番茄鮮汁加工中復(fù)配甜味劑的配方研究

吳玉潔，韓 卓，李 慧，吳雯嫻

（蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030）

番茄，又稱西紅柿，含有多種維生素和礦物質(zhì)等對(duì)人體有益的生物活性成分[1]，番茄紅素在成熟番茄中的含量高達(dá)0.03～0.14 mg/g，其抗氧化性是維E的100 倍，是目前自然界中發(fā)現(xiàn)抗氧化能力極強(qiáng)的類胡蘿卜素[2]。番茄加工類相關(guān)產(chǎn)品主要有番茄汁類飲料、番茄調(diào)味醬、番茄果脯等。隨著大眾對(duì)健康生活的追求，番茄原汁類產(chǎn)品因具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，生產(chǎn)加工規(guī)模逐年擴(kuò)大，市場(chǎng)前景廣闊。因此，無(wú)蔗糖番茄汁飲料也成為研究熱點(diǎn)之一[3]。

傳統(tǒng)飲料中使用的甜味劑主要是蔗糖，雖然蔗糖口感醇厚，但長(zhǎng)期飲用會(huì)誘發(fā)肥胖、糖尿病、齲齒、心腦血管疾病等，故越來(lái)越多的甜味劑被應(yīng)用于飲料加工當(dāng)中[4-5]。甜味劑主要包括天然甜味劑和人工合成甜味劑[6-7]，因甜度高、熱量低，越來(lái)越多的被用于飲料加工中，目前國(guó)內(nèi)外常被用于飲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。我國(guó)對(duì)甜味劑品質(zhì)有非常明確的要求，既要安全無(wú)毒，又要確保其甜味純正，因此研究人員將2 種或2 種以上的甜味劑進(jìn)行復(fù)合使用，借助不同甜味劑之間的協(xié)同增效作用，生產(chǎn)出復(fù)合甜味劑，以達(dá)到增強(qiáng)甜味和風(fēng)味或掩蓋不良口味的目的，是目前甜味劑發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)[8-10]。

目前，將不同類型的甜味劑復(fù)合應(yīng)用在番茄鮮汁飲料中鮮有報(bào)道。試驗(yàn)對(duì)5 種類型的甜味劑進(jìn)行篩選后再進(jìn)一步進(jìn)行復(fù)配，研制出一款風(fēng)味純正、口感自然又兼具營(yíng)養(yǎng)的番茄鮮汁飲料，通過(guò)響應(yīng)面分析試驗(yàn)，得出番茄鮮汁的最佳工藝配方，以期為甜味劑在番茄鮮汁中的應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄，市售；木糖醇（食品級(jí)），浙江華康藥業(yè)股份有限公司提供；低聚果糖（食品級(jí)），山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司提供；果膠（食品級(jí)），新疆阜豐生物科技有限公司提供；L- 蘋果酸（食品級(jí)），陽(yáng)江市陽(yáng)東食品香料公司提供；甜菊糖苷（食品級(jí)），江蘇史蒂文生物科技有限公司提供；阿斯巴甜，江蘇維多股份有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

TD-32 型糖度計(jì)，艾普計(jì)量?jī)x器有限公司產(chǎn)品；JYL-C051 型榨汁機(jī)，九陽(yáng)股份有限公司產(chǎn)品；C21-WK2102 型電磁爐，美的生活電器制造有限公司產(chǎn)品；JCS-2102C 型電子天平，上海浩然電子有限公司產(chǎn)品；PHS-25 型pH 計(jì)，上海宵盛儀器制造有限公司產(chǎn)品；FSH-2A 型均質(zhì)機(jī)，常州天瑞儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

復(fù)配甜味劑+ L- 蘋果酸+果膠

原料預(yù)處理→打漿→調(diào)配→均質(zhì)→裝罐→排氣殺菌→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1） 原料選擇及預(yù)處理。選用新鮮、成熟度高、汁液豐富、無(wú)霉?fàn)€、無(wú)病蟲(chóng)害及無(wú)器械損傷的番茄，用清水沖洗番茄表面。

（2） 熱燙。用小刀去除番茄青綠色的果蒂后，將番茄放在熱水中熱燙數(shù)分鐘，把表皮與果肉分離。

（3） 打漿。將處理好的番茄放入榨汁機(jī)中打漿，得到番茄鮮汁。

（4） 調(diào)配。將適量的復(fù)配甜味劑、果膠、蘋果酸等按比例加入到番茄鮮汁中。

（5） 均質(zhì)。在15～20 MPa 壓力下均質(zhì)6 min。

（6） 裝罐、排氣及殺菌。均質(zhì)結(jié)束后，將番茄鮮汁裝入滅菌的玻璃瓶中在恒溫水浴鍋中進(jìn)行排氣殺菌，殺菌條件為溫度80 ℃，時(shí)間20 min，即得到成品番茄鮮汁。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

（1） 復(fù)配甜味劑單因素試驗(yàn)。分別考查不同甜味劑種類（甜菊糖苷、木糖醇、低聚果糖、低聚木糖、阿斯巴甜）、復(fù)配甜味劑（木糖醇∶低聚木糖）配比（3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3）、復(fù)配甜味劑添加量（2%，3%，4%，5%，6%） 對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響。

（2） L- 蘋果酸和果膠添加量單因素試驗(yàn)。在復(fù)配甜味劑篩選結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考查L(zhǎng) - 蘋果酸添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%）、果膠添加量（0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%）對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

通過(guò)單因素試驗(yàn)分析，利用Box-behnken 響應(yīng)面設(shè)計(jì)原理，采用響應(yīng)面分析法對(duì)番茄鮮汁工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選取3 個(gè)因子復(fù)配甜味劑配比（A）、復(fù)配甜味劑添加量（B）、L- 蘋果酸添加量（C） 為自變量，以綜合評(píng)分（Y） 為響應(yīng)面值，并以1，0，-1 分別代表自變量的高中低水平，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因子與水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因子與水平

1.3.5 產(chǎn)品檢測(cè)方法

（1） 糖度的測(cè)定。采用糖度計(jì)進(jìn)行糖度測(cè)定。

（2） pH 值的測(cè)定。采用酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

（3） 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)產(chǎn)品的色澤（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 個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定。

（4） 綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。以感官評(píng)價(jià)、pH 值和糖度進(jìn)行綜合評(píng)分。

綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 甜味劑類型對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

甜味劑類型對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 甜味劑類型對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

由圖1 可知，不同甜味劑在其較優(yōu)添加量下，添加甜菊糖苷的番茄鮮汁因其后味苦澀，綜合評(píng)分最低；添加木糖醇的番茄鮮汁口感甜而清涼，綜合評(píng)分最高；添加低聚果糖的番茄鮮汁口感純正，綜合評(píng)分略低于木糖醇；綜合考慮，選擇低聚果糖和木糖醇進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)。

2.1.2 復(fù)配甜味劑配比對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

復(fù)配甜味劑配比對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 復(fù)配甜味劑配比對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

由圖2 可知，隨著配比中木糖醇比例的減少和低聚果糖比例的增加，番茄鮮汁的綜合評(píng)分先增加后降低。當(dāng)木糖醇與低聚果糖配比為2∶1 時(shí)，番茄鮮汁口感適宜，略帶清涼，綜合評(píng)分最高。由于木糖醇的甜度優(yōu)于低聚果糖，當(dāng)木糖醇的比例減少時(shí)，番茄鮮汁口感單調(diào)，且酸味較為明顯。因此，選擇木糖醇與低聚果糖配比為2∶1。

2.1.3 復(fù)配甜味劑添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

復(fù)配甜味劑添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3 可知，隨著復(fù)配甜味劑添加量的增多，番茄鮮汁綜合評(píng)分先增高后降低。當(dāng)復(fù)配甜味劑添加量較少時(shí)，番茄鮮汁甜度稍有不足；當(dāng)復(fù)配甜味劑添加量為6%時(shí)，口感過(guò)于甜膩，影響整體風(fēng)味。因此，選擇復(fù)配甜味劑添加量為5%。

圖3 復(fù)配甜味劑添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

2.1.4 L- 蘋果酸添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響L- 蘋果酸添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 L- 蘋果酸添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

由圖4 可知，隨著L - 蘋果酸添加量的增多，番茄鮮汁綜合評(píng)分先增加后降低。當(dāng)添加量為0.3%時(shí)，番茄鮮汁口感柔和、酸甜適中；當(dāng)添加量超過(guò)0.3%時(shí)，酸味過(guò)于突出。因此，選擇L - 蘋果酸添加量為0.3%。

2.1.5 果膠添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

果膠添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 果膠添加量對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響

由圖5 可知，隨著果膠添加量的增多，番茄鮮汁的綜合評(píng)分先增加后降低。當(dāng)果膠添加量為0.1%時(shí)，番茄鮮汁口感均一；當(dāng)添加量過(guò)多時(shí)，番茄鮮汁口感黏稠。因此，選擇果膠添加量為0.1%。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

利用Design Expert 10.0.7 軟件對(duì)表3 數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到綜合評(píng)分與復(fù)配甜味劑配比（A）、復(fù)配甜味劑添加量（B）、L - 蘋果酸添加量（C） 的二次多項(xiàng)回歸方程：

回歸模型方差分析見(jiàn)表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，模型的p 值小于0.000 1，表示該模型顯著。失擬項(xiàng)0.63＞0.05（0.570 5＞0.050 0），不顯著，說(shuō)明該模型具有統(tǒng)計(jì)意義。模型校正系數(shù)R2= 0.911 2，說(shuō)明該回歸方程擬合度和可信度高，可用來(lái)分析和預(yù)測(cè)。根據(jù)各因素顯著性可知，設(shè)置的3 個(gè)因素都對(duì)番茄鮮汁的綜合評(píng)分具有顯著影響（p＜0.05）。根據(jù)表中所給出的F 值大小，可判斷各因素對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分的影響大小為復(fù)配甜味劑添加量＞復(fù)配甜味劑添加量＞L- 蘋果酸添加量。根據(jù)各響應(yīng)值p 值的變化表明，二次項(xiàng)A2，B2對(duì)番茄鮮汁的綜合評(píng)分影響極其顯著（p＜0.000 1），交互項(xiàng)AB 對(duì)番茄鮮汁的綜合評(píng)分具有顯著影響（p＜0.05）。通過(guò)響應(yīng)面分析得知，番茄鮮汁的最佳工藝參數(shù)為復(fù)配甜味劑配比為2.18∶1，復(fù)配甜味劑添加量5.327%，L - 蘋果酸添加量0.345%，在該工藝條件下，番茄鮮汁的綜合評(píng)分理論值可達(dá)80.858 分。

復(fù)配甜味劑配比、復(fù)配甜味劑添加量和L - 蘋果酸添加量交互作用對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分影響的響應(yīng)曲面圖見(jiàn)圖6。

圖6 復(fù)配甜味劑配比、復(fù)配甜味劑添加量和L- 蘋果酸添加量交互作用對(duì)番茄鮮汁綜合評(píng)分影響的響應(yīng)曲面圖

2.2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面軟件Design Expert 10.0.7 進(jìn)行優(yōu)化，最佳工藝配方為復(fù)配甜味劑配比為2.18∶1，復(fù)配甜味劑添加量5.327%，L-蘋果酸添加量0.345%，在該工藝條件下，番茄鮮汁的綜合評(píng)分理論值可達(dá)80.858 分。根據(jù)實(shí)際情況，將最佳工藝配方調(diào)整為復(fù)配甜味劑配比2∶1，復(fù)配甜味劑添加量5%，L- 蘋果酸添加量0.3%，采用此條件進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)3 次平行試驗(yàn)，實(shí)際測(cè)得番茄鮮汁的綜合評(píng)分為81 分，與預(yù)測(cè)值基本接近，說(shuō)明該模型建立可靠，可用于對(duì)番茄鮮汁加工的工藝優(yōu)化。

3 結(jié)論

通過(guò)綜合評(píng)價(jià)分析，得到番茄鮮汁最佳配方為復(fù)配甜味劑的配比2∶1，復(fù)配甜味劑添加量5%，L-蘋果酸添加量0.3%，果膠添加量0.1%。在該最佳配方條件下，得到的綜合評(píng)分為81 分，番茄鮮汁色澤鮮艷、氣味濃郁、酸甜可口。