发酵番茄汁饮料的制备工艺研究

王陈强，施晓艳，沈广军，李静

（新疆冠农果茸集团股份有限公司，新疆库尔勒 841000）

发酵番茄汁饮料的制备工艺研究

王陈强，施晓艳，沈广军，李静

（新疆冠农果茸集团股份有限公司，新疆库尔勒 841000）

本文研究了保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌1∶1作为发酵菌种，发酵制备番茄汁饮料。在发酵过程中，通过进行正交实验，确定了番茄汁发酵的最佳工艺条件为：白砂糖添加量14.5%、发酵时间18h、发酵温度37℃、接菌量为5.5%。所得发酵番茄汁饮料产品在不添加增稠剂、稳定剂和柠檬酸的前提下，即可保证状态均匀稳定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香气和发酵香味。

番茄汁；发酵；有益菌

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是番茄属一年生或多年生草本植物，体高0.6～2m，全体生粘质腺毛，有强烈气味，茎易倒伏，叶羽状复叶或羽状深裂，花序总梗长2～5cm，常生3～7朵花，花萼辐状，浆果扁球状或近球状，肉质而多汁液，种子黄色，花果期夏秋季。番茄原产南美洲，中国南北方广泛栽培。番茄的果实营养丰富，具特殊风味。可以生食、煮食、加工番茄酱、汁或整果罐藏。

目前市场上的番茄汁饮料产品主要有番茄汁复配饮料、100%纯番茄汁等，基本上都是番茄酱加白砂糖、柠檬酸、稳定剂、增稠剂等添加剂调配而成。但是，番茄汁复配饮料由于添加剂过多违背了当今崇尚健康自然的消费理念。100%纯番茄汁饮料虽然符合消费者天然健康的消费理念，但其存在番茄固有的不愉快气味，番茄汁高温处理后产生的焦糊味等品质问题，难以被消费者喜爱。发酵番茄汁饮料利用有益菌发酵产生的有机酸代替外来酸，产生的胞外多糖代替稳定剂，通过发酵过程不仅消除了番茄汁生产易产生的焦糊味，更突出了番茄天然的香气。从根本上弥补了100%番茄汁和复配番茄汁饮料的不足之处，兼备了二者营养健康的优点，所以发酵番茄汁将是番茄汁饮料未来发展的趋势。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄酱，新疆冠农番茄制品有限公司生产的36%浓缩番茄酱。

白砂糖，食品级，新疆冠农绿原糖业有限公司生产。

保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌，青岛凯麦森食品科技有限公司生产。

1.2 仪器与设备

配料罐TK-01,上海顺仪科技有限公司；均质机APV-60,上海顺仪科技有限公司；发酵罐TK-02，上海顺仪科技有限公司；杀菌机ST-20，上海顺仪科技有限公司；灌装机DY-20，上海顺仪科技有限公司；高压蒸汽灭菌锅LPZX-30KBS，上海申安医疗机械厂。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵番茄汁饮料工艺流程

混料→灭菌冷却→发酵→均质→脱气→杀菌→灌装→灭菌→冷却→成品

1.3.2 操作要点

（1）混料

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

（2）灭菌冷却

将混合均匀的番茄汁在95℃条件下杀菌60s，然后迅速冷却至37℃。

（3）发酵

在上述调整好成分，并经杀菌冷却处理的番茄汁中添加5.5%的复合菌种，温度控制在37℃，发酵为密闭发酵，发酵时间18h左右。根据糖酸比、口感适量调整发酵时间。

（4）均质

一道均质压力控制在10～15MPa，二道均质压力控制在30～35MPa。

（5）脱气

在真空度0.6～0.8MPa条件下脱气10～15min。

（6）杀菌

在95℃杀菌30s条件下进行杀菌。

（7）灌装

采用热灌的方式进行灌装，利用产品的热量对容器内表面进行杀菌。

（8）灭菌

采用蒸汽杀菌，在105℃条件下保温12min进行灭菌。

（9）冷却

灭菌后迅速用水冷却至40℃以下，以免微生物繁殖。

1.3.3 发酵工艺优化

发酵工艺主要考察番茄酱添加量、接种量、发酵时间、发酵温度对番茄汁品质的影响，首先进行单因素实验，然后在单因素实验的基础上进行正交实验设计，以番茄汁的综合评分为评价指标，优化得到最佳工艺参数。

1.3.4 测定指标

以发酵制得的番茄汁饮料质量的综合评分为指标，通过颜色（20分）、气味（20分）、滋味（30分）、组织形态（30分）的加权评分对果汁进行综合评分，确定实验的最佳组合，评价标准见表1。

表1 番茄汁饮料综合评分标准

2 结果与分析

2.1 白砂糖添加量对发酵番茄汁品质的影响

番茄酱添加量14%，发酵接种量5%，其余部分以纯净水补充至100%。发酵时间18h，发酵温度38℃，白砂糖添加量分别为11.25%、12.5%、13.75%、15%、16.25%、17.5%，进行实验，测定发酵番茄汁的综合评分，实验结果见图1。

图1 白砂糖添加量对番茄汁品质的影响

由图1可知，番茄汁品质的综合评分随着白砂糖添加量的增加呈现先增大后减小的趋势。当白砂糖添加为15%时，番茄汁品质最好，综合评分为88分；白砂糖添加量过高或者过低都会对产品品质造成影响：白砂糖添加量过低经发酵后甜味太淡，发酵后出现分层；添加量过高，甜味太腻，酸味太重，粘度高，不爽口。

2.2 发酵时间对发酵番茄汁品质的影响

白砂糖添加量15%、番茄酱添加量14%，其余部分以纯净水补充至100%，采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，发酵接种量5%，发酵温度38℃，发酵时间分别为16h、17h、18h、19h、20h、21h，进行实验，测定发酵番茄汁的综合评分。

图2 发酵时间对番茄汁品质的影响

由图2可知，发酵时间在18h时综合评分最高，产品品质最好；发酵时间过短，产酸不足，酸甜比例失调，存在焦糊味，发酵时间过长，产品中的糖经过充分发酵后产酸量太大，酸味太重。因此选择18h为最佳发酵时间。

2.3 发酵温度对发酵番茄汁品质的影响

白砂糖添加量15%、番茄酱添加量14%，其余部分以纯净水补充至100%，采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，发酵接种量5%，发酵时间18h，发酵温度分别为34℃、36℃、38℃、40℃、42℃，进行实验，测定发酵番茄汁的综合评分。

图3 发酵温度对番茄汁品质的影响

由图3可知，发酵温度在38℃时，产品品质较好，发酵温度过低发酵缓慢，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌生长不充分，产酸量不足，达不到产品风味要求，温度过高两种菌种发酵过程中产生一些不愉快的气味。因此选择38℃为最佳发酵温度。

2.4 接种量对发酵番茄汁品质的影响

白砂糖添加量15%、番茄酱添加量14%，其余部分以纯净水补充至100%。采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，发酵温度38℃，发酵时间18h，改变接种量（3%、4%、5%、6%、7%、8%），进行实验。

图4 接种量对番茄汁品质的影响

由图4（见上页）可知，接种量在5%时产品品质较好，接种量过高和过低都会造成产品品质的下降。本实验中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌能产生乙醛和丁二酮等风味物质，使产品获得良好的风味与口感，同时在代谢中产生胞外多糖，增加产品的粘稠性，提高产品的稳定性。

表2 正交实验设计

表3 L9(34)正交实验结果

2.5 正交实验结果分析

为了能更综合考虑到各因素对产品的综合评分的影响，在单因素实验的基础上，采用L9(34)正交实验设计，以白砂糖添加量、发酵时间、发酵温度、接种量为因素，各选三个水平进行实验，以发酵制得的番茄汁饮料的综合评分为指标，确定实验的最佳组合。实验设计见表2，实验结果见表3。

由表3数据可知，比较实验中的4个因素中R值的大小，可以看出4个因素的主次关系是：B＞A＞D＞C，即发酵时间＞白砂糖添加量＞菌种添加量＞发酵温度；从k值可知最佳组合是A1B2C1D3，即白砂糖添加量为14.5%、发酵时间18h、发酵温度37℃，复合菌的接种量为5.5%，此工艺条件下得到的产品综合指标评分最高，获得的发酵番茄汁饮料品质最佳。

3 结论

本实验以36%番茄酱和白砂糖为原料进行发酵制备番茄汁饮料，通过实验确定了发酵番茄汁饮料的制备工艺。结论如下：番茄酱添加量为14%，采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌1:1发酵，发酵温度37℃、发酵时间18h、接种量5.5%、白砂糖14.5%。所得发酵番茄汁饮料产品在不添加增稠剂、稳定剂和柠檬酸的前提下，即可保证状态均匀稳定，口感酸甜柔和，具有番茄特有的香气和发酵香味。

[1]刘志伟.番茄汁饮料品质改良技术研究[J].食品科学,2005, 26(7):149.

[2]郑永杰.番茄汁饮料稳定性的研究[J].东北农林大学学报, 2014,45(2):68-76.

[3]王泽华.番茄汁饮料的制作[J].农产品加工,2013,26(2): 21-22.

[4]冀智勇.番茄汁饮料加工技术研究[J].现代食品科技,2005, 22(1):51-54.

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[6]王建芳.嗜热链球菌适宜培养条件的研究[J].西北农业学报, 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年新疆生产建设兵团第二师重点科技项目

王陈强（1982—），男，工程师，研究方向为农产品深加工