發酵番茄汁飲料的制備工藝研究

王陳強，施曉艷，沈廣軍，李靜

（新疆冠農果茸集團股份有限公司，新疆庫爾勒 841000）

發酵番茄汁飲料的制備工藝研究

王陳強，施曉艷，沈廣軍，李靜

（新疆冠農果茸集團股份有限公司，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作為發酵菌種，發酵制備番茄汁飲料。在發酵過程中，通過進行正交實驗，確定了番茄汁發酵的最佳工藝條件為：白砂糖添加量14.5%、發酵時間18h、發酵溫度37℃、接菌量為5.5%。所得發酵番茄汁飲料產品在不添加增稠劑、穩定劑和檸檬酸的前提下，即可保證狀態均勻穩定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香氣和發酵香味。

番茄汁；發酵；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，全體生粘質腺毛，有強烈氣味，莖易倒伏，葉羽狀復葉或羽狀深裂，花序總梗長2～5cm，常生3～7朵花，花萼輻狀，漿果扁球狀或近球狀，肉質而多汁液，種子黃色，花果期夏秋季。番茄原產南美洲，中國南北方廣泛栽培。番茄的果實營養豐富，具特殊風味。可以生食、煮食、加工番茄醬、汁或整果罐藏。

目前市場上的番茄汁飲料產品主要有番茄汁復配飲料、100%純番茄汁等，基本上都是番茄醬加白砂糖、檸檬酸、穩定劑、增稠劑等添加劑調配而成。但是，番茄汁復配飲料由于添加劑過多違背了當今崇尚健康自然的消費理念。100%純番茄汁飲料雖然符合消費者天然健康的消費理念，但其存在番茄固有的不愉快氣味，番茄汁高溫處理后產生的焦糊味等品質問題，難以被消費者喜愛。發酵番茄汁飲料利用有益菌發酵產生的有機酸代替外來酸，產生的胞外多糖代替穩定劑，通過發酵過程不僅消除了番茄汁生產易產生的焦糊味，更突出了番茄天然的香氣。從根本上彌補了100%番茄汁和復配番茄汁飲料的不足之處，兼備了二者營養健康的優點，所以發酵番茄汁將是番茄汁飲料未來發展的趨勢。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄醬，新疆冠農番茄制品有限公司生產的36%濃縮番茄醬。

白砂糖，食品級，新疆冠農綠原糖業有限公司生產。

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。

1.2 儀器與設備

配料罐TK-01,上海順儀科技有限公司；均質機APV-60,上海順儀科技有限公司；發酵罐TK-02，上海順儀科技有限公司；殺菌機ST-20，上海順儀科技有限公司；灌裝機DY-20，上海順儀科技有限公司；高壓蒸汽滅菌鍋LPZX-30KBS，上海申安醫療機械廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 發酵番茄汁飲料工藝流程

混料→滅菌冷卻→發酵→均質→脫氣→殺菌→灌裝→滅菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點

（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）發酵

在上述調整好成分，并經殺菌冷卻處理的番茄汁中添加5.5%的復合菌種，溫度控制在37℃，發酵為密閉發酵，發酵時間18h左右。根據糖酸比、口感適量調整發酵時間。

（4）均質

一道均質壓力控制在10～15MPa，二道均質壓力控制在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條件下進行殺菌。

（7）灌裝

采用熱灌的方式進行灌裝，利用產品的熱量對容器內表面進行殺菌。

（8）滅菌

采用蒸汽殺菌，在105℃條件下保溫12min進行滅菌。

（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 發酵工藝優化

發酵工藝主要考察番茄醬添加量、接種量、發酵時間、發酵溫度對番茄汁品質的影響，首先進行單因素實驗，然后在單因素實驗的基礎上進行正交實驗設計，以番茄汁的綜合評分為評價指標，優化得到最佳工藝參數。

1.3.4 測定指標

以發酵制得的番茄汁飲料質量的綜合評分為指標，通過顏色（20分）、氣味（20分）、滋味（30分）、組織形態（30分）的加權評分對果汁進行綜合評分，確定實驗的最佳組合，評價標準見表1。

表1 番茄汁飲料綜合評分標準

2 結果與分析

2.1 白砂糖添加量對發酵番茄汁品質的影響

番茄醬添加量14%，發酵接種量5%，其余部分以純凈水補充至100%。發酵時間18h，發酵溫度38℃，白砂糖添加量分別為11.25%、12.5%、13.75%、15%、16.25%、17.5%，進行實驗，測定發酵番茄汁的綜合評分，實驗結果見圖1。

圖1 白砂糖添加量對番茄汁品質的影響

由圖1可知，番茄汁品質的綜合評分隨著白砂糖添加量的增加呈現先增大后減小的趨勢。當白砂糖添加為15%時，番茄汁品質最好，綜合評分為88分；白砂糖添加量過高或者過低都會對產品品質造成影響：白砂糖添加量過低經發酵后甜味太淡，發酵后出現分層；添加量過高，甜味太膩，酸味太重，粘度高，不爽口。

2.2 發酵時間對發酵番茄汁品質的影響

白砂糖添加量15%、番茄醬添加量14%，其余部分以純凈水補充至100%，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發酵接種量5%，發酵溫度38℃，發酵時間分別為16h、17h、18h、19h、20h、21h，進行實驗，測定發酵番茄汁的綜合評分。

圖2 發酵時間對番茄汁品質的影響

由圖2可知，發酵時間在18h時綜合評分最高，產品品質最好；發酵時間過短，產酸不足，酸甜比例失調，存在焦糊味，發酵時間過長，產品中的糖經過充分發酵后產酸量太大，酸味太重。因此選擇18h為最佳發酵時間。

2.3 發酵溫度對發酵番茄汁品質的影響

白砂糖添加量15%、番茄醬添加量14%，其余部分以純凈水補充至100%，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，發酵接種量5%，發酵時間18h，發酵溫度分別為34℃、36℃、38℃、40℃、42℃，進行實驗，測定發酵番茄汁的綜合評分。

圖3 發酵溫度對番茄汁品質的影響

由圖3可知，發酵溫度在38℃時，產品品質較好，發酵溫度過低發酵緩慢，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌生長不充分，產酸量不足，達不到產品風味要求，溫度過高兩種菌種發酵過程中產生一些不愉快的氣味。因此選擇38℃為最佳發酵溫度。

2.4 接種量對發酵番茄汁品質的影響

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

圖4 接種量對番茄汁品質的影響

由圖4（見上頁）可知，接種量在5%時產品品質較好，接種量過高和過低都會造成產品品質的下降。本實驗中保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌能產生乙醛和丁二酮等風味物質，使產品獲得良好的風味與口感，同時在代謝中產生胞外多糖，增加產品的粘稠性，提高產品的穩定性。

表2 正交實驗設計

表3 L9(34)正交實驗結果

2.5 正交實驗結果分析

為了能更綜合考慮到各因素對產品的綜合評分的影響，在單因素實驗的基礎上，采用L9(34)正交實驗設計，以白砂糖添加量、發酵時間、發酵溫度、接種量為因素，各選三個水平進行實驗，以發酵制得的番茄汁飲料的綜合評分為指標，確定實驗的最佳組合。實驗設計見表2，實驗結果見表3。

由表3數據可知，比較實驗中的4個因素中R值的大小，可以看出4個因素的主次關系是：B＞A＞D＞C，即發酵時間＞白砂糖添加量＞菌種添加量＞發酵溫度；從k值可知最佳組合是A1B2C1D3，即白砂糖添加量為14.5%、發酵時間18h、發酵溫度37℃，復合菌的接種量為5.5%，此工藝條件下得到的產品綜合指標評分最高，獲得的發酵番茄汁飲料品質最佳。

3 結論

本實驗以36%番茄醬和白砂糖為原料進行發酵制備番茄汁飲料，通過實驗確定了發酵番茄汁飲料的制備工藝。結論如下：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發酵，發酵溫度37℃、發酵時間18h、接種量5.5%、白砂糖14.5%。所得發酵番茄汁飲料產品在不添加增稠劑、穩定劑和檸檬酸的前提下，即可保證狀態均勻穩定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香氣和發酵香味。

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

[2]鄭永杰.番茄汁飲料穩定性的研究[J].東北農林大學學報, 2014,45(2):68-76.

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

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

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[6]王建芳.嗜熱鏈球菌適宜培養條件的研究[J].西北農業學報, 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年新疆生產建設兵團第二師重點科技項目

王陳強（1982—），男，工程師，研究方向為農產品深加工