發(fā)酵番茄汁飲料的制備工藝研究

王陳強(qiáng)，施曉艷，沈廣軍，李靜

（新疆冠農(nóng)果茸集團(tuán)股份有限公司，新疆庫爾勒 841000）

發(fā)酵番茄汁飲料的制備工藝研究

王陳強(qiáng)，施曉艷，沈廣軍，李靜

（新疆冠農(nóng)果茸集團(tuán)股份有限公司，新疆庫爾勒 841000）

本文研究了保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌1∶1作為發(fā)酵菌種，發(fā)酵制備番茄汁飲料。在發(fā)酵過程中，通過進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，確定了番茄汁發(fā)酵的最佳工藝條件為：白砂糖添加量14.5%、發(fā)酵時(shí)間18h、發(fā)酵溫度37℃、接菌量為5.5%。所得發(fā)酵番茄汁飲料產(chǎn)品在不添加增稠劑、穩(wěn)定劑和檸檬酸的前提下，即可保證狀態(tài)均勻穩(wěn)定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香氣和發(fā)酵香味。

番茄汁；發(fā)酵；有益菌

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是番茄屬一年生或多年生草本植物，體高0.6～2m，全體生粘質(zhì)腺毛，有強(qiáng)烈氣味，莖易倒伏，葉羽狀復(fù)葉或羽狀深裂，花序總梗長(zhǎng)2～5cm，常生3～7朵花，花萼輻狀，漿果扁球狀或近球狀，肉質(zhì)而多汁液，種子黃色，花果期夏秋季。番茄原產(chǎn)南美洲，中國南北方廣泛栽培。番茄的果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，具特殊風(fēng)味。可以生食、煮食、加工番茄醬、汁或整果罐藏。

目前市場(chǎng)上的番茄汁飲料產(chǎn)品主要有番茄汁復(fù)配飲料、100%純番茄汁等，基本上都是番茄醬加白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑、增稠劑等添加劑調(diào)配而成。但是，番茄汁復(fù)配飲料由于添加劑過多違背了當(dāng)今崇尚健康自然的消費(fèi)理念。100%純番茄汁飲料雖然符合消費(fèi)者天然健康的消費(fèi)理念，但其存在番茄固有的不愉快氣味，番茄汁高溫處理后產(chǎn)生的焦糊味等品質(zhì)問題，難以被消費(fèi)者喜愛。發(fā)酵番茄汁飲料利用有益菌發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)酸代替外來酸，產(chǎn)生的胞外多糖代替穩(wěn)定劑，通過發(fā)酵過程不僅消除了番茄汁生產(chǎn)易產(chǎn)生的焦糊味，更突出了番茄天然的香氣。從根本上彌補(bǔ)了100%番茄汁和復(fù)配番茄汁飲料的不足之處，兼?zhèn)淞硕郀I(yíng)養(yǎng)健康的優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)酵番茄汁將是番茄汁飲料未來發(fā)展的趨勢(shì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄醬，新疆冠農(nóng)番茄制品有限公司生產(chǎn)的36%濃縮番茄醬。

白砂糖，食品級(jí)，新疆冠農(nóng)綠原糖業(yè)有限公司生產(chǎn)。

保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌，青島凱麥森食品科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

配料罐TK-01,上海順儀科技有限公司；均質(zhì)機(jī)APV-60,上海順儀科技有限公司；發(fā)酵罐TK-02，上海順儀科技有限公司；殺菌機(jī)ST-20，上海順儀科技有限公司；灌裝機(jī)DY-20，上海順儀科技有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋LPZX-30KBS，上海申安醫(yī)療機(jī)械廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵番茄汁飲料工藝流程

混料→滅菌冷卻→發(fā)酵→均質(zhì)→脫氣→殺菌→灌裝→滅菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）混料

混料前，要求先在混料罐中添加適量水，再加入白砂糖，攪拌直至白糖完全溶解。按照14%比例加入可溶性固形物36%番茄醬，攪拌均勻。

（2）滅菌冷卻

將混合均勻的番茄汁在95℃條件下殺菌60s，然后迅速冷卻至37℃。

（3）發(fā)酵

在上述調(diào)整好成分，并經(jīng)殺菌冷卻處理的番茄汁中添加5.5%的復(fù)合菌種，溫度控制在37℃，發(fā)酵為密閉發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間18h左右。根據(jù)糖酸比、口感適量調(diào)整發(fā)酵時(shí)間。

（4）均質(zhì)

一道均質(zhì)壓力控制在10～15MPa，二道均質(zhì)壓力控制在30～35MPa。

（5）脫氣

在真空度0.6～0.8MPa條件下脫氣10～15min。

（6）殺菌

在95℃殺菌30s條件下進(jìn)行殺菌。

（7）灌裝

采用熱灌的方式進(jìn)行灌裝，利用產(chǎn)品的熱量對(duì)容器內(nèi)表面進(jìn)行殺菌。

（8）滅菌

采用蒸汽殺菌，在105℃條件下保溫12min進(jìn)行滅菌。

（9）冷卻

滅菌后迅速用水冷卻至40℃以下，以免微生物繁殖。

1.3.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化

發(fā)酵工藝主要考察番茄醬添加量、接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度對(duì)番茄汁品質(zhì)的影響，首先進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，然后在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以番茄汁的綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化得到最佳工藝參數(shù)。

1.3.4 測(cè)定指標(biāo)

以發(fā)酵制得的番茄汁飲料質(zhì)量的綜合評(píng)分為指標(biāo)，通過顏色（20分）、氣味（20分）、滋味（30分）、組織形態(tài)（30分）的加權(quán)評(píng)分對(duì)果汁進(jìn)行綜合評(píng)分，確定實(shí)驗(yàn)的最佳組合，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 番茄汁飲料綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵番茄汁品質(zhì)的影響

番茄醬添加量14%，發(fā)酵接種量5%，其余部分以純凈水補(bǔ)充至100%。發(fā)酵時(shí)間18h，發(fā)酵溫度38℃，白砂糖添加量分別為11.25%、12.5%、13.75%、15%、16.25%、17.5%，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定發(fā)酵番茄汁的綜合評(píng)分，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 白砂糖添加量對(duì)番茄汁品質(zhì)的影響

由圖1可知，番茄汁品質(zhì)的綜合評(píng)分隨著白砂糖添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)白砂糖添加為15%時(shí)，番茄汁品質(zhì)最好，綜合評(píng)分為88分；白砂糖添加量過高或者過低都會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成影響：白砂糖添加量過低經(jīng)發(fā)酵后甜味太淡，發(fā)酵后出現(xiàn)分層；添加量過高，甜味太膩，酸味太重，粘度高，不爽口。

2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵番茄汁品質(zhì)的影響

白砂糖添加量15%、番茄醬添加量14%，其余部分以純凈水補(bǔ)充至100%，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發(fā)酵接種量5%，發(fā)酵溫度38℃，發(fā)酵時(shí)間分別為16h、17h、18h、19h、20h、21h，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定發(fā)酵番茄汁的綜合評(píng)分。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)番茄汁品質(zhì)的影響

由圖2可知，發(fā)酵時(shí)間在18h時(shí)綜合評(píng)分最高，產(chǎn)品品質(zhì)最好；發(fā)酵時(shí)間過短，產(chǎn)酸不足，酸甜比例失調(diào)，存在焦糊味，發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)，產(chǎn)品中的糖經(jīng)過充分發(fā)酵后產(chǎn)酸量太大，酸味太重。因此選擇18h為最佳發(fā)酵時(shí)間。

2.3 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵番茄汁品質(zhì)的影響

白砂糖添加量15%、番茄醬添加量14%，其余部分以純凈水補(bǔ)充至100%，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發(fā)酵接種量5%，發(fā)酵時(shí)間18h，發(fā)酵溫度分別為34℃、36℃、38℃、40℃、42℃，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定發(fā)酵番茄汁的綜合評(píng)分。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)番茄汁品質(zhì)的影響

由圖3可知，發(fā)酵溫度在38℃時(shí)，產(chǎn)品品質(zhì)較好，發(fā)酵溫度過低發(fā)酵緩慢，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)不充分，產(chǎn)酸量不足，達(dá)不到產(chǎn)品風(fēng)味要求，溫度過高兩種菌種發(fā)酵過程中產(chǎn)生一些不愉快的氣味。因此選擇38℃為最佳發(fā)酵溫度。

2.4 接種量對(duì)發(fā)酵番茄汁品質(zhì)的影響

白砂糖添加量15%、番茄醬添加量14%，其余部分以純凈水補(bǔ)充至100%。采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發(fā)酵溫度38℃，發(fā)酵時(shí)間18h，改變接種量（3%、4%、5%、6%、7%、8%），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖4 接種量對(duì)番茄汁品質(zhì)的影響

由圖4（見上頁）可知，接種量在5%時(shí)產(chǎn)品品質(zhì)較好，接種量過高和過低都會(huì)造成產(chǎn)品品質(zhì)的下降。本實(shí)驗(yàn)中保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌能產(chǎn)生乙醛和丁二酮等風(fēng)味物質(zhì)，使產(chǎn)品獲得良好的風(fēng)味與口感，同時(shí)在代謝中產(chǎn)生胞外多糖，增加產(chǎn)品的粘稠性，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

表3 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了能更綜合考慮到各因素對(duì)產(chǎn)品的綜合評(píng)分的影響，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、接種量為因素，各選三個(gè)水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以發(fā)酵制得的番茄汁飲料的綜合評(píng)分為指標(biāo)，確定實(shí)驗(yàn)的最佳組合。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3數(shù)據(jù)可知，比較實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)因素中R值的大小，可以看出4個(gè)因素的主次關(guān)系是：B＞A＞D＞C，即發(fā)酵時(shí)間＞白砂糖添加量＞菌種添加量＞發(fā)酵溫度；從k值可知最佳組合是A1B2C1D3，即白砂糖添加量為14.5%、發(fā)酵時(shí)間18h、發(fā)酵溫度37℃，復(fù)合菌的接種量為5.5%，此工藝條件下得到的產(chǎn)品綜合指標(biāo)評(píng)分最高，獲得的發(fā)酵番茄汁飲料品質(zhì)最佳。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以36%番茄醬和白砂糖為原料進(jìn)行發(fā)酵制備番茄汁飲料，通過實(shí)驗(yàn)確定了發(fā)酵番茄汁飲料的制備工藝。結(jié)論如下：番茄醬添加量為14%，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌1:1發(fā)酵，發(fā)酵溫度37℃、發(fā)酵時(shí)間18h、接種量5.5%、白砂糖14.5%。所得發(fā)酵番茄汁飲料產(chǎn)品在不添加增稠劑、穩(wěn)定劑和檸檬酸的前提下，即可保證狀態(tài)均勻穩(wěn)定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香氣和發(fā)酵香味。

[1]劉志偉.番茄汁飲料品質(zhì)改良技術(shù)研究[J].食品科學(xué),2005, 26(7):149.

[2]鄭永杰.番茄汁飲料穩(wěn)定性的研究[J].東北農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào), 2014,45(2):68-76.

[3]王澤華.番茄汁飲料的制作[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2013,26(2): 21-22.

[4]冀智勇.番茄汁飲料加工技術(shù)研究[J].現(xiàn)代食品科技,2005, 22(1):51-54.

[5]白衛(wèi)東.保加利亞乳桿菌的特性及其應(yīng)用[J].自然科學(xué), 2009,18(1):209.

[6]王建芳.嗜熱鏈球菌適宜培養(yǎng)條件的研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2008,17(2):56-58.

Preparation Process of Fermented Tomato Juice Beverage

WANG Chen-qiang,SHI Xiao-yan,SHEN Guang-jun,LI Jing
(Xinjiang Guannong Fruit＆Antler Group Co.,Ltd,Korla 841000,China)

In this paper,1∶1 Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus were used as fermentative strains to prepare tomato juice beverage.In the fermentation process,the orthogonal experiment was carried out to determine the optimum conditions of the fermentation of tomato juice∶14.5%of white sugar,18h of fermentation time,37℃of fermentation and 5.5%of inoculation.The obtained fermented tomato juice beverage product can uniformly and stably maintaine its quality without adding thickener,stabilizer and citric acid,and has sweet and sour taste,and has unique aroma and fermentation flavor of tomato.

Tomato juice;fermentation;beneficial bacteria

TS255.36

A

1008-1038(2016)12-0016-04

2016-08-30

2016年新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師重點(diǎn)科技項(xiàng)目

王陳強(qiáng)（1982—），男，工程師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品深加工