◎ 李 靜,馬自強(qiáng),柴 岳,程志斌,楚 勇
(新疆冠農(nóng)檢測(cè)科技有限公司,新疆 鐵門(mén)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(duì)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(lèi)目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的天然抗氧化劑之一,被稱(chēng)為“植物黃金”。目前,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)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(chǎng)份額。由于受到加工工藝及儲(chǔ)運(yùn)條件限制,我國(guó)大多數(shù)番茄加工企業(yè)尚處于初級(jí)階段。因此,本研究旨在針對(duì)新疆番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,開(kāi)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(lèi),提高產(chǎn)品附加值。
番茄汁中含糖量較高,在加工過(guò)程中如果不加以控制,會(huì)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(duì)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(guò)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(duì)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(shí),殘?zhí)菫?,但此時(shí)有過(guò)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(cè),糖含量降低了約0.3%,酵母發(fā)酵pH 全程無(wú)變化,且無(wú)糖條件下,無(wú)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(duì)發(fā)酵后的風(fēng)味影響較大。發(fā)酵溫度高時(shí)(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(shí)(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(shí)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(wú)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(wú)糖”番茄汁。
由于聯(lián)合發(fā)酵后與常規(guī)無(wú)添加白砂糖發(fā)酵番茄汁相比,糖含量降低,但總酸無(wú)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(lái)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%。
根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn),在發(fā)酵無(wú)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(duì)糖液進(jìn)行合理調(diào)配,使其能夠滿(mǎn)足發(fā)酵無(wú)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(duì)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(wú)糖番茄汁。
從發(fā)酵無(wú)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(duì)各個(gè)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(guò)程中,因?yàn)椴捎玫氖菣C(jī)械分離方式,所以需要對(duì)提取設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,使其能夠在保證清潔度的同時(shí)提高效率;在濃縮過(guò)程中,應(yīng)注意溫度和時(shí)間的控制,避免出現(xiàn)過(guò)度濃縮的情況;在調(diào)配過(guò)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(guò)程中,要注重溫度和時(shí)間的控制,避免出現(xiàn)過(guò)度干燥或者過(guò)冷等問(wèn)題。同時(shí),在殺菌環(huán)節(jié)中,應(yīng)保證殺菌溫度和時(shí)間符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,避免出現(xiàn)過(guò)熱或者過(guò)冷等問(wèn)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(guò)度干燥或者過(guò)度潮濕等問(wèn)題[3]。
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(shí),番茄丁在流動(dòng)殺菌過(guò)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(hù)很難對(duì)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(guò)程中存在的問(wèn)題,本項(xiàng)目開(kāi)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(kāi)發(fā)工藝項(xiàng)目主要解決番茄丁產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題,解決傳統(tǒng)馬口鐵罐殺菌對(duì)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(wèn)題。
項(xiàng)目根據(jù)番茄丁產(chǎn)品特性及B 端客戶(hù)需求,開(kāi)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(wú)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(dòng)殺菌過(guò)程對(duì)番茄丁的形態(tài)有一定破壞,因此,產(chǎn)品適宜對(duì)形態(tài)要求不高的B 端餐飲市場(chǎng)。
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(shí)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(dòng)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(shí)間分別為30、40、50 min,最終確定殺菌溫度105 ℃,殺菌時(shí)間40 min。
番茄丁產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,成功解決了傳統(tǒng)番茄制品在加工過(guò)程中存在的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品形態(tài)的多樣化。目前已成功開(kāi)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(xiāo)售,得到客戶(hù)的認(rèn)可和好評(píng)。針對(duì)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(kāi)發(fā)出更多適合市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品[5]。
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(guó)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(guò)蒸煮、殺菌處理后,會(huì)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(duì)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(shí),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(shí),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。
①經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目開(kāi)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(wàn)元。②社會(huì)效益。番茄制品的研究開(kāi)發(fā)及技術(shù)改進(jìn),將提升產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),增加就業(yè)機(jī)會(huì),提高農(nóng)民收入。③生態(tài)效益。增加番茄產(chǎn)品種類(lèi),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(shí)造成的腐爛、原料浪費(fèi)等。
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(wèn)題,開(kāi)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)豐富。在加工工藝中,本研究對(duì)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(wú)菌連續(xù)冷灌裝技術(shù)開(kāi)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(wèn)題,而且增加了番茄產(chǎn)品的附加值,意義重大。