全 文 ：西红柿乳酸发酵饮料的工艺研究
宋照军 , 路建峰 , 刘　玺 , 陈忠杰
(河南职业技术师范学院 , 河南新乡　453003)
　
摘要:选用保加利亚乳杆菌 (Lactobaci l lus Bu lgaria)+嗜热链球菌 (S trep tococcus Thermopi les)(1∶1)作为菌种 , 以西红柿为
原料 , 利用乳酸菌发酵研制成一种新型乳酸发酵饮料。确定了种子的扩培条件 , 温度与发酵周期的关系;综合研究了接种量 、
温度 、 初始 pH 值等因素 , 确定了主要工艺参数;给出了工艺流程。通过该工艺生产出的饮料 , 具有西红柿汁及乳酸发酵具有
的独特香气。
关键词:西红柿;乳酸发酵;工艺研究
中图分类号:TS275.4
文献标识码:B
0　前言
乳酸发酵制品具有较强的保健作用。乳酸菌在发
酵过程中产生某些生物活性物质。这些生物活性物质
能增强有机体内巨噬细胞的吞噬力 , 因而提高了对病
原菌的抵抗力 , 也既增强了人体的免疫力。另外 , 乳
酸菌能够产酸 、生香 、脱异味 , 使乳酸发酵食品具有
独特的风味。而且经乳酸菌发酵后的食品营养成分比
发酵前增加 , 能够提高制品的营养价值。
众所周知 , 西红柿营养丰富 , 富含矿物质和维
生素 。近年来 , 科学家们又发现西红柿中还含有一
种抗癌 、 抗衰老物质 ———谷光甘肽 。因此将西红柿
作为原料能够满足人们追求营养保健这一消费需
求。西红柿在我国种植广泛 , 季节性集中上市。如
能成功地将它开发成饮料 , 必然会带来很好的社会
效益 。
1　材料与方法
1.1　原材料
菌种:保加利亚乳杆菌 (L·B)+嗜热链球菌
(S·T)(1∶1), 本校微生物实验室提供
脱脂奶粉:市售三鹿牌脱脂奶粉
西红柿:购于校门口菜市场
蔗糖:市售优质蔗糖
1.2　菌种生长所用培养基
菌种保藏用培养基:脱脂乳粉液 1000ml +酵
母膏 5 ～ 10g ;调 pH7.0 ～ 7.2湿热灭菌 121℃。
菌种扩培用培养基:西红柿汁 50ml+脱脂乳
粉液 50ml +酵母膏 2.5g +蒸馏水 400m l
1.3　主要仪器与设备
榨汁机 、 生化培养箱 、 电热鼓风干燥箱 、 电热
恒温水浴锅 、酸度计 、光学显微镜 、 血球计数板 、
天平 、玻璃仪器等
1.4　测试项目及方法
菌数的测定:光学显微镜下用血球计数板计数
乳酸的测定:用标定的 NaOH 滴定总酸 , 换
算为乳酸量
乳酸 (%)=N ×V ×KW ×100%
其中:N 为 NaOH 标准液摩尔浓度
V 为消耗的 NaOH 体积
K 为转化成乳酸的系数
W 为取液量
pH 值的测定:精密试纸
可溶性固形物:用手提式折光计测
氨基态氮的测定:电位滴定法
大肠菌群及致病菌检测:按国家统一的卫生标
准及检验方法
2.5　西红柿汁的制备
清洗※热烫 (将整形果在 90℃热水中 3min处
理至外皮软裂) ※榨汁 ※二层纱布过滤 ※用
·28· 饮料工业Beverage Indust ry　　2003.4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 6卷第 4期Vol.6　No.4
收稿日期:2003-05-02
Na2CO3调至 pH7.0左右※灭菌 (加热至 90℃, 15
～ 20min)※迅速冷却到 43℃左右
1.6　接种发酵
斜面菌种 ※脱脂乳菌种※活化培养 2 ～ 3次
※扩大培养 ※计数※按试验处理的不同要求接种
※发酵※分析测定
2　结果与分析
2.1　菌种扩配条件的研究
接种用的菌种应该活力旺盛繁殖力强 , 并有足
够量的活菌体。根据范利华等人的研究 , 扩配液最
好选用 “维乐” 复合蔬菜汁 , 但 “维乐” 蔬菜汁造
价很高且不易买到。试选用 “番茄汁+脱脂乳液+
酵母膏” 作为扩培液 。试验研究了菌种在这种培养
液中的生长情况。试验以 3%的接种量接入 , 40 ℃
下培养 , 定期测定活菌数。结果见图 1。由图 1可
知 , 菌种在扩培液中生长良好 。扩培10h活菌数就
达到 108/ml。还可以看到此时处于对数生长期的
末期 , 宜于此时接种 。所以本次试验选用 “番茄汁
+脱脂乳液+酵母膏” 作为扩大培养液。接种量
3%, 40℃下培养 10h即可接种。
图 1　乳酸菌生长曲线
2.2　发酵主要参数的研究
发酵受多种因素的影响 , 温度 、接种量是主
要的影响因素 。温度直接影响着微生物的生长代
谢。因此有必要单独考察一下温度对发酵产酸的影
响。试验选取的温度水平为 35 ℃、 40 ℃、 45 ℃,
接种量 3%, 定时取样测定乳酸含量 , 结果见表 1。
表 1　不同温度发酵产酸情况
时
间 (h)
温　　　　度
35℃ 40℃ 45℃
8 0.102 0.187 0.199
16 0.239 0.378 0.401
24 0.610 0.711 0.802
32 0.830 0.857 0.910
40 1.050 1.152 1.154
48 1.131 1.224 1.215
56 1.190 1.250 1.220
64 1.210 1.255 1.230
　　由表 1可知 , 发酵温度高 , 则发酵速度快;但
发酵温度过高 , 产酸却有降低的趋势 。这是因为温
度高 , 菌体繁殖较快 , 产酸也较快而多 , 但温度过
高培养基中的营养物质多消耗在细胞的生长繁殖
上 , 结果用于合成乳酸的底物量减少 , 最终的乳酸
含量便较少。因此发酵应选取合适的发酵温度。
40℃对于本次试验是适宜的。再根据 40℃下的产
酸情况 , 从乳酸含量 , 经济效益两方面考虑 , 认为
发酵 40h即可结束。
上面考察了单一因素下乳酸发酵情况 。下面再
来研究一下多因素下的乳酸发酵情况 。试验选取温
度 、 接种量 、 初始 pH 值等因素作为研究对象 , 运
用L9 (34)表做正交试验。试验因素及水平见表 2。
选取乳酸含量作评价指标 , 发酵 40h。试验方案及
结果见表 3 。对表 3的结果进行方差分析 。分析结
果见表 4及表 5 。
表 2　实验因素及水平
水平
因　　　　素
A 接种量 B温度 C初始 pH 值
1 3% 40℃ 6.0
2 5% 35℃ 6.5
3 8% 30℃ 7.0
表 3　试验方案及结果L9 (34)
试验号 A (1列) B (2列) C (4列) 乳酸 (%)
1 1 1 1 0.93
2 1 2 2 0.86
3 1 3 3 0.68
4 2 1 3 1.04
5 2 2 1 0.84
6 2 3 2 0.75
7 3 1 2 1.311
8 3 2 3 0.98
9 3 3 1 1.03
表 4　数据处理结果表
K 值 A B C x=乳酸 (%)
K1 2.47 3.281 2.8
K2 2.63 2.68 2.92 ∑Xi=8.561
K3 3.321 2.46 2.7 ∑Xi2=8.450
K 1
2 6.101 10.765 7.84
K 2
2 6.917 7.182 8.532
K 3
2 11.029 6.052 7.29
∑Ki2 24.047 23.998 23.662
·29·第 6卷第 4期Vol.6　No.4 　　　　　　　　　　宋照军 , 路建峰 , 刘　玺 , 等:西红柿乳酸发酵饮料的工艺研究
表 5　方差分析结果表
方差来源 平方和 自由度 平均平方和 F 显著性
A 0.1367 2 0.068 11.33 ＊
B 0.1206 2 0.0603 10.05 ＊
C 0.0083 2 0.0042 0.7
误差 0.012 2 0.006
Q总 0.2776 8
　　α0.1 (2　　2)=9
　　对显著水平α=0.1因素 A 、 B 是显著的 , 记
为 “ ＊” 。对显著因素可选取最优水平 A3 、 B1 。因
素C 是不显著的 , 原则上可任选 , 这里选取 C2 。
通过以上试验可以明确温度 、 接种量是影响发酵的
显著因素 。并能确定最优参数为 A3B1C2。可以看
出筛选出的参数实际为 7号试验所对应的参数。在
正交表中它的产酸量是最高的 , 这也证明了上面分
析的正确性。
本次试验的目的是研制饮料。这就要求试验不
能单纯追求理化指标的最优化 , 还要兼顾感官指标
的最优化。从表 3中可以看出 , 4号 、 8号实验的
乳酸含量也是较高的 。试验请了 15位同学对 4号 、
7号 、 8号的样品品尝评定 。应用模糊数学进行综
合评判。评判过程如下:
质量指标集 U={色 香 口感}
相应的权重向量 a =(0.2 0.4 0.4)
评语集 V={1级 2级 3级 4级 5级}
——————————————————— ※
好　　　　　　　　　　　　次
15位同学的感官评定如表 5。
表 5　感官评定结果
项目 级　　　别
1级 2级 3级 4级 5级
色
4号 2 3 3 1 1
7号 1 3 4 1 1
8号 0 4 5 1 0
香
4号 2 2 3 2 0
7号 2 4 2 1 1
8号 1 4 3 1 1
口感
4号 4 3 2 0 1
7号 0 4 4 1 1
8号 0 5 2 2 1
　　由表 5得各样品的评价矩阵:
R4=
2 3 3 1 1
2 2 3 2 0
4 3 2 0 1
　　R7=
1 3 4 1 1
2 4 2 1 1
0 4 4 1 1
R8=
0 4 5 1 0
1 4 3 1 1
0 5 2 2 1
　　按公式 b=aR得各样品的评判向量
b4=(2.8　2.6　2.4　0.8　0.6)
b7=(1　　3.8　3.2　1　　1)
b8=(0.4 4.4　3　　1.4　0.8)
取各评判向量的最大值所对应的级别作为该样
品的评定结果 , 即 4号 、 7号 、 8号的评判级别为 1
级 、 2级 、 2级 。由此可以看出 4 号的评判级别最
高 , 4号试验的参数应该为本次试验的最佳参数 ,
即接种量 5%、 温度 40℃、 初始 pH7 。考虑到初始
pH 值是不显著因素 , 试验仍选取 C3 作为最佳参
数。通过以上试验和分析试验确定的最终因素水平
为接种量 5%、 温度 40℃、 初始 pH 值 6.5。
2.3　工艺流程
　　发酵结束后发酵汁需用糖来调配 , 根据感官判
断认为 5%～ 8%的糖较为合适 。由此可以确定产
品的工艺流程为:
2.4　产品的质量指标
2.4.1　感官指标
该饮料为橙色 、混浊态 , 酸甜适口 , 无沉淀 、
无异味 , 具有西红柿汁和乳酸发酵所产生的特有的
香气 。
2.4.2　理化指标
pH:4.0 ～ 4.5
乳酸 (%):0.85 ～ 1.2
可溶性固形物 >7%
氨基态氮 (g/100m l)0.152g/100ml
2.4.3　细菌学指标　符合 GB2746-85标准
3　讨论
3.1　菌种的选择
研究表明 , 混合菌种要比单菌种发酵要好 。根
据范利华等人的研究 , 保加利亚乳杆菌+嗜热链球
菌是比较理想的混合菌种 , 因此本试验使用此混合
菌种应用于西红柿汁的发酵 。
·30· 饮料工业Beverage Indust ry　　2003.4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第 6卷第 4期Vol.6　No.4
3.2　工艺优化
生产中 , 为了最大限度地保存原料中营养成分
和风味 , 可采用高温瞬时杀菌法。本试验因条件限
制 , 没有用果胶酶和胶体磨处理西红柿汁 , 使得西
红柿汁的稳定性不好 , 灭菌时汁液分层 , 大量果肉
纤维飘浮于上层 , 既容易染菌又造成发酵液色泽不
好 , 本试验采用榨汁后两层纱布过滤 , 基本解决了
上述问题 , 但有损最大限度保存养分的原则 。若条
件许可 , 可用果胶酶和胶体磨处理西红柿汁 , 相信
会得到更好的产品。
3.3　应用前景探讨
发酵原汁酸度较低 , 可作为佐餐用菜汁饮料 ,
也可以稀释 , 加糖调配成营养饮料 。
4　结论
4.1　扩培液选用 “西红柿汁 +脱脂乳液+酵母
膏” , 扩培 10h左右即可 。
4.2　最佳发酵工艺参数为接种量 5%、 温度 40℃、
初始 pH6.5 , 发酵 40h。
4.3　原汁富含矿物质和氨基酸 , 乳酸含量为 1%
左右 , 色泽鲜艳 , 只需用 5%～ 8%的糖调配 。产
品不加防腐剂 、色素 、 香精等。将发酵液稀释后即
可制成饮料。
参考文献
〔1〕胡志和等.芹菜汁乳酸发酵饮料的研究 〔J〕 .食品科学 , 2000
(7):65～ 68.
〔2〕余东霞等.果蔬汁酸凝乳的研制 〔 J〕 .饮料工业 , 1995 (5):
10～ 15.
〔3〕王中凤等.蔬菜乳酸发酵饮料加工技术〔M〕.
〔4〕范利华等.番茄汁乳酸发酵饮料的研究〔J〕.食品与发酵工业 ,
1991 (2):23～ 25.
〔5〕杨杰斌等.乳酸菌———生物学基础及应用〔M〕.中国科技出版
社 , 1998.
〔6〕韩雅姗等.食品化学实验指导〔M〕.中国农业出版社 , 1988.
Study on technology for lactic acid fermented tomato beverage
SONG Zhao-jun , LU Jian-feng , L IU Xi , CHEN Zhong-jie
(Henan Vocational-Technical Teachers College , Xinxiang 453003 , Henan , China)
Abstract:A new lactic acid fermented beverage w as made from tomato by fermentation with Lactobacillus Bulgaria and Streptococ-
cus Thermopiles(1:1).The optimum temperature and suitable time were determined in the experiment.Inoculation quantity , tem-
pera ture , initial pH , etc.w ere studied to ge t the main technological parameters.The flow chart for the fermentation of toma to juice
w as obtained , w ith which a beverage with the unique fragrances of tomato juice and lactic acid fermentation w as produced.
Key words:tomato;lactic acid fermentation;study on techno logy
关于我社网站正式使用二级域名的通知
各相关单位和读者朋友:
我社网站在原有三级域名 www.bimag.com.cn的基础上 , 已成功申请
了二级域名 www.bimag.cn 。从 2003年下半年开始 , 我社网站的三级域名
www.bimag.com.cn已停止使用 。欢迎使用二级域名 www.bimag.cn 访问
我社网站 。
特此通知 。
《饮料工业》 杂志社
2003年 8月
·31·第 6卷第 4期Vol.6　No.4 　　　　　　　　　　宋照军 , 路建峰 , 刘　玺 , 等:西红柿乳酸发酵饮料的工艺研究