新疆是全球番茄加工制品三大產(chǎn)區(qū)之1,番 茄醬產(chǎn)業(yè)作為‘‘紅色產(chǎn)業(yè)”的龍頭，其產(chǎn)量約占 世界番茄制品總量的25% m。為了提高加工番茄 的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，必須從提高番茄醬品質(zhì)入手。黏度是番茄醬罐頭產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)之_0。高 粘度番茄醬析水性小，穩(wěn)定性好，目前國(guó)際市場(chǎng) 上對(duì)高黏度的番茄醬的需求日益增長(zhǎng)3。在黏度 這項(xiàng)指標(biāo)中，可溶性固形物含量36%?38%的番茄醬黏稠度i般要求小于9. 5cm/30s,而很多客 戶(hù)提出的產(chǎn)品黏稠度要求小于5. 5cm/30s,為滿 足不同區(qū)域消費(fèi)者的需求，以改變?cè)匣蛘{(diào)整工藝來(lái)提高黏度的效果非常有限，以往多數(shù)研究者 考慮添加增稠劑來(lái)提高黏稠度[4^ ,結(jié)果又帶來(lái) 其他相關(guān)的問(wèn)題（與國(guó)標(biāo)等規(guī)定不符）。本試驗(yàn) 在前人研究的基礎(chǔ)上，比較幾種常用食品增稠劑 存在的問(wèn)題，以羧甲基纖維素交聯(lián)技術(shù)開(kāi)發(fā)一種 適合番茄醬特性的增稠劑，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行 了研究，旨在為番茄醬及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)改善 提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。

　　

　　1材料與方法 1.1材料與設(shè)備可溶性固形物含量36%?38%番茄醬（冷破 醬，新疆中基番茄制品有限公司），瓜爾豆膠、 黃原膠、卡拉膠（鄭州盛源化工產(chǎn)品有限公司）， 羧甲基纖維素鈉（蘇州諾利富食品添加劑有限公 司），環(huán)氧氯丙烷（天津渤天化工有限責(zé)任公 司），番茄纖維（自制），大豆纖維（上海枧晴化 工有限公司），95%乙醇、NaOH (分析純，珠海 興建化工有限公司）。

　　

　　番茄醬黏度計(jì)（美國(guó)CSC公司），RX - 5000a自動(dòng)折射儀（日本愛(ài)宕ATAGO公司），JJ -1 60W電動(dòng)攪拌器、HH - S4水浴鍋（江蘇省 金壇市醫(yī)療儀器廠）。

　　

　　1.2方法1.2.1交聯(lián)羧甲基纖維素增稠劑的制備7取20g羧甲基纖維素（CMC)于250mL燒杯 中，加入100mL—定濃度的乙醇，攪拌均勻后轉(zhuǎn) 至250mL三口燒瓶中，在攪拌條件下加入適量 NaOH,然后于35°C水浴加熱。交聯(lián)劑使用環(huán)氧 氯丙烷配成10% (m/v)乙醇溶液，采用間歇添 加方式，時(shí)間為1?2h,反應(yīng)3h后用滴管吸取少 量的懸濁液于50mL燒杯中，邊攪拌邊添加水。 如果攪拌阻力大，難以分散，則產(chǎn)物未達(dá)到要 求，繼續(xù)反應(yīng)；如果加水10mL攪拌后只形成懸 濁液，溶液沒(méi)有CMC膠體的性狀，則可以停止反 應(yīng)。

　　

　　待反應(yīng)終止后，進(jìn)行抽濾，然后用95%的乙 醇洗滌濾餅，盡量除去殘留的NaOH、環(huán)氧氯丙 烷及其水解產(chǎn)物，洗滌效果用濕潤(rùn)的pH試紙檢 驗(yàn)濾液，試紙呈現(xiàn)淺草綠色說(shuō)明濾餅符合要求， 對(duì)其進(jìn)行干燥。

　　

　　反應(yīng)原理：NaOHCMC-OH+CH2-CH-CH2C1+HO-CMC1.2.2番茄醬增稠劑增稠效果評(píng)價(jià)方法在番茄醬中添加增稠劑（瓜爾豆膠、黃原膠、 卡拉膠、番茄纖維、大豆纖維等）時(shí)，緩慢將增 稠劑散于番茄醬的表面，并不斷攪拌，避免成團(tuán), 否則很難攪拌均勻，影響評(píng)價(jià)的真實(shí)性。評(píng)價(jià)內(nèi)容 為顏色、氣味、組織狀態(tài)、黏手性及增稠效果。

　　

　　其中黏手性為取_小團(tuán)番茄醬，放在手上搓 團(tuán)，可溶性固形物36%?38%番茄冷破醬不黏手。 1.2.3番茄醬顏色、氣味、粘度檢測(cè)方法 參照《GB/T14215 -2008番茄醬罐頭》18。

　　

　　160CMC-0-C 馬-CH-Cli -0-CMC+HC. O'H2結(jié)果與分析2.1羧甲基纖維素交聯(lián)反應(yīng)條件的優(yōu)化 2.1.1溫度反應(yīng)體系中存在糖羥基和交聯(lián)劑的醚化反應(yīng) 及交聯(lián)劑的溶劑解的反應(yīng)&],文獻(xiàn)中類(lèi)似的反應(yīng) _般將溫度控制在30?40°C,以避免交聯(lián)劑的溶 劑解。本試驗(yàn)中溫度控制在35C。

　　

　　2.1.2乙醇濃度的影響食品增稠劑在純乙醇中只發(fā)生表面溶劑浸7 8 9潤(rùn)，顆粒內(nèi)部很難被溶劑化，分子鏈團(tuán)打不開(kāi)， 交聯(lián)反應(yīng)就很難進(jìn)行徹底。因此通過(guò)在乙醇中加 入適量水，增進(jìn)高分子的溶劑化，使反應(yīng)體系處 于良好的分散狀態(tài)，達(dá)到交聯(lián)反應(yīng)和下_步的過(guò) 濾都能夠順利進(jìn)行。乙醇與水的合適比例根據(jù) CMC在溶劑中的懸浮狀態(tài)和體系黏度來(lái)確定，如 果物料在溶劑中沉降很快，說(shuō)明乙醇濃度過(guò)高， 物料沉淀很慢，體系黏度有沒(méi)有發(fā)生明顯改變， 則乙醇與水的比例合適。試驗(yàn)中不同取代度的 CMC對(duì)反映合適的乙醇與水比例見(jiàn)表1。

　　

　　表1不同取代度CMC對(duì)應(yīng)的乙醇濃度Table 1 The corresponding concentration of ethanol for different degree of substitution CMC物料CMC - 5CMC-8CMC - 1. 3取代度0.5取代度0.8取代度1. 3乙醇濃度65%75%80%注：取代度指每個(gè)葡萄糖殘基上羥基H原子被取代的數(shù)目2.1.3交聯(lián)CMC對(duì)粘稠度的影響原料CMC -1. 3交聯(lián)后得到的產(chǎn)物在檢測(cè)時(shí) 不形成懸濁液，原因在于取代度偏高，即使交聯(lián) 后，水化作用強(qiáng)而形成溶膠，不符合使用要求。 CMC-6和CMC -8均能形成符合使用要求的產(chǎn) 物。但根據(jù)調(diào)配后的黏度值測(cè)定，CMC-8交聯(lián) 產(chǎn)物增稠效果略?xún)?yōu)，結(jié)果見(jiàn)表2。

　　

　　表2不同取代度CMC調(diào)醬后的增稠效果 (單位：cm/30s)

　　

　　Table 2 Thickening effect after adjusted ketchup in products for different degree of substitutionCMC (cm/30s)

　　

　　添加量CMC1%3%5%CMC - 65.94.93. 1CMC - 85. 74.62. 8空白7.22.1.4 NaOH用量與反應(yīng)時(shí)間對(duì)交聯(lián)反應(yīng)的影響 NaOH作為該反應(yīng)的催化劑，其用量對(duì)反應(yīng) 時(shí)間有較大影響。用量小，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；用量大，能夠縮短反應(yīng)時(shí)間，但環(huán)氧氯丙烷水解反應(yīng) 也增強(qiáng)，原料消耗增大。按照1.2.1方法試驗(yàn), 環(huán)氧氯丙烷的用量為6mL，使用不同質(zhì)量的 NaOH試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

　　

　　2.75 2.25 1.75 1.25 0.75 0.2510 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20反應(yīng)時(shí)間h圖1 NaOH用量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系 Fig. 1 Relationship between amount of NaOH and reaction time結(jié)果表明，當(dāng)NaOH用量從2. 5g減少到 2. 0g，反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的時(shí)間從7. 5h增加到8. 0h， 時(shí)間增幅不大；NaOH用量低于2. 0g后，反應(yīng)達(dá) 到終點(diǎn)的時(shí)間增加很快。因此，本試驗(yàn)用量 NaOH2g，反應(yīng)時(shí)間控制在8h。

　　

　　2.1.5交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷的最優(yōu)用量如2.1. 4中，NaOH用量和反應(yīng)時(shí)間確定的 情況下，環(huán)氧氯丙烷的用量選擇1、2、3、4、5、 6mL進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

　　

　　表3環(huán)氣氯丙烷用量及結(jié)果 Table 3 Amount and results of epoxy chloropropane用量123456結(jié)果---+++注；“-”產(chǎn)物不能使甩 “+”表示產(chǎn)物可以使用。

　　

　　當(dāng)環(huán)氧氯丙烷的用量達(dá)到4mL時(shí)，交聯(lián)的 CMC才能使用，較高的用量會(huì)造成原料浪費(fèi)和洗 滌產(chǎn)物時(shí)乙醇用量的增加。試驗(yàn)選擇用4mL環(huán)氧 氯丙烷比較恰當(dāng)。

　　

　　2.2交聯(lián)羧甲基纖維素增稠劑增稠效果按照1.2.1的方法，用瓜爾豆膠、黃原膠、 卡拉膠、番茄纖維、大豆纖維、交聯(lián)CMC (本試 驗(yàn)制）分別調(diào)配番茄醬，放置6h,使增稠劑充分 水化，再次攪拌使之均勻分散，然后進(jìn)行感觀判 斷和黏度測(cè)定。評(píng)價(jià)結(jié)果比較見(jiàn)表4。

　　

　　表4各種增稠劑調(diào)配后的效果對(duì)比 Table 4 Comparison after deployment of various thickeners增稠劑顏色氣味黏手性組織狀態(tài)番茄醬空白紅特有香味不黏手粗糙感瓜爾豆膠無(wú)變化無(wú)變化黏手細(xì)膩，有光澤、發(fā)亮黃原膠無(wú)變化無(wú)變化黏手細(xì)膩，有光澤、發(fā)亮番卡拉膠無(wú)變化無(wú)變化黏手細(xì)膩，有光澤、發(fā)亮茄+番茄纖維無(wú)變化無(wú)變化黏手粗糙感醬大豆纖維無(wú)變化豆腥味不黏手粗糙感交聯(lián)CMC無(wú)變化無(wú)變化略微黏手粗糙感結(jié)果表明，添加瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠 的醬變的細(xì)膩發(fā)亮且黏手，失去了番茄醬原有的 粗糙感和不黏手的特點(diǎn)。添加番茄纖維的醬，在 感觀方面都能達(dá)到要求，但無(wú)商品出售。大豆纖 維在達(dá)到使用量時(shí)，易產(chǎn)生豆腥味。交聯(lián)CMC不 引起番茄醬在感觀方面的變化，只略微黏手。用 番茄醬粘度計(jì)測(cè)定的粘度結(jié)果如表5。

　　

　　表5不同濃度增稠劑增稠效果（單位：cm/30s) Table 5 Thickening effect of different concentrations of thickeners ( cm /30s)

　　

　　增稠劑添加量％空白1%3%5%瓜爾豆膠76.14.95. 7黃原膠76.75. 86. 2卡拉膠76. 35. 25番茄纖維76. 15. 24. 1大豆纖維76. 565. 1交聯(lián) CMC75. 84. 42. 8結(jié)果表明，各種增稠劑對(duì)番茄醬的增稠效果 不同，瓜爾豆膠、黃原膠、卡拉膠的用量達(dá)到 5%時(shí)，增稠效果反而降低；番茄纖維、大豆纖 維、交聯(lián)CMC的增稠效果隨用量增加而增加，這 可能與增稠劑的性質(zhì)及檢測(cè)方法有關(guān)。前三種增 稠劑可溶于水，后三種纖維親水，但不溶于水。 在番茄醬中，主要含有單、雙糖，果膠和纖維， 其中的纖維在醬中起‘‘骨架”的作用，對(duì)黏度貢 獻(xiàn)很大。而檢測(cè)時(shí)要將醬稀釋到可溶性固形物為 12.5%，加入的水弱化了增稠劑的增稠作用，并 且前三種增稠劑用量較高時(shí)，對(duì)原醬中纖維產(chǎn)生 包覆作用，破壞了纖維的“骨架”，使增稠效果 反而降低。后三種增稠劑的作用則剛好相反，其 中交聯(lián)CMC分子中含有離子，具有更好的親水 性，從而表現(xiàn)出更好的增稠效果，這也是實(shí)驗(yàn)選 擇CMC - 8經(jīng)交聯(lián)后作為增稠劑的目的。

　　

　　3結(jié)論本試驗(yàn)用CMC為原料，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑 開(kāi)發(fā)適合番茄醬增稠的交聯(lián)CMC，其優(yōu)點(diǎn)是不改 變番茄醬原有感官特征下，對(duì)番茄醬增稠效果良 好，可以替代植物纖維，如番茄纖維、大豆纖維 等。對(duì)交聯(lián)反應(yīng)的條件進(jìn)行了優(yōu)化：當(dāng)CMC -8 用量20g時(shí)、NaOH用量2g、環(huán)氧氯丙烷4mL、 溫度35°C、溶劑為75%的乙醇，反應(yīng)時(shí)間8h。 通過(guò)對(duì)不同濃度的其他增稠劑的增稠效果對(duì)比, 說(shuō)明本試驗(yàn)開(kāi)發(fā)的交聯(lián)CMC適合番茄醬增稠，效 果較好，并保持了番茄醬原有的特征，如粗糙、 顆粒感等。