番茄鮮汁加工中復配甜味劑的配方研究

吳玉潔，韓 卓，李 慧，吳雯嫻

（蚌埠學院食品與生物工程學院，安徽 蚌埠 233030）

番茄，又稱西紅柿，含有多種維生素和礦物質等對人體有益的生物活性成分[1]，番茄紅素在成熟番茄中的含量高達0.03～0.14 mg/g，其抗氧化性是維E的100 倍，是目前自然界中發現抗氧化能力極強的類胡蘿卜素[2]。番茄加工類相關產品主要有番茄汁類飲料、番茄調味醬、番茄果脯等。隨著大眾對健康生活的追求，番茄原汁類產品因具有較高的營養價值，生產加工規模逐年擴大，市場前景廣闊。因此，無蔗糖番茄汁飲料也成為研究熱點之一[3]。

傳統飲料中使用的甜味劑主要是蔗糖，雖然蔗糖口感醇厚，但長期飲用會誘發肥胖、糖尿病、齲齒、心腦血管疾病等，故越來越多的甜味劑被應用于飲料加工當中[4-5]。甜味劑主要包括天然甜味劑和人工合成甜味劑[6-7]，因甜度高、熱量低，越來越多的被用于飲料加工中，目前國內外常被用于飲料加工中的主要有木糖醇、低聚木糖、低聚果糖、甜菊糖苷及阿巴斯甜等。我國對甜味劑品質有非常明確的要求，既要安全無毒，又要確保其甜味純正，因此研究人員將2 種或2 種以上的甜味劑進行復合使用，借助不同甜味劑之間的協同增效作用，生產出復合甜味劑，以達到增強甜味和風味或掩蓋不良口味的目的，是目前甜味劑發展的一個趨勢[8-10]。

目前，將不同類型的甜味劑復合應用在番茄鮮汁飲料中鮮有報道。試驗對5 種類型的甜味劑進行篩選后再進一步進行復配，研制出一款風味純正、口感自然又兼具營養的番茄鮮汁飲料，通過響應面分析試驗，得出番茄鮮汁的最佳工藝配方，以期為甜味劑在番茄鮮汁中的應用提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄，市售；木糖醇（食品級），浙江華康藥業股份有限公司提供；低聚果糖（食品級），山東百龍創園生物科技股份有限公司提供；果膠（食品級），新疆阜豐生物科技有限公司提供；L- 蘋果酸（食品級），陽江市陽東食品香料公司提供；甜菊糖苷（食品級），江蘇史蒂文生物科技有限公司提供；阿斯巴甜，江蘇維多股份有限公司提供。

1.2 儀器與設備

TD-32 型糖度計，艾普計量儀器有限公司產品；JYL-C051 型榨汁機，九陽股份有限公司產品；C21-WK2102 型電磁爐，美的生活電器制造有限公司產品；JCS-2102C 型電子天平，上海浩然電子有限公司產品；PHS-25 型pH 計，上海宵盛儀器制造有限公司產品；FSH-2A 型均質機，常州天瑞儀器有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

復配甜味劑+ L- 蘋果酸+果膠

原料預處理→打漿→調配→均質→裝罐→排氣殺菌→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 原料選擇及預處理。選用新鮮、成熟度高、汁液豐富、無霉爛、無病蟲害及無器械損傷的番茄，用清水沖洗番茄表面。

（2） 熱燙。用小刀去除番茄青綠色的果蒂后，將番茄放在熱水中熱燙數分鐘，把表皮與果肉分離。

（3） 打漿。將處理好的番茄放入榨汁機中打漿，得到番茄鮮汁。

（4） 調配。將適量的復配甜味劑、果膠、蘋果酸等按比例加入到番茄鮮汁中。

（5） 均質。在15～20 MPa 壓力下均質6 min。

（6） 裝罐、排氣及殺菌。均質結束后，將番茄鮮汁裝入滅菌的玻璃瓶中在恒溫水浴鍋中進行排氣殺菌，殺菌條件為溫度80 ℃，時間20 min，即得到成品番茄鮮汁。

1.3.3 單因素試驗

（1） 復配甜味劑單因素試驗。分別考查不同甜味劑種類（甜菊糖苷、木糖醇、低聚果糖、低聚木糖、阿斯巴甜）、復配甜味劑（木糖醇∶低聚木糖）配比（3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3）、復配甜味劑添加量（2%，3%，4%，5%，6%） 對番茄鮮汁綜合評分的影響。

（2） L- 蘋果酸和果膠添加量單因素試驗。在復配甜味劑篩選結果的基礎上，進一步考查L - 蘋果酸添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%）、果膠添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%）對番茄鮮汁綜合評分的影響。

1.3.4 響應面優化試驗

通過單因素試驗分析，利用Box-behnken 響應面設計原理，采用響應面分析法對番茄鮮汁工藝參數進行優化，選取3 個因子復配甜味劑配比（A）、復配甜味劑添加量（B）、L- 蘋果酸添加量（C） 為自變量，以綜合評分（Y） 為響應面值，并以1，0，-1 分別代表自變量的高中低水平，進行響應面試驗設計。

響應面試驗設計因子與水平見表1。

表1 響應面試驗設計因子與水平

1.3.5 產品檢測方法

（1） 糖度的測定。采用糖度計進行糖度測定。

（2） pH 值的測定。采用酸度計進行測定。

（3） 感官評分標準。對產品的色澤（0～20 分）、香味（0～20 分）、滋味（0～20 分）、甜酸度（0～20 分）、口感（0～20 分） 5 個方面進行感官評定。

（4） 綜合評分標準。以感官評價、pH 值和糖度進行綜合評分。

綜合評分標準見表2。

表2 綜合評分標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 甜味劑類型對番茄鮮汁綜合評分的影響

甜味劑類型對番茄鮮汁綜合評分的影響結果見圖1。

圖1 甜味劑類型對番茄鮮汁綜合評分的影響

由圖1 可知，不同甜味劑在其較優添加量下，添加甜菊糖苷的番茄鮮汁因其后味苦澀，綜合評分最低；添加木糖醇的番茄鮮汁口感甜而清涼，綜合評分最高；添加低聚果糖的番茄鮮汁口感純正，綜合評分略低于木糖醇；綜合考慮，選擇低聚果糖和木糖醇進行復配試驗。

2.1.2 復配甜味劑配比對番茄鮮汁綜合評分的影響

復配甜味劑配比對番茄鮮汁綜合評分影響結果見圖2。

圖2 復配甜味劑配比對番茄鮮汁綜合評分的影響

由圖2 可知，隨著配比中木糖醇比例的減少和低聚果糖比例的增加，番茄鮮汁的綜合評分先增加后降低。當木糖醇與低聚果糖配比為2∶1 時，番茄鮮汁口感適宜，略帶清涼，綜合評分最高。由于木糖醇的甜度優于低聚果糖，當木糖醇的比例減少時，番茄鮮汁口感單調，且酸味較為明顯。因此，選擇木糖醇與低聚果糖配比為2∶1。

2.1.3 復配甜味劑添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響

復配甜味劑添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響結果見圖3。由圖3 可知，隨著復配甜味劑添加量的增多，番茄鮮汁綜合評分先增高后降低。當復配甜味劑添加量較少時，番茄鮮汁甜度稍有不足；當復配甜味劑添加量為6%時，口感過于甜膩，影響整體風味。因此，選擇復配甜味劑添加量為5%。

圖3 復配甜味劑添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響

2.1.4 L- 蘋果酸添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響L- 蘋果酸添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響結果見圖4。

圖4 L- 蘋果酸添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響

由圖4 可知，隨著L - 蘋果酸添加量的增多，番茄鮮汁綜合評分先增加后降低。當添加量為0.3%時，番茄鮮汁口感柔和、酸甜適中；當添加量超過0.3%時，酸味過于突出。因此，選擇L - 蘋果酸添加量為0.3%。

2.1.5 果膠添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響

果膠添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響結果見圖5。

圖5 果膠添加量對番茄鮮汁綜合評分的影響

由圖5 可知，隨著果膠添加量的增多，番茄鮮汁的綜合評分先增加后降低。當果膠添加量為0.1%時，番茄鮮汁口感均一；當添加量過多時，番茄鮮汁口感黏稠。因此，選擇果膠添加量為0.1%。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計和結果

響應面試驗結果見表3。

表3 響應面試驗結果

利用Design Expert 10.0.7 軟件對表3 數據進行二次多元回歸擬合，得到綜合評分與復配甜味劑配比（A）、復配甜味劑添加量（B）、L - 蘋果酸添加量（C） 的二次多項回歸方程：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，模型的p 值小于0.000 1，表示該模型顯著。失擬項0.63＞0.05（0.570 5＞0.050 0），不顯著，說明該模型具有統計意義。模型校正系數R2= 0.911 2，說明該回歸方程擬合度和可信度高，可用來分析和預測。根據各因素顯著性可知，設置的3 個因素都對番茄鮮汁的綜合評分具有顯著影響（p＜0.05）。根據表中所給出的F 值大小，可判斷各因素對番茄鮮汁綜合評分的影響大小為復配甜味劑添加量＞復配甜味劑添加量＞L- 蘋果酸添加量。根據各響應值p 值的變化表明，二次項A2，B2對番茄鮮汁的綜合評分影響極其顯著（p＜0.000 1），交互項AB 對番茄鮮汁的綜合評分具有顯著影響（p＜0.05）。通過響應面分析得知，番茄鮮汁的最佳工藝參數為復配甜味劑配比為2.18∶1，復配甜味劑添加量5.327%，L - 蘋果酸添加量0.345%，在該工藝條件下，番茄鮮汁的綜合評分理論值可達80.858 分。

復配甜味劑配比、復配甜味劑添加量和L - 蘋果酸添加量交互作用對番茄鮮汁綜合評分影響的響應曲面圖見圖6。

圖6 復配甜味劑配比、復配甜味劑添加量和L- 蘋果酸添加量交互作用對番茄鮮汁綜合評分影響的響應曲面圖

2.2.2 驗證試驗結果

在單因素試驗的基礎上，采用響應面軟件Design Expert 10.0.7 進行優化，最佳工藝配方為復配甜味劑配比為2.18∶1，復配甜味劑添加量5.327%，L-蘋果酸添加量0.345%，在該工藝條件下，番茄鮮汁的綜合評分理論值可達80.858 分。根據實際情況，將最佳工藝配方調整為復配甜味劑配比2∶1，復配甜味劑添加量5%，L- 蘋果酸添加量0.3%，采用此條件進行驗證，經過3 次平行試驗，實際測得番茄鮮汁的綜合評分為81 分，與預測值基本接近，說明該模型建立可靠，可用于對番茄鮮汁加工的工藝優化。

3 結論

通過綜合評價分析，得到番茄鮮汁最佳配方為復配甜味劑的配比2∶1，復配甜味劑添加量5%，L-蘋果酸添加量0.3%，果膠添加量0.1%。在該最佳配方條件下，得到的綜合評分為81 分，番茄鮮汁色澤鮮艷、氣味濃郁、酸甜可口。