CN116784468A - 一种甜味组合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及甜味组合物，更具体地说，涉及一种甜味组合物及其制备方法和用途。甜味组合物至少包含0～99％罗汉果甜苷V，0～99％低聚果糖。其制备方法包括取罗汉果提取液，随后采用生物酵素耦合膜分离技术对罗汉果提取液进行酶转化处理，在果糖基转移酶、蔗糖酶和葡萄糖异构酶的作用下，将罗汉果中的蔗糖转化为低聚果糖，将罗汉果中普遍存在的低甜度葡萄糖转化为高甜度果糖，随后经重新组合、浓缩、杀菌后，得到甜味组合物。本发明制备的罗汉果甜味组合物产品不仅低糖低热，且口感更为纯净，风味更为饱满，溶解更迅速，更接近食用糖，改善了甜感不足及罗汉果糖苷V出甜慢后甜长的缺陷，可应用于制备食品、饮料、膳食补充剂、药品和宠物粮食。
Description
技术领域
本发明涉及甜味组合物，更具体地说，涉及一种甜味组合物及其制备方法和用途。
背景技术
糖类作为三大营养物质之一，是人体生命活动的主要能量来源，大约有 70％的供能来自糖，糖还可以优化产品的质构并赋予其令人愉悦的甜味，是影响美味的重要因素。随着对糖研究的不断深入，科学家们发现过多摄入糖具有巨大的潜在危害：1)糖会快速升高血液中的血糖含量，长期的高血糖状态易使人罹患糖尿病，导致电解质絮乱、肾功能受损、血管病变、神经病变等急慢性并发症的发生；2)糖的热量高且容易被身体吸收转化，过剩热量会以脂肪形式在身体内积存，易导致肥胖、超重，使心脑血管疾病、某些癌症的风险大增；3)糖会刺激口腔中的致龋细菌增殖形成牙菌斑，不断释放腐蚀性物质导致龋齿。为满足减糖健康诉求，研究人员通常在增甜场合使用合成或者天然代糖物质达到减少添加糖的目的。来自天然水果并且具有悠久食用历史的罗汉果被发现是一种较为理想的安全天然代糖原料。
罗汉果是攀援草质藤本植物罗汉果[Siraitia grosvenorii(Swingle)C.Jeffrey ex A.M.Lu et Z.Y.Zhang]的果实，通常见于广西、贵州、广东、江西、湖南南部，主产区为广西桂林，与各种水果蔬菜一样，新鲜的罗汉果由于成熟度不同，其组分有一定的波动，大致含78％水分，10％纤维，8％糖，4％蛋白和其它植物成分。罗汉果的特殊之处在于其含有不少于20种四环三萜类糖苷，有些具有非常强的甜味，甜味强度的范围大约是蔗糖的100-500倍，含量最多的是罗汉果甜苷V，约占新鲜果实的0.4％。中国在2016年推出了食品安全国家标准GB1886.77-2016规定了罗汉果提取物作为食品添加剂——罗汉果甜苷应遵循的技术标准，罗汉果甜苷是经水提、吸附、脱色、脱农残、浓缩、干燥等选择性工艺步骤得到的粉末产品。
专利号201410190403.7中公开了一种罗汉果甙V的提取方法：通过提取、多柱吸附、离子交换树脂精制、浓缩、干燥等工艺得到不同纯度罗汉果甜苷产品。该专利及其类似的基于吸附树脂富集和离子交换树脂精制的工艺，其生产成本低，易于实现规模化生产，是行业内传统上通用的生产方法。此类工艺有下述技术缺陷：1)包括氨基酸在内的风味或其前体物质并未完全移除，在加工和贮藏过程中容易产生不纯净风味并且产品在多数醇类含量高的溶剂体系中并不稳定；2)工艺过程中流失占80％以上的蛋白、糖类等营养成分，资源浪费严重；3)使用乙醇等有机溶剂，易燃易爆且产品中有溶剂残留；4) 由于产品的极性偏弱且粉末颗粒小，产品在水中溶解比较缓慢，增加应用难度；5)甜感有缺陷，所得产品入口后品尝到甜味的时间与传统食用糖相比有明显延迟，并且甜味在口腔中持续的时间更长，总体表现为出甜慢，后甜长。本领域研究人员通常复配以糖醇类低甜味物质，使产品的甜感与蔗糖更相似，但糖醇类往往存在生理耐受性等问题，依然需要提供更多的甜感完善方案。
专利号201610387839.4公开了一种从罗汉果中提取高纯度罗汉果苷V的方法：使用提取、离心、酶解、超滤、纳滤、脱色、微波干燥、粉碎等步骤获得罗汉果甜苷产品。此类工艺过程罗汉果可溶性成分60％以上的糖类透过膜流失而不能同时利用，与传统的树脂工艺相似，浪费了宝贵的罗汉果资源。
浓缩果汁产品通常由压榨、水提、澄清、阴阳离子交换、浓缩等选择性步骤得到。口感比罗汉果甜苷更加纯净，通过保留高热量、高GI值的果实糖类成分提高了罗汉果的资源利用率。专利号200810097509.7公开了一种脱色罗汉果果汁制备方法及由所述方法制备的果汁，所述方法包括：选料及前处理、过阳离子柱、脱色、第一道酸化、浓缩和第二道酸化。通过阳离子柱 +阴离子柱+阳离子柱的工艺组合方式得到脱色罗汉果果汁。此类产品含有大量的碳水化合物而罗汉果甜苷的含量低。其中果糖、葡萄糖、蔗糖的总和占干物质重量的比例超过80％，罗汉果苷V的含量约2-4％。导致的不利结果是果汁的总体甜度不高，仅约为蔗糖的10-15倍。增甜时需要相对较多的添加量，应用场景有限，于酸奶或者其它高甜度配方中使用难以符合“0糖”、“0热量”标准。同时，在天然状态下，三种糖的含量比例有比较大的波动，当葡萄糖的含量过多时，在寒冷地区的冬天，例如接近0℃时，葡萄糖容易形成白色结晶析出，影响果汁状态的稳定性。
综上所述，现有的罗汉果深加工产品难以满足口感纯净、低糖低热、稳定、溶解更迅速、甜感更接近糖等综合的市场需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种甜味组合物，采用生物酵素耦合膜分离技术对罗汉果提取液进行酶转化处理，在果糖基转移酶(Fructosyltransferase,EC 2.4.1.9)、蔗糖酶和葡萄糖异构酶的作用下，不仅将罗汉果提取液中的蔗糖转化为低聚果糖，还将罗汉果提取液中普遍存在的低甜度葡萄糖转化为高甜度果糖，使制备的甜味组合物产品不仅低糖低热，且口感更为纯净，风味更为饱满，更接近食用糖，改善了产品甜感不足及罗汉果糖苷V出甜慢后甜长的缺陷。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种甜味组合物，至少包含0～99％罗汉果甜苷V，0～99％低聚果糖。优选地，甜味组合物至少包含0～55％罗汉果甜苷V，0～40％低聚果糖。进一步优选地，甜味组合物至少包含0～35％罗汉果甜苷V，0～20％低聚果糖。所述甜味组合物具有低糖低热，甜度高，口感更为纯净，风味更为饱满的特点，且含有低聚果糖益生元，有利于人体健康的同时，改善了罗汉果糖苷V出甜慢后甜长的缺陷。
本发明中，所述低聚果糖至少包括GF1低聚果糖、GF2低聚果糖和GF3 低聚果糖中的一种或多种。
本发明的第二个技术目的在于提供一种甜味组合物的制备方法，取罗汉果提取液，转入酶膜生物反应器中并加入生物酵素，混匀，在温度为40～50℃， pH为3.5～6.0下进行酶转化处理，膜截留侧得到酵素转化液，膜透过侧得到果汁水溶液。所述酵素转化液经浓缩杀菌后得到甜味组合物；或所述果汁水溶液经糖的分解和异构处理，再经浓缩杀菌后得到甜味组合物；或所述果汁水溶液经糖的分解和异构处理后再与所述酵素转化液混合，浓缩杀菌后得到甜味组合物。所述糖的分解和异构处理包括：所述果汁水溶液在pH为3.0～8.0，温度为40～55℃，加入蔗糖酶和葡萄糖异构酶，进行反应。
本发明中，所述生物酵素为果糖基转移酶或含有果糖基转移酶的微生物。
进一步地，所述生物酵素的添加量以所述果糖基转移酶的添加量进行计量，所述果糖基转移酶的添加量为所述罗汉果提取液中可溶性固体物质总量的0.1～0.5％。本发明采用生物酵素耦合膜分离技术对所述罗汉果提取液进行酶转化处理，果糖基转移酶将所述罗汉果提取液中蔗糖GF分子中的果糖F 转移到另一分子蔗糖上，形成低聚果糖GF1，同时生成一分子葡萄糖，并且继续以GF1为底物，形成低聚果糖GF2，产生一分子葡萄糖，以此类推，形成低聚果糖GF3和葡萄糖。酶转化生成的葡萄糖产物在酶膜生物反应器中半透膜的作用下，从反应体系中分离，从而有利于酶转化反应继续正向进行，形成更高浓度的低聚果糖。随着转化的进行，蔗糖被转化为低聚果糖，并于膜截留侧不断浓缩，而葡萄糖、果糖等单糖以及水从膜透过侧分离。所述酶膜生物反应器中采用的膜为市售的允许透过葡萄糖和水的半透膜，所述半透膜可以是袋式、卷式、管式或其它任意形式。
本发明中，所述生物酵素可以为游离型或载体型，所述载体型生物酵素中的载体包括但不限于氧化铝、硅藻土、树脂、纤维素、凝胶、陶瓷膜和有机膜中的一种或多种。
本发明中，所述含有果糖基转移酶的微生物包括但不限于黑曲霉(A. niger)、米曲霉(A.oryzae)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、链孢霉(Fusarium sp.)、节杆菌(Arthrobacter sp.)、枯草杆菌(Bacillus subtilis) 和酵母菌(Saccharomyces)中的一种或多种。
本发明中，所述蔗糖酶的添加量为所述果汁水溶液中可溶性固体物质总量的0.01～0.8％，所述葡萄糖异构酶的添加量为所述果汁水溶液中可溶性固体物质总量的0.1～2.5％，加入所述蔗糖酶和葡萄糖异构酶后反应1～3h。本发明以膜透过侧的果汁水溶液作为原料，在其中加入蔗糖酶和葡萄糖异构酶，在蔗糖酶的作用下，果汁水溶液中的蔗糖分解为单糖，同时单糖中的葡萄糖以及果汁水溶液中的葡萄糖在葡萄糖异构酶的作用下转化为果糖。经酶的分解和异构处理后，果汁水溶液中的蔗糖被完全分解，约0.6倍甜度的葡萄糖转化为1.5倍甜度果糖，得到增大甜度的果糖转化液，即单位甜度果汁的热量和含糖量得到降低，使制备的甜味组合物低糖低热。同时，异构化后的果糖转化液中葡萄糖的含量降低，有利于在低温下保持甜味组合物性状的稳定性。进一步地，本发明中的蔗糖酶或葡萄糖异构酶可以为包含蔗糖酶或葡萄糖异构酶的活菌、菌体及由此纯化得到的商业化含酶制品。
本发明中，所述罗汉果提取液为罗汉果经水浸提再过滤去除杂质后获得；具体地，加水量以能够浸没罗汉果为准，优选地，所述水与罗汉果的质量比为2～5:1，所述浸提温度为80～90℃，浸提时间为20～40min，提取次数为1～3 次；优选地，提取次数为2～3次，提取时间为20～30min；过滤时采用的过滤膜的孔径≤1μm。本发明中可采用回流提取方式浸提罗汉果，也可采用逆流提取方式浸提罗汉果。本发明采用孔径≤1μm的过滤膜过滤去除浸提液中肉眼可见的木质纤维、碎屑或胶状物等物质，所述过滤膜包括但不限于陶瓷膜。
本发明中，在获得所述罗汉果提取液之前，还需将罗汉果进行后熟处理，所述后熟处理的时间为1～10天。具体地，罗汉果果实采摘后放于专用木柜中并将专用木柜放置于防虫、遮雨、通风和采光良好的果棚中进行后熟处理，利用果实采摘后自身继续进行的一系列合成分解作用，降低罗汉果的酸味和苦味成分，提高其它低糖基数目的糖苷向罗汉果糖苷V的转化，提高果实中罗汉果糖苷V含量。在本发明中，罗汉果果实可采用不同成熟度的果实，包括青果、青黄果和黄果3个递增等级。其中，青果的标准为果皮表面颜色大部分呈现青色，其果肉趋硬，成熟度低；黄果是指果皮表面大部分为黄色，果肉已经软化的成熟果；青黄果则是介于青果和黄果之间。而根据不同成熟度果实的特性，选择不同的后熟时间。具体地，青果的后熟处理时间为7～10 天，青黄果的后熟处理时间为5～8天，黄果的后熟处理时间为1～5天或部分成熟黄果可直接进行前处理。
本发明中，所述罗汉果提取液在转入酶膜生物反应器之前，还可以采用树脂对所述罗汉果提取液进行除杂处理，所述树脂包括吸附树脂、阴树脂和阳树脂中的一种或多种。树脂主要用于脱色和吸附有机物，可有效地去除罗汉果提取液中的杂质，主要影响的是产物的外观颜色和其中含有的氨基酸、罗汉果甜苷V的含量，对产品的稳定性具有一定正向作用。
本发明中，浓缩可采用低温浓缩器，所述低温浓缩器包括旋转浓缩器、单效降膜浓缩器、多效降膜浓缩器、升膜浓缩器或者其它低温浓缩装置。浓缩时的温度为60～80℃，浓缩至BRIX＞20％；优选地，浓缩时的温度70℃，浓缩至BRIX60％～70％。
本发明中，灭菌可采用高压灭菌、加热灭菌、微波灭菌、高温瞬时灭菌或膜过滤等灭菌方式。优选使用高温瞬时灭菌和膜过滤灭菌方式得到甜味组合物浓缩液。
本发明中，所述酵素转化液或果汁水溶液在浓缩、杀菌后再经干燥处理得到粉末状的甜味组合物，所述干燥处理为带式干燥或喷雾干燥。所述粉末状的甜味组合物与传统罗汉果甜苷甜味剂粉末的区别之一是具有更迅速的吸水性能，该粉末状的甜味组合物溶解更迅速，在需要溶解的场合应用时更加方便。具体地，所述干燥为带式干燥或喷雾干燥，所述带式干燥的工艺条件为温度设定第1～4段70～90℃，第5段20～28℃，物料温度40～50℃，布料角度5～8°，压力2000～3000Pa；所述喷雾干燥的工艺条件为进风温度130～170℃，出风温度75～85℃，塔内负压110～140Pa。
本发明的第三个目的在于提供上述甜味组合物在制备食品、饮料、膳食补充剂、药品、宠物粮食中的用途。本发明制备的甜味组合物可以加水稀释成罗汉果饮品，直接饮用；可以单独添加用于增甜，使产品甜感更佳；可以代糖减糖，代替或减少蔗糖、果葡糖浆、蜂蜜、甜菊糖、纽甜或三氯蔗糖等常见的天然甜味物质及人工合成甜味剂，使产品更健康；可以修饰味道，与各种天然及合成甜味物质复配，掩盖产品的苦、涩、酸等等不良味感；可以修饰风味，使香精香料的风味更柔和愉悦；可以保湿，保持产品的水分。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的甜味组合物中含有罗汉果甜苷V以及可溶性膳食纤维(益生元)，所述益生元至少包括GF1低聚果糖、GF2低聚果糖和GF3 低聚果糖中的一种或多种，这些益生元的存在能够促进人体内益生菌的生长繁殖，有利于改善人体健康；且本发明制备的甜味组合物能够改善罗汉果糖苷V出甜慢后甜长的缺陷，使得产品口感更为纯净，风味更为饱满，从而更接近食用糖。
(2)本发明制备的甜味组合物不仅在丙二醇、丙三醇等醇类有机溶剂体系中更加稳定，且低糖低热，溶解更迅速，相对于现有的罗汉果加工提取物具有更广泛的应用价值。
(3)本发明提供的甜味组合物的制备方法中，采用生物酵素耦合膜分离技术对所述罗汉果提取液进行酶转化处理，在生物酵素中以及微生物发酵产生的果糖基转移酶、蔗糖酶和葡萄糖异构酶的作用下，将罗汉果中普遍存在的营养性糖类资源(蔗糖)转化为有益于健康的益生元(低聚果糖)，将低甜度葡萄糖转化为高甜度果糖。通过各组分的重新组合，延伸了罗汉果的价值链的同时，提高了产品甜度，并补偿罗汉果糖苷V出甜慢后甜长的缺陷，改善了产品的甜感不足问题。
(4)本发明提供的甜味组合物的制备方法中，还包括对罗汉果果实进行后熟处理，利用果实采摘后自身继续进行的一系列合成分解作用，降低酸味、苦味成分，提高其它低糖基数目的糖苷向罗汉果糖苷V的转化，提高果实中罗汉果糖苷V含量，在提高回收率的同时，也可使本发明在原料选择上不受罗汉果果实成熟度的影响。
(5)本发明提供的甜味组合物的制备方法中，酶转化生成的葡萄糖产物在半透膜的作用下，从反应体系中分离，有利于生物转化继续正向进行，使膜截留侧形成更高浓度的低聚果糖。
(6)本发明依托于生物技术和膜技术，不涉及有爆炸及残留安全隐患的有机溶剂，对人以及自然环境更友好。
附图说明
图1为本发明实施例2中的甜感曲线图；图中曲线1为蔗糖的甜感曲线，曲线2为实施例2甜味组合物产品的甜感曲线，曲线3为传统罗汉果甜苷 MV30的甜感曲线。
图2为本发明酶膜生物反应器的结构示意图；图中，1.发酵罐；2.半透膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
术语解释
本发明所用专业术语的解释，“BRIX”相当于可溶性固形物的质量分数，例如果汁溶液的BRIX为30％，表示果汁中干物质的质量分数近似为30％。“甜度”是指甜味的强烈程度，其参照物为5％质量浓度蔗糖水溶液。“0糖”、“0热量”的标准源自于中国食品安全国家标准GB28050-2011预包装食品营养标签通则。“0糖”是指食物中碳水化合物即糖的含量≤0.5g/100g固体或者100ml液体。“0热量”是指食物中的总能量≤17KJ/100g固体或者100ml液体。BV是柱床体积column bed volume的简写。
实施例1
(1)后熟处理：刚采摘的罗汉果经人工分拣出黄果1.4吨，将筛选好的果实置于专用木框中，防止果实堆积压坏，放置于防虫、遮雨、通风、采光良好的果棚，放置2天。
(2)获取果汁：步骤(1)中经过后熟处理的罗汉果果实，加入2.8吨饮用水，温度设定82℃，浸提20min，收集罗汉果提取液，重复提取1次。合并罗汉果提取液，共得到包含果汁的罗汉果提取液6600L，BRIX为2.5％， pH为5.6，得到包含果汁的罗汉果提取液。
(3)前处理：步骤(2)的罗汉果提取液通过滤布孔径0.45μm的板框过滤设备过滤，顶水400L，去除罗汉果提取液中含有的肉眼可见的木质纤维碎屑、胶状物等大分子物质，得到澄清罗汉果提取液约7000L。
(4)酵素转化：使用生物酵素耦合膜分离技术对步骤(3)中澄清的罗汉果进行酶转化处理，使营养性糖类转化为低聚果糖。澄清的罗汉果提取液转入酶膜生物反应器中，酶膜生物反应器包括发酵罐1和半透膜2，罗汉果提取液进入发酵罐1中进行酶转化处理，随后经半透膜2进行分离。在酶膜生物反应器加入300ml果糖基转移酶，混匀，调节膜设备进膜压力0.2～0.6Mpa，膜分离通量200～800L/H，酶转化处理的温度为42℃，pH5.5。在转化的同时持续对物料进行分离和浓缩，膜透过液体积达到约6600L时，转化完成。顶水200L，收集膜截留侧浓缩液，得转化完成酵素转化液600L，BRIX5.5％，收集膜透过侧的果汁水溶液约6800L。
(5)糖的分解与异构：步骤(4)中约6800L膜透过液中，调节温度53℃，均匀加入120ml蔗糖酶和500ml葡萄糖异构酶，保温3h，得到果糖转化液。
(6)重新组合：步骤(4)中全部的酵素转化液600L，不加入步骤(5) 的果糖转化液，即酵素转化液占比为100％。
(7)浓缩：将酵素转化液转入4台蒸发量为50L/L的小型旋转蒸发器，温度70℃，真空度0.1Mpa，浓缩至BRIX70％，得果汁浓缩液。
(8)杀菌：步骤(7)中的果汁浓缩液进入高温瞬时杀菌设备，温度设定125℃，得到灭菌果汁浓缩液。
(9)获得甜味组合物：将灭菌果汁浓缩液转入带式干燥设备中干燥，将水分降低至＜6％得到成品。带式干燥温度设定第1～4段80℃，第5段25℃，物料温度45℃，布料角度5°，压力2200Pa，得到干燥粉末状的甜味组合物 33kg。
通过对上述甜味组合物中的成分含量进行检测，其中，罗汉果甜苷V含量为15.6％，低聚果糖含量为14.7％，甜味强度为蔗糖的70-80倍，碳水化合物含量76.5g/100g，能量1361KJ/100g。
1)品测试验
以传统工艺制备的罗汉果甜苷粉产品为对照组，进行随机三盲品尝测试，三盲是指配置品尝液者，品尝者，结果统计者，三者设盲。对照组产品来自桂林莱茵生物科技股份有限公司，产品批号为LHG220116-03，罗汉果甜苷V 含量为15.2％，其主要工艺步骤为提取→澄清→树脂吸附层析→乙醇解析→除农残→喷雾干燥。
将本实施例制备的甜味组合物和对照组产品分别配制成罗汉果甜苷V的含量为200PPM溶液，以不透明容器盛装，其中一杯为本实施例的甜味组合物溶液，另一杯为对照组溶液。由20位测试人员随机品尝，选出纯净度更高的产品。统计结果显示，所有品测人员均认为本实施例产品风味更纯净，几乎所有品测人员认为本实施例产品后甜味更短。
2)产品增甜引入的糖和热量
取桂林莱茵生物科技股份有限公司的罗汉果脱色浓缩果汁，产品批号为 LHXT-N01LHZ-210112-01，作为对照组；和本实施例制备的甜味组合物，按照每100ml水含有30g蔗糖的甜度，配制简单纯水饮料，计算该甜度应用时引入的糖和热量，见下表。
| 名称 | 含糖量 | 热量 | 甜度 | 添加量 | 增加糖 | 增加热量 |
| 单位 | g/100g | KJ/100ml | 倍 | ％ | g/100ml | KJ/100ml |
| 本实施例 | 76.5 | 1361 | 75 | 0.4 | 0.3 | 5.4 |
| 对照组 | 61.7 | 1136 | 11 | 2.7 | 1.7 | 30.7 |
结果显示，同样为每100ml水含有30g蔗糖的甜度标准配置的饮料，本实施例甜味组合物增甜带入的糖为0.3g/100ml，热量5.4KJ/100ml，满足“0 糖”、“0热量”标准要求，对照组为1.7g/100ml，30.7KJ/100ml，不满足要求。可见，将本发明的甜味组合物作为增甜剂加入至饮料类等产品中，不仅极大地增加了甜度，还满足“0糖”、“0热量”标准要求。
3)应用展示
A.果汁饮料：本实施例制备的甜味组合物0.1份，放入市售商用果汁饮料机，加入无菌水100份，搅拌均匀，直接稀释制备得到可随时饮用的清甜罗汉果饮料。
B.绿茶：本实施例制备的甜味组合物0.007份，现泡绿茶100份，所得绿茶饮料增甜明显，苦涩味减轻，回甘显著。
C.减糖咖啡：本实施例制备的甜味组合物0.04份，现磨咖啡100份，罗汉果脱色果汁0.25份，所得咖啡饮品可减少大约85％传统添加糖，降低咖啡苦味并且不改变咖啡原来的风味。
实施例2
(1)后熟处理：刚采摘的罗汉果人工分拣出青黄果约20吨，置于专用木框中转移至防虫、遮雨、通风、采光良好的果棚，放置6天。
(2)获取果汁：将上述熟化的青黄果送入逆流提取设备，保持投果速度约6吨/H，加水速度约20吨/H，设定温度为85℃，得到罗汉果提取液约70 吨。
(3)前处理：罗汉果提取液经1μm陶瓷微滤膜澄清，以3.5BV/H流速进入由阳树脂D001*7(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)和阴树脂 LX-T5(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)两柱串联而成的脱色柱进行脱色。树脂处理料液的总量设定20BV，流速1BV/H。进料完成后，顶水5BV，收集脱色后的罗汉果提取液。
(4)酵素转化：脱色后的罗汉果提取液以换热器调节温度48℃，柠檬酸调节pH4.5～5.8，以12000L/H流速连续进入酶膜生物反应器，膜压力 0.5～1.5Mpa。同时，准备7L果糖基转移酶液体，以蠕动泵连续均匀加入罗汉果提取液中。酶膜生物反应器中半透膜的通量设定与罗汉果提取液流速相同 12000L/H，对罗汉果提取液进行连续进料转化。反应器中物料浓缩至大约15 吨时，加入5吨水继续循环3小时后酵素转化完成，截留膜侧得到酵素转化液9吨；膜透过侧得到果汁水溶液80吨。
(5)糖的分解与异构：使用蠕动泵将步骤(4)中的果汁水溶液连续均匀加入1L蔗糖酶和20L葡萄糖异构酶，保温3小时，得到增大甜度的果糖转化液约80吨。
(6)重新组合：将步骤(4)中100％的酵素转化液约9吨，与步骤(5) 中10％的增甜果糖转化液均匀混合，得到重新组合的混合液。
(7)浓缩：步骤(6)中重新组合的混合液进入MVR蒸发器(mechanical vaporrecompression)，设定浓缩温度62℃，浓缩至约BRIX 63.5％，即完成浓缩，浓缩液总量约600L。
(8)杀菌：步骤(7)中的果汁浓缩液进入高温瞬时杀菌设备，温度设定120℃，得到灭菌果汁浓缩液。
(9)获得甜味组合物：将上述灭菌果汁浓缩液转移进喷雾干燥设备，设置进风温度为150℃，出风温度80℃，塔内负压120pa，得到干燥粉末状的甜味组合物约412kg。
通过对上述甜味组合物产品进行检测，其中，罗汉果甜苷V含量18.7％，低聚果糖总量4.5％，甜度为蔗糖90～100倍。
1)品尝测试
取蔗糖、本实施例制备的甜味组合物产品、传统罗汉果甜苷产品MV30 (选自桂林莱茵生物科技股份有限公司)3种产品，配置成5％蔗糖甜度水溶液。由4名感官品测员对3个样品进行品评，以秒表进行计时，记录感受到的甜度变化及其对应的时间，绘制时间-甜度的甜感曲线图，如图1所示。
结果显示，与传统罗汉果甜苷产品MV30相比，本实施例的甜味组合物甜感达到峰值的时间提前，甜感持续时间稍短，甜感曲线更接近蔗糖。
2)绘制三种产品的不同感官指标雷达图，如图2所示，评分标准及结果见下表：
评分标准：
| 程度 | 无 | 极弱 | 较弱 | 弱 | 一般 | 强 | 较强 | 极强 |
| 分值 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
各指标评分结果：
| MV30 | 本实施例甜味组合物 | 蔗糖 | |
| 气味 | 7 | 2 | 2 |
| 纯净度 | 1 | 6 | 6 |
| 饱满度 | 5 | 4 | 6 |
| 酸味 | 0 | 0 | 0 |
| 苦味 | 1 | 0 | 0 |
| 喜好度 | 2 | 5 | 5 |
以上评测结果显示，本发明甜味组合物产品在上表各项指标中，除了饱满度比蔗糖稍差，纯净度、气味、喜好度与蔗糖基本一致。传统罗汉果甜苷 MV30产品则纯净度差，有明显的特殊气味和轻微的苦味。
3)应用展示：
A.清新低糖豆奶：本实施例制备的甜味组合物0.05份，豆奶100份，罗汉果果汁3份(无甜苷)，所得豆奶产品甜度约为7％蔗糖水，但产品实际的含糖量只有3％，减少了约60％的添加糖，并且口感更清新自然，没有糖的甜腻感。
B.复配甜味剂：本实施例制备的甜味组合物3份，甜菊糖苷1.7份、三氯蔗糖1份、纽甜0.3份、抗性糊精14份。混合均匀，所得复配甜味剂与蔗糖类似且没有后苦味。
C.牙膏：本实施例制备的甜味组合物0.1份，混合摩擦剂50份，甘油20 份，月桂酰氨基谷氨酸钠3份，羧甲基纤维素1份，加水至100份。
实施例3
(1)后熟处理：刚采摘的罗汉果经人工分拣出青果100kg，置于专用木框中转移至防虫、遮雨、通风、采光良好的果棚，放置10天。
(2)获取果汁：将步骤(1)中经过后熟处理的罗汉果果实，加入300L饮用水，温度设定90℃，浸提30min，收集罗汉果提取液，重复提取1次。合并罗汉果提取液，BRIX为1.7％，pH为5.7，得到罗汉果提取液670L。
(3)前处理：步骤(2)的罗汉果提取液通过孔径为0.2μm的陶瓷膜，顶水30L，去除罗汉果提取液中含有的肉眼可见的木质纤维碎屑、胶状物等大分子物质。澄清的罗汉果提取液进入由阳树脂D001*7(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)、阴树脂LX-T5(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)、阳树脂D001*7(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)三柱串联而成的脱色柱进行脱色。阳树脂、阴树脂和阳树脂的比例为1:1:1，树脂对料液的处理量设定为35BV，进料流速1.5BV/H。进料完成后顶水5BV，得到前处理液约780L，BRIX1.0％。
(4)酵素转化：使用生物酵素耦合膜分离技术对步骤(3)中的前处理液进行酶转化处理，使营养性糖类转化为益生元低聚果糖。澄清的罗汉果提取液转入酶膜生物反应器原型设备贮液罐，加入22ml果糖基转移酶，混匀，调节膜设备进膜压力0.5～1.0Mpa，膜分离通量70～90L/H，酶转化处理的处理温度为48℃，pH4.0。在转化的同时持续对物料进行分离和浓缩。膜透过液进入糖的分解与异构工序。透过液体积达到约660L时，转化完成。顶水 30L，收集膜截留侧浓缩液，得转化完成酵素转化液约150L，BRIX1.1％；收集膜透过侧的果汁水溶液680L。
(5)糖的分解与异构：使用蠕动泵将步骤(4)中的膜透过侧的果汁水溶液连续均匀加入10ml蔗糖酶和160ml葡萄糖异构酶，保温2小时，得到增大甜度的果糖转化液约680L。
(6)重新组合：将步骤(4)中100％的酵素转化液约150L，与步骤(5) 中约5％的增大甜度的果糖转化液30L均匀混合，得到重新组合的混合液。
(7)浓缩：步骤(6)混合液转入蒸发量50L/H旋转蒸发器，温度75℃，真空度0.1Mpa，浓缩至BRIX65％，得果汁浓缩液约2.0L。
(8)杀菌：步骤(7)中的果汁浓缩液进入高温瞬时杀菌设备，温度设定120℃，得到灭菌果汁浓缩液。
(9)获得甜味组合物：将灭菌果汁浓缩液转入带式干燥设备中干燥，将水分降低至＜6％得到成品。带式干燥温度设定第1～4段80℃，第5段25℃，物料温度45℃，布料角度5°，压力2200Pa，得到干燥粉末状的甜味组合物 1.5kg。
通过对上述的甜味组合物成分含量进行检测，其中，罗汉果甜苷V含量 20％，低聚果糖含量8.2％，甜味强度为蔗糖的100倍。
1)有机溶剂稳定性测试
分别取本实施例的甜味组合物、传统罗汉果甜苷(甜苷V含量30±1％，来自桂林莱茵生物科技股份有限公司，产品批号分别为LHG210128-2、 LHG210310-1和LHG210516-1)各2.0g置于250ml玻璃样品瓶，加入10ml 纯水，88.0g分析纯丙三醇，搅拌至完全溶解，于室温下放置7天。将样品瓶底部对准强光光源，观察瓶中溶液的状态。实验设置3个平行重复。结果显示，3个传统罗汉果甜苷产品均有大量团状沉淀析出，溶液呈浑浊状。3个本实施例的甜味组合物样品溶液呈澄清状态，无明显沉淀。显然，本实施例的甜味组合物比传统罗汉果甜苷产品具有更好的有机溶剂稳定性。
2)室温溶解试验
各称取10.0g传统罗汉果甜苷(来自桂林莱茵生物科技股份有限公司，产品批号为LHG210415-01和LHG210303-02)和本实施例的甜味组合物，分别置于250ml锥形瓶，加入90ml纯水，同一方向手动搅拌，直至全部溶解，记录时间。结果显示，本实施例的甜味组合物完全溶解时间为38秒，传统罗汉果甜苷产品LHG210303-02完全溶解时间为7分钟，传统罗汉果甜苷产品LHG210415-01完全溶解时间为6分钟。显然，本实施例的甜味组合物溶解速度更快，具有更好的使用便利性。
3)应用展示
A.布丁巧克力乳茶：本实施例制备的甜味组合物0.1份，布丁20份，巧克力粉5份，全脂乳粉4份，蜂蜜2份，加热水至100份，分散混匀，加少量冰块。
B.电子烟烟油香精：本实施例制备的甜味组合物20份，丙二醇40份，甘油40份，溶解，混合均匀。
C.锦鲤日粮：本实施例制备的甜味组合物0.2份，膨化玉米粉40份，花生枯粉30份，螺肉粉10份，鱼粉10份，螺旋藻10份，混合均匀，制粒。
实施例4
(1)后熟处理：刚采摘的罗汉果经人工分拣出黄果50kg，将筛选好的果实置于专用木框中，防止果实堆积压坏，放置于防虫、遮雨、通风、采光良好的果棚，放置1天。
(2)获取果汁：步骤(1)中经过后熟处理的罗汉果果实，加入150L 饮用水，温度设定80℃，浸提20min，收集罗汉果提取液，重复提取1次。合并罗汉果提取液，共得到包含果汁的罗汉果提取液310L，BRIX为2.0％， pH为5.1，得到包含果汁的罗汉果提取液。
(3)前处理：罗汉果提取液经0.2μm陶瓷微滤膜澄清，以2BV～4BV/H 的流速进入由阳树脂D001*7(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)和阴树脂LX-T5(由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)及阳树脂D001*7 (由西安蓝晓科技新材料股份有限公司提供)三柱串联而成的脱色柱进行脱色。树脂处理料液的总量设定20BV，流速1BV-2BV/H。进料完成后，顶水 5BV，收集脱色后的罗汉果提取液。
(4)酵素转化：取果糖基转移酶20ml，溶解于50L纯水，进入小型酶膜生物反应器连续循环20min，将果糖基转移酶固定于卷式膜载体上，完成酶的固定化。将脱色后的罗汉果提取液转入酶膜生物反应器中。调节膜设备进膜压力0.1～0.5Mpa，膜分离通量20L～50L/H，酶转化处理的温度为45℃， pH5.2。在转化的同时持续对物料进行分离和浓缩，膜透过液体积达到约350L 时，转化完成。顶水10L，收集膜截留侧浓缩液，得转化完成酵素转化液约50L。
(5)糖的分解与异构：步骤(4)中约350L膜透过液中，调节温度53℃，均匀加入5ml蔗糖酶和100ml葡萄糖异构酶，保温3h，得到果糖转化液。
(6)重新组合：步骤(4)中全部的酵素转化液50L，不加入步骤(5) 的果糖转化液，即酵素转化液占比为100％。
(7)浓缩：将酵素转化液转入蒸发量20L/H的小型旋转蒸发器，温度 72℃，真空度0.08Mpa～0.1Mpa，浓缩至BRIX55％，得果汁浓缩液。
(8)杀菌：步骤(7)中的果汁浓缩液进入高温瞬时杀菌设备，温度设定125℃，得到灭菌果汁浓缩液。
(9)获得甜味组合物：灭菌果汁浓缩液进行喷雾，进风温度设定165℃～170℃，出风温度79℃～83℃，得到干燥粉末状的甜味组合物600g。
通过对上述甜味组合物中的成分含量进行检测，其中，罗汉果甜苷V含量为38.0％，低聚果糖含量为24％。
1)风味三点检验
取本实施例的甜味组合物和传统罗汉果甜苷产品(选自桂林莱茵生物科技股份有限公司提供，产品批号LHG211215-01，罗汉果甜苷V含量39.3％)，以纯净水配制成约40％BRIX。进行三点检验，由6位合格的感官评测人员闻其风味，进行测试，各组合见下表，A表示本实施例的甜味组合物，B表示传统罗汉果甜苷产品。结果显示，本实施例的甜味组合物纯净无明显风味，传统产品则有非常明显的罗汉果风味。所有品测人员均能够轻松从各组合中找出非同类项。
| 排序方式 | AAB | ABA | BAA | BBA | BAB | ABB |
| 选对人数 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
2)应用
A.植物基酸奶：本实施例制备的甜味组合物0.1份，坚果发酵液95份，浓缩苹果汁4份，罗汉果浓缩汁6份，混匀。
B.鲜果思慕雪：本实施例制备的甜味组合物0.15份，葡萄柚12份，青苹果先果肉15份，蓝莓10份，全脂牛奶63份，匀浆。
C.润唇膏：本实施例制备的甜味组合物0.015份，蜂蜡12份，凡士林14 份，甘油33份，茶籽油41份，加热熔融，混匀，倒模，冷却成型。
前述的实施例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例为申请人真实试验结果加以论证。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种甜味组合物，其特征在于，至少包含0～99％罗汉果甜苷V，0～99％低聚果糖。
2.根据权利要求1所述的甜味组合物，其特征在于，至少包含0～55％罗汉果甜苷V，0～40％低聚果糖。
3.根据权利要求1所述的甜味组合物，其特征在于，至少包含0～35％罗汉果甜苷V，0～20％低聚果糖。
4.权利要求1～3任一所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，取罗汉果提取液，转入酶膜生物反应器中并加入生物酵素，混匀，在温度为40～50℃，pH为3.5～6.0下进行酶转化处理，膜截留侧得到酵素转化液，膜透过侧得到果汁水溶液；
所述酵素转化液经浓缩杀菌后得到甜味组合物；或所述果汁水溶液经糖的分解和异构处理，再经浓缩杀菌后得到甜味组合物；或所述果汁水溶液经糖的分解和异构处理后再与所述酵素转化液混合，浓缩杀菌后得到甜味组合物；
所述糖的分解和异构处理包括：所述果汁水溶液在pH为3.0～8.0，温度为40～55℃下，加入蔗糖酶和葡萄糖异构酶，进行反应。
5.根据权利要求4所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，所述生物酵素为果糖基转移酶或含有果糖基转移酶的微生物；所述生物酵素的添加量以所述果糖基转移酶的添加量进行计量，所述果糖基转移酶的添加量为所述罗汉果提取液中可溶性固体物质总量的0.1～0.5％。
6.根据权利要求4所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，所述蔗糖酶的添加量为所述果汁水溶液中可溶性固体物质总量的0.01～0.8％，所述葡萄糖异构酶的添加量为所述果汁水溶液中可溶性固体物质总量的0.1～2.5％，加入所述蔗糖酶和葡萄糖异构酶后反应1～3h。
7.根据权利要求4所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，所述罗汉果提取液为罗汉果经水浸提再过滤去除杂质后获得；所述水与罗汉果的质量比为2～5:1，所述浸提温度为80～90℃，浸提时间为20～40min；过滤时采用的过滤膜的孔径≤1μm。
8.根据权利要求4所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，在获得所述罗汉果提取液之前，还需将罗汉果进行后熟处理，所述后熟处理的时间为1～10天。
9.根据权利要求4或8所述的甜味组合物的制备方法，其特征在于，所述罗汉果提取液在转入酶膜生物反应器之前，采用树脂对所述罗汉果提取液进行除杂处理，所述树脂包括吸附树脂、阴树脂和阳树脂中的一种或多种；所述酵素转化液或果汁水溶液在浓缩、杀菌后再经干燥处理得到甜味组合物，所述干燥处理为带式干燥或喷雾干燥。
10.权利要求1～3任一所述的甜味组合物在制备食品、饮料、膳食补充剂、药品和宠物粮食中的用途。
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