糖是一種很難替代的原料。FDA批準的每一種人工甜味劑，從糖精到阿斯巴甜，從三氯蔗糖到甜葉菊提取物，都能賦予甜味。但沒有一種能與糖的特征相媲美，比如口感、保濕性、對食物體積和質(zhì)地的影響等，而且許多代糖還會帶來不良異味。

通過精密發(fā)酵工藝生產(chǎn)的甜味劑，其特性比以往任何代糖都更接近于糖。

“近年來，在減糖趨勢推動下，甜味劑領域發(fā)展迅猛，各品牌開始放棄人工甜味劑，轉而投資于功能型甜味劑和風味增強劑?！盨weeegen公司負責創(chuàng)新的副總裁Casey McCormick說。該公司于2023年4月推出了用于口味調(diào)節(jié)的甜味劑系列，其中包括精密發(fā)酵生產(chǎn)的brazein甜味劑。

“配料技術的進步使制造商能夠更準確地再現(xiàn)糖的各種感官和功能，例如提供甜味、調(diào)節(jié)口感、改善質(zhì)地、促進褐變和增加食品保濕性等，同時減少糖含量和熱量?！彼硎?。

什么是精密發(fā)酵？

原料公司很久以前就發(fā)現(xiàn)，除了眾所周知的蔗糖、果糖或葡萄糖等簡單碳水化合物外，一些植物也能產(chǎn)生甜味分子。例如，巴拉圭和巴西發(fā)現(xiàn)的綠葉植物甜葉菊會產(chǎn)生一種稱為甜菊糖苷的化合物，這種化合物的甜度是糖的50至300倍，但不含熱量。萊鮑迪苷A（reb-A）和萊鮑迪苷M（reb-M），是比較常見的甜菊糖苷。

Reb-A和reb-M與蔗糖許多特性相似，能夠有效替代蔗糖。它們不含卡路里，也不會被身體吸收。reb-A的含量比reb-M更高——reb-A占甜菊葉干物質(zhì)的2-4%，而reb-M僅有1%。目前reb-A已經(jīng)可以從甜菊植物中高效、經(jīng)濟地提取出來并實現(xiàn)商業(yè)化。Truvia、PureVia和SweetLeaf都基于甜菊reb-A提取制成的甜味劑。

雖然reb-M的甜度遠高于reb-A，但天然存在的量極低，因此提取沒有經(jīng)濟意義。

甜味蛋白brazzein也存在類似情況，它是從生長于非洲國家加蓬和喀麥隆的一種名為oubli的植物果實中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)。它超級甜，不含熱量，在合適的環(huán)境和配方中能夠與糖相提并論。它在pH2.5-8范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，并且可以在80℃下穩(wěn)定存在4小時。但同樣因含量極少且提取成本高昂，難以實現(xiàn)商業(yè)化。

甜葉菊會產(chǎn)生一種稱為甜菊糖苷的化合物，這種化合物的甜度是糖的50至300倍，但不含熱量。

那么，何為精密發(fā)酵？發(fā)酵是細菌、酵母或其他微生物對物質(zhì)進行化學分解，從而產(chǎn)生所需的產(chǎn)品，例如酒精。而“精密發(fā)酵”則是通過基因修改微生物，使其能夠精密產(chǎn)生所需產(chǎn)品。

精密發(fā)酵已經(jīng)用于生產(chǎn)市場上各種蛋白質(zhì)，例如The Every Company公司（前身為 Clara Foods）的蛋清和Perfect Day公司的乳蛋白。

精密發(fā)酵也被用于制造甜味劑。例如，Amyris使用精密發(fā)酵來制造reb-M甜味劑Realsweet，它是由一種發(fā)酵甘蔗的生物工程酵母產(chǎn)生的。通過精密發(fā)酵產(chǎn)生的reb-M與甜菊葉中天然存在的reb-M具有完全相同的化學結構。

Oobli公司在其甜茶和巧克力系列中使用的甜味蛋白brazzein也是通過精密發(fā)酵技術制成的。Oobli創(chuàng)始人兼首席技術官Jason Ryder表示：“在Oobli生產(chǎn)brazzein甜蛋白很像釀造啤酒。我們從食品級酵母開始，引導它通過發(fā)酵‘釀造’出原來只出現(xiàn)在植物中的甜蛋白。一旦制造出甜蛋白釀造物，我們就會去除酵母和水，只剩下甜蛋白。干粉形態(tài)brazzein的外觀和味道都很像糖——只是它更甜，所以每次攝入量要少得多。”

如何代替糖？

Reb-M以干凈、快速的甜味而聞名。它沒有提取產(chǎn)生的甜菊糖苷（例如 reb-A）所含有的苦味，因為發(fā)酵過程不會產(chǎn)生導致reb-A苦味的雜質(zhì)。

Reb-M 很少能完全替代糖，盡管在某些產(chǎn)品中可以做到這一點。

同樣，brazzein也并不完全等同于糖。Ryder說，像brazzein蛋白這樣的甜味蛋白會短暫與舌頭上的甜味受體相結合，產(chǎn)生甜感，但它們不會像糖那樣“轟擊”這些受體。

與reb-M一樣，在某些情況下，brazzein可以替代加工食品中的糖，但更多時候它可以減少糖的含量。例如，Oobli甜茶的含糖量比同等的全糖茶減少了75%。

“每種食品飲料的配方以及它們使用糖的方式都大不相同?！盧yder說，“但是，如果我們想要達到所替代產(chǎn)品的甜度，通?？梢栽诖蠖鄶?shù)產(chǎn)品中使用brazzein來減少60-75%的糖，同時不會改變產(chǎn)品的味道?！?/p>

Sweegen公司的McCormick指出，Brazzein可以與其他非糖甜味劑互補使用，該公司的Brazzein已經(jīng)獲得了美國食用香料與萃取物制造者協(xié)會（FEMA）的公認安全（GRAS）認證。其Brazzein可以與甜葉菊結合使用，以創(chuàng)造食品加工商所需的風味特征。

“與普通甜味劑不同，brazzein會擊中舌頭上的T1R3受體，該受體與甜味和鮮味的感知相互關聯(lián)。這種獨特特性能夠提供更高質(zhì)量的甜味、增強風味表達。結果是獲得更真實的糖味體驗?！盡cCormick說。

Brazzein可以減少咖啡等產(chǎn)品的苦味，并保留能量飲料和雞尾酒中的甜味和其他特色風味。

Brazzein增強鮮味和甜味的能力，對于食品加工商來說非常重要。該公司的感官測試表明，brazzein可以減少咖啡等產(chǎn)品的苦味，并保留能量飲料和雞尾酒中的甜味和其他特色風味。

McCormick說：“當用作食品和飲料中的一種成分時，brazzein不僅會影響甜味的質(zhì)量，還會增強其他特色風味，從而提供一種超越甜味、出色的調(diào)味品質(zhì)。Brazzein還具有熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性和極好的保質(zhì)期?！?/p>

助推可持續(xù)發(fā)展

精密發(fā)酵生產(chǎn)的甜味劑的一個附加優(yōu)勢是其對自然資源的需求少于糖或其他天然產(chǎn)生的甜味劑。由于所需的甜味劑是在發(fā)酵設施中生產(chǎn)而非從植物中提取，因此水、能源和土地的使用量更少。

宜瑞安（Ingredion）擁有一系列甜菊產(chǎn)品組合，包括通過發(fā)酵產(chǎn)生的reb-M。該公司在2022年進行了一項全球研究，以更好了解甜菊糖在其產(chǎn)品生命周期中相對于蔗糖、甜菜糖和高果糖玉米糖漿的可持續(xù)性。一項重要發(fā)現(xiàn)是，與糖相比，通過發(fā)酵甘蔗生產(chǎn)的reb-M將負面氣候變化影響減少了82%。

宜瑞安（Ingredion）全球減糖戰(zhàn)略總監(jiān)Kurt Callaghan在一份新聞稿中表示：“最新調(diào)研明確表明，由于reb-M甜菊糖生產(chǎn)方面的創(chuàng)新，我們所有甜菊糖苷的生產(chǎn)方法在四大關鍵領域的可持續(xù)性指標上都優(yōu)于糖，Reb-M甜菊糖已在市場上得到廣泛采用。我們的生物轉化和發(fā)酵能力將使該行業(yè)能夠以更實惠的價格實現(xiàn)同樣的美味，同時大幅改善對環(huán)境的影響。”

消費者的接受程度

任何甜味劑的底線都是消費者的接受度。人們喜歡通過精密發(fā)酵甜味劑生產(chǎn)的產(chǎn)品嗎？制造商認為：“是的”。

“Brazzein使制造商能夠在不影響口味的情況下滿足消費者對低糖和更健康替代品的需求?！盨weegen的McCormick表示，“與Sweegen的合作有助于將brazzein無縫集成到各種配方中，從而為企業(yè)打造市場競爭優(yōu)勢?！?/p>

Perfect Day公司的副法律總顧問兼精密發(fā)酵聯(lián)盟（PFA）執(zhí)行董事會成員Tony Pavel贊同McCormick的說法：“與大多數(shù)食品一樣，味道是王道。我們知道消費者對可持續(xù)食品配料需求持續(xù)增長。更多精密發(fā)酵甜味劑的上市，為食品生產(chǎn)商提供了更廣泛的配方選擇，我們預測消費者會接受這些可持續(xù)、美味新品?！?/p>

酶催化工藝生產(chǎn)的塔格糖（Tagatose）

塔格糖是一種“稀有糖”，存在于乳制品和可可中。塔格糖的甜度相當于蔗糖的90%，但熱量只有蔗糖的40%。在某些情況下，它幾乎可以1:1替代蔗糖。但與brazzein和reb-M類似，塔格糖一直因成本原因難以大量生產(chǎn)。

去年，由美國公司Bonumose運營的一家量產(chǎn)塔格糖的新工廠正式開業(yè)。該工廠由Bonumose公司所有，通過酶催化工藝將植物淀粉轉化為塔格糖，并且獲得了好時、ASR集團和Symrise的投資，使用的設備與生產(chǎn)高果糖玉米糖漿的設備相同。

該公司首席科學官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Dan Wichelecki表示：“Bonumose在弗吉尼亞州的第一家工廠已經(jīng)投入運營，生產(chǎn)的塔格糖足以滿足目前美國食品和飲料行業(yè)的需求。為了滿足市場對塔格糖日益增長的需求，第二家工廠的建設也已提上日程，目前已處于設計階段?！?/p>

Bonumose獨家經(jīng)銷商、ASR集團首席科學和創(chuàng)新官Richard Dyer表示，塔格糖在廣泛應用中效果良好。對于格蘭諾拉麥片或早餐麥片等食品，塔格糖可以100%取代蔗糖；而在碳酸軟飲料中，塔格糖能夠與高倍甜味劑結合，完全取代高果糖玉米糖漿或蔗糖。

Dyer報告說：“在測試中，小組成員們認為，與許多其他甜味劑替代品不同，塔格糖沒有令人不快的味道或余味。當與其他甜味劑一起使用時，它也能很好地發(fā)揮作用——事實上，當它與高倍甜味劑一起使用時，已被證明具有良好的協(xié)同效應，增強了甜味感知，并使甜味更加完美?！?/p>

作者：Ed Avis
摘自Food Processing雜志

來源：榮格-《 國際食品加工及包裝商情》

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