唐海珊，李治章，肖新生(湖南科技學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，湘南優(yōu)勢植物資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 永州 425199)

應(yīng)用研究

低熱量巧克力制品的研究進展

唐海珊，李治章，肖新生
(湖南科技學(xué)院 化學(xué)與生物工程學(xué)院，湘南優(yōu)勢植物資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南 永州 425199)

從低可可脂用量巧克力的制備、低熱量可可脂替代物的開發(fā)和低熱量甜味劑替代蔗糖的研究3個方面論述了低熱量巧克力制品的研究進展。主要涉及了結(jié)構(gòu)化甘油三酯、功能性甘油二酯和碳水化合物基脂肪替代品等可可脂的低熱量替代物的性質(zhì)及其應(yīng)用于巧克力制品中對流變性能、工藝特性等的影響，以期為低熱量巧克力的研究與生產(chǎn)提供參考。

低熱量巧克力；低熱量可可脂替代物；無糖巧克力

巧克力風(fēng)味獨特,且具有調(diào)節(jié)心情、舒緩壓力等功效，因此深受消費者喜愛。巧克力通常含有大量的脂肪(約40 g/100 g)以及碳水化合物(約52 g/100 g)，熱量值高達23.7 kJ/g。而過多攝入高熱量值的巧克力有引發(fā)肥胖、高血脂、脂肪肝、腦血栓等一系列疾病的風(fēng)險。因此，開發(fā)低脂、低糖、低熱量的巧克力產(chǎn)品受到研究者的廣泛關(guān)注[1-2]。

由于脂類和碳水化合物是巧克力制品的主要成分，兩者占巧克力制品質(zhì)量的90%以上，是巧克力制品的主要熱量來源。因此，設(shè)法減少二者在巧克力制品中的用量或者采用低熱量的脂類和碳水化合物是目前研究的主要方向。本文主要從低可可脂用量巧克力的制備工藝的開發(fā)、低熱量可可脂替代物的開發(fā)和低熱量甜味劑替代蔗糖的研究3個方面來論述低熱量巧克力制品研究的進展。

1 低可可脂用量巧克力的制備

巧克力配方中，可可脂等脂類的熱量值約為37.6 kJ/g，而蔗糖等碳水化合物的熱量值約為16.7 kJ/g。因此，減少配方中可可脂的用量，增加蔗糖等碳水化合物的用量可以降低巧克力的熱量。楊恒等[3]通過添加0.021%甜味抑制劑三萜烯糖苷類化合物增加蔗糖用量至55.2%，降低可可脂用量為30.55%。添加甜味抑制劑后的巧克力甜度和熱量都相應(yīng)地降低，但熔點范圍和普通巧克力一樣，巧克力的綜合感官評分良好。

蛋白質(zhì)的熱量值約為16.7 kJ/g,也遠低于可可脂的熱量值，因此采用增加蛋白質(zhì)含量來替代部分可可脂既能增加巧克力制品的營養(yǎng)價值，又能降低其熱量值。白厚增等[4]公開了一種低脂低糖高蛋白巧克力制品的制備方法。對現(xiàn)有巧克力制品組分進行調(diào)整，按蛋白粉2～25份、膳食纖維1～6份、膠原蛋白1～6份、可可粉1～5份、大豆分離蛋白粒5～25 份、巧克力48～88份組合，得到一種高蛋白、低脂肪、低糖分、無霜的巧克力制品。

而通過添加果汁等低熱量的組分來降低可可脂用量也是降低巧克力制品熱量的一種方法。Skelhon等[5]將柳橙、蔓越莓果汁滴入牛奶巧克力、黑巧克力及白巧克中，隨后對實驗樣品中脂肪的晶體結(jié)構(gòu)及相關(guān)物性進行研究。結(jié)果表明，果汁的加入不會破壞脂肪的晶體結(jié)構(gòu)，加入果汁的巧克力仍能保持較好的光滑度、硬度及口感。研究表明，采用果汁替代脂肪成分，可使脂肪的含量降低50%。

巧克力中高的可可脂含量除了口感的需要外，在生產(chǎn)工藝上也具有重要的作用。脂相是巧克力中唯一的連續(xù)相，工業(yè)生產(chǎn)中油脂含量過低會導(dǎo)致巧克力混合物黏性過大而堵塞生產(chǎn)線。這是低脂巧克力工業(yè)化的一大技術(shù)性壁壘。因此，開發(fā)新型的巧克力制備工藝以降低可可脂的用量也吸引了研究者的興趣。Tao等[2,6]發(fā)現(xiàn)，沿著液態(tài)巧克力的流向施加一個電場能使固體可可顆粒由具有旋轉(zhuǎn)對稱性的粒狀結(jié)構(gòu)聚集成以微米計的長球體。微觀粒子聚集形態(tài)的改變降低了液態(tài)巧克力的黏度，從而有效地減少了維持管線內(nèi)正常質(zhì)地與流動所需脂肪的含量。研究表明，施加一個1 600 V/cm的電場可使1個瑪氏巧克力樣本的黏性減少43.5%，脂肪含量可減少10%以上。感官實驗證明，運用電流變學(xué)技術(shù)制備的低脂巧克力口感為人們所接受。

2 低熱量可可脂替代物的開發(fā)

巧克力中主要的脂類為可可脂，而可可脂的主要成分為甘油三酯。如前所述，常見的甘油三酯的熱量值很高。目前，關(guān)于低熱量可可脂替代物的研究主要圍繞低熱量的結(jié)構(gòu)化甘油三酯、甘油二酯和碳水化合物這3大類。

2.1 結(jié)構(gòu)化甘油三酯

結(jié)構(gòu)化甘油三酯(SLs)是指含有不同脂肪酸鏈長的三酸甘油酯，包括短鏈脂肪酸(含1～6個碳)、中鏈脂肪酸(含6～12個碳)和長鏈脂肪酸(含14～24個碳)酯化的甘油酯，是通過酯化或酯交換形成的一種甘油酯。一些結(jié)構(gòu)化甘油三酯不僅具有低熱量的特性，還具有特殊的生理活性，如具有增強人體免疫力、防止血栓、降低體內(nèi)膽固醇含量、提高體內(nèi)氮的代謝平衡和減少組織器官癌變等生理功能[7-8]，因此受到了研究者的熱捧。

2.1.1 長、短鏈三酰甘油酯Salatrim

Salatrim屬于三酰甘油酯家族中的一員，其主要結(jié)構(gòu)是至少含有1個短鏈脂肪酸和1個長鏈脂肪酸隨機地連接在甘油1,3位羥基上。Salatrim的熱量只有普通油脂熱量的55%左右，可以在許多食品中應(yīng)用，如巧克力涂層、乳制品等。第一代Salatrim產(chǎn)品“Benefat”就是用在糖果中替代可可脂。Benefat系列中，短鏈脂肪酸容易被水解和吸收，熱量比長鏈脂肪酸低38%～63%。其制備方法為大豆油、菜籽油等與食用短鏈脂肪酸進行酯酸交換，生成丙三醇短鏈脂肪酸酯后，再與硬脂酸甲酯進行酯酯交換而得到[9]。宋志華等[10]以三丁酸甘油酯和硬脂酸甲酯為原料進行酶促酯交換合成了短長碳鏈低熱結(jié)構(gòu)甘三酯(LCSL)，測定了其相關(guān)性能。發(fā)現(xiàn)其固體脂肪曲線(SFC)與市售天然可可脂(CB)、非月桂酸類代可可脂(CBR)、月桂酸類代可可脂(CBS)以及類可可脂(CBE)產(chǎn)品曲線相似。并發(fā)現(xiàn)LCSL與市售產(chǎn)品在低溫下的相容性較好，其中與CBS的相容性最好，溫度低于20℃時LCSL與CBS可任何比例相容；LCSL適合完全取代CB用于生產(chǎn)糖果或巧克力制品，且在配方中需控制CB含量低于5%。

以天然可可脂、辛酸及山崳酸為原料，吳煒亮[11]采用固定化脂肪酶酶促酯交換反應(yīng)制備了低能量的可可脂。酯交換率可達到(28.12±2.54)%。得到的低熱量可可脂的熔點為(36.83±0.55)℃。選用動物成長法對制備的低熱量可可脂進行了能量測定，其熱量值為19.65 kJ/g，約為天然可可脂的69%。長碳鏈脂肪酸具有較低的吸收率和有限的生物利用率，尤其當(dāng)長碳鏈脂肪酸處于甘油三酯的Sn-1或Sn-3位。而山崳酸歸因于其碳鏈的長度(二十二碳)，與其他脂肪酸相比也具有低吸收率和低生物利用率的特點。與棕櫚酸95%～98%的吸收率相比，山崳酸大約只有30%的吸收率。

丙酮酸是糖酵解途徑的終產(chǎn)物，可以抵抗細胞氧化損害、抑制體脂的增加、增強運動耐力等?？紤]到丙酮酸的功能性優(yōu)勢，鞏凡[12]以丙酮酸和單月桂酸甘油酯為原料、對甲苯磺酸為催化劑合成了丙酮?；鹿瘐；Y(jié)構(gòu)脂，并發(fā)現(xiàn)其可作為可可脂替代品。

2.1.2 短、中、長鏈三酰甘油酯Caprenin

Caprenin[13](辛酸癸酸二十二碳酸甘油酯)，由Procter amp; Gamble公司制造。由于人體僅能部分吸收二十二碳酸，而辛酸、癸酸與長鏈脂肪酸相比卻更容易吸收，該酯的熱量值相對較低，僅為 21 kJ/g。與可可脂的功能類似，Caprenin適合用于軟質(zhì)糖果和甜的包裹料中；在巧克力中，Caprenin與葡聚糖配合使用，可有效降低熱量，減少脂肪的用量。

2.1.3 中、長鏈三酰甘油酯

楊修斌[7]以茶油、硬脂酸、棕櫚酸、癸酸和山崳酸為底物，經(jīng)Lipozyme TL IM固定化脂肪酶催化進行酯交換反應(yīng)，并利用溶劑萃取法脫除產(chǎn)物中的游離脂肪酸，得到酸值、碘值、皂化值、水分及揮發(fā)物的含量、熔點均與可可脂相似的新型低熱量類可可脂。依據(jù)脂肪代謝理論，在茶油中引入了屬于中碳鏈脂肪酸的癸酸和屬于長碳鏈脂肪酸的山崳酸，故制備的茶油類可可脂與可可脂相比具有更低的熱量。但該新型類可可脂油酸含量多于可可脂，氧化穩(wěn)定性較差。

同樣在固定化脂肪酶Lipozyme TL IM的催化下，譚志強[14]研究了以烏桕脂、硬脂酸、山崳酸為原料，進行酶促酯交換制備低熱量烏桕類可可脂(L-CTCBE)的工藝，并對產(chǎn)品特性進行了分析。比較了L-CTCBE和天然可可脂的基本理化性質(zhì)、脂肪酸和甘三酯組成，發(fā)現(xiàn)在酸值、碘值、過氧化值、皂化值、水分及揮發(fā)物含量上二者無明顯差別，二者在油酸、硬脂酸、棕櫚酸的含量上相似度也極高，但L-CTCBE的山崳酸含量達到9.41%，使得L-CTCBE 有較低的熱量值。

2.2 甘油二酯

甘油二酯作為油脂在體內(nèi)消化的中間產(chǎn)物，食用安全。人體攝入甘油三酯和甘油二酯后，兩者的代謝方式不同，甘油二酯(尤其是1,3-甘油二酯)往往具有更少的熱量，且很少轉(zhuǎn)化成脂肪在體內(nèi)堆積，具有降低內(nèi)臟脂肪、抑制體重增加、降低血液中中性脂肪量的作用，可用于預(yù)防與治療高脂血癥及與高脂血癥密切相關(guān)的心腦血管疾病等。目前，甘油二酯在低熱量健康油脂產(chǎn)品開發(fā)方面已有諸多的研究，日本花王公司率先開發(fā)出世界上第一種主要成分為甘油二酯的可防止體內(nèi)脂肪積累的烹調(diào)油Econa[15]。

孟祥河[16]研究了膳食甘油二酯對大鼠的降脂減肥作用，觀察到膳食甘油二酯能夠降低乳糜微粒甘油三酯、極低密度脂蛋白甘油三酯水平及血脂水平，可提高β氧化作用的關(guān)鍵酶——肉堿酰基轉(zhuǎn)移酶的活性、降低脂肪合成代謝中甘油二酯酰基轉(zhuǎn)移酶的活性。并指出可利用甘油二酯生產(chǎn)具有減肥作用的功能低熱量的巧克力食品。

為了探究可可脂二?；视?CB DAG)對飽和巧克力中的脂肪起霜的影響，Clercq等[17]設(shè)置不同比例的CB DAG(1.25%、2.5%、5%、7.5%、12.5%、25%)取代甘油三酯的復(fù)合巧克力樣品，與零CB DAG取代的飽和巧克力進行對比。通過DSC分析發(fā)現(xiàn)，CB DAG添加量低于7.5%的樣品的熔融行為與飽和巧克力相比沒有顯著變化。CB DAG添加量高于7.5%時，甘油三酯的高熔點使得樣品DSC曲線在更高的溫度有第二個峰出現(xiàn)。該峰可能導(dǎo)致在品嘗時蠟狀口感。

2.3 碳水化合物

一些碳水化合物具有與可可脂類似的口感和工藝性能，但是其糖苷鍵不能被人體的消化酶所水解，因此是一種低熱量的天然油脂替代物。其主要包括蔗糖聚酯、葡聚糖和麥芽糊精等。蔗糖聚酯為取代度在5以上的蔗糖脂肪酸酯，是一種零脂肪和零熱量的天然油脂替代物。蔗糖聚酯用于食品，既可保證食品的風(fēng)味和質(zhì)量，又能減少人體攝入過多熱量和脂肪。2010年11月，經(jīng)衛(wèi)生部審查，批準(zhǔn)蔗糖聚酯為新資源食品，作為食用油及脂肪的替代品。梁軍等[18]研究了蔗糖聚酯部分替代普通油脂對夾心巧克力產(chǎn)品黏度、抗熱性、抗起霜和感官評價等的影響，結(jié)果表明蔗糖聚酯可部分替代普通油脂應(yīng)用于夾心巧克力產(chǎn)品中，且具有抗熱性更好、抗起霜能力更佳等特點。

王利賓[19]通過相轉(zhuǎn)移法以大豆油、菜籽油、棕櫚油為原料合成了蔗糖聚酯。對這3種原料油以及合成的蔗糖聚酯的理化性質(zhì)進行了比較。得出結(jié)論：大豆油蔗糖聚酯可以作為煎炸用油，菜籽油蔗糖聚酯可以膠囊化后開發(fā)成減肥品，而棕櫚油蔗糖聚酯常溫下為固態(tài)可以替代低熱量巧克力食品中的可可脂。

麥芽糊精、膳食纖維和β-葡聚糖也是常見的基于碳水化合物的脂肪替代品[20-21]。Dean等[22]從花生皮中提取了抗氧化性物質(zhì)，經(jīng)麥芽糊精包封后，干燥得到生物活性粉末，該粉末可以增加牛奶巧克力的抗氧化性。Rezende等[23]研究了菊粉、β-葡聚糖濃縮物、可可脂3種成分組合對巧克力質(zhì)地、感官接受性的影響。發(fā)現(xiàn)用可可脂代替菊粉或β-葡聚糖濃縮物會降低巧克力的硬度。用菊粉代替100 g 對照制劑中的10 g可可脂，能仍然保持良好的感官接受性，而用β-葡聚糖做相同取代得到的巧克力口感不佳。

3 低熱量甜味劑替代蔗糖的研究

用低熱量甜味劑取代巧克力中的蔗糖來制備低糖或無糖巧克力，是低熱量巧克力研發(fā)的熱點[24]。目前，常用的低熱量巧克力中的蔗糖替代品主要有麥芽糖醇等糖醇類、三氯蔗糖等高倍甜味劑類以及菊糖等其他類別。

3.1 糖醇類

糖醇類甜味劑具有低甜度、低熱量、口感好、營養(yǎng)型、高安全性等特點，是取代蔗糖的重要類別。將糖醇類甜味劑應(yīng)用在巧克力中的研究較為廣泛。

麥芽糖醇甜度為蔗糖的85%～95%，不易被人體吸收，感官及工藝特性與蔗糖相似[25]，在可可制品、巧克力和巧克力制品(包括類巧克力和代巧克力)中的使用已得到衛(wèi)生部的批準(zhǔn)。用麥芽糖醇代替蔗糖，可大大降低巧克力的熱量。賈呈祥等[1]指出在用麥芽糖醇制備巧克力的過程中，操作溫度不應(yīng)超過46℃，溫度過高時，會使黏度增加，影響產(chǎn)品品質(zhì)。Konar[26]研究了不同的甜味劑(麥芽糖醇和異麥芽酮糖醇)對含有9%菊糖的牛奶巧克力的亮度、色澤等物理性能和流變性能的影響，指出麥芽糖醇是含有菊糖的牛奶巧克力中更合適的細糖替代品。

赤蘚糖醇甜味清涼純正，無異味，甜度為蔗糖甜度的70%，吸濕性較弱，適合用于壓片或是粉劑。赤蘚糖醇用于巧克力中可降低熱量約30%，在雀巢瘦牛系列巧克力糖果中已有商業(yè)化應(yīng)用[27]。

L-阿拉伯糖是一種新型的低熱量功能型甜味劑，味道與蔗糖非常相似，且對蔗糖吸收有抑制作用。蘇會波等[28]指出在普通蔗糖中添加2%的L-阿拉伯糖，就可以抑制50%蔗糖的吸收，同時抑制血糖的升高。目前Unitika、三和淀粉、唐和唐、唐傳、保齡寶等公司已將L-阿拉伯糖添加到糖果、巧克力、面包等食品中[28]。邱潑等[29]采用兩次研磨法制作了L-阿拉伯糖巧克力，發(fā)現(xiàn)L-阿拉伯糖添加量占蔗糖的5.5%時，巧克力具有最佳的口感和風(fēng)味。

除上述外，異麥芽酮糖、甘露糖醇、木糖醇、果糖和山梨糖醇，也可以替代蔗糖用于巧克力制品中[1，30]。

將糖醇與菊糖、聚葡萄糖或聚糊精等配合替代蔗糖，是改善巧克力口感與工藝性的有效途徑。屠用利[31]將糖醇、菊糖、聚葡萄糖以不同配比替代蔗糖制作巧克力，并對其進行感官分析。最終得出75%糖醇(麥芽糖醇、乳糖醇、赤鮮糖醇、異麥芽糖醇)和25%菊糖或聚葡萄糖組合替代蔗糖添加于巧克力時，產(chǎn)品的感官評分較高。菲利浦·M·奧林格等[32]公開了一種用于食用巧克力中的高甜度組合物的配方：含10%～90%的麥芽糖醇，9%～89%的乳糖醇和1%～30%的聚糊精。指出該組合物能為巧克力提供非常高的甜度，并可明顯降低血糖指數(shù)和熱量，其味道特征、質(zhì)地和口感也很接近于傳統(tǒng)的巧克力產(chǎn)品。

3.2 高倍甜味劑類

高倍甜味劑通常具有無能量、甜度高(蔗糖的10倍以上)、甜味純正、高度安全等特點。三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜葉菊苷和紐甜等可適用于飲食目的的巧克力制劑中[33]。

Morais等[34]通過時間-強度分析法對添加有不同的高強度甜味劑的巧克力乳制品甜點的味道感覺進行了研究。研究顯示同時具有蔗糖、三氯蔗糖和阿斯巴甜的樣品具有更高的巧克力風(fēng)味強度。三氯蔗糖和阿斯巴甜提供了更接近用蔗糖增甜樣品的時間-強度曲線。Palazzo等[35]將聚葡萄糖與赤蘚糖醇分別與三氯蔗糖、甜葉菊提取物、紐甜配比代替蔗糖添加于巧克力，經(jīng)分析，添加0.075%三氯蔗糖樣品的時間-強度曲線與添加蔗糖的最為相似。Morais等[36]用三氯蔗糖和甜葉菊甙A以及枸杞果醬制備了具有抗氧化性的白巧克力。指出三氯蔗糖和甜葉菊甙A都可替代蔗糖用于制備益生元白巧克力。然而，在含有枸杞成分的益生元白巧克力中，三氯蔗糖是更好的蔗糖替代品。

Azevedo等[37]研究了不同甜葉菊甙A含量(60%，80%和97%)的甜葉菊對加有菊糖的苦甜味巧克力性能的影響。結(jié)果表明，甜葉菊甙A的含量不干擾甜味劑的甜味強度。每種甜葉菊的測試含量(0.16%，0.22%，0.27%)對于甜味強度等也沒有顯著影響。測試的最低甜葉菊含量(0.16%)足以達到產(chǎn)品的理想甜味。

3.3 其 他

菊糖和聚葡萄糖可替代蔗糖用于巧克力制品中[38]，其取代蔗糖后對巧克力流變性能、微觀結(jié)構(gòu)和物理特性的影響受到了人們的關(guān)注。

Konar等[39]指出聚葡萄糖的添加對牛奶巧克力的顏色、硬度和吸濕性有利，但會使巧克力的流變性能發(fā)生較大的變化。可通過在精煉過程中采用較低的粒度和延長精煉時間，降低流變性能變化的幅度。Afoakwa[40]發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)菊糖和聚葡萄糖的不同組合可改善無糖巧克力的流變性質(zhì)。Aidoo等[41]的實驗結(jié)果表明，增加菊糖的添加量，同時降低聚葡萄糖的添加量，體系的卡森黏度增加，屈服應(yīng)力減小；添加菊糖和聚葡萄糖使巧克力顏色變暗，硬度增加。最終得出結(jié)論，菊糖與聚葡萄糖在巧克力替代蔗糖的最佳配比是1∶3。

4 結(jié)束語

我國近年對低熱量巧克力的研究主要集中在新型低熱量可可脂替代物的開發(fā)上；國外研究者則對巧克力的低糖化關(guān)注較多，在探索不同蔗糖取代物的最佳配方、甜味配劑對低糖巧克力體系結(jié)晶性、抗起霜性、抗熱性能等物理性能及味覺、口感等食用性能的評價和生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性方面做了大量的工作。開發(fā)功能性、營養(yǎng)性、更健康的低熱量巧克力和將低熱量巧克力的生產(chǎn)進行工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是未來的發(fā)展趨勢。對低熱量巧克力的研究和開發(fā)符合社會的發(fā)展和人類追求健康的潮流，相信隨著巧克力行業(yè)的發(fā)展和更多研究的展開，其開發(fā)在食品領(lǐng)域?qū)絹碓绞艿街匾暋?/p>

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Progressinlowcaloriechocolateproducts

TANG Haishan，LI Zhizhang，XIAO Xinsheng
(Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Advantage Plants Resources in South Hunan，Department of Chemistry and Biological Engineering，Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou 425199, Hunan, China)

The progress in low calorie chocolate products was discussed from three aspects: preparation of chocolate with low cocoa butter content, dovelopment of low calorie cocoa butter substitutes and low calorie sweeteners instead of sucrose. The properties of some low calorie cocoa butter substitutes, such as structured triglycerides, functional diacylglycerides and carbohydrate based fat substitutes, and their effects on the rheological property and process characteristics of chocolate products were introduced, in order to provide some references to the research and production of low calorie chocolate.

low calorie chocolate; low calorie cocoa butter substitute; sugar free chocolate

2017-02-25；

2017-06-19

湖南省高校產(chǎn)業(yè)化培育項目(13CY029)；湖南省高?？萍紕?chuàng)新團隊項目(湘教通2012318號)

唐海珊(1992)，女，助教，碩士研究生，研究方向為油脂化學(xué)與工藝學(xué)(E-mail)453715679@qq.com。

肖新生，副教授(E-mail)58022849@qq.com。

TS274;TS246.5

A

1003-7969(2017)10-0149-06