番茄酸乳飲料的生產(chǎn)工藝研究

劉花蘭，姜竹茂，劉曉，張頌，單靜，余志堅(jiān)，陳超

（1.煙臺(tái)大學(xué)，山東煙臺(tái)264005；2.東君乳業(yè)（禹城）有限公司，山東禹城 251200）

0 引 言

番茄具有潤腸通便，清熱解毒，降脂降壓，利尿排鈉，抗血凝聚，防癌抗癌，延緩衰老,美容護(hù)膚等多方面的功效[1-2]。乳酸菌可防治乳糖不耐癥，促進(jìn)蛋白質(zhì)、單糖及鈣、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[3,4]；改善人體胃腸道功能，恢復(fù)人體腸道內(nèi)菌群平衡[5]等作用。研究番茄汁乳酸菌飲料的制造工藝，即通過改變影響風(fēng)味的因素[6,7]，并通過正交實(shí)驗(yàn)尋求生產(chǎn)番茄汁乳酸菌飲料的最佳工藝條件，對(duì)番茄酸乳飲料的生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。將番茄汁加入到發(fā)酵酸乳中制成番茄酸乳飲料不僅具有防癌抗癌，延緩衰老美容護(hù)膚的作用，而且還能改善胃腸道功能，抑制膽固醇吸收，降血脂血壓，增強(qiáng)人體免疫力等諸多功效，具有雙重營養(yǎng)保健作用。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料

保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）。生鮮牛奶，新鮮番茄，白砂糖，果膠，明膠，飲用水，蒸餾水。

主要試劑：氫氧化鈉，鄰苯二甲酸氫鉀，硫酸，硼酸，硫酸鉀，硫酸銅，酚酞，甲基紅指示劑，亞甲基藍(lán)指示劑，體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇，鹽酸標(biāo)液，異戊醇，海砂等。

1.2 儀器

pH計(jì)，超凈工作臺(tái)（SW-CJ-1D型），電子天平，電子分析天平，立式壓力蒸汽滅菌鍋（LDZX-50KB），儀表恒溫水浴鍋，漩渦混合器（XW-80和X-5），電熱恒溫培養(yǎng)箱（DNP-9082）等。

燒杯，凱氏定氮設(shè)備，乳脂肪離心機(jī)，蓋勃氏乳脂計(jì)，干燥器，量筒，酸奶瓶，三角瓶，不同規(guī)格的移液槍，堿式滴定管，容量瓶等。

1.3 方法

蛋白質(zhì)的測(cè)定方法采用凱氏定氮法[8]；脂肪的測(cè)定方法采用蓋勃氏法[9]；非脂乳固體的測(cè)定方法采用水浴加熱法[10]；酸度的測(cè)定采用酸堿滴定法[11]。

評(píng)定番茄酸乳飲料穩(wěn)定性的方法采用水浴加熱法：80～85℃水浴，記錄產(chǎn)品保持時(shí)間，保持時(shí)間與產(chǎn)品質(zhì)量成正比，保持時(shí)間在20 min以上時(shí)，說明穩(wěn)定效果好[19]。

1.4 工藝流程與要點(diǎn)

1.4.1 發(fā)酵酸乳的工藝流程[12-14]

原料奶→加熱→調(diào)配→冷卻→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→酸奶→冷藏備用

1.4.2 番茄汁制備的工藝流程

番茄→挑選→清洗→榨汁→過濾→番茄汁

1.4.3 番茄酸乳飲料的工藝流程

酸奶→加熱→加入番茄汁→加白砂糖→混合調(diào)配→冷卻→調(diào)酸→均質(zhì)→殺菌→成品

1.4.4 工藝操作要點(diǎn)

（1）原料奶在使用前要進(jìn)行抗生素及理化指標(biāo)的檢驗(yàn)，指標(biāo)要求：蛋白質(zhì)≥2.9%，脂肪≥3.1%，非脂乳固體≥8.1%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其他符合原奶國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[9-11]。

（2）菌種活化[4,13]：對(duì)所用菌種分別進(jìn)行三次活化，第一次活化72 h，第二次活化48 h，第三次活化24 h，溫度為42℃，將活化好的菌種于冰箱中冷藏備用。

（3）把原料奶倒入三角瓶內(nèi)水浴加熱到70～75℃，加入白砂糖，用攪拌器攪拌15 min至完全溶解后降溫至30℃左右并加水定容。

（4）均質(zhì)壓力18～20 MPa，溫度為60～70 ℃。

（5）殺菌溫度為95℃，保持時(shí)間300 s。

（6）由于溫度過高或過低都會(huì)影響菌種的活性甚至使菌種失活,通過查閱資料可知42～44℃是菌種的最適溫度.殺菌結(jié)束后立即冷卻到42～44℃并在無菌操作臺(tái)上進(jìn)行接種，接種前將奶煮沸10 min并立即降溫至42～44℃，加入需要量的菌種并用攪拌器攪拌至菌種完全溶解，使菌種在奶中分散均勻。

（7）發(fā)酵溫度為42～44 ℃，發(fā)酵時(shí)間為4～8 h，在此過程中對(duì)發(fā)酵奶測(cè)酸度，當(dāng)酸度合適酸甜適口且組織細(xì)膩狀態(tài)良好時(shí),發(fā)酵結(jié)束。立即進(jìn)行冷卻破乳然后降溫至15～18℃，立即進(jìn)行灌裝。

（8）成品保證0.5 h內(nèi)進(jìn)行冷藏，冷藏溫度為2～6℃。

（9）冷藏后熟12 h以后方可。

（10）番茄的挑選必須挑選新鮮多汁酸甜適口的紅番茄。

（11）番茄汁過濾時(shí)，需用80目濾布進(jìn)行過濾。

（12）番茄酸乳飲料調(diào)酸時(shí)要用冷水溶酸。

1.5 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表1 發(fā)酵酸乳評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[15-16]

2 結(jié)果與分析

2.1 原料奶中理化指標(biāo)的檢測(cè)

采用上述方法，對(duì)原料奶中的蛋白質(zhì)、脂肪、非脂乳固體以及酸度進(jìn)行了理化指標(biāo)的檢測(cè)，測(cè)得所用原料奶中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.12%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.34%，非脂乳固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.67%，原料奶的酸度為13.2°T。均符合原奶國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行下一步操作。

表2 番茄酸乳飲料評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.2 發(fā)酵酸奶的單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 生鮮牛奶的添加量對(duì)發(fā)酵酸奶口感的影響

按生鮮牛奶的添加量為80%，85%，90%，95%，100%，以感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同生鮮牛乳添加量對(duì)發(fā)酵酸奶滋氣味及組織狀態(tài)和色澤的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)制得生鮮牛奶添加量對(duì)發(fā)酵酸奶感官影響趨勢(shì)圖，如圖1所示。

圖1 生鮮牛乳添加量對(duì)發(fā)酵酸乳感官的影響

由圖1可以看出，生鮮牛奶添加量的多少對(duì)發(fā)酵酸奶的感官也會(huì)有一定程度的影響，隨著生鮮牛乳添加量的增多，感官評(píng)分呈現(xiàn)明顯的先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)原料奶的添加量為90%時(shí)發(fā)酵酸奶的感官評(píng)分最高。

2.2.2 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶口感的影響

按白砂糖添加量為1%，3%，5%，7%，9%，以感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶滋氣味及組織狀態(tài)和色澤的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)制得白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶感官影響趨勢(shì)圖，如圖2所示。

圖2 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵酸乳感官的影響

眾所周知，白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶的滋氣味具有很大的影響，由圖2可以看出，當(dāng)白砂糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí)，感官評(píng)分最高，如圖總體的趨勢(shì)為先增后減，當(dāng)白砂糖添加量為3%時(shí)感官評(píng)分有所下降，原因可能由品評(píng)人員對(duì)糖的喜好程度不同。

2.2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶口感的影響

按發(fā)酵時(shí)間為4，5，6，7，8 h為為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶口感及組織狀態(tài)的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)制得發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶感官影響趨勢(shì)圖，如圖3所示。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸乳口感的影響

發(fā)酵4 h時(shí)測(cè)得其酸度為52°T，口感很甜，組織狀態(tài)不好；發(fā)酵5 h時(shí)測(cè)得酸度為62°T，口感較甜，狀態(tài)較??；發(fā)酵6 h后酸度為70°T，口感偏甜，狀態(tài)良好；發(fā)酵7 h后測(cè)得酸度為75°T，酸甜適口，狀態(tài)優(yōu)良；發(fā)酵8 h后酸度為82°T，偏酸，狀態(tài)良好，并給出以上評(píng)分，由圖3可知發(fā)酵7 h時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)酸度為75°T，并測(cè)其pH值為4.23。

2.3 番茄酸乳飲料的單因素實(shí)驗(yàn)

2.3.1 酸奶添加量對(duì)番茄酸乳飲料感官的影響

按酸奶添加量為20%，25%，30%，35%，40%，以番茄酸乳飲料的感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的酸奶對(duì)番茄酸乳飲料滋氣味色澤及組織狀態(tài)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制得酸奶添加量對(duì)番茄酸乳飲料感官影響趨勢(shì)圖，如圖4所示。

圖4 發(fā)酵酸乳添加量對(duì)番茄酸乳飲料感官的影響

由圖4可知，隨著酸奶添加量的增多，感官評(píng)分由低到高再變低，酸奶的添加量過低，口感稀薄，水感太重，而酸奶添加量過高不僅造成產(chǎn)品過于黏稠，而且會(huì)提高生產(chǎn)成本，當(dāng)添加量為25%時(shí)感官評(píng)分最高。

2.3.2 番茄汁添加量對(duì)番茄酸乳飲料的感官

按番茄汁添加量為10%，12%，14%，16%，18%，以番茄酸乳飲料的感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的番茄汁茄酸乳飲料滋氣味色澤及組織狀態(tài)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制得酸奶添加量對(duì)番茄酸乳飲料感官影響趨勢(shì)圖，如圖5所示。

圖5 番茄汁添加量對(duì)番茄酸乳飲料口感的影響?

很明顯，番茄汁的多少會(huì)直接影響番茄酸乳飲料的口感及色澤，如圖5可知，當(dāng)番茄汁的添加量低于14%時(shí)，產(chǎn)品中番茄口味淡，色澤很淺，呈淺乳褐色；當(dāng)番茄汁的添加量為14%時(shí)，其感官評(píng)分最高，即其滋氣味及色澤最好；當(dāng)番茄添加量超過14%時(shí)，口感較酸，且產(chǎn)品的顏色過深，呈現(xiàn)紅褐色。因此14%為番茄汁的最適添加量。

2.3.3 白砂糖添加量對(duì)番茄酸乳飲料的感官評(píng)分影響

按白砂糖的添加量為2%，4%，6%，8%，10%[18]，以番茄酸乳飲料的感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的白砂糖對(duì)番茄汁茄酸乳飲料滋氣味色澤及組織狀態(tài)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制得白砂糖添加量對(duì)番茄酸乳飲料感官影響趨勢(shì)圖，如圖6所示。

圖6 白砂糖添加量對(duì)番茄酸乳飲料口感的影響

白砂糖添加量的多少，會(huì)明顯影響番茄酸乳飲料的口感，如圖6也可以看出，當(dāng)白砂糖添加量為4%時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分最高，即口感最好。

2.3.4 檸檬酸添加量對(duì)番茄酸乳飲料的感官影響

按檸檬酸的添加量為0，0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，以番茄酸乳飲料的感官評(píng)定為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的檸檬酸對(duì)番茄酸乳飲料滋氣味色澤及組織狀態(tài)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制得檸檬酸對(duì)番茄酸乳飲料感官影響趨勢(shì)圖，如圖7所示。

檸檬酸的添加與否會(huì)明顯影響番茄酸乳飲料的滋味及口感，合適的添加量會(huì)使產(chǎn)品酸甜適口，為人們所接受和喜愛。由圖7可知，當(dāng)添加量為0.04%時(shí)最受大眾歡迎。

2.3.5 番茄酸乳飲料的正交實(shí)驗(yàn)

番茄酸乳飲料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理如表3所示。

圖7 檸檬酸添加量對(duì)番茄酸乳飲料口感的影響

由表3可以看出各因素對(duì)番茄酸乳飲料品質(zhì)的影響程度依次為D＞B＞C＞A，即檸檬酸添加量對(duì)產(chǎn)品感官影響最為嚴(yán)重，其次是番茄汁添加量，再次是白砂糖添加量，對(duì)番茄酸乳飲料影響最小的是酸奶添加量。綜合各因素的K值直接比較，最佳參數(shù)組合為A2B3C3D3，即酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，檸檬酸0.04%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

2.4 不同穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

2.4.1 果膠添加量對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

以水浴加熱時(shí)飲料的穩(wěn)定時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的果膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響[19]，結(jié)果如圖8所示。

由圖8可以看出，隨著果膠添加量的增高，產(chǎn)品穩(wěn)定性逐漸升高。隨著果膠添加量的繼續(xù)增加，產(chǎn)品的穩(wěn)定時(shí)間逐漸延長，但當(dāng)添加量達(dá)到0.07%后，增長趨勢(shì)緩慢，從成本考慮不再添加。

2.4.2 明膠添加量對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

以水浴加熱時(shí)飲料的穩(wěn)定時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，確定不同添加量的明膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響[19]，結(jié)果如圖9所示。

圖9 明膠添加量對(duì)番茄酸乳飲料穩(wěn)定性的影響

由圖9可以看出，隨著明膠添加量的增高，產(chǎn)品穩(wěn)定性逐漸升高。隨著明膠添加量的繼續(xù)增加，產(chǎn)品穩(wěn)定時(shí)間逐漸延長，但當(dāng)添加量達(dá)到0.7%后，增長趨勢(shì)緩慢，從成本考慮不再添加。

2.3.3 復(fù)配穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

根據(jù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)確定復(fù)配穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品感官的影響，結(jié)果如表4所示。

表4 復(fù)配穩(wěn)定劑添加量對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性影響

由表4可以看出，當(dāng)果膠添加量為0.07%，明膠添加量為0.3%時(shí)產(chǎn)品穩(wěn)定時(shí)間明顯比單獨(dú)使用果膠與明膠時(shí)延長。說明復(fù)配穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性較好。

2.4.4 產(chǎn)品理化指標(biāo)的檢測(cè)

根據(jù)以上方法對(duì)番茄酸乳飲料的蛋白質(zhì)、脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及酸度進(jìn)行檢測(cè)，以酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，檸檬酸0.04%配置而成的番茄酸乳飲料中，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.78%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.84%，酸度為77°T，符合酸乳飲料國家標(biāo)準(zhǔn)[20]。

3 結(jié)論

本文通過單因素、正交實(shí)驗(yàn)，最終得到番茄酸乳飲料的最佳配方。根據(jù)其最佳配方對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了探究，得到如下結(jié)論：

（1）感官評(píng)價(jià)得到的發(fā)酵酸奶最佳工藝配方為：原料奶90%，白砂糖7%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），發(fā)酵時(shí)間為7 h,終點(diǎn)酸度為70°T,pH值為4.23。

（2）發(fā)酵酸奶的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明：果膠與明膠單獨(dú)使用時(shí)效果不如兩者復(fù)配使用時(shí)效果好，實(shí)驗(yàn)表明果膠和明膠復(fù)配使用具有相互增效的作用，且最適的復(fù)配比率為明膠0.3%+果膠0.07%。

（3）通過感官評(píng)價(jià)得到的番茄酸乳飲料最佳工藝配方為：酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，檸檬酸0.04%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

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