新疆特色番茄制品深加工工藝技術(shù)研究

◎ 李 靜，馬自強(qiáng)，柴 岳，程志斌，楚 勇

（新疆冠農(nóng)檢測科技有限公司，新疆 鐵門關(guān) 841000）

番茄含有多種人體所需的維生素和礦物質(zhì)。其中，番茄紅素是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中最強(qiáng)的抗氧化劑之一，對心血管疾病、癌癥、糖尿病、白內(nèi)障等具有一定的預(yù)防和治療作用。據(jù)資料報(bào)道，每100 g 番茄中含有番茄紅素14 mg，是人類目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的天然抗氧化劑之一，被稱為“植物黃金”。目前，國內(nèi)外市場上，以番茄為原料加工的番茄醬、番茄汁、番茄粉、番茄丁制品等產(chǎn)品，已經(jīng)占有一定的市場份額。由于受到加工工藝及儲運(yùn)條件限制，我國大多數(shù)番茄加工企業(yè)尚處于初級階段。因此，本研究旨在針對新疆番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，開發(fā)出具有新疆特色的番茄制品深加工產(chǎn)品，即植物基低糖益生菌番茄汁、低糖發(fā)酵番茄汁、低糖番茄丁等產(chǎn)品，以期擴(kuò)大番茄產(chǎn)品種類，提高產(chǎn)品附加值。

1 新疆特色番茄制品深加工工藝技術(shù)

1.1 發(fā)酵無糖番茄汁制備工藝

番茄汁中含糖量較高，在加工過程中如果不加以控制，會引起糖的發(fā)酵，影響產(chǎn)品質(zhì)量[1]。采用乳酸或乳酸加酵母菌發(fā)酵雖然能夠有效降低番茄汁中的含糖量，但不能去除番茄汁中的苦味。因此，需對其進(jìn)行二次處理。在二次處理期間，需要采用酵母菌發(fā)酵或乳酸菌加酵母菌聯(lián)合發(fā)酵，將番茄汁中的糖轉(zhuǎn)化為二氧化碳和酒精，繼而在煮沸過程中排出，從而實(shí)現(xiàn)降糖的目的[2]。

基于此，本研究篩選6 種酵母對番茄汁分別進(jìn)行發(fā)酵，以確定風(fēng)味最好或?qū)υ硷L(fēng)味影響最小的酵母品種，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 發(fā)酵殘?zhí)桥c可溶性固形物的關(guān)系圖

（1）發(fā)酵降低殘?zhí)前殡S可溶性固形物的降低。當(dāng)可溶性固形物降低至1.89%時，殘?zhí)菫?，但此時有過度發(fā)酵氣味，初始番茄汁pH 為4.30，經(jīng)乳酸菌單獨(dú)發(fā)酵后，pH 降低至4.15。經(jīng)檢測，糖含量降低了約0.3%，酵母發(fā)酵pH 全程無變化，且無糖條件下，無法繼續(xù)進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵，故殘?zhí)菓?yīng)控制在0.6%～0.7%，即可溶性固形物約2.3%～2.4%為宜。

（2）發(fā)酵溫度對發(fā)酵后的風(fēng)味影響較大。發(fā)酵溫度高時（36 ℃），發(fā)酵后風(fēng)味較差，但是發(fā)酵速度快，只需8 h 就可將殘?zhí)墙档椭?.6%；溫度低時（5 ℃），風(fēng)味較好，但發(fā)酵速度慢，需120 h。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，確定最佳發(fā)酵時間為36 ℃發(fā)酵4 h，可溶性固形物降低至2.95，再轉(zhuǎn)移至5 ℃發(fā)酵約48 h 為宜。在此基礎(chǔ)上，采用植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵條件與常規(guī)無添加白砂糖發(fā)酵番茄汁發(fā)酵條件一致，可獲得風(fēng)味較好、殘?zhí)呛康陀?.5%的發(fā)酵“無糖”番茄汁。

由于聯(lián)合發(fā)酵后與常規(guī)無添加白砂糖發(fā)酵番茄汁相比，糖含量降低，但總酸無變化，即糖酸比發(fā)生了變化。因此，可在原有配方的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，選用甜菊糖苷、羅漢果苷、赤蘚糖醇、木糖醇等天然甜味劑作為甜味來源替代白砂糖。

初始配方為葡萄糖基甜菊糖苷添加量為0.024%，赤蘚糖醇添加量為1.5%，羅漢果苷添加量為0.006%。赤蘚糖醇成本較高，羅漢果苷有不良風(fēng)味。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，確定天然甜味劑配方為葡萄糖基甜菊糖苷添加量為0.026%，赤蘚糖醇添加量為2%，羅漢果苷添加量為0.006%。

1.2 發(fā)酵無糖番茄汁代糖配方制作

根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在發(fā)酵無糖番茄汁中，糖含量較高，達(dá)到20%。為了保證番茄汁的風(fēng)味以及品質(zhì)，在生產(chǎn)中需要對糖液進(jìn)行合理調(diào)配，使其能夠滿足發(fā)酵無糖番茄汁的實(shí)際需求。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以采用以下方法進(jìn)行配方制作：①將糖液與食鹽按照一定的比例混合，攪拌均勻，于80 ℃下進(jìn)行濃縮。②將濃縮液加熱到60 ℃，加入還原糖和檸檬酸，進(jìn)行加熱殺菌。③將滅菌后的糖液冷卻到50 ℃，加入甜味劑進(jìn)行調(diào)配。④在50 ℃下對發(fā)酵番茄汁進(jìn)行調(diào)配，依據(jù)上述配方可以將糖含量降低到20%。⑤在200 ℃下進(jìn)行干燥，最終得到無糖番茄汁。

從發(fā)酵無糖番茄汁的生產(chǎn)工藝流程可以看出，主要步驟包括糖液提取、濃縮、調(diào)配、干燥以及殺菌等。其中，糖液提取、濃縮是最關(guān)鍵的工藝步驟。在實(shí)際生產(chǎn)中，還需結(jié)合實(shí)際情況對各個工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整。例如，在提取過程中，因?yàn)椴捎玫氖菣C(jī)械分離方式，所以需要對提取設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠在保證清潔度的同時提高效率；在濃縮過程中，應(yīng)注意溫度和時間的控制，避免出現(xiàn)過度濃縮的情況；在調(diào)配過程中，要結(jié)合發(fā)酵番茄汁的風(fēng)味要求進(jìn)行合理調(diào)配；在干燥過程中，要注重溫度和時間的控制，避免出現(xiàn)過度干燥或者過冷等問題。同時，在殺菌環(huán)節(jié)中，應(yīng)保證殺菌溫度和時間符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，避免出現(xiàn)過熱或者過冷等問題。需要注意的是，在產(chǎn)品干燥環(huán)節(jié)中，應(yīng)合理控制水分含量，避免出現(xiàn)過度干燥或者過度潮濕等問題[3]。

1.3 開發(fā)10～20 kg 番茄丁軟包裝產(chǎn)品

在傳統(tǒng)番茄制品中，包裝多以馬口鐵或者不銹鋼制品為主，由于其形狀的限制，包裝方式多采用靜態(tài)殺菌方式。在進(jìn)行靜態(tài)殺菌時，番茄丁在流動殺菌過程中容易造成部分番茄丁的變形。另外，由于產(chǎn)品形態(tài)的限制，客戶很難對番茄丁進(jìn)行二次包裝，從而造成浪費(fèi)[4]。

為了解決傳統(tǒng)番茄制品包裝過程中存在的問題，本項(xiàng)目開發(fā)了新型番茄軟包裝產(chǎn)品，并進(jìn)行了中試生產(chǎn)。新型番茄丁產(chǎn)品開發(fā)工藝項(xiàng)目主要解決番茄丁產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存在的問題，解決傳統(tǒng)馬口鐵罐殺菌對產(chǎn)品形態(tài)造成的破壞，解決傳統(tǒng)靜態(tài)殺菌工藝中存在的問題。

項(xiàng)目根據(jù)番茄丁產(chǎn)品特性及B 端客戶需求，開發(fā)20 L 軟包裝番茄丁。在工藝上，試驗(yàn)放棄使用馬口鐵灌裝靜態(tài)殺菌，改為使用4 套管UHT 管道殺菌，后端使用連續(xù)無菌灌裝機(jī)。試驗(yàn)出的番茄丁產(chǎn)品在固形物等方面均達(dá)到要求，但由于非靜態(tài)殺菌，流動殺菌過程對番茄丁的形態(tài)有一定破壞，因此，產(chǎn)品適宜對形態(tài)要求不高的B 端餐飲市場。

在設(shè)備廠家技術(shù)指導(dǎo)下，進(jìn)行了管式殺菌溫度試驗(yàn)，分別試用110、113、115 ℃殺菌，確定殺菌時間和固形物含量，最終確定殺菌溫度113 ℃，3 kg 番茄丁殺菌試驗(yàn)；試用諸城鼎力機(jī)械自動高壓殺菌釜進(jìn)行3 kg 番茄丁高壓殺菌試驗(yàn)，殺菌溫度分別為105、110、115 ℃，殺菌時間分別為30、40、50 min，最終確定殺菌溫度105 ℃，殺菌時間40 min。

番茄丁產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用，成功解決了傳統(tǒng)番茄制品在加工過程中存在的問題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品形態(tài)的多樣化。目前已成功開發(fā)出10～20 kg 番茄丁軟包裝產(chǎn)品，并在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)各單位、各餐飲企業(yè)和部分超市等渠道銷售，得到客戶的認(rèn)可和好評。針對新疆特色番茄制品深加工的新工藝技術(shù)研究，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入進(jìn)行研發(fā)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品品質(zhì)，開發(fā)出更多適合市場需求的新產(chǎn)品[5]。

1.4 3 kg 番茄丁殺菌試驗(yàn)

新疆地域遼闊，種植面積廣，番茄的品質(zhì)及產(chǎn)量都很高。番茄丁不僅可以作為主料佐餐，還可以作為原料深加工，提高番茄資源的利用率，提高產(chǎn)品的附加值。目前，國內(nèi)番茄丁產(chǎn)品的加工技術(shù)較為成熟，但產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味不夠穩(wěn)定。采用傳統(tǒng)的巴氏殺菌工藝，番茄丁經(jīng)過蒸煮、殺菌處理后，會出現(xiàn)汁液流失、色澤變暗、褐變等現(xiàn)象，產(chǎn)品口感和風(fēng)味不佳。采用干熱殺菌技術(shù)對番茄丁進(jìn)行殺菌處理，本項(xiàng)目研究出3 kg 番茄丁殺菌最佳工藝條件：65 ℃高溫60 min，殺菌后番茄丁色差、褐變指數(shù)顯著下降。

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)干熱溫度為65 ℃時，3 kg 番茄丁殺菌效果最佳，在此條件下，經(jīng)3 次冷卻后，番茄丁仍具有良好的色澤和風(fēng)味。同時，本研究得出干熱殺菌后番茄丁品質(zhì)最優(yōu)工藝為：65 ℃高溫30 min、真空包裝、殺菌后60 ℃冷卻。

2 項(xiàng)目效益情況

①經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目開發(fā)并優(yōu)化3 種番茄制品，增加番茄花色品種，預(yù)計(jì)新增番茄丁產(chǎn)值1 600 萬元。②社會效益。番茄制品的研究開發(fā)及技術(shù)改進(jìn)，將提升產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力，推動產(chǎn)業(yè)升級，增加就業(yè)機(jī)會，提高農(nóng)民收入。③生態(tài)效益。增加番茄產(chǎn)品種類，項(xiàng)目實(shí)施轉(zhuǎn)化后，在一定程度上減少因番茄原料集中成熟、采收不及時造成的腐爛、原料浪費(fèi)等。

3 結(jié)語

總而言之，此項(xiàng)目研究的植物基低糖益生菌番茄汁降糖及發(fā)酵工藝，解決了番茄中糖分較高的問題，開發(fā)了一種低糖發(fā)酵番茄汁產(chǎn)品。該產(chǎn)品保留了番茄汁的營養(yǎng)成分和天然風(fēng)味，并添加了益生菌發(fā)酵，口感酸甜可口、營養(yǎng)豐富。在加工工藝中，本研究對傳統(tǒng)殺菌技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，采用多層管式殺菌技術(shù)結(jié)合無菌連續(xù)冷灌裝技術(shù)開發(fā)了1 種10～20 kg 番茄丁軟包裝產(chǎn)品，不僅解決了傳統(tǒng)殺菌工藝中產(chǎn)品易變軟、不易成型、易氧化等問題，而且增加了番茄產(chǎn)品的附加值，意義重大。