无蔗糖益生菌黑巧克力的配方优化：流变特性与布拉氏酵母菌(Saccharomyces boulardii)的活性研究

本研究针对代谢综合征高发背景下无蔗糖功能性巧克力的开发需求，通过混合实验设计优化了麦芽糖醇、乳糖醇和木糖醇的复配比例（29.49%:51.46%:19.05%），成功制备出具有理想流变特性（Casson粘度2.91 Pa.s，硬度5.16 N）的无蔗糖黑巧克力(SFDC)，并证实布拉氏酵母菌在4°C储存180天后仍保持>107 CFU/g的活性，为糖尿病和肠道健康需求者提供了兼具血糖控制和益生功能的创新食品。

　　

巧克力作为全球广受欢迎的食品，其高蔗糖含量却成为代谢综合征和糖尿病患者的健康隐患。随着功能性食品需求激增，开发兼具低血糖指数和益生功能的巧克力成为研究热点。传统巧克力中蔗糖不仅提供甜味，更承担着塑造质地、流变特性的关键角色，而益生菌在巧克力基质中的稳定性一直面临技术挑战。这项发表于《Current Research in Environmental Sustainability》的研究，创新性地将三种多元醇（麦芽糖醇、乳糖醇、木糖醇）与布拉氏酵母菌(S. boulardii)结合，通过系统优化解决了无蔗糖巧克力质构与益生菌存活率难以兼顾的行业难题。

研究采用三阶段关键技术：1）基于单纯形格子混合设计优化多元醇复配比例；2）使用MCR301流变仪和XTplus质构仪测定Casson塑性粘度、屈服应力和硬度；3）通过PD培养基平板计数法追踪4°C和20°C条件下180天内S. boulardii的存活率。所有实验均以伊朗大不里士医科大学食品科技系提供的原料为基础。

3.1 水分含量

研究发现木糖醇因更多游离羟基表现出最强吸湿性（1.39 g/100g），而乳糖醇样品（0.74 g/100g）最接近对照组。优化配方将水分控制在0.98 g/100g，避免多元醇吸湿导致的质地劣变。

3.2 平均粒径(D₉₀)

木糖醇样品出现显著颗粒聚集（30.00 μm），而麦芽糖醇体系粒径最小（21.66 μm）。通过响应面分析确定25.79 μm为最佳粒径，确保口感细腻度。

3.3 流变学数据

木糖醇体系因羟基相互作用产生最高粘度（3.72 Pa.s），乳糖醇则展现最优流动性（2.30 Pa.s）。屈服应力分析显示，乳糖醇能形成更稳定的颗粒网络结构（13.06 Pa）。

3.4 硬度

乳糖醇样品硬度（5.49 N）最接近蔗糖对照组，而木糖醇体系因弱分子间作用力导致质地偏软（4.11 N）。多元醇协同作用使优化配方硬度达5.16 N。

3.5 巧克力配方优化

通过响应面法确定最佳配比为12.09g麦芽糖醇+21.10g乳糖醇+7.81g木糖醇，此时所有参数均落在理想区间，验证实验误差<5%。

3.6 益生菌酵母活力

突破性地发现4°C储存的SFDC中S. boulardii存活率比室温样品高15%，180天后仍维持1.37×10⁷ CFU/g，远超FAO/WHO规定的10⁶ CFU/g功能阈值。

这项研究首次证实多元醇复配体系不仅能完美替代蔗糖的工艺功能，其低水活度特性还可为布拉氏酵母菌提供独特保护。所开发的SFDC具有三重创新价值：1）通过精确的多元醇比例控制实现与蔗糖巧克力相当的感官品质；2）开创性地将酵母益生菌应用于巧克力载体，拓展了益生菌食品形态；3）为代谢综合征患者提供同时满足血糖控制和肠道菌群调节需求的零食选择。研究结果对功能性食品开发具有范式意义，特别为糖果行业向健康化转型提供了关键技术支撑。