人群对乳糖不耐受病症的风险[40-41]。除此之外,β-半乳糖苷酶可以处理牛奶清液以减少环境污染[42]。在炼乳加工工艺中,预处理需要进行热稳定实验和添加稳定剂,加入的β-半乳糖苷酶不明确是否会对此项产生影响,需要进行相关试验来验证,以确保生产出的淡炼乳甜度和风味更好。
4.2 糖替代
糖替代因能够在保持甜味的同时降低热量,成为首选减糖策略。目前可用于糖替代的常用甜味剂如表1所示。甜味剂包括天然甜味剂和人造甜味剂两大类。天然甜味剂分为糖醇和非糖两大类,其中糖醇类有木糖醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇等;非糖类有甜菊糖苷、罗汉果甜苷、甘草甜素等。人造甜味剂有阿斯巴甜、安赛蜜等。以下将介绍2种类型的糖替代方法。一是添加天然甜味剂及其组合物;二是添加功能性低聚糖。
表1 甜味剂在食品行业的应用
Table 1 Sweeteners used in food industry
分类甜味剂优点缺点食品应用参考文献天然非营养甜味剂甜菊糖苷天然甜味剂,符合国际食品安全;瑞鲍迪苷A甜度是蔗糖的350～400倍,只占1/3蔗糖热量;常温下稳定,不霉变,不褐变;抑制细菌繁殖,延长产品保质期使用量增加,苦味、甘草味比较明显酸奶、可口可乐、饼干等[43-44]罗汉果甜苷 天然甜味剂,符合国际食品安全;罗汉果甜苷Ⅴ甜度是蔗糖的300倍,热量低;不参与代谢;与甜菊糖苷相比,甜味持续时间长,苦味弱,后味持久;具有降血糖,降血脂的作用使用量超过一定浓度范围,仍会呈现后苦味电解质功能饮料、脱脂巧克力牛奶、百事可乐、戚风蛋糕等[45-46]甘草甜素天然甜味剂,蔗糖甜度的100～500倍;具有潜在功能特性甜味延迟,后苦味明显乳固体饮料、冰淇淋等[47]糖醇木糖醇天然糖醇,水溶性好,75%～90%蔗糖甜度;入口清凉;预防龋齿;强吸水性过量摄入会导致腹泻口香糖、月饼等[48]赤藓糖醇甜味纯正,蔗糖甜度的70%～80%,无后苦味;热值低;不致龋齿;入口清凉;分子质量小,不参与代谢;耐热、耐酸、不吸湿、水分活度低甜味不明显巧克力、糖果、口香糖、酸奶、果汁饮料等[49]麦芽糖醇甜味纯正,蔗糖甜度的85%～95%,热值低;耐酸、耐热、保湿、不发酵;预防龋齿普及度低于木糖醇;热量高于赤藓糖醇;过量摄入会导致腹泻乳制品、冰淇淋等[50]乳糖醇蔗糖甜度的40%,口感温和清爽,无余味;低热量;不吸湿;预防龋齿甜度低无糖口香糖、动物饲料、文物保护等[51-52]山梨糖醇蔗糖甜度的60%,口感顺滑,凉爽,清甜;压缩性优良;不吸湿;稳定性高;预防龋齿过量摄入会导致腹泻无糖糖果、巧克力、饮料、牙膏、口香糖等[51-52]营养甜味剂蔗糖增加颜色和味道;降低水活性;防腐剂;膨胀剂;抗菌高热量面包、冰淇淋等[52]果糖蔗糖甜度的1.8倍;天然碳水化合物;吸湿性良好摄入过多会导致非酒精性脂肪肝糖果、面包等[52]乳糖蔗糖甜度的70%,天然糖甜味低糖果、人造奶油等[52]塔格糖蔗糖甜度的92%;零卡路里;热稳定;低吸湿性;耐酸性强易发生焦糖化反应和美拉德褐变反应化妆品、牙膏、口香糖等[52]人造非营养甜味剂三氯蔗糖蔗糖甜度的600倍,甜味纯正;不吸湿;无热量;热稳定有金属异味酸奶、口香糖等[43,49,52]纽甜甜味干净纯正,蔗糖甜度的7 000～13 000倍;无不良苦味或金属异味;低能量前甜不足,甜味释放慢酸奶、饮料等[49,52-53]安赛蜜甜味干净纯正,蔗糖甜度的200倍;无热量;无不良苦味或金属异味;热稳定作单一甜味剂,回味微苦酸奶、饮料等[43,52]糖精蔗糖甜度的500倍;零卡路里有不良苦味和金属余味可乐、牙膏、化妆品等[43,52]爱德万甜蔗糖甜度的20 000倍;低热量;热稳定微弱苦味和酸味饮料、保健食品、动物饲料等[52]阿斯巴甜制作成本低,蔗糖甜度的180～200倍前甜不足,甜味释放慢;热稳定性差;过酸碱环境下稳定性差糖果、巧克力、乳制品、可口可乐等[43,53]环己基氨基磺酸甜蜜素蔗糖甜度的30～50倍;热稳定;低钠饮食使用的无营养甜味剂;价格低口味微苦;耐酸性差冰淇淋、果酱等[43,52]
4.2.1 天然甜味剂及其组合物
甜菊糖苷又称甜菊糖,是一种从菊科属的草本植物中提炼出来的萜烯化合物,呈白色粉末状。甜菊糖苷的甜味是蔗糖的250～300倍,热量只有蔗糖1/300,被誉为“第三代健康糖源”,而且对肥胖、糖尿病、高血压、心脏病、龋齿等病症有良好治疗效果[43,54-55]。甜菊糖苷的甜度最接近蔗糖,且常温下稳定,长时间存放不会发生霉变及褐变,应用到食品中能减少黏性,并且对细菌生长有抑制作用,使产品保质期更长[56]。在我国食品工业领域,甜菊糖苷的应用日益广泛,GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》对其在风味发酵乳、冷冻饮料、熟制坚果仁、糖果、糕点、饮料等中添加剂的种类进行了规定,并对其含量进行了限制。甜菊糖苷可分类为甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷C和莱鲍迪苷D等。在这些甜菊糖苷化合物中,莱鲍迪苷A占据比例最大。莱鲍迪苷A甜味最接近蔗糖,且无酸味、薄荷味、金属味等不良后味,但当用量增加时,会有一定苦味和甘草味[44]。然而,这可以通过其他化合物如莱鲍迪苷D和莱鲍迪苷M混合使用来掩盖,这些化合物共混导致甜味协同作用,甜味强度、起始和苦味感知得到改善,并且不具有苦味余味[57]。随着人们对营养、健康生活方式的重视,低糖食品已成为饮食首选,甜菊糖苷作为功能性糖替代蔗糖和其他甜味剂已成为健康食品的发展趋势。
甜菊糖苷良好的热稳定性及甜度口感,使其更适用于炼乳减糖。炼乳生产工艺中含有多个高温环节,包括49～59 ℃条件下真空浓缩除去水分;预热温度78 ℃,保持10 min;高温灭菌135 ℃,保持5 s等。相对于热稳定性低的甜味剂,甜菊糖苷以更好地满足炼乳减糖需求。目前,甜菊糖苷已有在其他黏稠态乳制品中的成功应用。如曾艳等[45]研究报告显示将0.03%～0.04%的甜菊糖苷加至酸奶中,甜菊糖的甜味与乳酸发酵产生的涩味和酸味相结合,形成一种具有清凉感的特殊奶味。虽然,甜菊糖苷用量增大会加重其后苦味,但可以通过用量调整,以及和其他甜味剂复配的方法改善。林薇薇等[58]研究发现以甜菊糖苷、罗汉果甜苷、柠檬酸、氯化钠、甘氨酸等作为主要成分,采用单因素实验与正交实验相结合的方法,证实了复合甜菊糖具有改善苦味的作用。BRODOCK等[59]在针对儿童及其父母的调查研究中发现,使用甜菊糖苷与罗汉果甜苷按一定比例复配替代24%的蔗糖,不会影响脱脂巧克力的甜味与可可风味,消费者可接受度高。综合现有的研究可以推测,甜菊糖苷作为代糖甜味剂进行炼乳减糖,是一个值得探索的方案。
4.2.2 功能性低聚糖
功能性低聚糖是一类益生元物质,不会被唾液、消化道中糖苷酶类水解,亦不能被人体消化系统直接吸收[60]。因此,食用功能性低聚糖不仅可以实现“零热量”,还可以促进双歧杆菌等益生菌在肠道内繁殖,产生大量短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs),从而减少肠道内有害菌群和毒素[61]。低聚半乳糖、低聚木糖、低聚果糖等是目前市面上比较常见的益生元,其特点是水溶性、酸碱性和耐热性良好,没有异味,黏度低,甜度低等。近年来,功能性低聚糖的研究一直是国内外研究的热点,尤其在医药、农业、食品等领域都有广泛的应用前景[62]。功能性低聚糖作为一种天然膳食补充剂,具有多种功能活性,能够促进人体健康,减少疾病发生。随着我国消费水平不断提高,消费者对自己的健康变得更加重视,对营养、保健食品的需求也在不断增加,营养、保健食品将会越来越受到大众喜爱。目前,人们越来越重视甜味剂的品质、营养和保健功能。功能性低聚糖是一种理想的化学甜味剂替代品,它既可以保证产品的感官质量,又可以发挥出它特有的保健功能,同时还可以防止人们因摄入过量蔗糖而对身体造成损害,减轻人们饮食负担。因此,功能性低聚糖可作为代糖的食品添加剂,且在减糖领域是一个新兴方向。
低聚半乳糖(galacto-oligosaccharide, GOS)又名双歧杆菌生长因子,主要是由葡萄糖或半乳糖连接1～7个半乳糖基而形成低聚糖混合物,是一种食疗益生性较优乳源功能性低聚糖,能够有效促进肠道内益生菌增殖[63-64]。GOS具有良好水溶性,甜度为蔗糖0.3～0.6,耐酸耐热,在pH 3、160 ℃条件下保持15 min不会发生变性[65]。GOS是改善肠道功能、免疫调节、防止过敏、促进钙吸收等重要益生元[66-67]。刘乐等[68]研究发现牛奶中添加适量GOS能够增加植物乳杆菌发酵乳中的活菌数、降低发酵乳pH,并提高其持水力,且产品风味俱佳。除用作益生元,GOS也可用作改善炼乳质构、热量和风味的食品添加剂。LIANG等[69]和ZHANG等[70]研究发现,低聚半乳糖与蛋白质共热会发生美拉德反应,能够产生令人愉悦的香味。除了GOS,低聚木糖也可用作代糖。低聚木糖是蔗糖甜度30%～40%,在pH 2.5～7和100 ℃温度下显示出良好稳定性,被广泛用于酸奶和乳酸菌饮料[71]。王仲达等[72]研究结果显示,在炼乳浓缩之前,加入1.0%低聚木糖,并在55 ℃下浓缩,可制得色泽均匀、黏度适中、质地均匀、组织形态良好、奶香味浓、感官评价较高、并有一定健康功效的乳制品。因此,炼乳中加入功能性低聚糖,增加甜味和改善风味,使口感更加丰富。
4.3 超滤
超滤是膜分离技术中一种以压力差值为驱动的分子分离过程,操作压力一般为0.1～0.7 MPa,能够将牛奶中的乳糖去除,因此可用作减糖技术[73]。原料乳中相对分子质量大于10 kDa的颗粒如脂肪、酪蛋白(casein, CN)、血清蛋白(serum proteins, SP)和胶体矿物被膜截留,而相对分子质量小于10 kDa的颗粒如乳糖和可溶性矿物则通过膜进入渗透液[74]。在牛奶浓缩、乳清蛋白浓缩、乳糖回收和牛奶脱盐等过程中,膜分离技术得到了广泛的应用。SHAKHNO等[75]报告显示,使用超滤膜和反渗透膜,可将牛奶中水分去除70%,从而大大增加了牛奶固形物含量,并降低了牛奶运输和保藏成本。TANUDJAJA等[76]研究发现,采用物理筛选方法,超滤分离技术可以避免等电点凝聚、酸沉淀、热沉淀等常规分离方法对乳清蛋白的天然形态、功能性和营养性质产生影响。物理去除法制备低乳糖乳制品的主要方法是以超滤技术、离心技术相结合方式,对牛乳中乳糖进行脱除。刘选东[77]报告显示,芬兰Valio公司通过膜分离、色谱分离、酶催化降解等技术,可完全除去牛乳中的乳糖,使牛乳中的总糖低于0.5%,从而保证了牛乳的品质与功能。超滤主要用于生产增加蛋白质含量和减少乳糖含量的乳制品,如牛奶蛋白浓缩物(milk protein concentrate, MPC)和乳清蛋白浓缩物(whey protein concentrate, WPC),广泛用于乳品工业中乳糖去除。大分子化合物(如蛋白质、脂肪)可以通过超滤膜被保留下来,而小分子化合物(如乳糖、水、矿物质和维生素)能够通过超滤膜[78]。然后,向悬浮固体中加入水以获得无乳糖乳。运用超滤去除乳糖的方法已作为酸奶和奶酪减糖手段[79]。通过超滤生产的牛奶再生产炼乳,其乳糖含量大大降低,并可消除由于乳糖结晶带来的产品质量问题。若要在过滤乳糖的情况下增加炼乳甜度,可以在原料乳超滤后添加甜味剂。
4.4 直接减糖
直接减糖是一种逐步减少糖摄入量的方法,其中糖从产品中缓慢和逐步减少,因此消费者无法轻易区分差异并逐渐适应较低糖含量,而不会影响其感官[80]。例如,王鑫等[81]研究报告显示,一种法国生产的六连杯巧克力酸奶,其每一杯糖分含量相比于原来产品依次从减量5%逐渐下降至50%,有助于人们减少对糖的依赖性。BENKIRANE等[82]研究发现直接减糖低于30%不会改变消费者的可接受性。通过逐步减少乳制品含糖量,使消费者在无察觉的情况下慢慢适应低糖。直接减糖可以通过阈值设定来实现,被称为“刚刚可察觉的差异”(just noticeable difference, JND)的阈值测试确定糖浓度变化,其导致50%的消费者可感知的甜味强度变化。JND可能是一种有价值的选择,可以使消费者在没有意识的情况下逐步减少糖摄入量[83]。JND已在美国减盐政策实现应用[84]。但随着减盐、减糖政策的推广,JND也已被用于乳制品乳剂和巧克力牛奶的减糖[83]。2021年,美国全国减少盐和糖倡议(National Salt and Sugar Reduction Initiative, NSSRI)是由纽约市健康和心理卫生部门召集100多个地方分会、州和国家卫生组织所形成的合作伙伴关系,旨在鼓励减少包装食品中的钠和糖含量。并且NSSRI制定了美国包装食品和饮料的自愿减糖目标。通过改变食品供应水平,该倡议寻求使所有人更容易获得更健康的选择,这是一种上游方法,可能会缓解饮食相关疾病方面的现有差距。该倡议表明在2023年NSSRI减糖目标是糖量减少10%(每100克食品或每100毫升饮料的糖克数),而2026年的目标是含糖饮料减少40%,其他类别减少20%。如果行业达到NSSRI的目标,美国儿童和青少年的添加糖摄入量将减少7%(2023年目标)至21%(2026年目标)[85]。炼乳也可以通过这种方法来实现减糖,但需要一定时间实现。
4.5 炼乳减糖方法研究对比
目前针对乳制品减糖方法仍然以糖替代为主流。糖替代的减糖方案已经相当成熟,适用范围更广泛。直接减糖的减糖方法虽然简单便捷,但是费时费力,且见效缓慢。新减糖方法近几年报道发表有乳糖水解和超滤,这2种方法更适合制作炼乳(表2)。乳糖水解可以有效地减少乳糖不耐症,它能够有效地将牛奶中乳糖分解为葡萄糖和半乳糖,使它们更容易被人体吸收,并降低它们对肠道的负担。此外,它还能够增加甜味,使牛奶更加美味、可口,从而让人们更加容易接受。乳糖酶能够水解牛乳中的乳糖并将其转化为葡萄糖和半乳糖,从而提高牛乳中赖氨酸等氨基酸的反应活性,有助于美拉德反应的进行。但是根据相关研究发现,添加乳糖酶可能会导致大量具有不良末端活性游离氨基酸的增加,这些氨基酸可以干扰蛋白质的结构和功能,进而影响美拉德反应产物的生成和变化[86]。因此,当使用乳糖酶固定化膜时,牛奶经过热处理后,没有游离乳糖酶残留在牛奶中,不会引起不良反应。另一种新减糖方法是超滤,超滤技术可以将牛奶中蛋白质从低浓度浓缩到高浓度,从而使其更加容易消化和吸收。除此之外,超滤技术可以提高牛奶稳定性,这意味着它可以有效地保持牛奶的功能特性和感官品质。并且超滤技术还可以用于蛋白质标准化,即可以控制牛奶中蛋白质含量,使其质量达到规定标准,以保证其品质达到规定要求。
表2 现有减糖方法的对比分析
Table 2 Comparative analysis of existing sugar reduction methods
减糖方式处理方法减糖效果参考文献乳糖水解加入β-半乳糖苷酶水解热量低,甜度高[37]加入甜菊糖苷或及其组合物热量低,甜度高,功能性增加[45,59]糖替代加入低聚木糖热量低,甜度高,功能性增加[68]加入低聚半乳糖热量低,甜度高,功能性增加[72]超滤超滤热量低,甜度高,无可吸收糖[78]直接减糖直接减糖消费者逐渐适应低糖产品,见效缓慢[82]
5 炼乳减糖技术挑战及展望
高糖饮食健康隐患的全球化关注促使食品产业掀起“减糖”革命。我国《国民营养计划(2017—2030年)》提出“三减三健”为重点的专项行动中就包括减糖[79]。乳与乳制品是中国居民膳食的重要组成部分,在食品消费中的普及度和销售额都很高。随着“三减”的深入,蒙牛,伊利,光明等国内著名乳制品公司都在高糖分产品上进行了“减糖”行动,并推出了一系列“低糖/无糖”产品。其中,无糖酸奶的市场推广已出显示成效,如君乐宝乳业的“简醇”酸奶、朴诚乳业的“简爱”无糖酸奶、北京川秀科技有限公司的“川秀”无糖酸奶等。
减糖酸奶市场化的成功推广为乳品产业全面减糖开启了良好的开端。加糖炼乳是含糖量最高的乳产品。国内外虽然均已开展了炼乳减糖的技术探索,但仍有诸多难题有待攻克。与其他食品减糖所面临的技术挑战不同,高浓度蔗糖对于炼乳具有工艺属性,包括增加渗透压、抑菌以及赋予产品焦糖色泽等作用。因此,如何在减糖的同时保持炼乳甜味口感以及维持产品货架期,是炼乳减糖面临的主要技术难题。同时,相比于目前低含糖量乳制品(如酸奶、乳饮料及液态奶等)的减糖改造,针对高糖炼乳减糖能够带来更显著的市场及经济成效。由此,减糖的同时保持消费者习惯的口感及组织状态是未来开发炼乳减糖技术的重点和难点。如何通过代糖技术优化口感并赋予炼乳产品更优的食用功效,是一个值得探索和开发的领域。
我国是全球最大乳制品消费国之一,未来应不断开发创新种类多样、营养全面、具有特色的低糖/无糖乳制品,这对于发展食品工业,丰富人们的物质生活具有重要的作用。在全民“减糖、无糖”意识提高的大背景下,低糖/无糖乳制品市场会越来越好。
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