复合稳定剂提高番茄汁饮料稳定性的研究本科生毕业论文设计Word格式文档下载.docx
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Tomatojuiceasauniqueproductnotonlyhascolor,flavor,nutritionalvalue,medicinaleffect,atthesametime,orvitaminA,animportantsourceofvitaminC,tomatofruitincalcium,phosphorusandironcontentofmorethanordinaryfruit.Topromotegoodhealth.However,intheactualproductionoftomatojuiceprocessingeasystorageinstratifiedturbid,wateranalysiswithinstability,suchascolorandlusterdimmed,tomatojuiceonthestabilityofthesestudieswithaviewtoobtaininguniformstability,brightcolor,goodtasteandnutritionhealtheffectsofstrongdrinktomatojuice,tomatoresourcesfortheeffectivedevelopmentanduseofacertainlineofthought.Indicatedthroughthesinglefactorexperimentalresult.
Thisarticlethroughexperimentthreekindofstabilizercompounduses,Throughsinglefactorexperimentandorthogonalexperiment,Increasesthestabilizertothetomatojuicetoenhancethetomatojuicethestabilitytoconducttheresearch,TheKararubberrecruitmentis0.05%whenthestabilityisbest;
Thecarboxymethylcellulosesodiumrecruitmentis0.22%whenthestabilityisbest;
Thepectinrecruitmentis0.09%whenthestabilityisbest.Theorthogonalexperimentalresultindicated:
WhentheKararubberrecruitmentis0.05%,Thecarboxymethylcellulosesodiumrecruitmentis0.20%,Thepectinrecruitmentis0.07%whenthestabilityisbest,Thistimetherecruitmentisthebestallocatedproportionrecruitment.TheKararubber,thecarboxymethylcellulosesodium,thepectintothetomatojuicestabilityinfluencerelationsare:
Pectin>
Kararubber>
suoA-gradecellulosesodium.
Keywords：
Tomato;
tomatojuicebeverages;
carrageenan;
sodiumcarboxymethylcellulose;
pectin
第1章前言
1.1立题背景
番茄是优质的水果食品，每100克熟番茄中含胡萝卜素370微克，番茄中的维生素C，由于有机酸的保护，煮熟时损失较少。
番茄中重要的生物活性成分就是番茄红素与谷胱甘肽。
番茄红素具有很强的抗氧化性和清除自由基的活性，可提高机体免疫力，控制癌细胞增长，起到抗癌作用。
番茄红素进入血液循环时，可保护心脏，降低胆固醇。
谷胱甘肽具有抗氧化性、有效清除自由基、抗癌防癌、延缓衰老等功能。
经过加热后，番茄红素和谷胱甘肽更易释放出来，活性更强[1]。
番茄汁饮料有益于人们的健康，国内外专家经研究认为，番茄除了对前列癌有预防作用外，还能有效减少胰腺癌、直肠癌、喉癌、肺癌、乳腺癌等症的发病危险。
番茄性甘酸微寒，有生津止渴、健胃消食、凉血平肝、清热解毒、降低血压之功效，对高血压、肾脏病人有良好的辅助治疗作用，多吃番茄具有抗衰老作用，使皮肤保持白皙。
番茄中的尼克酸能维持胃液的正常分泌，促进红血球的形成，有利于保持血管壁的弹性和保护皮肤，所以食用番茄对治疗动脉硬化、高血压和冠心病也有帮助[2]。
然而番茄汁饮料在加工储藏过程中易出现的分层、水分析出的不稳定现象，对番茄汁的不稳定现象进行研究，以期获得均匀稳定、色泽鲜艳、口感好及营养保健效果强的番茄汁饮料，为番茄资源的有效开发及利用提供了一定的思路。
每种稳定剂都有各自的使用范围和效果，如果只添加单一的稳定剂效果不是很好，因此，在一定条件下，配合使用稳定剂作为一种辅助手段，往往具有协同作用，对食品的稳定性有显著的效果，比单独使用更为有效，而且使用简便。
1.2国内外研究现状
1.2.1番茄汁饮料的研究现状
1.2.1.1番茄汁饮料的简介
番茄具有相当高的营养价值，多喝以番茄为主要原料的果蔬汁饮料，有助于增加人体对番茄红素的摄入量，尤其在干燥、易发病的冬春季节，医学专家认为，每人每天吃上2-3个番茄，就可以满足一天维生素C的需要，喝上几杯番茄汁，可以得到一昼夜所需要的维生素A的一半。
番茄含有大量柠檬酸和苹果酸，对整个机体的新陈代谢过程大有补益，可促进胃液生成，加强对油腻食物的消化。
番茄中的维生素P有保护血管、防治高血压的作用，并能改善心脏的工作。
此外，常饮番茄汁可使皮肤健美，番茄汁对上苹果汁、南瓜汁和柠檬汁，还可起到减肥的作用
。
对番茄制品的认识，国内远远落后于西方国家，早期加工产品番茄酱主要用来出口，
随着中西方文化的交流，中国调味品市场和果蔬汁市场得到长足发展，番茄酱、番茄沙司、番茄汁饮料开始进入百姓家庭，销售量呈逐年上升趋势，其中番茄汁饮料处于发展起步阶段。
番茄汁在国外以及我国台湾是非常流行的饮料，许多内地厂家也推出了番茄汁饮料，如汇源、厦门银鹭、统一的活力果园等以及许多的中小品牌。
据专家预测，番茄汁将成为需求量最大的果蔬饮料，其市场潜力巨大[2]。
1.2.1.2影响番茄汁饮料稳定性的主要原因
（1）由于微生物的生长引起。
只要在生产过程中注意卫生，以及在杀菌的温度和时间上严格的控制，就能防止发生。
（2）在果蔬汁中存在的酒石酸、果胶、草酸、淀粉、戊糖等引起。
使用浓缩果蔬汁时，注意控制原料的质量，以及在调配饮料时添加适当增稠剂。
（3）由蛋白质和多酚的相互作用引起。
该原因是引起混浊或沉淀最常见、最重要的原因。
添加适当的稳定剂可以解决此问题。
（4）光照可致使果蔬汁的颜色加速褪去。
故成品应减少在阳光下的暴露时间，存放于阴凉处为宜，也可在饮料中添加少量护色剂。
（5）重金属离子如Fe2+、Fe3+、Al3+和Cu2+等对色素稳定性都有较大影响。
故生产中不能用铁器、铝器和铜器之类的容器盛装果蔬汁，以不锈钢的设备为宜[3]。
1.2.2添加剂的研究现状
1.2.2.1卡拉胶
卡拉胶（Carrageenan）也叫角叉菜胶、鹿角藻胶、爱尔兰菜胶，主要是从红藻的角叉菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等海藻中获得[4]。
是世界三大海藻胶工业产品（琼胶、卡拉胶、褐藻胶）之一，作为天然食品添加剂,卡拉胶在食品行业已应用了几十年。
联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家委员会（JECFA，JointFAO/WHOExpertCommitteeonFoodAdditives）2001年取消了卡拉胶日允许摄取量（ADI,AcceptableDailyIntake）的限制，确认它是安全、无毒、无副作用的食品添加剂[5]。
商品化卡拉胶的相对分子质量随着所用原料和生产工艺的不同而有显著性的差异，卡拉胶的相对分子质量对性能和用途有明显的影响。
食品级卡拉胶为白色或淡黄色、表面皱缩、微有光泽、半透明片状体或粉末状物，无臭，或有微臭，无味，口感粘滑，溶于60℃以上的热水中，形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液，由于卡拉胶大分子没有分支的结构、阴离子的特性，它们可以形成高粘度溶液。
卡拉胶具有形成亲水胶体、凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散等诸多物理化学特性，故卡拉胶通常作为增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等应用于乳制品、冰激凌、果汁饮料、面包、水凝胶（水果冻）、肉食品、调味品、罐头食品等方面，是一种用途广泛的食用胶[6]。
卡拉胶在各类食品中的应用（如表1-1所示）：
表1-1卡拉胶在各类食品中的应用：
食品名称
推荐使用量/%
主要作用
冰激凌
0.01～0.03
改进组织结构和口感
可可牛奶、麦乳精
0.025～0.035
提高分散稳定性
面包
0.03～0.5
提高保水性，防止老化
果酱、鱼、肉罐头
正常生产需要
凝结剂
脱脂牛奶
0.02～0.4
分散稳定并改善口感
酸奶酪
0.25
稳定剂
果蔬汁饮料
0.03～0.05
悬浮剂和稳定剂
果冻
0.5～1.0
凝胶剂
在果蔬汁饮料中的应用：
当有些果蔬汁放置时间稍长时，其中所含的细小果肉颗粒就会下沉，影响外观，即使经过高压均质也不例外。
作悬浮剂和稳定剂，卡拉胶能使细小的果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中，大大减缓下沉的速度，比使用黄原胶的货架寿命要长。
同时，由于卡拉胶的粘度较低，不易造成糊口，并能改进饮用时的口感。
在果蔬汁饮料中卡拉胶的用量为0.03%～0.05%。
使用时应注意，避免在酸性条件下长时间加热，以免影响黏度和使用效果，我国食品添加剂使用卫生标准GB2760规定卡拉胶在食品中最大使用量：
按生产需要适量食用[7]。
1.2.2.2羧甲基纤维素钠
羧甲基纤维素钠简称CMC或CMC-Na，是葡萄糖聚合度为100～200的纤维素的衍生物，相对分子质量在20000～500000之间，基本结构是纤维素分子中部分葡萄糖C6羟基被醚化。
羟甲基的取代，使纤维素的性质发生变化，取代的程度直接影响CMC自身的性质。
CMC中羧甲基的数量与总葡萄糖数量之比，称为取代度，又称酯化度或DS值[8]。
CMC为白色或微黄色纤维或颗粒状粉末，无臭、无味，易分散于水中形成胶体，1%水溶液的pH为6.0～8.0，吸湿性和在水中的溶解度随取代度的增加而增大。
当取代度为0.5～0.8时，在酸性溶液中也不沉淀。
pH>
3时，溶液的黏度随pH的增加而下降；
pH5～9时，黏度变化较小，随溶液中的盐含量增加而下降。
对光、热稳定，但在80℃以上长时间加热，其黏度会下降。
由于CMC具有良好的流变性，口感爽快，同时有良好的增稠悬浮和稳定作用，使制品的浓度风味和口感保持一致，因而广泛应用于果蔬汁饮料。
在使用时，应选择高黏度耐酸的品种，已适用果蔬汁饮料的要求[9]。
羧甲基纤维素钠在各类食品可作为稳定剂、增稠剂、悬浮剂等使用（如表1-2所示）：
表1-2羧甲基纤维素钠在各类食品中应用：
面包、糕点
0.1
改善质构，防止水分蒸发和淀粉老化
0.3～1.0
改善保水性和组织结构，防止析晶
速煮面、方便面
0.5
改善质构和筋力
果蔬饮料、乳饮料
0.1～0.3
提高稳定性和悬浮性，防止乳饮料脂肪上浮并保护蛋白质的分散性，改善口感
果酱、奶酪、巧克力
稳定进，改善涂抹性
肉类、鱼类罐头
2.0
稳定、保水
清水竹笋罐头
0.02～0.05
稳定剂，防止白色沉淀
汤、羮类
0.8
增稠，改善口感
我国食品添加剂使用卫生标准GB2760规定CMC最大使用量为5g/kg[10]。
1.2.2.3果胶
果胶是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛存于植物的果实、根、茎、叶中的一种天然高分子碳水化合物，是一种亲水性植物胶，是细胞壁的一种组成成分。
果胶是天然提取物，无毒无害，安全可靠。
由于果胶在水溶液中呈弱酸的化学性质，其分子结构对热和酸都相当稳定[11]。
果胶是一种高分子多糖，其良好的功能特性越来越受到人们的重视。
而且果胶已经通过JECF（FAO/WHO食品添加剂专家委员会）评审并宣布无毒，对果胶的ADI值“不作规定要求”，这意味着从毒理学观点来说，果胶的使用没有任何限制所以在很多国家，食品立法权威机构认为果胶是一种应用价值高和安全无毒的食品添加剂，其使用量可完全按照“最佳生产需要”进行添加。
果胶具有胶凝化和乳化稳定等特点，被广泛应用于食品、化妆品、医药等工业领域，而且果胶在医药方面的应用近年来取得了迅速发展。
随着功能性多糖的开发研究，果胶作为水溶性膳食纤维，越来越受到研究和加工行业的重视[12]。
我国自20世纪50年代起就开展了果胶提取的研究，有从苹果渣、柑橘、橙类皮、柚皮、向日葵托盘、马铃薯渣等原料中提取果胶的报道，其中最有提取价值的首推柑橘类果皮。
在我国果胶市场需求量大，柑橘又是重要产地之一，原料丰富，价格较低，果胶生产使用的工业原料仅限于酸、碱、醇等大路货，工艺设备简单，容易为乡镇企业所掌握。
从支援农业、开发农副产品综合利用考虑，果胶是一个发展前景广阔、又适应乡镇企业生产的产品[13]。
在果蔬汁饮料中，单纯的果汁饮料往往会出现分层现象，如果在饮料中加入适量的果胶溶液即可延长果肉的悬浮作用，同时也能改善饮料的口感，还能起到减少脱水收缩的作用。
在生产果汁饮料、浓汁时添加果胶可以稳定溶液中的悬浮油性乳酸，使果汁具有新鲜风味。
在乳类制品中添加果胶可起到稳定和保鲜的作用，还可以防止酪蛋白凝结，延长酸性奶制品的饮用期限，更重要的是果胶还是重金属的解毒剂和预防剂等。
此外果胶在生产果冻、果酱、巧克力、果胶软糖、水果罐头,汤等方面都是非常好的食品添加剂。
（如表1-3所示）：
表1-3果胶在各类食品中应用：
果酱
≤0.2（HM）
改善涂布性和口感、防止脱水收缩
0.3～0.5（速凝型）
凝胶
软糖
3
成型
果汁类
0.3～0.5（浓缩型）0.05～0.1（稀释型）
增稠剂，稳定剂，改善口感
灭菌酸奶
0.02～0.6
改善口感，防止蛋白沉淀
干酪
改善质构
水果罐头
1
稀奶油
稳定剂，乳化剂
根据需要
增稠、改善口感
食品添加剂使用卫生标准（GB2760—1996）规定果胶在食品中的最大使用量：
按生产需要适量使用[14]。
1.3目的和意义
番茄被誉为蔬菜中的红宝石，属菜中佳味，果中美品。
其营养丰富，含有大量人体所需的营养素和医药保健功能，但番茄汁饮料在加工和储藏中极易分层、浑浊稳定性差，为了提高番茄汁饮料的稳定性使人们饮用均匀稳定、色泽鲜艳、口感好及营养保健效果强的番茄汁饮料，对番茄汁饮料的稳定性进行试验研究。
通过单因素试验和正交试验研究表明，不同稳定剂都有各自的作用范围和效果，通过复合稳定剂对番茄汁饮料的稳定性研究，实验结果表明复合稳定剂不仅能保持番茄汁饮料的稳定性，在一定条件下，配合使用稳定剂，往往具有协同作用，对保持番茄汁饮料的稳定性具有较好的作用，比单一的使用稳定剂更为有效，而且使用简便，以期获得均匀稳定、色泽鲜艳、口感好及营养保健效果强的番茄汁饮料，为番茄资源的有效开发及利用提供了一定的思路。
第2章材料与方法
2.1试验材料
2.1.1材料与试剂
番茄、白砂糖市售
柠檬酸、柠檬酸钠广州市天冠食品添加剂有限公司
抗坏血酸天津市天新精细化工开发中心
卡拉胶天津市富宇精细化工有限公司
羧甲基纤维素钠天津市富宇精细化工有限公司
果胶天津市富宇精细化工有限公司
茶多酚广东翼龙实业集团有限公司
2.1.2主要仪器与设备
电磁炉无锡小天鹅华印电器有限公司
飞利浦二合一搅拌机HR-2839型飞利浦家庭电器有限公司
T-500电子天平常熟双杰测试仪器厂
LD5-2A型离心机北京医用离心机厂
均质机GYB60一6S型上海东华高压均质机厂
分析天平北京赛多利斯天平有限公司
烧杯、量筒、玻璃棒、锥形瓶
2.2试验方法
2.2.1番茄汁饮料的的制作
2.2.1.1番茄汁饮料的生产工艺
番茄原料→去蒂、清洗→破碎预热→榨汁→过滤→脱气→调配→均质→杀菌→热灌装→冷却→成品
2.2.1.2番茄汁饮料的的制作方法
（1）原料挑选：
番茄必须采用新鲜、成熟度适当、颜色鲜红、香味浓郁、皮层光亮、肉厚无病虫害、符合无公害蔬菜标准、可溶性固形物在5%以上、糖酸比例适宜（6∶1）的优良品种。
凹凸严重的果实，在运输中易造成裂果，而损伤果洗净效果和修整效率会明显下降，因此最好选择球形果和卵形果实作为原料。
（2）去蒂清洗：
将选好的番茄果实剔除果蒂，用清水洗去附着在上面的泥沙、病原菌及残留农药。
（3）选果和修整：
原料经进入工厂和生产前二次检查，在加工时不适用果实的混入是极少的，但还有漏检的、不适用的果实或没有除去果蒂的果实，因此选果仍是不可缺少的工序，一般用工人除去不良果实。
不良果实中，如果除去一部分可作为合格原料者，则切除不合格部分，即进行修整。
（4）破碎：
这道工序是关系到番茄汁粘稠度的重要工序，有热破碎和冷破碎两种方法。
一般生产都应用热破碎，一方面出汁率高，另一方面酶钝化快，番茄汁的粘度较高，果汁不易分层。
（5）榨汁过滤：
将破碎后的番茄汁用榨汁机榨汁，然后用滤布过滤得到番茄汁。
（6）脱气：
脱气可以使用降膜式真空脱气装置、喷雾式真空脱气装置进行。
（7）调配：
称取适量的白砂糖、柠檬酸及稳定剂加入少量热蒸馏水中溶解，然后与番茄汁混合均匀，并用蒸馏水定容到适当浓度。
（8）均质：
为了使果肉浆粒子细致，提高黏稠度，可使用均质机均质。
将调配好的番茄汁放入均质机均质，使果肉进一步细化，并可防止沉淀。
但是通过均质，番茄汁有过于柔滑的感觉，所以大多数可以不进行均质。
（9）杀菌：
将均质后的番茄汁进行巴氏杀菌，条件为85℃下维持8～10min。
（10）热灌装：
将杀菌的番茄汁，迅速灌装到经杀菌的玻璃瓶中，封口。
（11）冷却：
把装好番茄汁的玻璃瓶倒置在实验台上，冷却8min,接着迅速降至常温（25℃）。
此后，静置于柜中以便下次使用[15]。
2.2.1.3生产番茄汁饮料的主要关健技术控制点：
（1）解决最高出汁率的先进技术；
（2）营养成分，特别是活性有效成分的活性维护与保持技术；
（3）工艺过程中甲硫醚的生产对产品天然滋香味的不良影响的控制技术；
（4）解决产品或原料中硝酸态氮的存量问题而间接引起的重金属超标的控制技术；
（5）产品的稳定技术和满足口感风味的最大接受度的修饰技术；
（6）为适应或跨越当前该类产品国际贸易中的准入和门槛，需建立先进的产品质量标准体系，以抬升产品档次[15]。
2.2.2单因素试验
2.2.2.1卡拉胶单因素试验
分别在100g番茄汁饮料中加入卡拉胶0.01g、0.02g、0.03g、0.04g、0.05g混匀后置于室温下，放在阴凉处贮存一天后，以1000rpm的转速进行离心5min，倒出上层液体称取沉淀质量，计算离心沉淀率。
2.2.2.2羧甲基纤维素钠单因素试验
分别在100g番茄汁饮料中加入羧甲基纤维素钠0.10g、0.14g、0.18g、0.22g、0.26g混匀后置于室温下，放在阴凉处贮存一天后，以1000rpm的转速进行离心5min，倒出上层液体称取沉淀质量，计算离心沉淀率。
2.2.2.3果胶单因素试验
分别在100g番茄汁饮料中加入果胶0.05g、0.06g、0.07g、0.08g、0.09g混匀后置于室温下，放在阴凉处贮存一天后，以1000rpm的转速进行离心5min，倒出上层液体称取沉淀质量，计算离心沉淀率。
2.2.2.4离心沉淀率的计算公式如下：
离心沉淀率（%）=离心沉淀质量/样品质量×
100;
2.2.3正交试验
以卡拉胶、羧甲基纤维素钠、果胶为三因素，设计三因素三水平试验，正交表L9（33）（如表2-1所示），根据正交试验结果选出适合番茄汁饮料的复合稳定剂的最佳方案。
表2-1三因素三水平正交试验表单位（%）
水平
A
卡拉胶
B
羧甲基纤维素钠
C
0.03
0.20
0.07
2
0.04
0.22
0.08
0.05
0.24
0.09
第3章结果与讨论
3.1单因素试验结果
3.1.1卡拉胶单因素试验结果
分别在100g番茄汁饮料中加入卡拉胶不同添加量，放在阴凉处贮存一天后，进行离心后，计算离心沉淀率结果如下（见表3-1）（见图3-2）。
表3-1卡拉胶添加不同量测得的离心沉淀率
序列号
4
5
卡拉胶（%）
0.01
0.02
沉淀率（%）
0.52
0.49
0.40
0.26
升级会员 