番茄原汁的改进工艺

赵美佳，丁锐，张翔

（1.锦州医科大学医疗学院，辽宁锦州121013；2.辽宁省铁岭县动物卫生监督所，辽宁铁岭112000）

番茄（Lycopersicon esculentum Mill）含有多种活性物质，如维生素C，黄酮，多酚，番茄红素等[1-2]，饮用番茄汁能够清除人体内自由基[3]，达到抗氧化[4-6]，延缓细胞衰老的作用。随着人们生活条件的提高，单一提高饮料的口感已经不能满足人们的需要，人们更多关注了食品的保健功能。目前市面上的番茄汁产品仅仅追求番茄汁口感，汁液的稳定状态，还没有涉及加强番茄汁中抗氧化能力的研究。在加工番茄汁的过程中，由于空气氧化和加热等会造成番茄汁中营养物质损失较大[7-8]，改进加工工艺可以有效提高番茄汁的抗氧化能力。抗氧化能力可以抵御细胞过快衰老[9]，延缓机体性能下降[10]，起到很好的保健作用。

本试验主要从番茄原汁的功能性切入，将番茄加工工艺与番茄抗氧化相结合，在原有研究的基础上，从预热温度、加入护色剂、杀菌温度三方面分别进行抗氧化性评定，根据抗氧化测定方法即DPPH法和铁离子还原法对加工工艺进行改进，提高番茄汁抗氧化能力。

1 材料与方法

1.1 试验材料

番茄品种：粉太郎（中国沈阳），2015年5月31日于沈阳市辽中县番茄种植基地人工采摘番茄果实。番茄株距20 cm，大棚面积为2亩。选择成熟期完好番茄快速送往辽宁大学生命科学院，用自封袋封装放入4℃冰箱保存，放置最多不超过3 d。

1.2 试验方法

1.2.1 试验工艺流程

预热、护色、灭菌是实现番茄原汁加工的主要步骤。在前人研究加工工艺的基础上本试验就预热、护色、灭菌3个主要步骤与抗氧化性相结合得出增强成品抗氧化性的工艺。

工艺流程：新鲜番茄→去蒂、清洗→切块→预热→打浆→离心→上清液→加抗氧化剂→杀菌→番茄原汁

1.2.2 预处理温度的确定

在番茄汁的加工工艺中，破碎是很重要的一步，分为热破碎和冷破碎。温度达到80℃以上的破碎方式为热破碎，能灭活果胶酶，同时果胶不被破坏。热破碎的好处能够使番茄汁有很高黏度。但是脂肪酶同时也失去活性，番茄汁的风味受到破坏，风味差。低于70℃的破碎方式叫冷破碎，能够保留脂肪酶的活性，保留番茄汁的风味，但与此同时果胶酶分解果胶。果胶分解后番茄汁黏度变低[11-13]。

生产上采用的低温破碎参数为68℃，10 min，所以我们根据前人的试验结果，选取90℃作为高温破碎温度，35℃作为冷破碎温度，68℃作为低温破碎进一步研究抗氧化性。

将清洗并切块的番茄果实进行预热处理，选取的温度分别为35、68、90℃，加热时间均为10 min。按上面的步骤预热后，进行打浆离心，取上清液进行 1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率及铁离子抗氧化能力（Ferricionreducingantioxidcont，FRAP） 值的测定，根据测定结果选择最佳预热温度，将此预热温度下处理得到的样品进行下一步试验。不预热的番茄作为空白对照。

1.2.3 护色剂的确定

0.6%的茶多酚能够稳定番茄色素[14]，对番茄饮料有很好的护色作用[15]。茶多酚对番茄红素有稳定性作用[16]，尤其以0.6%的效果最佳，茶多酚还具有增强抗氧化能力作用；抗坏血酸也是常用的护色剂，当浓度为0.08%时效果最好。将第一步试验得到的最佳样品分3部分，分别加入0.08%抗坏血酸、0.6%茶多酚、两者1∶1（质量比）的混合物。室温下放置一段时间后，分别对3个样品进行DPPH自由基清除率及FRAP值测定，根据结果确定最佳护色剂。在此基础上进行下一步试验，以不加护色剂的番茄汁做为空白对照。

1.2.4 杀菌温度的确定

巴氏杀菌的目的是杀死引起人类疾病的所有致病微生物，同时杀灭能影响产品风味和保质期的绝大多数其他微生物以及酶类，以保证产品质量并提高产品的贮藏稳定性[17]。一般巴氏杀菌温度为75℃～95℃。

护色剂确定后，将在此条件下处理得到的样品分成3组，为了杀菌彻底，我们选择温度较高的85、90、95℃进行杀菌，杀菌时间为10 min。杀菌结束后，冷却至室温，对3组样品进行DPPH自由基清除率及FRAP值测定，从而确定最佳杀菌温度。

1.2.5 抗氧化能力的测定

1.2.5.1 铁离子还原能力的测定[18-19]

在反应管中加入200 μL样品溶液（必要时适当稀释），分别用一定浓度的盐酸、NaOH溶液调pH值至中性后测定。准确加入6 mL FRAP工作液（由0.3 mol/L醋酸盐缓冲液，10 mmol/L TPTZ溶液，20 mmol/L FeCl3溶液以 10∶1∶1（体积比）的比例组成，现配现用），加入 600 μL 蒸馏水，混匀，37℃条件下反应10 min，于593 nm波长处测定吸光值，以1.0 mmol/L FeSO4为标准，求得所测定样品的抗氧化能力用达相同吸光度所需FeSO4的毫摩尔数表示。每次试验3次重复。

1.2.5.2 DPPH自由基清除能力的测定[20]

吸取不同浓度的待测样0.5 mL，加入0.2 mmol/L，2.0 mL的 DPPH-乙醇（60%）溶液中，均匀混合后，静置30 min，用分光光度计在波长为517 nm测定吸光度（A样品）。用60%的乙醇与相同比例样品混合溶液作对照（A对照）、用60%乙醇与DPPH-乙醇（60%）溶液作空白（A空白），清除率如下：

2 结果与分析

2.1 预处理温度对番茄汁抗氧化能力的影响

按照1.2.5.1方法，用FeSO4的标准溶液绘制标准曲线。浓度-吸光值曲线如图1示所示。当FeSO4在所用体系中浓度为0～3.5 mmol/L时与其浓度呈线性关系，且在此范围内的线性回归方程为：y=0.277 6x+0.038 7，R2=0.989

图1 FeSO4标准曲线Fig.1 FeSO4standard curve

图2 不同预热温度下的抗氧化能力Fig.2 Antioxidant capacity of different preheat temperatures

温度会影响番茄汁黏度、番茄红素含量，本文就不同预热温度对番茄汁抗氧化能力的影响进行了比较，结果如图2所示。

由图2可知，68℃预热处理后得到的番茄汁的FRAP值最大，且其DPPH自由基清除率也为最高。90℃处理的样品与35℃处理的样品其DPPH自由基清除能力均偏低，FRAP值也较低。因此可以认为68℃为番茄汁加工的最佳预处理温度。不进行预热的番茄DPPH自由基清除率达到85.57%，FRAP值达到相当FeSO4的含量3.357 mmol/L，抗氧化能力均高于预热处理的番茄，但番茄经过预热后风味有很大改善，所以预热仍然是不可缺失的一部分。

2.2 不同护色剂对番茄汁抗氧化能力的影响

不同护色剂对番茄汁抗氧化能力的影响如图3所示。

图3 加入不同护色剂后的抗氧化能力Fig.3 Antioxidant capacity after adding different color fixative

由图3可知，同时加入0.6%茶多酚和0.08%抗坏血酸的样品其FRAP抗氧化能力与单独加入0.6%茶多酚的样品FRAP抗氧化能力相差不大。单独加入0.08%抗坏血酸的样品FRAP抗氧化能力和DPPH自由基清除率均最弱，明显低于另两个条件下处理得到的样品。单独加入0.6%茶多酚的样品其DPPH自由基清除率最高，为81.228%，综合考虑DPPH自由基清除率和FRAP值，我们选择单独使用茶多酚为最佳护色剂的选择，而且从经济因素考虑单独加入茶多酚会降低成本。不加入抗氧化剂的DPPH自由基清除率达到72.77%，FRAP值为相当FeSO4值0.96 mmol/L，可以看出单独加入抗坏血酸，DPPH抗氧化能力略有上升，但FRAP能力明显下降；单独加入茶多酚能明显提高DPPH自由基清除率和FRAP的值，明显增强了番茄汁的抗氧化性。加入1∶1（质量比）混合护色剂能提高DPPH自由基清除率和FRAP值，增强抗氧化性。

2.3 不同杀菌温度对番茄汁抗氧化能力的影响

在其他加工条件一致的情况下，比较不同杀菌温度对番茄汁抗氧化性的影响，结果如图4所示。

图4 不同杀菌温度下的抗氧化能力Fig.4 Antioxidant capacity of different sterilization temperatures

从图4中可以看出，在85℃～95℃范围内，随着杀菌温度的升高，样品的DPPH自由基清除率和FRAP值也是逐渐升高。95℃下的DPPH自由基清除能力和FRAP抗氧化能力最高，90℃次之，85℃最低。随着温度的升高，番茄汁成品的口感，悬浮性变化不大，色泽略有加深。不进行杀菌的番茄汁DPPH自由基清除率为81.23%，FRAP值为相当FeSO4值15.1 mmol/L，虽然不经过杀菌的加工工艺抗氧化能力强，但会造成产品的不合格。因此，将95℃定为最佳杀菌温度。

3 结论

68℃下对番茄汁进行预热处理，对番茄汁的抗氧化性影响最小，得到的番茄汁抗氧化性较强，且其色泽和黏稠度适中。护色剂的使用不仅有效地控制了果汁褐变，而且改变了产品的色泽，使颜色更鲜亮。单独加入抗坏血酸对于产品的抗氧化性提高效果不明显，单独使用茶多酚，与复合护色剂相比，FRAP抗氧化能力相差不大，但是DPPH自由基清除率明显增高。因此，中和经济角度和抗氧化能力角度考虑，完全可以单独选择茶多酚作为护色剂使用。在85℃～95℃的杀菌范围内，杀菌温度越高，对番茄汁抗氧化能力影响越小，95℃下杀菌得到的番茄汁抗氧化能力最强，色泽较鲜艳。

本试验预热温度选取68℃，在杀菌温度的试验中选取95℃，可以推断一方面温度对抗氧化能力的影响不仅仅是单纯的温度变化，更需要结合番茄细胞破碎与否，是否加入护色剂等条件综合考虑对抗氧化能力的影响，番茄细胞破碎前酶灭活与番茄细胞破碎后灭菌是两个不同的步骤，细胞破碎与否对抗氧化能力有影响；另一方面抗氧化能力的变化与温度不成线性关系，可能有多个促进抗氧化能力升高的温度趋势，具体的影响机制还需要进一步讨论。

[1]Prieto M A,J A Vázquez J A.In vitro determination of the lipophilic and hydrophilic antioxidant capacity of unroasted coffee bean extracts and their synergistic and antagonistic effects[J].Food Res Int,2014,62:1183-1196

[2]Suk H C,Dong S K,Nobuyuki K,et al.Protein,free amino acid,phenolic,β-carotene,and lycopene content,and antioxidative and cancer cell inhibitory effects of 12 greenhouse-grown commercial cherry tomato varieties[J].Food Compos.Anal,2014,34:115-127

[3]金丽芬,张晓燕,夏文明.番茄红素的研究进展[J].海军医学杂志,2010(1):91-92

[4]Teresa D,Maria R,Bronze P J.The flavonoid-rich fraction of Coreopsis tinctoria promotes glucose tolerance regain through pancreatic function recovery in streptozotocin-induced glucose-intolerant rats[J].Journal of Ethnopharmacology,2010(2):128-193

[5]Allen Y,Chen Y,Charlie C.A review of the dietary flavonoid,kaempferol on human health and cancer chemoprevention[J].Food Chemistry,2013(4):655-661

[6]Iwasea Y,Takemuraa Y.Influence of drinking green tea on breast cancer malignacny[J].Cancer Letters,2001,173(16):105-109

[7]郭玲玲,侯瑞丽.番茄饮料加工工艺研究[J].农业科技与装备,2013(9):59-61

[8]吴英春,陈杰,王艳华.番茄原汁饮料加工工艺的研究[J].山东农业科学,2013,45(2):106-109

[9]陈丹,刘文英,包国荣.中药清除自由基的ESR分析研究概况[J].中华中医药学刊,2007,25(4):675-679

[10]许申鸿,杭瑚.二苯代苦味肼基自由基分光测定法及其应用的初步研究[J].植物生理学通讯,1999,35(6):474-477

[11]Godron E.Anthon,Diane M.Barrett.Themral inactivation of lipoxygenase and hydroperoxyt Rienoic acid lyase in tomatoes[J].Food Chemistry,2003,80:l-5

[12]罗昌荣,麻建国,许时婴.破碎温度对番茄浆质量的影响[J].食品与机械,2000,79(5):16-18

[13]司瑞敬.关键工艺步骤对番茄汁品质的影响[D].北京：中国农业大学,2005

[14]冀智勇,吴荣书,刘智梅.番茄汁饮料加工技术研究[J].现代食品科技,2005(22):51-54

[15]戚向阳,彭光华,陈维军.浑浊型番茄饮料稳定性的研究[J].食品工业科技,2002(8):47-48

[16]潘江球,郭赛厚,石旭东.浑浊型番茄饮料稳定性研究[J].食品科学,2007,28(7):138-143

[17]谢爱英,党亚丽,李芳芳,等.不同巴氏杀菌条件对酸奶品质的影响[J].食品科学,2011,32(9):14-17

[18]Benzie I,Strain J J.The ferric reducing ability of plasma(FRAP)as ameasure of“antioxidant power”:The FRAP assay[J].Analytical Biochemistry,1996,239:70-76

[19]Xu J,Zhang M,Zhang R,et al.Correlation between antioxidation and the contentof to-tal phenolics and anthocyanin in black soybean acces-sions[J].Agricultural Sciences in China,2007,6(2):150-158

[20]Li X,Zhou A,Han Y.Anti-oxidation and anti-microorganism activities of purification polysaccharide from Lygodium japonicum in vitro.[J].Carbohydr.Poly,2006,66:34-42