番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料的研制*

常 野，田 乐，马 玉，陈 婷，王继华

(哈尔滨师范大学)



番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料的研制*

常 野，田 乐，马 玉，陈 婷，王继华**

(哈尔滨师范大学)

以番茄和苹果为原材料，制备复合果蔬汁，添加保加利亚乳杆菌Lactobacillusbulgaricus与嗜热链球菌Streptococcusthermophilus(比例为1∶1)进行发酵，开发研制番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料.通过正交实验确定番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料的最佳发酵工艺条件为：番茄汁与苹果汁的混合比例为2∶1，脱脂乳添加量为14%，乳酸菌接种量为7%，发酵温度为43℃，发酵时间为18 h.

番茄；苹果；乳酸菌；发酵

0 引言

番茄是一种常见于人们餐桌上的蔬菜，口味酸甜，广受人们的欢迎.番茄有很高的营养价值，它含有丰富的纤维素、有机酸、果胶质、蛋白质以及多种维生素，具有生津止渴，强健脾胃，帮助消化，清热利尿，降低血压等功效[1].特别是成熟果实中所含有的番茄红素，是一种天然的超级抗氧化剂.据相关的研究结果表明，通过在饮食中适量增加番茄或者番茄制品的摄入量，让血清中的番茄红素含量水平升高，可以降低患癌的风险，并且对心血管疾病的预防也能起到很好的作用[2-3].

苹果，是蔷薇科苹果属的植物，广泛分布于北半球的温带地区，其果实又叫平安果、智慧果，是一种常见的水果.苹果一直以来就深受人们的喜爱，其果实不仅汁多、香甜、脆嫩、储藏时间长，还含有人体必需的各类氨基酸、维生素，以及钾、磷、铁等元素.长期食用苹果能促进睡眠，增强记忆力，改善体形，苹果中的多酚、三萜、果胶等有机物质，具有降低血压和抗肿瘤等作用[4].在中国，苹果的栽培历史很长，同时我国也是苹果的生产大国.每年我国的苹果产量超过世界总产量的三分之一[5].因此，对我国的苹果资源进行多方面的开发利用，具有重大的意义.通过对苹果进行加工，研发新型的功能性食品和饮料，可以更好的拓展苹果的产业，让苹果资源得到更好的利用.

乳酸菌是一大类广泛存在于自然界的原核生物.它们能对糖类，例如葡萄糖和乳糖，进行发酵，同时产生乳酸.乳酸菌在人体的肠道里也大量存在着，并且对人体的健康起着很好的维护作用.它们可以维持肠道中的菌群平衡，增强胃肠的蠕动功能，合成营养素，从而帮助消化.此外，它们还具有抑制腐败菌生长，促进钙磷等元素的吸收，消除致癌因子，提高机体免疫力，减缓衰老，降低人体胆固醇等作用[6].

发酵食品伴随着人类的历史，已经存在了很长的时间，它们有着独特的味道和丰富的营养，一直以来，就被人们所喜爱.而随着社会的进步，人们越来越重视健康，各种各样的发酵食品也有了更广阔的市场前景.这也使得食品研发人员不断尝试研发新型的发酵食品.乳酸菌被用于生产很多发酵食品，在生产发酵食品的过程中，它发挥着十分重要的生物化学机理.例如，发酵剂中含有的乳酸菌，能通过相关酶的作用，让经过发酵作用生产的食品具有特别的风味[7].在发酵的过程中，乳酸菌产生的生物活性物质还能抑制其他的一些杂菌的生长，起到延长食品保质期的作用.乳酸菌发酵食品的开发和工业化生产也是很多国家食品产业的热点，在我国，一些传统的发酵食品，例如白酒、调味品等在食品生产工业中就占有重要的地位[8].

该实验选用营养丰富的番茄和苹果，通过乳酸菌发酵技术对其发酵加工，研制一种新型发酵饮料，使其不仅具有番茄和苹果的营养成分，而且还拥有发酵食品的独特风味.通过研究发酵饮料的制作工艺，为其实现工业化生产提供理论依据，同时，也能为果蔬资源的开发利用提供一条新的思路，具有广阔的发展前景.

1 材料与方法

1.1 材料和菌种

材料：番茄、苹果.

菌种：保加利亚乳杆菌Lactobacillusbulgaricus、嗜热链球菌Streptococcusthermophilus.

1.2 试剂和培养基

试剂：脱脂乳、柠檬酸钠、海藻酸钠、蔗糖.

脱脂乳培养基(NFM)：将脱脂乳粉和水按照1∶10的比例混合调制而成.

1.3 仪器与设备

CJ-2D型超净工作台：泰斯特仪器有限公司；LDZX-75KBS型高压灭菌锅：上海申安医疗器械厂；HHS-4S型恒温水浴锅：宜昌仪器纱筛厂；FA1104型电子天平：上海天平仪器厂；TGL20M型高速冷冻离心机：凯特实验仪器有限公司等.

1.4 实验方法

1.4.1 工艺流程

该研究以番茄和苹果为原材料，以保加利亚乳杆菌Lactobacillusbulgaricus及嗜热链球菌Streptococcusthermophilus为发酵剂制备发酵饮料.制备的工艺流程如下：

番茄、苹果→挑选、洗净→榨汁→过滤→灭菌处理→冷却底液→接种(活化、驯化后的乳酸菌)→对底液进行发酵→离心处理→调配(加入稳定剂和调味剂)→成品.

1.4.2 乳酸菌种的活化与驯化培养

由于将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌接种在一起生长的时侯，两种菌具有相互促进生长的作用[9].因此，在实验中使用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌两种菌的混合菌剂来发酵.将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按照1∶1的比例混合，将乳酸菌接种到脱脂乳培养基上，放入培养箱中在37 ℃下培养8 h，使其活化.将番茄汁与苹果汁按照1∶1的比例混合在一起，制成番茄苹果复合汁.然后将活化后的菌种接种到番茄苹果复合汁与牛奶比例为6∶4的混合液中，在37 ℃下培养，等待菌种生长状态较好后，将培养后的菌种接种到番茄苹果复合汁与牛奶比例为8∶2的混合液中，在37℃下培养，使其达到理想的产酸速度.

1.4.3 番茄汁和苹果汁的制备

材料的选择：选择成熟、无霉烂的新鲜番茄和果实大、新鲜的红富士苹果作为制备番茄汁和苹果汁的原材料.

番茄汁的制备：将挑选好的新鲜番茄清洗干净后切成小块，然后进行榨汁.使用四层纱布过滤后对其进行灭菌处理，备用.

苹果汁的制备：将挑选好的新鲜苹果清洗干净后切成小块，然后进行榨汁.同样使用纱布进行过滤后对其进行灭菌处理，备用.

1.4.4 番茄和苹果复合汁的发酵实验

将制备好的番茄汁和苹果汁混合在一起，制成复合汁，然后在复合汁中再加入牛乳，作为发酵底液.将驯化后的乳酸菌菌种接种到发酵底液上，在恒温下进行发酵，制备发酵饮料.依据正交表L16(45)，安排正交实验，测量各组发酵液pH大小，对实验数据进行极差分析，通过分析结果，得出底物原料的调配方案和最佳发酵条件.正交实验的各个实验因素和水平见表1.在发酵完成之后，使用离心机对发酵液进行离心处理(10000 r/min)15 min，去除发酵液的杂质.

表1 发酵条件正交实验因素水平表

1.4.5 发酵液的调味实验

发酵液离心之后，加入蔗糖、柠檬酸钠和海藻酸钠，提高饮料的味道和稳定性.番茄苹果复合汁发酵饮料的调配方案通过正交实验来进行确定.使用L9(34)正交表，进行正交实验，并对调配之后的各个水平的样品进行感官评分[10]，评分的项目包括：香味(40分)，组织状态(30分)，色泽(30分)，总分为100分.之后对调配实验感官评分的结果进行极差分析.通过数据分析，可以发现各个因素对产品的感官评分影响力的大小，进而确定最佳调配方法.调味实验的实验因素和水平见表2.

表2 番茄苹果复合汁发酵饮料调味实验因素水平表

1.5 实验数据的分析

采用正交设计助手Ⅱv3.1统计分析软件，对实验后所得到的数据进行极差分析处理.

2 结果与分析

2.1 番茄苹果复合汁的发酵实验结果

表3为发酵实验的正交实验结果，由表3可得，在16个水平的样品中，4号样品的pH最低.通过对发酵实验结果的数据进行极差分析，可知各个实验因素对发酵实验结果的影响大小是：B>D>A>E>C，因此，可看出脱脂乳的添加量对发酵结果的影响最大，其次为发酵温度，番茄汁、苹果汁的比例，发酵时间和接种量.根据数据分析，最后确定的发酵最佳条件是：番茄汁∶苹果汁=2∶1，脱脂乳添加量14%，接种量7%，发酵温度43℃，发酵时间18 h.

2.2 发酵液的调味实验结果

由表4可得，在调味实验的9个样品中，感官评分的分数最高的样品是8号.通过对调味实验的结果数据进行极差分析，可知，各个实验因素对调味后的发酵液感官评分的结果的影响力的大小是：H>F>G，即对感官评价的影响最大是海藻酸钠的添加量，其次为蔗糖的添加量，再次是柠檬酸钠的添加量，由实验结果，可确定出各个实验因素的最佳添加量为：蔗糖添加量6%，柠檬酸钠添加量0.06%，海藻酸钠添加量0.05%.

表3 番茄苹果复合汁饮料发酵的正交实验结果

表4 番茄苹果复合汁发酵饮料调味实验结果

2.3 饮料的色泽、香味和状态

经发酵、离心、调配后的番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料呈浅黄色透明状，色泽均匀，无分层沉淀，不仅有番茄和苹果特有的香味，还具有乳酸菌发酵饮料所独有的乳酸味.

3 结论

实验结果表明：该研究开发的番茄苹果复合汁乳酸菌发酵饮料的原料配比例以及发酵的最佳条件为：番茄汁和苹果汁的混合比例为 2∶1，脱脂乳添加量为14%，乳酸菌接种量为7%，发酵温度为43℃，发酵时间为18 h.

通过正交实验确定出的调味剂和稳定剂的最佳添加量为：蔗糖添加量6%，柠檬酸钠添加量0.06%，海藻酸钠添加量0.05%.

[1] 冯新广. 番茄的保健功能及创新菜肴设计 [J]. 四川烹饪高等专科学校学报,2012(4): 23-24.

[2] Rao A V, Agarwal S. Bioavailability and in vivo antioxidant properties of lycopene from tomato products and their possible role in the prevention of cancer [J]. Nutr Cancer, 1998, 31(3): 199-203.

[3] Agarwal S, Rao A V. Tomato lycopene and its role in human health and chronic diseases [J]. Canadian Medical Association Journal, 2000, 163(6): 739-744.

[4] 王皎, 李赫宇, 刘岱琳, 等. 苹果的营养成分及保健功效研究进展 [J]. 食品研究与开发，2011, 32(1): 164-168.

[5] 宋纪蓉, 徐抗震, 黄洁,等. 苹果资源综合开发的技术战略与绿色循环过程 [J]. 北京联合大学学报：自然科学版，2006, 20(1): 61-65.

[6] 代永刚, 田志刚, 南喜平. 乳酸菌及其生理功能研究的进展 [J]. 农产品加工:学刊,2009(7): 24-29.

[7] Gerrit Smit, Johan E T.van Hylckama Vlieg, Bart A.Smit, Eman H.E.Ayad, Wim J.M.Engels. Fermentative formation of flavour compounds by lactic acid bacteria [J].Australian Journal of Dairy Technology，2002, 57(2): 61-68.

[8] 陈楠, 戴传云. 利用多菌种生产传统发酵食品研究进展 [J]. 食品科学， 2013, 34(3): 308-311.

[9] 张和平, 孙天松. 酸奶发酵剂中嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌的生长互补及连续式酸奶的生产 [J]. 中国乳品工业,1997, 25(3): 18-22.

[10] 张俊山,王雪飞,那治国.发酵乳清柠檬饮料的研制 [J].中国乳业,2010,(1):36-39.

(责任编辑：李家云)

Preparation of Lactobacillus Fermented Beverage From Tomato-Apple Juice

Chang Ye, Tian Le, Ma Yu, Chen Ting,Wang Jihua

(Harbin Normal University)

The compound fruit and vegetable juice is prepared by using tomato and apple as the primary ingredient, and adding the same amount of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophiles to ferment. This is the way to make the lactic acid bacteria fermented beverage from the compound juice of tomato and apple. According to the orthogonal experiment, the result shows that the best ferment conditions are: the ratio of tomato juice to apple juice is 2∶1; the percentage of skim milk in the zymotic fluid is 14%; the inoculum size of lactobacillus is 7%; the fermentation temperature is 43℃; the fermentation time is 18 h.

Tomato; Apple; Lactobacillus; Fermentation

2015-09-02

*哈尔滨师范大学大学生实践创新基金项目(第七届)

Q81

A

1000-5617(2016)03-0093-04

**通讯作者：wangjihua333@hotmail.com