番茄鲜汁加工中复配甜味剂的配方研究

2023-12-07吴玉洁吴雯娴

农产品加工 2023年22期

吴玉洁，韩卓，李慧，吴雯娴

（蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠 233030）

番茄，又称西红柿，含有多种维生素和矿物质等对人体有益的生物活性成分[1]，番茄红素在成熟番茄中的含量高达0.03～0.14 mg/g，其抗氧化性是维E的100 倍，是目前自然界中发现抗氧化能力极强的类胡萝卜素[2]。番茄加工类相关产品主要有番茄汁类饮料、番茄调味酱、番茄果脯等。随着大众对健康生活的追求，番茄原汁类产品因具有较高的营养价值，生产加工规模逐年扩大，市场前景广阔。因此，无蔗糖番茄汁饮料也成为研究热点之一[3]。

传统饮料中使用的甜味剂主要是蔗糖，虽然蔗糖口感醇厚，但长期饮用会诱发肥胖、糖尿病、龋齿、心脑血管疾病等，故越来越多的甜味剂被应用于饮料加工当中[4-5]。甜味剂主要包括天然甜味剂和人工合成甜味剂[6-7]，因甜度高、热量低，越来越多的被用于饮料加工中，目前国内外常被用于饮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。我国对甜味剂品质有非常明确的要求，既要安全无毒，又要确保其甜味纯正，因此研究人员将2 种或2 种以上的甜味剂进行复合使用，借助不同甜味剂之间的协同增效作用，生产出复合甜味剂，以达到增强甜味和风味或掩盖不良口味的目的，是目前甜味剂发展的一个趋势[8-10]。

目前，将不同类型的甜味剂复合应用在番茄鲜汁饮料中鲜有报道。试验对5 种类型的甜味剂进行筛选后再进一步进行复配，研制出一款风味纯正、口感自然又兼具营养的番茄鲜汁饮料，通过响应面分析试验，得出番茄鲜汁的最佳工艺配方，以期为甜味剂在番茄鲜汁中的应用提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄，市售；木糖醇（食品级），浙江华康药业股份有限公司提供；低聚果糖（食品级），山东百龙创园生物科技股份有限公司提供；果胶（食品级），新疆阜丰生物科技有限公司提供；L- 苹果酸（食品级），阳江市阳东食品香料公司提供；甜菊糖苷（食品级），江苏史蒂文生物科技有限公司提供；阿斯巴甜，江苏维多股份有限公司提供。

1.2 仪器与设备

TD-32 型糖度计，艾普计量仪器有限公司产品；JYL-C051 型榨汁机，九阳股份有限公司产品；C21-WK2102 型电磁炉，美的生活电器制造有限公司产品；JCS-2102C 型电子天平，上海浩然电子有限公司产品；PHS-25 型pH 计，上海宵盛仪器制造有限公司产品；FSH-2A 型均质机，常州天瑞仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

复配甜味剂+ L- 苹果酸+果胶

原料预处理→打浆→调配→均质→装罐→排气杀菌→成品。

1.3.2 操作要点

（1）原料选择及预处理。选用新鲜、成熟度高、汁液丰富、无霉烂、无病虫害及无器械损伤的番茄，用清水冲洗番茄表面。

（2）热烫。用小刀去除番茄青绿色的果蒂后，将番茄放在热水中热烫数分钟，把表皮与果肉分离。

（3）打浆。将处理好的番茄放入榨汁机中打浆，得到番茄鲜汁。

（4）调配。将适量的复配甜味剂、果胶、苹果酸等按比例加入到番茄鲜汁中。

（5）均质。在15～20 MPa 压力下均质6 min。

（6）装罐、排气及杀菌。均质结束后，将番茄鲜汁装入灭菌的玻璃瓶中在恒温水浴锅中进行排气杀菌，杀菌条件为温度80 ℃，时间20 min，即得到成品番茄鲜汁。

1.3.3 单因素试验

（1）复配甜味剂单因素试验。分别考查不同甜味剂种类（甜菊糖苷、木糖醇、低聚果糖、低聚木糖、阿斯巴甜）、复配甜味剂（木糖醇∶低聚木糖）配比（3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3）、复配甜味剂添加量（2%，3%，4%，5%，6%）对番茄鲜汁综合评分的影响。

（2） L- 苹果酸和果胶添加量单因素试验。在复配甜味剂筛选结果的基础上，进一步考查L - 苹果酸添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%）、果胶添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%）对番茄鲜汁综合评分的影响。

1.3.4 响应面优化试验

通过单因素试验分析，利用Box-behnken 响应面设计原理，采用响应面分析法对番茄鲜汁工艺参数进行优化，选取3 个因子复配甜味剂配比（A）、复配甜味剂添加量（B）、L- 苹果酸添加量（C）为自变量，以综合评分（Y）为响应面值，并以1，0，-1 分别代表自变量的高中低水平，进行响应面试验设计。

响应面试验设计因子与水平见表1。

表1 响应面试验设计因子与水平

1.3.5 产品检测方法

（1）糖度的测定。采用糖度计进行糖度测定。

（2） pH 值的测定。采用酸度计进行测定。

（3）感官评分标准。对产品的色泽（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 个方面进行感官评定。

（4）综合评分标准。以感官评价、pH 值和糖度进行综合评分。

综合评分标准见表2。

表2 综合评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 甜味剂类型对番茄鲜汁综合评分的影响

甜味剂类型对番茄鲜汁综合评分的影响结果见图1。

图1 甜味剂类型对番茄鲜汁综合评分的影响

由图1 可知，不同甜味剂在其较优添加量下，添加甜菊糖苷的番茄鲜汁因其后味苦涩，综合评分最低；添加木糖醇的番茄鲜汁口感甜而清凉，综合评分最高；添加低聚果糖的番茄鲜汁口感纯正，综合评分略低于木糖醇；综合考虑，选择低聚果糖和木糖醇进行复配试验。

2.1.2 复配甜味剂配比对番茄鲜汁综合评分的影响

复配甜味剂配比对番茄鲜汁综合评分影响结果见图2。

图2 复配甜味剂配比对番茄鲜汁综合评分的影响

由图2 可知，随着配比中木糖醇比例的减少和低聚果糖比例的增加，番茄鲜汁的综合评分先增加后降低。当木糖醇与低聚果糖配比为2∶1 时，番茄鲜汁口感适宜，略带清凉，综合评分最高。由于木糖醇的甜度优于低聚果糖，当木糖醇的比例减少时，番茄鲜汁口感单调，且酸味较为明显。因此，选择木糖醇与低聚果糖配比为2∶1。

2.1.3 复配甜味剂添加量对番茄鲜汁综合评分的影响

复配甜味剂添加量对番茄鲜汁综合评分的影响结果见图3。由图3 可知，随着复配甜味剂添加量的增多，番茄鲜汁综合评分先增高后降低。当复配甜味剂添加量较少时，番茄鲜汁甜度稍有不足；当复配甜味剂添加量为6%时，口感过于甜腻，影响整体风味。因此，选择复配甜味剂添加量为5%。

图3 复配甜味剂添加量对番茄鲜汁综合评分的影响

2.1.4 L- 苹果酸添加量对番茄鲜汁综合评分的影响L- 苹果酸添加量对番茄鲜汁综合评分的影响结果见图4。

图4 L- 苹果酸添加量对番茄鲜汁综合评分的影响

由图4 可知，随着L - 苹果酸添加量的增多，番茄鲜汁综合评分先增加后降低。当添加量为0.3%时，番茄鲜汁口感柔和、酸甜适中；当添加量超过0.3%时，酸味过于突出。因此，选择L - 苹果酸添加量为0.3%。

2.1.5 果胶添加量对番茄鲜汁综合评分的影响

果胶添加量对番茄鲜汁综合评分的影响结果见图5。

图5 果胶添加量对番茄鲜汁综合评分的影响

由图5 可知，随着果胶添加量的增多，番茄鲜汁的综合评分先增加后降低。当果胶添加量为0.1%时，番茄鲜汁口感均一；当添加量过多时，番茄鲜汁口感黏稠。因此，选择果胶添加量为0.1%。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计和结果

响应面试验结果见表3。

表3 响应面试验结果

利用Design Expert 10.0.7 软件对表3 数据进行二次多元回归拟合，得到综合评分与复配甜味剂配比（A）、复配甜味剂添加量（B）、L - 苹果酸添加量（C）的二次多项回归方程：

回归模型方差分析见表4。

表4 回归模型方差分析

由表4 可知，模型的p 值小于0.000 1，表示该模型显著。失拟项0.63＞0.05（0.570 5＞0.050 0），不显著，说明该模型具有统计意义。模型校正系数R2= 0.911 2，说明该回归方程拟合度和可信度高，可用来分析和预测。根据各因素显著性可知，设置的3 个因素都对番茄鲜汁的综合评分具有显著影响（p＜0.05）。根据表中所给出的F 值大小，可判断各因素对番茄鲜汁综合评分的影响大小为复配甜味剂添加量＞复配甜味剂添加量＞L- 苹果酸添加量。根据各响应值p 值的变化表明，二次项A2，B2对番茄鲜汁的综合评分影响极其显著（p＜0.000 1），交互项AB 对番茄鲜汁的综合评分具有显著影响（p＜0.05）。通过响应面分析得知，番茄鲜汁的最佳工艺参数为复配甜味剂配比为2.18∶1，复配甜味剂添加量5.327%，L - 苹果酸添加量0.345%，在该工艺条件下，番茄鲜汁的综合评分理论值可达80.858 分。

复配甜味剂配比、复配甜味剂添加量和L - 苹果酸添加量交互作用对番茄鲜汁综合评分影响的响应曲面图见图6。

图6 复配甜味剂配比、复配甜味剂添加量和L- 苹果酸添加量交互作用对番茄鲜汁综合评分影响的响应曲面图

2.2.2 验证试验结果

在单因素试验的基础上，采用响应面软件Design Expert 10.0.7 进行优化，最佳工艺配方为复配甜味剂配比为2.18∶1，复配甜味剂添加量5.327%，L-苹果酸添加量0.345%，在该工艺条件下，番茄鲜汁的综合评分理论值可达80.858 分。根据实际情况，将最佳工艺配方调整为复配甜味剂配比2∶1，复配甜味剂添加量5%，L- 苹果酸添加量0.3%，采用此条件进行验证，经过3 次平行试验，实际测得番茄鲜汁的综合评分为81 分，与预测值基本接近，说明该模型建立可靠，可用于对番茄鲜汁加工的工艺优化。