番茄汁研究现状.docx

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番茄汁研究现状

番茄汁饮料市场及技术发展

前言

我国蔬菜汁加工起步晚,发展慢。

改革开放之前,由于市场和加工技术的问题,几乎没有蔬菜汁的生产;上世纪80年代初对番茄汁、胡萝卜汁及白菜汁等蔬菜汁加工技术开始了探索性的研究工作;到80年代中期,北京农业大学食品科学系（现中国农业大学食品学院）采用了六种蔬菜为原料,成功研制了我国第一个复合蔬菜汁产品——“维乐”,这是我国蔬菜汁工业化生产的一个里程碑。

当时由于消费水平、消费观念以及营销策略等问题,产品的消费市场没有得到很好的开拓,蔬菜汁的工业化生产陷入停顿,但是对蔬菜汁的研究工作没有停止,采用酶法澄清、酶法液化和超滤等技术相继对多种蔬菜制汁工艺进行了研究,开发了冬瓜、萝卜、南瓜、芹菜等清汁和混浊胡萝卜汁、南瓜汁、芹菜汁等产品。

80年代末由于国际市场的需求,我国引进了浓缩蔬菜汁与浆的生产线,开始了浓缩胡萝卜汁、浓缩番茄浆的工业化生产,产品基本全部出口,但国内直饮型蔬菜汁产品仍然没有实现工业化生产。

直到90年代初到中期开始进行胡萝卜等果肉型饮料的生产,并开展酶法液化技术在加工青椒汁、胡萝卜汁中的研究,研究成果在冷冻青椒汁和浓缩胡萝卜汁的工业化生产中得到了应用[1]。

90年代后期,我国蔬菜汁的工业化生产得到发展,真空浓缩、超高温短时杀菌、无菌灌装等高新技术己在生产中得到广泛应用,直饮型蔬菜汁产品有了一定的消费市场。

近两年来,果蔬汁市场更是得到了长足的发展。

但是由于缺乏对蔬菜汁加工关键技术的系统化综合研究,因此产品存在较大的质量问题,如色泽变化、分层严重、风味差、营养损失等,制约了蔬菜汁产业的快速及可持续发展[2]。

在相关技术领域,发达国家率先开展了高效取汁、生物酶解、真空浓缩、超高温短时杀菌、无菌大罐贮藏、无菌灌装、惰性气体保护等技术研究,其成果在实际生产中得到广泛应用并产生显著社会经济效益[3]。

例如,美国campbellSuop公司生产的V8系列蔬菜复合汁已经形成V8100%蔬菜复合汁、果蔬复合汁和低热量复合汁（V8100%、vssplash、vsdietsplash）等三个系列[4];日本的蔬菜汁市场是国际上发展最快和最活跃的,2001年蔬菜汁的销售量年增长率达到101%,特别是番茄、菠菜、胡萝卜、南瓜等16种蔬菜加工而成的蔬菜复合汁受到消费者的欢迎。

国外在生产蔬菜汁的同时,亦十分重视加工废弃物的综合利用工作,不仅增加了产品的附加值,而且保护了环境。

1

综上所述,蔬菜汁加工符合我国食品工业发展的方向,符合人们对饮料消费需求的潮流,国外生存技术成熟,产品质量高,我国还需要进行制汁生产技术的改进以提高产品质量,增加国际市场竞争力。

番茄汁饮料作为一种番茄制品不仅具有独特的颜色和适口的酸味,同时还是VA、VC、多种氨基酸和无机盐的重要来源,其中VC可达15~25mg/100ml,为橙汁的4倍多。

目前番茄汁饮料在国外发展非常迅猛,技术已经日趋成熟,而我国很多专家也都对其作了研究。

其中,杨新辉、励建荣等[5]研究发现热破碎对提高番茄汁的粘度有很大的帮助,沈巧生等[6]对热破碎的不同温度、时间组合对番茄汁粘度的影响作了进一步地分析。

另外,戚向阳、彭光华、陈维军等[7]人对浑浊型番茄汁在加工贮藏过程中易出现的分层及色泽变暗的不稳定现象进行了研究,并取得了一定的成果。

本文将从工艺、关键步骤、加工新技术几个方面对番茄汁加工技术特点进行分析。

1番茄汁市场调查结果分析

从我们的市场调查结果来看,目前国内的番茄汁饮料品种并不多,多为纯果汁和复合果汁饮料。

国内生产番茄汁产品的有统一、农夫果园、可果美等,进口产品有来自塞浦路斯的SK品牌。

番茄汁的主要包装形式为PET塑料瓶和铝制易拉罐。

相应的番茄汁饮料并不比市场上其他同类产品贵。

2番茄汁加工工艺

一般加工工艺流程:

新鲜番茄→清洗→检剔→破碎→热烫→榨汁→调配→脱气→均质→杀菌→热灌装→倒瓶杀菌→冷却→成品

以上为一般的加工工艺流程,具体的流程还要看每步采用的方法不同而有差异,现在不展开赘述,将会在后面的内容穿插介绍。

3番茄加工工艺要点

3.1番茄原料的选择[8]

选择9成成熟、颜色鲜红、无虫害、香味浓郁、可溶性固形物4%以上的新鲜番茄作原料。

3.2番茄预处理

去蒂清洗:

剔除番茄果蒂,用清水洗去其表面附着的泥沙、病菌及残留农药。

破碎榨汁:

采用85℃,30s热破碎榨汁工艺得到番茄浆汁。

3.3调配按配方量称取白砂糖、柠檬酸、稳定剂及其它添加剂,以适量热水溶解处

理,过滤,然后与番茄汁混合均匀,并补充水至所需的容量。

3.4脱气、均质将调配好的番茄汁饮料予以脱气,并进入均质机均质,使果肉进一

步细化,并可防止沉淀。

3.5杀菌杀菌温度85℃维持8~10min。

3.6热灌封、倒瓶杀菌杀菌后的物料由自动真空灌封机实施热灌装密封,保证罐中

心温度不低于80℃,然后倒瓶杀菌。

3.7冷却实行三段梯度冷却,迅速降至常温。

4番茄汁关键工艺步骤、存在问题

番茄汁是一种热敏性的食品,其营养成分和色泽品质很容易在加工过程中被破坏,对于浑浊型番茄汁,还会出现番茄汁悬浮不稳定,容易褐变等质量问题,针对这些存在的问题,我们要注意在加工的关键步骤如破碎、热烫、过滤、均质、杀菌等进行控制和技术革新。

另外,100%番茄汁因其口感浓稠、粘喉不爽及不稳定性等品质问题而并非深受消费者喜爱,尤其是国内消费者对番茄汁口感和风味还是有点难以接受,番茄汁作为饮料有待于口感和风味的调整和改善。

[9]

5番茄汁加工工艺研究进展

5.1破碎工艺研究进展

5.1.1冷、热破碎法

破碎工艺是番茄汁加工中的重要步骤,传统破碎方法可以分为热破碎和冷破碎。

热破碎指番茄破碎后迅速加热到80℃以上,使其中的果胶酶灭活,保证果胶不被破坏。

热破碎的番茄汁有较高的粘度。

但是同时,脂肪氧化酶也迅速失活,从而没有起到产生风味的作用,所以热破碎番茄汁风味稍差。

冷破碎指破碎后在低于70℃下保持一段时间,使脂肪氧化酶充分反应产生风味物质。

但是这种低温下,果胶酶也在分解果胶。

所以冷破碎番茄汁粘度较低,但是冷破碎番茄汁具有良好的风味[10]。

由于产品受热的程度直接影响其营养成分、风味和色泽,传统破碎方法存在一定的缺陷,一些新技术也在出现,如近年来许多新生产线采用超热破碎（95℃以上）,

甚至利用耐压容器,将破碎温度提高到100℃以上,来缩短受热时间,保持产品营养和风味。

5.1.2微波破碎法

Porretta[11]等的研究显示,使用3800W的微波中试设备加热,150s就可使番茄内部温度达到85℃（热破温度）,加热40s可达到60℃（冷破温度）。

将微波加热过的番茄立即破碎,并用孔径0·8mm的精制机精制,所得浆汁中酒精不溶性果胶物质的含量远远大于传统热（冷）破碎法所得浆汁。

在加工过程中,产生的游离半乳糖醛酸相对较少,说明微波加热对酶的抑制效果是明显的。

利用微波加热至85℃,抑酶所得的番茄制品,其稳定性、色泽、pH值、固形物含量等特性都优于采用传统热破方法的对照产品。

Kaur等[12]将番茄切成4瓣后在650W的微波炉中加热4min,取汁精制后再用微波加热4min,对浆汁进行分析发现,其粘稠度、氨基酸含量、番茄红素含量均高于用传统破碎方法所得的对照产品。

5.2过滤工艺研究进展

超滤技术应用在果蔬汁的橙清,具有常温低压,无相变,能耗低,快速、简便等优点,在国外己广泛用于果蔬汁的生产。

我国的马云等人[13]通过实验发现超滤前西红柿汁的细菌总数为4.7X105个/ml,橙清度为3.8;超滤后西红柿汁的细菌总数为42个/ml,澄清度为99.8。

结果表明,经过超滤,西红柿汁中的细菌总数大量减少,从而减轻灭菌的负荷,超滤后的西红柿汁透光度大量增加,变得澄清而透明。

5.3浓缩工艺研究进展

5.3.1超滤浓缩

去皮整番茄或番茄丁等番茄果肉型罐头中要加入占灌装量30%左右的番茄汁,这些

番茄汁通常预先真空浓缩了1倍。

超滤是一种比较简便的浓缩方法,不需热处理,只分离掉部分水和分子质量低的固形物,适用于浓缩比小的操作。

Porretta等[14]用截留分子质量100ku的膜,滤除番茄汁中的部分清浆液,然后加入到番茄果肉型罐头中。

滤除清浆液量占原汁重量20%的一组效果最好。

虽然滤除了一些小分子物质,但甜味、特征风味与对照真空浓缩样品相差不大。

但酸味以及总酸含量有所降低,原因是除了部分水溶性固形物的损失外,还有就是不用加热的超滤过程减少了各种氧化和脱氨基作用的发生。

超滤浓缩的样品在色泽、抗析水性等方面明显优于对照样品,最终产品

在40℃下贮存5个月后其非酶褐变的程度比真空浓缩样品明显降低,并且未发现析水现象。

而热破碎的真空浓缩样品析水15~45mL/kg,冷破碎的真空浓缩样品析水33~70mL/kg。

超滤浓缩样品的粘稠度随脱除清浆液量的增加而增大。

5.3.2反渗透浓缩

Petrotos等[15]用管式膜组件（不锈钢套筒内装有2支相同的反渗透膜管）浓缩番茄汁,并对NaCl溶液、CaCl2溶液、Ca（NO3）2溶液、蔗糖溶液、葡萄糖溶液和聚乙二醇（相对分子质量为400）等渗透介质的效果进行了对比,NaCl溶液由于粘度小而呈现最好的效果。

随着渗透介质浓度和番茄汁温度的升高,渗透速率加快。

加快番茄汁的流速对渗透通量影响很小,而增加番茄汁的浓度却使渗透通量明显降低。

随着膜厚度的降低,渗透通量呈几何级数上升。

5.3.3冷冻浓缩

冷冻浓缩是在低温下操作的,因而不易引起挥发性成分损失和热敏性成分变性,可最大限度地保持食品物料的营养和风味,同时能防止操作中微生物的增殖。

随着冰层在容器冷却面上生成并沿着与传热方向相反的方向成长,在固-液相界面溶质从固相侧被排除到液相侧,利用这一现象的浓缩法为渐进冷冻浓缩法。

刘凌等[16]在使用渐进冷冻法浓缩番茄汁等液态食品的研究中发现,随着浓缩的进行,在固-液界面也就是冻结界面附近的液相侧,会出现局部浓度高于溶液整体浓度的现象,这一现象会增大界面处物质移动阻力,从而导致浓缩效果降低。

通过设置在冻结界面附近的搅拌桨搅动,可以破坏这一边界层,并提高冻结界面附近物质移动速度。

另外,促进固-液界面液体流动速度对于提高冰晶纯度,减少固形物损失非常有效。

5.3.4多级冷冻浓缩

在工业上的应用过程中,冰晶夹带损失一直是冷冻浓缩生产技术存在的一个大问题[17-19]。

通过获得冷冻浓缩过程中冰晶的增长规律,可以有效地降低果汁在冷冻浓缩过程中由于冰晶夹带造成的的损失并提高浓缩速度[20]。

王文成等人试验[21]采用了悬浮式结晶法来进行冷冻浓缩。

浓缩时首先将被浓缩物料泵入刮板式热交换器中,生成部分细微的冰结晶后再送入再结晶罐,由于奥斯特瓦尔德效应,小冰晶融化、大冰晶成长,然后通过洗净塔排除冰晶,同时用部分冰融解液冲洗、回收冰晶表面附着的浓缩液,清洗液回流至进料端,浓缩液则循环至所要求浓度后从结晶罐底部排出。

在优化的处理条件下,冷冻浓缩果汁的质量与新鲜榨出的果汁几乎没有差别。

5.4杀菌工艺研究进展

5.4.1微波杀菌

微波作为一种新的工技术已经广泛应用于食品杀菌中[22-23]。

该技术在苹果汁[24]、牛奶[25]等液态食品中的应用显示出了很多优势,如加热时间短、升温速度快、便于控制、可以直接对包装食品进行杀菌[26]、并较好的保持了食品的营养成分和口感等品质,有利于提高这类产品的安全性和货架期。

李卓思等人的研究[27]得出在试验条件范围内,微波功率、杀菌温度、盐含量、糖含量均显著影响微波杀菌的效果,其中杀菌温度对微波处理后的番茄汁的色泽影响显著、四因素对番茄汁中营养成分均影响不显著。

微波杀菌处理条件的较优处理条件为:

微波功率550W、杀菌温度85℃、盐含量和糖含量均为2.5g/100mL。

5.4.2超高压杀菌

超高压技术（UHP、HPP、HHP）属现代食品高新技术,在国外一些食品加工领域中得到了应用[28]。

超高压技术的最大优点在于不破坏食品的天然风味和营养,改善食品品质,有效地杀灭微生物。

超高压食品具有更长的货架期和新鲜口味。

邱伟芬等人[29]实验表明,在优化的高压处理条件下,即温度为33.5℃、压力469.2MPa、时间14.0min能有效地保持番茄汁中的番茄红素总量,其顺反异构体变化也不明显,而且VC含量保持稳定,然而VC在通常的热加工中损失很大,高压处理对番茄汁VC影响不显著的主要原因是高压不会破坏共价键,也可能是番茄基质对VC的保护作用[30]。

因而超高压技术是一种十分优异的番茄汁灭菌保藏方法。

5.5包装工艺研究进展

智玲玲等人的实验[31]证明,灭菌处理后,包装番茄汁的总糖、总酸和顶空气体中CO2、O2含量变化比不灭菌时变化缓慢,同时灭菌处理后采用真空包装比非真空包装变化小,表明灭菌处理可以延长包装番茄汁的货架期。

包装番茄汁进行灭菌处理同时采用真空包装是有效保证番茄汁的品质和延长其货架期的有效方法。

6总结

番茄汁是一种营养饮品,虽然现在还存在一些加工难题和质量问题,但相关的研究还是很多的,也不断有新技术出现用以改善工艺,提高番茄汁制品的商品价值和食用价值,番茄汁还是具有一定市场潜力的。

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