前言:随着饲料工业的发展,饲料添加剂品种日趋完善,作为饲料风味剂也日趋细化,除针对不同动物种属的各种香味(风味剂)发展外,主要针对幼畜的甜味料也应运而生。
自80年代以来,国内外大量研究表明,添加甜味料的饲料能明显提高幼畜采食量,改善饲料转换率。正如功能性甜味剂作为90年代食品研究领域的热潮一样,功能性甜味也将成为饲料技术的热门领域。鉴于单一的甜味剂很难从成本以及适口性上满足用户需要,因此,发展功能性饲料甜味料将会成为跨世纪的研究课题。
一、甜味及其味觉原理
甜味是幼龄动物最喜爱的味觉刺激之一,是四大味觉中的主要味觉,是甜味化合物与甜受体之间以一种特殊方式相互作用的结果。在生物的进化过程中,味觉成为动物择食的主要手段之一,它是通过舌味蕾接触到某种水溶性化合物的感知,因此,唾液对味觉关系很大。如把一块十分干燥的糖块放在用滤纸擦干的舌表面是感觉不到任何甜味的。唾液是食物(饲料)的天然溶剂,它是由三对大唾液腺(腮腺、颌下腺和舌下腺)和无数小唾液腺注人口腔中的。大唾液腺在分泌唾液时起着主要的作用。巴甫洛夫的试验证明,唾液分泌腺的活动在很大程度上与食物(饲料)种类相适应,唾液不仅能湿润和溶解食物(饲料),而且还有洗涤口腔的作用。洗涤口腔可使味蕾不再受其他物质的干扰,以达到更精确地辩认某种味觉。
动物的味觉主要是由舌头感知的。动物舌面上长有众多的突起物,称之为乳头。舌的不同部位对味觉敏感性不同。一般舌尖对甜味最敏感,舌根对苦味最敏感,舌周围边沿对咸味最敏感,舌的两侧中部对酸最敏感,当然这不是绝对的。舌面上约有五十万个香蕉形味细胞,每40-60个味细胞组成一个味蕾,味细胞顶端有微绒毛,味受体即位于舌表面味蕾尖端的小孔道内,由手指形的微绒毛(0.2um*2.0um)组成。味细胞的其余表面全为扁平而不与外界通透的沟状细胞包裹,故受体的微绒毛只有通过味蕾尖端小孔道才能与口中唾液接触。味刺激分子必须具有一定的水溶性,才能随唾液流入味蕾孔穴中,吸附于受体膜表面上而产生味感。
味细胞膜的主要成分是脂质、蛋白质、无机盐和少量的核酸,在模型膜不同的磷脂区上各有不同的“味觉”感应,但人们对其了解还很不深入。甜受体的物质基础是蛋白质,苦受体可能与蛋白质也有关联。试验证明,味觉从刺激味受体开始感觉到味,仅需1.5-4.0ms,较视觉(13-45ms)快一个数量级,接近于直接由神经传导。其中咸味的感觉最快,苦味的感觉最慢,甜味的感觉居中。舌对四种原味感觉的最低浓度(即呈味阈值)也不同(见表1)。4%-24%酒精能增强甜味。各种味觉同时存在时,彼此间相互影响。
表1 四种原味的呈味阈值
名称
味道
阈值(摩尔/升)
蔗 糖
甜
0.03
食 盐
咸
0.01
盐 酸
酸
0.009
硫酸奎宁
苦
0.00008
温度在10-400C对味觉均能产生影响,其中以300C最为敏感。低于或高于此温度时,味觉都会减弱。500C以上时甜味显著迟钝。
表2不同温度对味觉的影响
呈味物质
味
阈值(摩尔/升)
常温(%)
0℃(%)
盐酸奎宁
苦
0.0001
0.0003
食 盐
咸
0.05
0.25
柠檬酸
酸
0.0025
0.003
蔗 糖
甜
0.1
0.4
味的强度还与水溶性有关,完全不溶于水的物质实际上是没有味的,只有溶解后在水中才能刺激味觉神经,因此,甜味物质与舌表面接触时,须在舌表面溶解后才能产生味觉。这样,产生味觉的时间就有快有慢,而且味觉持续时间也有长有短,蔗糖比较容易溶解,甜味觉的产生较快,消失也较快;糖精较难溶解,因此味觉产生得较慢,而味觉维持时间却较长。
二、甜味强度的测定及其影响因素
甜味强度的测定目前只能通过尝味评定的方法来进行,因为尚无甜度的仪器测定法。随着生物化学的发展,如果有可能从舌头分离出具有活性甜性感觉的受体蛋白质,那最终就有可能出现精确的仪器测定法。
甜味强度的尝味评定方法通常分为三种:量的估计、定级方法和阈值测定法,但目前以采用阈值浓度(CT)来比较味强度较多。所谓甜度一般采取以蔗糖在阈值时的甜度作1.00为标准的相对甜度倍数。甜度倍数同时受溶剂、PH值和温度等的影响,糖精、Aspartame、Cyclamate和Thaumatin等此类强力甜味剂的相对甜度,是它们的适度稀释液与相当浓度的庶糖液在等甜度条件下比较分析,这样测得的甜度与所有浓度的比值即为相对甜度。
影响甜味剂甜度的因素很多,如浓度、粒度、温度、介质和构型等。一般来讲,浓度增加,粒度越细,温度为300C左右其甜度较好。
三、复合甜味剂及其协同增效作用
当采用两种或多种甜味剂混合使用时,可改善单一甜味剂的不良后味,提高味觉特性和稳定性,降低成本,使之具有更高的安全性。正因为复合甜味剂的这些优点,正逐步被饲料行业接受和采用。
所谓协同增效作用,是指两种甜味剂共同时甜度陡增的现象,如甘草酸铵本身的甜度仅为蔗的50倍,但当与蔗糖共用时可增至100倍,但这不是简单的甜度加成,故称为协同增效作用。协用增效作用有很大的应用价值,对研究味觉机理有重要作用。
四、甜味剂的效果评价及影响甜味剂质量的主要因素
鉴于食品甜味剂的发展进程,评价饲料甜味剂最好还是采用蔗糖当量(相对甜度),因此,甜味剂生产厂家必须提供产品的蔗糖当量或相对甜度。试验证明,对于仔猪饲料,其甜味剂的浓度在5%-10%蔗糖当量范围是能产生较好饲喂效果的。
任何情况下,饲养试验不能同时比较甜味剂和风味剂的作用效果。比较甜味剂在配合饲料中的效果时,饲料中必需不含或同时含有等量的风味剂。
甜味剂产品一般拌入预混料中,但甜味剂的粒度、混合机的质量、混合时间、颗粒饲料的均质性,共同决定甜味剂的使用效果。
无庸置疑,甜味剂能够有效提高饲料适口性,尤其是对幼龄动物的适口性。只有了解饲料配方的特点及加工过程的复杂性,才能有效发挥甜味剂提高采食量和改善动物生产性能的功效。
广州天科科技有限公司 高碧(总工程师 理学硕士)