SMS质构仪(物性分析仪)为无糖口香糖设定标准.doc

SMS质构仪(物性分析仪)为无糖口香糖设定标准还原糖、无蔗糖、无添加糖、低糖-这些反对添加糖的流行语常出现在许多产品的外包装上，甚至出现在糕点糖果产品的包装上。以糖类为主要产品的工厂里，需要制定生产甜味剂的重要决策，这些甜味剂可以维持最终产品的风味、质地以及外观。尤其是在快速增长的口香糖市场，早在2002年，口香糖产业在无糖糖果市场中所占份额已经超过90%。无糖口香糖在欧洲北部的市场占有率最高，尤其是在斯堪的纳维亚半岛，该半岛开发了无蔗糖口香糖的护牙功效。其他一些占有率较高的国家有比利时（73%）、英国（70%）、德国(65%)。这些令人鼓舞的数据统计以及牙齿保健、口气清新、香烟替代品方面的多样化，为无糖口香糖未来产品的增长、生产稳定性以及香味持久性提供了推动力。这篇文章概括了一系列质构分析测试方法，以此来评估蔗糖替代品对于无糖口香糖的硬度、成型以及弹性和粘性的影响。使用型号为TA.XT2i的质构仪和多种附件进行测试，并提供给生产商信息，以此来确定甜味剂在加工过程中的作用效果。多元醇（Polyols）多元醇（Polyols）是无糖产品中甜味剂的首选。基于氢化的单-、双-或寡糖（包括氢化淀粉水解物）在相对甜度和吸湿性方面存在差异。它们也是适于糖尿病患者和预防蛀牙的最好添加剂。通过循环测试评价糖浆对条形产品弹性的影响(Effects of syrup on rope flexibility by cycle test)简单的无糖口香糖会经过三个明显的阶段：液态、固态和胶态。产品的最初液态体形态是没有结晶的山梨糖醇，它可以影响产品的塑性和咀嚼性。通过测定弹性来评价液态甜味剂的质量、数量以及适用性。物料被挤出后，Cerestar发明了一种方法，来测定口香糖的可加工性和质地特性。通过抓手将片状口香糖固定在两个钳口处。当片状口香糖冷却到44的时候，十字形探头下压9%来压弯片状口香糖，并将测试模式设置为循环模式。测试过程中控制温度在12。图1给出了口香糖折断前循环测试的次数。通过相同的测试装置，也可以测定片状口香糖的拉伸性能。通过测量口香糖的断裂距离、拉伸强度和脆性，来确定糖和及软化剂（如甘油）的添加量。保湿剂确保产品正常的硬度和粘性(Humectants ensure the correct hardness/stickiness levels)失水性和吸湿性在口香糖的质构和货架期方面发挥着重要作用，因为两者会造成口香糖过硬或者过软。使用刀片进行简单的剪切实验，通过剪切成品可以评估样品的硬度变化。如果湿度增加，口香糖会变软，甚至颜色会变深从而不能食用。解决水分问题的方法就是添加保湿剂，将甘油和山梨糖醇添加到口香糖配方中，并在储藏、配送和销售中保证产品的柔软度。保湿剂可以使产品中心的相对湿度保持低于55%，并能减缓水分流失的速度。在正常或者干燥的环境中，我们通常会添加保湿剂，但是在潮湿的环境下不需添加。另一个常见的问题是胶基的粘性，我们可以通过粘性测试进行评价。通过探头撤回所需力值大小来确定产品的湿度和干燥性。使用 SMS公司50mm直径的圆柱形探头，施加10kg的力来压缩口香糖（60）。压缩过程保持0.1s，然后探头以10mm/s的速度撤回。探头与口香糖表面分离所需要的最大力值反映口香糖的粘性。带包装纸的条形口香糖的表面粘性也是一个潜在问题，尤其是在高湿度的环境条件下，储存或者不正确的干燥方式会导致口香糖与包装粘连。用类似的测试可以测定打开包装后条状口香糖的粘性。糖vs甜味剂-在固态产品之间存在类似的挑战(Sugar vs. sweetener similar challenges during the solid phase of production)第二个成分是固体甜味剂，例如多元山梨糖醇（polyol sorbitol）。最大的挑战是自身粉末的硬度，这主要由其结块性和晶体的结构所决定。在储藏过程中，多元醇会自发形成平滑的无颗粒的组织状态。颗粒分布和大小的变化会引起口香糖质构和工艺的改变。 例如，粗糙的颗粒会导致口香糖变得柔软。结晶性会影响口香糖中山梨糖醇（sorbitol）的分散率并最终影响其质构，这些可以通过压缩和变形实验来进行评估。使用微小的粉状颗粒能够得到较软并且弹性更好的产品，相反如果我们使用的山梨糖醇粉末太粗糙，就会产生粒状质地的产品。和蔗糖一样，多元醇也有再结晶现象，这会影响产品的货架期，并且会增加口香糖的硬度。通过其它的多元醇能够减缓或阻止重结晶，例如木糖醇、甘露醇和麦芽糖醇。表1给出了添加20%的山梨糖醇对产品弹性的影响。如图所示，可以通过测定样品的弹性来评价条状口香糖的货架期。产品的稳定性可以通过循环压缩样品直到样品破碎或者压弯样品所需要的力来评价。木糖醇作为防蛀牙的成分经常被添加到产品中，赋予产品香味和清凉感；甘露醇能够增加胶基的强度并且能够部分解决木糖醇的变软情况。精确的添加量取决于产品的配方，同时若产品太软，则极易发生变形。胶基测试(Gum base testing)最后是产品的第三部分组成不能溶解的胶基，胶基可以提供咀嚼和柔软的质感，并且可以粘连其它的成分。产品研发人员不断地在寻找新的配方和加工工艺，以此来提高胶基的质量。近年来，一些新型的合成胶有了迅速的发展，这些合成胶克服了一些天然胶的局限性。这些新型的材料有诸多好处，例如赋予香味、改善质地及降低粘度。胶基也增加了一些咀嚼特性，例如，中空的球状产品和糖果类产品的包衣，需要坚硬些，以避免包衣覆盖过程中发生变形。香味在胶基中也发挥着重要作用，浓郁香味需要坚固的胶基来得到满意的咀嚼性能。香味成分对胶基不能产生软化或增塑作用，较软的胶基能够提供较好的咀嚼性或者较好的吹泡性。胶基质量的好坏，可通过压缩过程（使冷却到45的口香糖填满塑料杯）所需的力来确定。通过使用横截面积为1cm2的圆柱形探头，穿刺物料10mm，通过测试所得的最大力来代表样品的硬度。图2比较了添加两种不同多元醇样品的硬度变化情况，以此来确定最终产品中多元醇的添加量。从图中可以看出，P16656样品比P16616样品质地柔软。这说明：添加多元醇(polyol)例如木糖醇(xylitol)可以提高产品的性能。预测咀嚼时间(Predicting chew-life)TA.XT PLUS质构仪(物性分析仪)也可以测试口香糖咀嚼期间不同阶段的性能。理想的口香糖不能变硬、变黏或失去香味。咬的第一口可通过切刀模仿剪切口香糖并测定所需要的力值。在咀嚼过程中间的15秒到5分钟，甜味剂和香味剂随之释放。随着反复咀嚼过程中唾液的吸收和甜味剂的释放，口香糖的形状和结构特性会改变，此时可进行硬度和黏性测试。在理想状态下，咀嚼过程中胶基和口香糖组成成分最好不会发生改变在最后的咀嚼阶段，所有的甜味剂已经释放，只剩下含有香味的胶基。这时重要的质构参数是硬度、粘度和拉丝性能。穿刺实验是通过使用有孔的托盘进行的。因为大部分的胶基在长时间咀嚼后都会发生改变，所以我们最好在测试之前设定一个标准的运行时间。硬度应该是保持不变的，不要出现硬度增加和粘度增加的情况，这些会让尤其带假牙的消费者产生影响。总结(Summary)口香糖消费者之间的喜好是有差异的，这要求口香糖具有较高的品质。TA.XT PLUS质构仪(物性分析仪)提供了许