红萝卜西红柿复合蔬菜汁饮料的加工工艺研究

侯小歌，赖颖，胡炳义，田丰收，徐志刚，王克广

（1.周口师范学院生命科学与农学学院，河南周口466000；2.扶沟县雅滨生物工程有限公司，河南周口461300）

红萝卜西红柿复合蔬菜汁饮料的加工工艺研究

侯小歌1，赖颖1，胡炳义1，田丰收1，徐志刚1，王克广2

（1.周口师范学院生命科学与农学学院，河南周口466000；2.扶沟县雅滨生物工程有限公司，河南周口461300）

以红萝卜和西红柿为原料，研究复合蔬菜汁饮料的加工工艺条件。结果表明：红萝卜和西红柿的最佳破碎方式均为85℃1 min，果胶酶处理分别为添加量0.14%、50℃酶解50 min和添加量0.10%、50℃酶解40 min，可显著提高红萝卜出汁率和西红柿出汁率（P<0.05）。在红萝卜汁与西红柿汁混合比例为1∶3（体积比）、添加6%的白砂糖和0.1%的柠檬酸、添加0.1%黄原胶和0.1%海藻酸钠的复合稳定剂时，可获得具有较好品质的复合蔬菜汁饮料。

红萝卜；西红柿；复合蔬菜汁；加工工艺

目前，我国蔬菜种植面积约1 400万公顷，总产量约达1.22亿吨，占世界蔬菜生产总量的60%以上，但由于蔬菜生产区域性和季节性很强，且极容易腐烂，因此十分有必要对蔬菜进行深加工，而蔬菜汁饮料的出现为蔬菜加工技术开辟了一条新的道路[1-2]。

红皮萝卜（以下简称红萝卜）属于十字花科双子叶植物，是一种根菜类蔬菜，广泛种植于我国东北、湖南、河南等地区。红皮萝卜因皮红肉白而作为特殊的萝卜品种，常被作为腌制、凉拌、生调等开胃菜品原料，备受人们欢迎。据研究报道，红皮萝卜富含红色素、维生素、酚类物质及膳食纤维等营养成分，其中维生素C、总酚物质及钾、钙、铁、磷、硒等矿物质的含量均高于普通萝卜[3-4]。此外，红皮萝卜中色素、总酚、膳食纤维等生物活性物质具有抗氧化、清除自由基及抗癌作用，故红皮萝卜具有一定的保健功效[4]。

西红柿是最常见的一种蔬菜，富含维生素A、维生素B和维生素C，其中的维生素C含量为蔬菜之冠[5]。由于西红柿含水量高，果实皮薄汁多，容易腐烂变质，不易贮藏和长途运输。据统计，我国的西红柿腐烂率高达50%，整体增值不明显[5]。目前西红柿蔬菜汁饮料在国外发展非常迅猛，技术日趋成熟，而我国西红柿类饮料的生产整体水平不高，发展速度缓慢，产品结构较单一，因此西红柿复合蔬菜汁的研制为西红柿类饮料的开发提供了新的发展方向[6-7]。

根据红萝卜与西红柿的营养特征进行科学配伍，复合配制成营养互补且均衡的蔬菜汁，既含有丰富的膳食纤维和对人体有益的类胡萝卜素，又可使维生素A和维生素C同时得到满足。本研究以红萝卜和西红柿为原料，探索复合蔬菜汁饮料的加工工艺及工艺参数，以期得到出汁率高、均匀稳定、口感自然的新型保健饮料，为复合蔬菜汁饮料的工业化生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与主要试剂

红萝卜、西红柿：购自周口市川汇区农贸市场，果胶酶（3万U/g）、果胶、黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）：购自河南郑州树人试剂有限公司。

1.2 主要仪器设备

JJ-2组织捣碎机：常州华冠仪器公司；PL601-L电子天平：梅特勒托力多仪器有限公司；HWS24水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司；TGL-16M高速离心沉淀机：湖南湘仪公司；Panda plus 2000高压均质机：德国GEA公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 原料预处理

挑选色泽鲜红、新鲜成熟、无腐烂的西红柿和红萝卜，清水洗净。红萝卜去除头部和尾梢，切块破碎，酶解取汁。西红柿去除根蒂，切块破碎、酶解取汁。

1.3.3 蔬菜汁制备条件

1.3.3.1 破碎方式对出汁率的影响

采用冷破碎和热破碎方式[8]。冷破碎是将红萝卜和西红柿直接切块，粒度为0.5 cm左右。热破碎分别采用70℃6 min、80℃2 min、85℃1 min、90℃30 s处理蔬菜块，榨汁后分别计算红萝卜和西红柿的出汁率，并观察色泽，确定最佳破碎方式。出汁率/%=离心过滤后清液总质量/原料总质量×100。

1.3.3.2 酶处理对出汁率的影响

分别选择最佳的红萝卜和西红柿破碎方式，采用单因素和正交试验研究提高出汁率的酶处理工艺条件[9-10]。单因素试验设计为：果胶酶添加量0.02%、0.06%、0.10%、0.14%、0.18%、0.22%，处理温度30、35，40、45、50、55℃；处理时间均设计为20、30、40、50、60、70 min。出汁率为测定指标，选择最佳酶解条件。单因素试验基础上，以果胶酶添加量、酶解温度、酶解时间为影响因素，设计三因素三水平正交试验，分别优化红萝卜汁和西红柿汁制备的酶解工艺参数。

1.3.4 红萝卜西红柿蔬菜汁复合调配工艺

以西红柿汁和红萝卜汁的不同混合比例、白砂糖添加量和柠檬酸添加量为影响因素，设计三因素三水平正交优化试验，参阅徐君飞等感官评定方法[11]，感官评分内容见表1，以感官评分为指标，优化红萝卜西红柿复合蔬菜汁饮料的配方。

表1 复合蔬菜汁饮料的感官评价内容与标准Table 1Sensory evaluation content and standard of compound vegetable drinks

1.3.5 稳定剂对复合蔬菜汁稳定性的影响

在复合蔬菜汁的最优工艺条件下，对调配好的蔬菜汁进行稳定性处理[12-13]。选择稳定剂为果胶、黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na及其二元复合稳定剂，分别与复合蔬菜汁调配均匀，添加量在0.1%～0.2%，并在35 MPa均质压力下进行均质，然后室温放置3 d～5 d，观察稳定效果，选择最佳稳定剂。

1.3.6 复合蔬菜汁罐装、灭菌、冷却与微生物检测

将调配好并经过稳定处理的红萝卜西红柿复合蔬菜汁饮料进行定量罐装，压盖儿后经过85℃15 min杀菌处理，冷却后检测细菌总数和大肠杆菌。

1.4 数据处理方法

每个试验重复3次，采用SPSS19.0软件和EXCEL2013进行数据处理和差异性分析。

2 结果与分析

2.1 破碎方式对红萝卜和西红柿出汁率的影响及其选择

破碎方式对红萝卜和西红柿出汁率的影响结果见图1。

图1破碎方式对出汁率的影响Fig.1Effect of crushing methods on vegetable juice yield

图1 可知，不同的破碎方式会影响红萝卜和西红柿的出汁率。热破碎处理中，随着温度的上升，时间的缩短，两种蔬菜汁的出汁率均呈现先上升后降低的趋势。85℃处理1 min，红萝卜和西红柿出汁率均达到最大值，分别56.75%和59.40%，均优于冷破碎处理。当热处理温度高于85℃时，即使时间缩短一半，但出汁率急速下降，均低于冷破碎处理，原因可能是温度升高影响了蔬菜的细胞渗透压，从而导致出汁率降低。因此红萝卜和西红柿最佳的破碎方式选择为85℃1 min处理。

2.2 酶处理对蔬菜汁制备的影响

2.2.1 单因素试验选择酶处理最佳条件

果胶是D-半乳糖醛酸的聚合物，是植物细胞之间的连接物和细胞壁的主要组成成分，而果胶酶可降解果胶、软化果肉组织，利于植物汁液的提取[10]。红萝卜和西红柿含有大量的果胶物质，若在适当的条件下被果胶酶作用，则可大大提高出汁率。但果胶酶的活性受底物浓度（或酶的添加量）、作用温度和作用时间等因素影响[14]。

本研究中红萝卜和西红柿是在85℃1 min热破碎处理后，分别进行打浆，然后对浆液进行果胶酶处理。选择不同的果胶酶添加量，样品分别在45℃恒温水浴条件下作用30 min，取出后灭酶并离心过滤，计算出汁率，同时与不加酶样品做空白对照即果胶酶添加量为0.00%，结果如图2所示。

加酶处理的红萝卜和西红柿的出汁率明显高于不加酶处理（P<0.05），且果胶酶添加量均影响出汁率。两种蔬菜的出汁率均随果胶酶添加量的增加而增大，当果胶酶添加量增加到0.14%时，红萝卜出汁率提高缓慢，且在0.14%～0.22%的添加量范围内，红萝卜出汁率基本一致，出汁率基本稳定在81.5%左右。而果胶酶处理西红柿浆液时，当添加量增加到0.10%，西红柿出汁率迅速增加，此后增加不明显。考虑到生产成本和过量的果胶酶会影响蔬菜汁的口感问题，故果胶酶处理红萝卜和西红柿的最佳添加量分别为0.14%和0.10%。

图2 果胶酶添加量对出汁率的影响Fig.2Effect of pectinase addition on vegetable juice yield

分别选择红萝卜和西红柿的最佳果胶酶添加量，改变样品的酶解温度，其它作用条件和操作同果胶酶的添加量处理，出汁率结果见图3。

图3 果胶酶作用温度对出汁率的影响Fig.3Effect of hydrolysis temperature by pectinase on vegetable juice yield

随着果胶酶作用温度的增加，红萝卜和西红柿的出汁率均呈先增后降趋势，最适的酶活作用温度范围在45℃～55℃之间。50℃时，红萝卜和西红柿出汁率均达到最高，分别为80.1%和80.9%，50℃以后出汁率开始降低，说明该种果胶酶超过50℃开始失活。因此果胶酶作用这两种蔬菜的最适温度均为50℃。

选择红萝卜和西红柿的最佳果胶酶添加量和最适作用温度，改变样品的酶解时间，其它操作同果胶酶的温度处理。酶解时间对红萝卜和西红柿出汁率的影响结果见图4。

由图4可知，随着果胶酶作用时间的增加，红萝卜和西红柿的出汁率均呈先增后趋近平稳趋势。果胶酶处理红萝卜浆40 min之前，出汁率迅速增加，而50 min后增加缓慢；西红柿出汁率在果胶酶作用30 min之前迅速增加，此后增加缓慢，40 min后出汁率基本趋近一致。因此果胶酶作用红萝卜和西红柿的最适作用时间分别为50 min和40 min。

图4 果胶酶作用时间对出汁率的影响Fig.4Effect of hydrolysis time by pectinase on vegetable juice yield

2.2.2 正交试验优化蔬菜汁制备的酶解工艺参数

在单因素试验基础上，设计三因素三水平正交优化试验，试验结果及其方差分析见表2、表3。

表2和表3可知，果胶酶的添加量、作用温度、作用时间均显著影响红萝卜和西红柿的出汁率（P＜0.05），且影响先后次序均为果胶酶添加量＞作用温度＞作用时间。提高红萝卜和西红柿出汁率的最优酶解条件组合均为A2B2C2。果胶酶添加量0.14%、50℃处理50 min，可显著提高红萝卜出汁率；果胶酶添加量添加量0.10%、50℃处理40 min，可显著提高西红柿出汁率。

表2 果胶酶处理制备蔬菜汁的正交优化试验Table 2The orthogonal optimum experiment of vegetable juice made by pectinase

表3 方差分析Table 3Analysis of variance

2.3 红萝卜西红柿蔬菜汁复合调配条件的研究

红萝卜西红柿复合蔬菜汁配方的正交优化试验结果见表4。方差分析见表5。

由表4可知，影响复合蔬菜汁感官质量的主要因素为红萝卜和西红柿的复合比例，次之为加糖量，最后为柠檬酸添加量。由表5可知，蔬菜汁的复合比例和加糖量对制品的感官评分影响显著，而柠檬酸添加量影响不显著，且红萝卜与西红柿的混合比例极其显著影响制品的感官质量。复合蔬菜汁最优的配方组合为A3B2C3即红萝卜汁与西红柿蔬菜汁的混合比例为1∶3（体积比），白砂糖添加量为6%，柠檬酸添加量为0.10%。在该条件下进行复合蔬菜汁的验证试验，获得制品的综合感官得分为88分，且制品呈现鲜亮的粉红色，酸甜适口，具有清淡的西红柿香气和红萝卜的特征香气，均优于正交试验组样。故复合蔬菜汁的最佳复配组合为：红萝卜汁与西红柿汁混合比例为1∶3（体积比）、添加6%的白砂糖和0.1%的柠檬酸。

表4 复合蔬菜汁调配的正交优化试验Table 4The orthogonal optimum experiment of vegetable juice concocting

表5 方差分析Table 5Analysis of variance

2.4 稳定剂对西红柿蔬菜汁的稳定性的影响结果

蔬菜汁饮料在放置过程中，由于受到粒子间相互作用和表面张力的作用，通常会出现颗粒沉淀或絮状混浊，从而影响蔬菜汁饮料品质。稳定剂具有一定的黏性和保护胶体的特性，添加在蔬菜汁中可形成颗粒外亲水性的包被膜，提高了分散介质的黏度，减缓沉降速度[15]。

单一稳定剂和复合稳定剂对红萝卜西红柿复合蔬菜汁的稳定性影响结果见表6。

由结果可知，稳定剂会影响复合蔬菜汁的组织状态及感官质量，且二元复合稳定剂的稳定效果要优于单一稳定剂，原因可能是合适的复合稳定剂具有协同和增效作用，从而提高了悬浮体系的稳定性[15]。在红萝卜西红柿复合蔬菜汁中添加0.1%黄原胶和0.1%海藻酸钠的复合稳定剂，蔬菜汁室温放置3 d～5 d，具有很好的稳定性和感官品质。

表6 稳定剂影响蔬菜汁的感官评定Table 6Effect of stabilizer on sensory evaluation of vegetable drinks

2.5 微生物检测

细菌总数≤100 CFU/mL，大肠杆菌≤6 CFU/mL，致病菌不得检出。

3 结论

提高蔬菜的出汁率，有利于降低蔬菜汁饮料工业的生产成本。选择85℃1 min的破碎处理方式，均可提高红萝卜和西红柿的出汁率。在最佳破碎处理条件下，果胶酶的添加量、作用温度和作用时间均显著影响红萝卜和西红柿的出汁率（P＜0.05）。当果胶酶添加量0.14%、50℃处理50 min时，红萝卜出汁率显著提高；果胶酶添加量0.10%、50℃处理40 min，可显著提高西红柿出汁率。与不加酶处理相比，红萝卜出汁率和西红柿出汁率均提高了20%以上。

红萝卜汁和西红柿汁的复配比例为1∶3（体积比），添加白砂糖6%、柠檬酸0.1%时，复合蔬菜汁的口感最好；加入0.1%黄原胶和0.1%的海藻酸钠，35 MPa压力均质，可得到均一稳定，色泽好看，口感独特的红萝卜西红柿复合蔬菜汁饮料。

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Study on Processing Technology of Compound Vegetable Beverage Made from Red Radish and Tomato

HOU Xiao-ge1，LAI Ying1，HU Bing-yi1，TIAN Feng-shou1，XU Zhi-gang1，WANG Ke-guang2
（1.College of Life Science and Agriculture，Zhoukou Normal University，Zhoukou 466000，Henan，China；2.Fugou Biological Engineering Co.，Ltd.，Fugou 461300，Henan，China）

The processing-technology conditions of compound vegetable beverage with red radish and tomato as raw materials were studied.The results showed that：the best way of red radish and tomato juicing was 85℃1 min，the radish juice yield could be improved distinctly by adding 0.14%pectinase，hydrolyzing 50 min at 50℃（P<0.05），the tomato juice yield could be improved by adding 0.10%pectinase，hydrolyzing 40 min at 50℃（P<0.05）.In the conditions which the optimal proportion of red radish and tomato juice content was 1∶3（v/v），6%sugar，0.1%lemon acid，0.1%sodium alginate and 0.1%xanthan gum added，the compound vegetable drinks which had better sensory evaluation were obtained.

red radish；tomato；compound vegetable juice；processing-technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.025

2016-08-15

河南省教育厅科学技术研究重点项目（14A180026）；河南省高等学校重点科研项目（15A150087）

侯小歌（1977—），女（汉），副教授，硕士研究生，研究方向：食品发酵与酿造。