番茄酸乳饮料的生产工艺研究

刘花兰，姜竹茂，刘晓，张颂，单静，余志坚，陈超

（1.烟台大学，山东烟台264005；2.东君乳业（禹城）有限公司，山东禹城 251200）

0 引 言

番茄具有润肠通便，清热解毒，降脂降压，利尿排钠，抗血凝聚，防癌抗癌，延缓衰老,美容护肤等多方面的功效[1-2]。乳酸菌可防治乳糖不耐症，促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收[3,4]；改善人体胃肠道功能，恢复人体肠道内菌群平衡[5]等作用。研究番茄汁乳酸菌饮料的制造工艺，即通过改变影响风味的因素[6,7]，并通过正交实验寻求生产番茄汁乳酸菌饮料的最佳工艺条件，对番茄酸乳饮料的生产具有现实意义。将番茄汁加入到发酵酸乳中制成番茄酸乳饮料不仅具有防癌抗癌，延缓衰老美容护肤的作用，而且还能改善胃肠道功能，抑制胆固醇吸收，降血脂血压，增强人体免疫力等诸多功效，具有双重营养保健作用。

1 实 验

1.1 材料

保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）。生鲜牛奶，新鲜番茄，白砂糖，果胶，明胶，饮用水，蒸馏水。

主要试剂：氢氧化钠，邻苯二甲酸氢钾，硫酸，硼酸，硫酸钾，硫酸铜，酚酞，甲基红指示剂，亚甲基蓝指示剂，体积分数为95%乙醇，盐酸标液，异戊醇，海砂等。

1.2 仪器

pH计，超净工作台（SW-CJ-1D型），电子天平，电子分析天平，立式压力蒸汽灭菌锅（LDZX-50KB），仪表恒温水浴锅，漩涡混合器（XW-80和X-5），电热恒温培养箱（DNP-9082）等。

烧杯，凯氏定氮设备，乳脂肪离心机，盖勃氏乳脂计，干燥器，量筒，酸奶瓶，三角瓶，不同规格的移液枪，碱式滴定管，容量瓶等。

1.3 方法

蛋白质的测定方法采用凯氏定氮法[8]；脂肪的测定方法采用盖勃氏法[9]；非脂乳固体的测定方法采用水浴加热法[10]；酸度的测定采用酸碱滴定法[11]。

评定番茄酸乳饮料稳定性的方法采用水浴加热法：80～85℃水浴，记录产品保持时间，保持时间与产品质量成正比，保持时间在20 min以上时，说明稳定效果好[19]。

1.4 工艺流程与要点

1.4.1 发酵酸乳的工艺流程[12-14]

原料奶→加热→调配→冷却→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→酸奶→冷藏备用

1.4.2 番茄汁制备的工艺流程

番茄→挑选→清洗→榨汁→过滤→番茄汁

1.4.3 番茄酸乳饮料的工艺流程

酸奶→加热→加入番茄汁→加白砂糖→混合调配→冷却→调酸→均质→杀菌→成品

1.4.4 工艺操作要点

（1）原料奶在使用前要进行抗生素及理化指标的检验，指标要求：蛋白质≥2.9%，脂肪≥3.1%，非脂乳固体≥8.1%（均为质量分数），其他符合原奶国家质量标准[9-11]。

（2）菌种活化[4,13]：对所用菌种分别进行三次活化，第一次活化72 h，第二次活化48 h，第三次活化24 h，温度为42℃，将活化好的菌种于冰箱中冷藏备用。

（3）把原料奶倒入三角瓶内水浴加热到70～75℃，加入白砂糖，用搅拌器搅拌15 min至完全溶解后降温至30℃左右并加水定容。

（4）均质压力18～20 MPa，温度为60～70 ℃。

（5）杀菌温度为95℃，保持时间300 s。

（6）由于温度过高或过低都会影响菌种的活性甚至使菌种失活,通过查阅资料可知42～44℃是菌种的最适温度.杀菌结束后立即冷却到42～44℃并在无菌操作台上进行接种，接种前将奶煮沸10 min并立即降温至42～44℃，加入需要量的菌种并用搅拌器搅拌至菌种完全溶解，使菌种在奶中分散均匀。

（7）发酵温度为42～44 ℃，发酵时间为4～8 h，在此过程中对发酵奶测酸度，当酸度合适酸甜适口且组织细腻状态良好时,发酵结束。立即进行冷却破乳然后降温至15～18℃，立即进行灌装。

（8）成品保证0.5 h内进行冷藏，冷藏温度为2～6℃。

（9）冷藏后熟12 h以后方可。

（10）番茄的挑选必须挑选新鲜多汁酸甜适口的红番茄。

（11）番茄汁过滤时，需用80目滤布进行过滤。

（12）番茄酸乳饮料调酸时要用冷水溶酸。

1.5 评分标准

表1 发酵酸乳评分标准[15-16]

2 结果与分析

2.1 原料奶中理化指标的检测

采用上述方法，对原料奶中的蛋白质、脂肪、非脂乳固体以及酸度进行了理化指标的检测，测得所用原料奶中蛋白质质量分数为3.12%，脂肪质量分数为3.34%，非脂乳固体质量分数为8.67%，原料奶的酸度为13.2°T。均符合原奶国家质量标准，可进行下一步操作。

表2 番茄酸乳饮料评分标准

2.2 发酵酸奶的单因素实验

2.2.1 生鲜牛奶的添加量对发酵酸奶口感的影响

按生鲜牛奶的添加量为80%，85%，90%，95%，100%，以感官评定为评分标准，确定不同生鲜牛乳添加量对发酵酸奶滋气味及组织状态和色泽的影响，根据实验所得数据制得生鲜牛奶添加量对发酵酸奶感官影响趋势图，如图1所示。

图1 生鲜牛乳添加量对发酵酸乳感官的影响

由图1可以看出，生鲜牛奶添加量的多少对发酵酸奶的感官也会有一定程度的影响，随着生鲜牛乳添加量的增多，感官评分呈现明显的先增后减的趋势，当原料奶的添加量为90%时发酵酸奶的感官评分最高。

2.2.2 白砂糖添加量对发酵酸奶口感的影响

按白砂糖添加量为1%，3%，5%，7%，9%，以感官评定为评分标准，确定不同白砂糖添加量对发酵酸奶滋气味及组织状态和色泽的影响，根据实验所得数据制得白砂糖添加量对发酵酸奶感官影响趋势图，如图2所示。

图2 白砂糖添加量对发酵酸乳感官的影响

众所周知，白砂糖添加量对发酵酸奶的滋气味具有很大的影响，由图2可以看出，当白砂糖质量分数为7%时，感官评分最高，如图总体的趋势为先增后减，当白砂糖添加量为3%时感官评分有所下降，原因可能由品评人员对糖的喜好程度不同。

2.2.3 发酵时间对发酵酸奶口感的影响

按发酵时间为4，5，6，7，8 h为为评分标准，确定不同发酵时间对发酵酸奶口感及组织状态的影响，根据实验所得数据制得发酵时间对发酵酸奶感官影响趋势图，如图3所示。

图3 发酵时间对发酵酸乳口感的影响

发酵4 h时测得其酸度为52°T，口感很甜，组织状态不好；发酵5 h时测得酸度为62°T，口感较甜，状态较稀；发酵6 h后酸度为70°T，口感偏甜，状态良好；发酵7 h后测得酸度为75°T，酸甜适口，状态优良；发酵8 h后酸度为82°T，偏酸，状态良好，并给出以上评分，由图3可知发酵7 h时感官评分最高，此时酸度为75°T，并测其pH值为4.23。

2.3 番茄酸乳饮料的单因素实验

2.3.1 酸奶添加量对番茄酸乳饮料感官的影响

按酸奶添加量为20%，25%，30%，35%，40%，以番茄酸乳饮料的感官评定为评分标准，确定不同添加量的酸奶对番茄酸乳饮料滋气味色泽及组织状态的影响，并根据实验数据制得酸奶添加量对番茄酸乳饮料感官影响趋势图，如图4所示。

图4 发酵酸乳添加量对番茄酸乳饮料感官的影响

由图4可知，随着酸奶添加量的增多，感官评分由低到高再变低，酸奶的添加量过低，口感稀薄，水感太重，而酸奶添加量过高不仅造成产品过于黏稠，而且会提高生产成本，当添加量为25%时感官评分最高。

2.3.2 番茄汁添加量对番茄酸乳饮料的感官

按番茄汁添加量为10%，12%，14%，16%，18%，以番茄酸乳饮料的感官评定为评分标准，确定不同添加量的番茄汁茄酸乳饮料滋气味色泽及组织状态的影响，并根据实验数据制得酸奶添加量对番茄酸乳饮料感官影响趋势图，如图5所示。

图5 番茄汁添加量对番茄酸乳饮料口感的影响?

很明显，番茄汁的多少会直接影响番茄酸乳饮料的口感及色泽，如图5可知，当番茄汁的添加量低于14%时，产品中番茄口味淡，色泽很浅，呈浅乳褐色；当番茄汁的添加量为14%时，其感官评分最高，即其滋气味及色泽最好；当番茄添加量超过14%时，口感较酸，且产品的颜色过深，呈现红褐色。因此14%为番茄汁的最适添加量。

2.3.3 白砂糖添加量对番茄酸乳饮料的感官评分影响

按白砂糖的添加量为2%，4%，6%，8%，10%[18]，以番茄酸乳饮料的感官评定为评分标准，确定不同添加量的白砂糖对番茄汁茄酸乳饮料滋气味色泽及组织状态的影响，并根据实验数据制得白砂糖添加量对番茄酸乳饮料感官影响趋势图，如图6所示。

图6 白砂糖添加量对番茄酸乳饮料口感的影响

白砂糖添加量的多少，会明显影响番茄酸乳饮料的口感，如图6也可以看出，当白砂糖添加量为4%时，产品的感官评分最高，即口感最好。

2.3.4 柠檬酸添加量对番茄酸乳饮料的感官影响

按柠檬酸的添加量为0，0.02%，0.04%，0.06%，0.08%，以番茄酸乳饮料的感官评定为评分标准，确定不同添加量的柠檬酸对番茄酸乳饮料滋气味色泽及组织状态的影响，并根据实验数据制得柠檬酸对番茄酸乳饮料感官影响趋势图，如图7所示。

柠檬酸的添加与否会明显影响番茄酸乳饮料的滋味及口感，合适的添加量会使产品酸甜适口，为人们所接受和喜爱。由图7可知，当添加量为0.04%时最受大众欢迎。

2.3.5 番茄酸乳饮料的正交实验

番茄酸乳饮料的实验结果及数据处理如表3所示。

图7 柠檬酸添加量对番茄酸乳饮料口感的影响

由表3可以看出各因素对番茄酸乳饮料品质的影响程度依次为D＞B＞C＞A，即柠檬酸添加量对产品感官影响最为严重，其次是番茄汁添加量，再次是白砂糖添加量，对番茄酸乳饮料影响最小的是酸奶添加量。综合各因素的K值直接比较，最佳参数组合为A2B3C3D3，即酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，柠檬酸0.04%（均为质量分数）。

2.4 不同稳定剂对产品稳定性的影响

2.4.1 果胶添加量对产品稳定性的影响

以水浴加热时饮料的稳定时间为标准，确定不同添加量的果胶对产品稳定性的影响[19]，结果如图8所示。

由图8可以看出，随着果胶添加量的增高，产品稳定性逐渐升高。随着果胶添加量的继续增加，产品的稳定时间逐渐延长，但当添加量达到0.07%后，增长趋势缓慢，从成本考虑不再添加。

2.4.2 明胶添加量对产品稳定性的影响

以水浴加热时饮料的稳定时间为标准，确定不同添加量的明胶对产品稳定性的影响[19]，结果如图9所示。

图9 明胶添加量对番茄酸乳饮料稳定性的影响

由图9可以看出，随着明胶添加量的增高，产品稳定性逐渐升高。随着明胶添加量的继续增加，产品稳定时间逐渐延长，但当添加量达到0.7%后，增长趋势缓慢，从成本考虑不再添加。

2.3.3 复配稳定剂对产品稳定性的影响

根据稳定性实验确定复配稳定剂对产品感官的影响，结果如表4所示。

表4 复配稳定剂添加量对产品稳定性影响

由表4可以看出，当果胶添加量为0.07%，明胶添加量为0.3%时产品稳定时间明显比单独使用果胶与明胶时延长。说明复配稳定剂对产品稳定性较好。

2.4.4 产品理化指标的检测

根据以上方法对番茄酸乳饮料的蛋白质、脂肪质量分数以及酸度进行检测，以酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，柠檬酸0.04%配置而成的番茄酸乳饮料中，蛋白质质量分数为0.78%，脂肪质量分数为0.84%，酸度为77°T，符合酸乳饮料国家标准[20]。

3 结论

本文通过单因素、正交实验，最终得到番茄酸乳饮料的最佳配方。根据其最佳配方对其稳定性进行了探究，得到如下结论：

（1）感官评价得到的发酵酸奶最佳工艺配方为：原料奶90%，白砂糖7%（均为质量分数），发酵时间为7 h,终点酸度为70°T,pH值为4.23。

（2）发酵酸奶的稳定性实验表明：果胶与明胶单独使用时效果不如两者复配使用时效果好，实验表明果胶和明胶复配使用具有相互增效的作用，且最适的复配比率为明胶0.3%+果胶0.07%。

（3）通过感官评价得到的番茄酸乳饮料最佳工艺配方为：酸奶25%，番茄汁14%，白砂糖6%，柠檬酸0.04%（均为质量分数）

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