复合生物保鲜剂对番茄酱防腐保鲜效果研究

李惠，熊忠飞，李喜宏

(天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457)

番茄酱是人们常用的调味品之一，营养价值丰富，具有特殊风味[1]，深受消费者喜爱。但是番茄酱在加工和贮藏过程中，由于番茄红素降解以及非酶褐变反应[2]，造成产品色泽变暗，营养元素流失，风味降低，货架期大大缩短。因此，如何防褐变及延长番茄酱货架期是当前亟待解决的产业难题。

目前，国内外对于酱类食品的保鲜研究主要有超高压处理、低温处理、保鲜剂处理等[3-5]。这些方法对于延长番茄酱货架期均取得了一定效果，但是番茄酱变色、腐败问题仍存在。超高压处理、低温处理等方法成本较高，需要辅助的设备，保鲜剂成本相对较低且操作简单方便。但是保鲜剂处理主要集中在苯甲酸盐、山梨酸盐等化学合成防腐剂。随着人们对食品质量要求的提高，保鲜剂的安全性和功能性日益受到人们的关注，天然生物保鲜剂也进入人们的视野[6]。天然保鲜剂是从植物、动物或微生物代谢产物中提取而来[7]，目前天然生物保鲜剂在番茄酱中的应用还未得到推广。

本试验针对番茄酱在贮、运、销过程中易出现褐变、营养素丧失、风味降低、微生物侵染等问题，研究纳他霉素、乳酸链球菌素(Nisin)及纳他霉素和乳酸链球菌素(Nisin)复合处理对番茄酱营养品质变化规律，旨在延长番茄酱货架期，并期望为今后复合天然生物保鲜剂对番茄酱保鲜提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄酱：福建省好客姐食品有限公司；纳他霉素：食品级，河南圣斯德实业有限公司；乳酸链球菌素(Nisin)：食品级，上海奥宇生物科技公司。

1.2 仪器

JJ-1000精密型电子天平 常熟双杰测试仪器厂；SHP-250B无菌操作台 上海瑞仰净化装备有限公司；LS-BSOL高压灭菌锅 上海华线医用核子仪器有限公司；TU-1901型紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；Centrifuge 5804R型冷冻离心机 德国 Eppendorf 公司；手持折光仪 邦亿精密量仪(上海)有限公司。

1.3 试验处理

把番茄酱分成4组，每组100 g番茄酱，见表1。分别加入0.05%纳他霉素溶液、0.05%乳酸链球菌素(Nisin)、复合保鲜剂(配比为0.05%纳他霉素+0.05% Nisin)，分装于蒸煮袋后密封，巴氏杀菌，置于25 ℃条件下贮存，并于第0，1，2，3，4个月取样，检测褐变指数(BI)、Vc、可溶性固形物、番茄红素和菌落总数，以评估保鲜效果。

表1 试验处理组Table 1 The experiential treatment group %

1.4 指标测定

1.4.1 褐变指数测定

参照江英等[8]的方法，称取1 g番茄酱与25 mL 95%乙醇混匀，于8000 r/min离心15 min，取上清液在420 nm处测吸光值。以蒸馏水作为空白，以420 nm处的吸光度A420nm表示褐变指数BI。

1.4.2 Vc测定

采用分光光度法进行测定[9]。

1.4.3 可溶性固形物测定

使用手持折光仪进行测定。

1.4.4 番茄红素测定

参照GB/T 14215-2008《番茄酱罐头》内番茄酱中番茄红素的测定方法[10]。

1.4.5 菌落总数测定

采用平板培养计数法，根据国标GB 4789.2-2016进行测定[11]。

1.5 处理与分析方法

利用SPSS 24.0和Origin 2017软件对试验数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄酱褐变指数的影响

褐变是食品加工及贮藏过程中普遍存在的现象，食品褐变不仅会影响外观，而且会降低产品的营养价值。褐变指数是非酶褐变的评价指标，不同处理对番茄酱褐变指数的影响见图1。

图1 不同处理对番茄酱褐变指数的影响Fig.1 Effect of different treatments on browning index of ketchup

随着贮藏时间的延长，番茄酱的褐变指数BI均呈上升趋势，且T1、T2、T3处理组BI显著低于CK对照组(P<0.05)。在贮藏前期(第0～1个月)，各处理组BI上升率较慢，这可能是由于贮藏前期，保鲜剂抑制酶活，并且促进羰氨反应中缩合物的降解，有效抑制褐变。贮藏后期(第3～4个月)，各处理组BI上升速度加快，且T1、T2、T3处理组BI仍低于CK组。究其原因，可能是贮藏后期微生物入侵，生长繁殖速度加快，温度升高，导致非酶褐变速度加快，褐变程度更为明显。在贮藏第4个月，T1、T2、T3处理组A420 nm值分别是0.3，0.40，0.35，BI抑制率分别为CK组的36%、15%、26%。综上所述，纳他霉素和Nisin保鲜剂均可有效抑制番茄酱的褐变速率，其中0.05%纳他霉素+0.05% Nisin复合保鲜剂效果最佳。

2.2 不同处理对番茄酱Vc的影响

Vc不仅是果实的重要营养成分，也是一种抗氧化剂，可以清除活性氧，但是在贮藏过程中极易被氧化。Vc、糖和氨基酸等营养物质与非酶褐变反应的发生有关，其含量的高低在一定程度上决定了非酶褐变反应的速度[12]。不同处理对番茄酱Vc的影响见图2。

研究发现，在贮藏过程中番茄酱中Vc含量变化较为显著(P<0.05)。由图2可知，CK组和各处理组的Vc含量随着贮藏时间的延长均呈下降趋势。在整个贮藏期间内，CK组的Vc含量下降幅度显著高于各处理组(P<0.05)。T1处理组的Vc含量显著高于其他组(P<0.05)，T2处理组的Vc含量低于T3处理组，但是两者之间差异不显著(P>0.05)。经4个月的贮藏后，T1、T2、T3、CK组番茄酱所含的Vc含量分别为9.4，8.4，8.7，7.8 mg/100 g，损失率分别达到30%、37%、35%、42%。表明保鲜剂处理能延缓Vc的损耗，并能使其维持在较高的水平，减缓番茄酱营养物质的损失。

图2 不同处理对番茄酱Vc的影响Fig.2 Effect of different treatments on Vc of ketchup

2.3 不同处理对番茄酱可溶性固形物的影响

可溶性固形物含量是决定产品风味品质及货架期的重要指标之一。不同处理对番茄酱可溶性固形物含量的影响见图3。

图3 不同处理对番茄酱可溶性固形物的影响Fig.3 Effect of different treatments on TSS of ketchup

由图3可知，随着贮藏时间的延长，各组番茄酱的可溶性固形物含量均呈逐渐下降的趋势。T1、T2、T3处理组始终高于CK对照组，差异显著(P<0.05)。从贮藏第1个月开始，各处理组番茄酱可溶性固形物含量出现差异，T1处理组下降速度最慢，显著低于其他组(P<0.05)。T2处理组和T3处理组之间差异不显著(P>0.05)。可能是复合保鲜剂可以抑制微生物生长繁殖，防止糖类物质被降解以供消耗。在贮藏第4个月，T1、T2、T3、CK组可溶性固形物含量由初始51.1%下降到39.7%、36.2%、37.4%、30.1%。《中华人民共和国农业行业标准》中规定可溶性固形物含量低于24%即为不合格产品[13]，说明番茄酱在贮藏第4个月时，可溶性固形物含量不是影响其货架期的主要因素。综上所述，0.05%纳他霉素+0.05% Nisin复合保鲜剂可有效抑制可溶性固形物含量的损失，维持番茄酱品质。

2.4 不同处理对番茄酱的番茄红素的影响

番茄红素属于类胡萝卜素的一种，具有抗氧化、降血脂、防癌抗癌等生理活性功能[14]，在番茄酱中含量丰富。不同处理对番茄酱番茄红素含量的影响见图4。

图4 不同处理对番茄酱番茄红素的影响Fig.4 Effect of different treatments on lycopene of ketchup

在整个贮藏期内，4个不同处理的番茄红素含量均呈现逐渐下降的趋势，且未经保鲜剂处理的番茄酱的番茄红素含量下降趋势相比保鲜剂处理的更为明显(P<0.05)，尤其是经复合保鲜剂处理的番茄红素在贮藏过程中显著高于CK对照组(P<0.05)。经4个月的贮藏后，T1、T2、T3组的番茄红素含量分别为45.4，42.2，43.1 mg/100 g，损失率分别为7.0%、13.5%、11.7%而CK对照组的番茄红素含量为39.2 mg/100 g，损失率高达20%，由数据得出，相比于未经保鲜剂处理的番茄酱，保鲜剂处理可以有效抑制其番茄红素含量的降低，其中，0.05%纳他霉素+0.05% Nisin复合保鲜剂保鲜效果最佳。

2.5 不同处理对番茄酱菌落总数的影响

菌落总数是反映食品中微生物侵染程度和最长货架期的重要指标，菌落总数可以用来判定食品卫生质量的优劣。不同处理对番茄酱菌落总数的影响见图5。

图5 不同处理对番茄酱菌落总数的影响Fig.5 Effect of different treatments on the total number of bacterial colony of ketchup

在贮藏期内，各组菌落总数整体呈上升趋势。在贮藏前期(第0～1个月)，菌落总数上升较慢，这可能是微生物处于迟滞期以适应新环境。贮藏中期(第1～3个月)，微生物生长繁殖速度加快，菌落总数上升。各处理组菌落总数显著低于CK对照组(P<0.05)，说明纳他霉素和Nisin的抑菌效果显著，T2处理组的菌落总数高于T3处理组，单一Nisin对番茄酱的防腐保鲜效果高于纳他霉素。在贮藏第4个月，番茄酱中的菌落总数由最初的2.46 log(CFU/g)增加到3.38，3.64，3.58，4.15 log(CFU/g)，对照组的菌落总数在整个贮藏期内上升率最高，菌落总数T1

3 结论

番茄酱营养丰富、用途广泛，由于番茄红素的降解、非酶褐变反应以及微生物繁殖，导致番茄酱腐烂变色，营养素丧失。本试验研究了纳他霉素、Nisin及其复合处理对番茄酱防腐保鲜效果的影响。结果表明，常温环境下，经添加保鲜剂处理后，可有效抑制番茄酱腐烂褐变，维持色泽，更好地维持番茄酱的食用价值。结合褐变指数、Vc含量、可溶性固形物含量、番茄红素及菌落总数分析，0.05%纳他霉素+0.05% Nisin复合保鲜剂的防腐保鲜效果最优，可以有效延长番茄酱的货架期，维持其营养品质。