新疆番茄醬在儲(chǔ)藏期間色澤影響因素分析

雷用東 李紅敏 羅志根

摘要 [目的]探討新疆番茄醬儲(chǔ)藏期間的色澤變化。[方法]采用比色法測(cè)定新疆番茄醬儲(chǔ)藏期間的番茄紅素、色差值、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、褐變指數(shù)等指標(biāo)變化。[結(jié)果]隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)和儲(chǔ)藏溫度的升高，5-HMF值、褐變度指標(biāo)呈上升趨勢(shì)，而番茄紅素含量、色差中的ΔE值、a值、L值指標(biāo)有明顯的下降趨勢(shì)。[結(jié)論]高溫會(huì)加速番茄醬儲(chǔ)藏期間色澤的變化，導(dǎo)致番茄紅素降解和非酶褐變反應(yīng)，低溫儲(chǔ)藏更有利于保持番茄醬產(chǎn)品色澤的穩(wěn)定性及品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 新疆番茄醬;非酶褐變;5-羥甲基糠醛;褐變度

中圖分類號(hào) TS255.3 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2020）21-0188-04

Abstract [Objective]To explore the color changes of Xinjiang tomato paste during storage.[Method]The colorimetric method was used to determine the changes of lycopene，color difference，5hydroxymethylfurfural （5HMF），browning index and other indicators of Xinjiang tomato paste during storage.[Result]With the extension of storage time and the increase of storage temperature，the 5HMF value and browning index showed an upward trend，while the lycopene content，ΔE value，a value，and L value index in color difference showed significant downward trends.[Conclusion]High temperature would accelerate the color change of ketchup during storage，leading to lycopene degradation and nonenzymatic browning.Low temperature storage is more conducive to maintaining the color stability and quality of ketchup products.

Key words Xinjiang tomato paste;Nonenzymatic browning;5hydroxymethylfurfural;Browning degree

基金項(xiàng)目 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（09）。

作者簡(jiǎn)介 雷用東（1988—），男，重慶人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全工作。*通信作者，實(shí)驗(yàn)師，從事農(nóng)業(yè)檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

收稿日期 2020-04-30

番茄，又名西紅柿、洋柿子，古名喜報(bào)三元、六月柿。番茄的果實(shí)植物水分含量高，具有特殊風(fēng)味，含有豐富的番茄紅素。番茄紅素在防癌抗癌、抗氧化、預(yù)防心血管疾病、延緩動(dòng)脈粥樣硬化、抗衰老、保護(hù)皮膚等方面的生理功能[1]。由于新疆獨(dú)特的光熱資源和氣候條件，新疆所產(chǎn)番茄的紅色素、可溶性固形物含量高，霉菌、病害少，國(guó)際公認(rèn)品質(zhì)優(yōu)于美國(guó)、意大利等主要產(chǎn)地國(guó)家，是世界三大番茄生產(chǎn)中心之一[2]。目前，番茄醬產(chǎn)業(yè)極大地帶動(dòng)了新疆紅色產(chǎn)業(yè)，但番茄醬儲(chǔ)藏過程中的色澤變暗始終是影響番茄醬產(chǎn)品品質(zhì)最常見的質(zhì)量問題[3]。色澤是評(píng)價(jià)品質(zhì)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)[4]，由于番茄醬生產(chǎn)中經(jīng)受高溫加熱處理，酶促褐變受到抑制，其儲(chǔ)藏階段的色澤變化與色素降解及非酶促褐變有關(guān)[5-7]。因此，有必要充分了解番茄醬儲(chǔ)藏期間色澤的變化規(guī)律，有助于提高番茄醬產(chǎn)品色澤穩(wěn)定性、產(chǎn)品品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期。筆者通過考察新疆番茄醬不同貯藏溫度下，涉及影響產(chǎn)品色澤變化番茄紅素、色差值、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、褐變指數(shù)等指標(biāo)，了解其色澤的變化規(guī)律，以期為改進(jìn)儲(chǔ)藏方式、延長(zhǎng)番茄醬貨架期、提高商品價(jià)值提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑。袋裝番茄醬購(gòu)于新疆昌吉某番茄醬廠，分裝為40 g/袋，一等品。甲醇、無水乙醇，均為分析純，購(gòu)自浙江省東陽市天宇化工有限公司;苯，分析純，購(gòu)自江都市海辰化工有限公司;亞鐵氰化鉀，分析純，購(gòu)自河北智通化工有限責(zé)任公司;乙酸鋅、亞硫酸氫鈉，分析純，購(gòu)自山東格蘭德生物科技有限公司。蘇丹紅1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)自西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備。色差儀，型號(hào)ISO-2813，為上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;紫外可見分光光度計(jì)，型號(hào)UV-1240，為日本島津公司產(chǎn)品;電冰箱，型號(hào)BCD-268E，為Haier公司產(chǎn)品;恒溫箱，型號(hào)GRX20，為上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;萬分之一電子秤，型號(hào)SL2002N，為上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;格美通風(fēng)櫥，為東臺(tái)利達(dá)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

將同一批次袋裝番茄醬分別置于4、25、37、50 ?℃儲(chǔ)藏條件下避光保存。在不同儲(chǔ)藏時(shí)間分別隨機(jī)取樣，測(cè)定番茄紅素含量、色度（L、a、b）、色差（△E）、5-HMF含量、褐變度（A420 nm）的變化值。

1.2.2 番茄紅素含量的測(cè)定。

1.2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制（蘇丹紅1號(hào)色素代替番茄紅素）[8]。

準(zhǔn)確稱取5 mg蘇丹1號(hào)色素，無水乙醇溶解，定容至100 mL容量瓶，搖勻，吸取0.48、0.97、1.45、1.94、2.50 mL，分別注入100 mL容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度線，搖勻后即得1、2、3、4、5 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。在487 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2.2 樣品測(cè)定。

稱取番茄醬0.1～0.2 g，加入少量無水乙醇，迅速調(diào)勻，抽提黃色素，過濾，反復(fù)用無水乙醇抽提，直至濾液為無色為止。換一個(gè)干燥的50 mL容量瓶承接，用甲苯洗滌殘?jiān)?，直至殘?jiān)鼰o色為止。濾液中加甲苯至刻度，搖勻。用甲苯作空白，在487 nm波長(zhǎng)處測(cè)定，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得蘇丹紅1號(hào)色素的濃度，再計(jì)算出番茄紅素的含量。

1.2.3 5-HMF含量測(cè)定。

1.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。

準(zhǔn)確吸取1 mL羥甲基糠醛標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.5、1.0、1.5和2.0 mL，分別移入試管中，各加水至體積10 mL。在284 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.2 樣液測(cè)定。準(zhǔn)確稱樣10 g，用水移入100 mL容量瓶中，加入2 mL澄清劑再加水至刻度，搖勻，過濾，濾液備用。取制備液5 mL 2份，分別移入比色管中，向其中一個(gè)比色管加入5 mL 0.2%亞硫酸氫鈉，混勻作為參比，另一個(gè)試管中加入水5 mL，分別在284和336 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，同時(shí)做平行試驗(yàn)。

1.2.4 褐變度的測(cè)定。

準(zhǔn)確稱樣0.5 g，加入20 mL無水乙醇，搖勻振蕩20 min，過濾，取濾液。以無水乙醇作為空白對(duì)照，于420 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，同時(shí)做平行試驗(yàn)。

1.2.5 色差的測(cè)定。

采用色差儀中CIE-LAB顏色體系[9]測(cè)定色差。將待測(cè)番茄醬充分混勻后，用厚度10 mm玻璃皿放置在樣品池中測(cè)定。每次測(cè)定后將玻璃皿旋轉(zhuǎn)90°，做平行對(duì)照，測(cè)定3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄醬儲(chǔ)藏期間番茄紅素含量的變化

番茄紅素屬于異戊二烯類化合物，是類胡蘿卜素的一種。研究發(fā)現(xiàn)，番茄紅素具有一定的抗癌抑癌功效，并對(duì)于預(yù)防動(dòng)脈硬化、心血管疾病等疾病，增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)以及延緩衰老等都具有重要效果[10-11]，也是一種具有潛在開發(fā)的新型功能性天然色素。番茄醬儲(chǔ)藏期間番茄紅素含量會(huì)發(fā)生變化，使產(chǎn)品品質(zhì)降低，通過測(cè)定儲(chǔ)藏期內(nèi)番茄紅素含量的變化可為番茄醬儲(chǔ)藏條件控制提供重要依據(jù)，也可揭示其品質(zhì)質(zhì)量狀況。

由圖1可知，番茄醬在儲(chǔ)藏期間番茄紅素含量有明顯的下降趨勢(shì)，且儲(chǔ)藏溫度越高，圖1b顯示溫度為50 ℃條件番茄紅素含量的降解趨勢(shì)尤為顯著，這是因?yàn)榉厌u在儲(chǔ)藏期間發(fā)生氧化反應(yīng)，使得番茄紅素含量下降，而且高溫會(huì)加速反應(yīng)速度。因此，高溫儲(chǔ)藏會(huì)嚴(yán)重影響番茄醬的品質(zhì)。

2.2 番茄醬儲(chǔ)藏期間5-HMF含量的變化

果蔬褐變產(chǎn)生的羥甲基糠醛，主要是5-HMF，它是在果蔬貯藏和加工過程中產(chǎn)生的，一般認(rèn)為5-HMF是葡萄糖或果糖在酸性條件下脫水分解的產(chǎn)物。它的含量與果蔬的品種以及貯藏和加工條件有關(guān)，尤其是受加熱和高溫影響最大，因此常將其作為評(píng)價(jià)非酶褐變的指標(biāo)之一。羥甲基糠醛與氨基酸等氨基化合物反應(yīng)，可以生成褐色化合物，也是通常所說的果蔬褐變現(xiàn)象之一。據(jù)研究，番茄紅素不是引起番茄醬色澤變化的主要原因，美拉德反應(yīng)的主要產(chǎn)物是5-HMF[12]。因此，對(duì)番茄醬儲(chǔ)藏期間5-HMF含量的測(cè)定，可為番茄醬儲(chǔ)藏條件控制提供重要依據(jù)，也可揭示其品質(zhì)質(zhì)量狀況和褐變發(fā)生程度。

從圖2可以看出，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，4、25、37和50 ?℃下儲(chǔ)藏的番茄醬5-HMF含量均逐漸升高，因?yàn)楦邷乜梢约铀倩瘜W(xué)反應(yīng)，能產(chǎn)生更多的羥甲基糠醛。且羥甲基糠醛可以與氨基酸等氨基化合物反應(yīng)，生成褐色化合物，使褐變情況明顯。由此可見，在不同儲(chǔ)藏溫度下，羥甲基糠醛含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸上升，說明儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng)，儲(chǔ)藏溫度越高，5-HMF積累量越多，發(fā)生非酶促褐變更嚴(yán)重。

2.3 番茄醬儲(chǔ)藏期間褐變度的變化

由于非酶褐變反應(yīng)所產(chǎn)生的色素，可在波長(zhǎng)420 nm處有非常強(qiáng)的吸光值，吸光值越大，表明褐變反應(yīng)就越嚴(yán)重[6]。在番茄醬的A420 nm測(cè)定過程中，因?yàn)槌チ朔厌u的醇溶性色素物質(zhì)，所以測(cè)定以水溶性褐色物質(zhì)為主，對(duì)于酯溶性和醇溶性色素如類胡蘿卜素等不能很好地體現(xiàn)，因此對(duì)于番茄醬的非酶褐變用顏色體系的色差△E值表明應(yīng)更為全面。此外，A420 nm的測(cè)定能很好地反映水溶性褐色素的含量，將褐變指數(shù)與色差值結(jié)合起來分析，可以從不同方面體現(xiàn)番茄醬的非酶褐變程度。此外，用A420 nm表示番茄醬儲(chǔ)藏期間的褐變狀況在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)非常普遍，它是果蔬非酶褐變的重要指標(biāo)。

由圖3可知，番茄醬儲(chǔ)藏期間其吸光值（褐變度）隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，且25和37 ℃下儲(chǔ)藏的番茄醬褐變度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4 ℃。因此，高溫會(huì)加劇番茄醬的非酶褐變反應(yīng)。番茄醬在50 ℃儲(chǔ)藏期間褐變度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而劇增，且其褐變度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4、25和37 ℃，番茄醬在高溫條件下非酶褐變情況非常嚴(yán)重。

江英等[4]研究表明，在不同儲(chǔ)藏溫度下，番茄醬的褐變度隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變大，說明儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng)，儲(chǔ)藏溫度越高，番茄醬的褐變程度越嚴(yán)重。番茄醬在不同儲(chǔ)藏溫度下色澤穩(wěn)定性差異很大。番茄醬在4 ℃下儲(chǔ)藏60 d后非酶褐變指數(shù)變化較慢。隨著儲(chǔ)藏溫度的升高，均加劇番茄醬的非酶褐變程度，25 ℃下儲(chǔ)藏60 d后非酶褐變指數(shù)變化較快、37和50 ℃下儲(chǔ)藏其褐變指數(shù)的變化速率非常大，由此可見高溫儲(chǔ)藏對(duì)番茄醬非酶褐變的影響更大，進(jìn)一步說明番茄醬的褐變速率受溫度的影響很大，褐變活性較高。

2.4 色差的變化

顏色變化可以用不同的方法表達(dá)，與化學(xué)分析方法相比色度測(cè)量是更簡(jiǎn)單直接的方法[9]。已證實(shí)顏色體系CIELAB體系[L （亮度）、a （紅度和綠度）、b （黃度和藍(lán)度）、△E（色差值）]能很好地描述不同水果產(chǎn)品可見的顏色變化，CIELAB色差值表色體系可精確表示各種色調(diào)，也為色差的表示帶來了方便，尤其在研究和測(cè)定近似顏色的差別程度或食品的變色程度時(shí)，CIELAB體系上兩點(diǎn)間的距離就可以表示兩對(duì)應(yīng)顏色的差值，△E值表示番茄醬其儲(chǔ)藏過程中的顏色值與校零白板顏色值的差距。

2.4.1 L值的變化。由圖4可知，番茄醬儲(chǔ)藏期間L值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。番茄醬在50 ℃儲(chǔ)藏條件下L值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，且下降幅度比4、25和37 ℃更大。隨著儲(chǔ)藏溫度和時(shí)間的延長(zhǎng)，番茄醬顏色變暗與L值降低相對(duì)應(yīng)。4 ℃儲(chǔ)藏條件下番茄醬L值變化較緩，亮度沒有發(fā)生顯著變化;25 ℃儲(chǔ)藏條件下的番茄醬L值的變化顯著;37 ℃儲(chǔ)藏條件下，番茄醬L值的變化幅度較大;50 ℃儲(chǔ)藏會(huì)條件下，番茄醬L值的變化幅度最大。由此可見，高溫儲(chǔ)藏會(huì)加快番茄醬顏色變暗。

2.4.2 a值的變化。由圖5可知，儲(chǔ)藏期間番茄醬a值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。在50 ℃儲(chǔ)藏條件下番茄醬a值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，且下降幅度比4、25及37 ℃更大。a/b的值是衡量番茄醬品質(zhì)的重要指標(biāo)，a值下降說明高溫會(huì)使番茄醬品質(zhì)變差。在不同儲(chǔ)藏溫度下，番茄醬a值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降，說明儲(chǔ)藏時(shí)間越長(zhǎng)，儲(chǔ)藏溫度越高，番茄醬的下降趨勢(shì)越嚴(yán)重，其品質(zhì)變差程度越高。

2.4.3 b值的變化。由圖6可知，番茄醬b值在4、25、37和50 ℃儲(chǔ)藏條件下呈上升趨勢(shì)，番茄醬偏黃程度加強(qiáng);番茄醬b值隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)和儲(chǔ)藏溫度的升高而上升。這說明儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)和儲(chǔ)藏溫度的升高導(dǎo)致顏色由黃色向藍(lán)色轉(zhuǎn)變，表明黃色素物質(zhì)發(fā)生了降解，可能是由于類胡蘿卜素降解造成的。a/b比值是衡量番茄醬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，a值減小，b值增大，導(dǎo)致a/b比值減小，說明番茄醬品質(zhì)變差。江英等[4]研究表明，b值的變化受儲(chǔ)藏溫度的影響，高溫會(huì)導(dǎo)致b值升高，低溫條件下b值的上升趨勢(shì)不如高溫條件下明顯。因此，高溫更容易使番茄醬品質(zhì)變差。

2.4.4 ΔE值的變化。

由圖7可知，番茄醬在4、25、37和50 ℃儲(chǔ)藏條件下，其ΔE值都呈下降趨勢(shì)，且37 ℃下儲(chǔ)藏番茄醬的ΔE值略大于4 ℃和25 ℃。50 ℃儲(chǔ)藏條件下，其ΔE值下降最大。4 ℃儲(chǔ)藏條件下，番茄醬色差值的變化相對(duì)緩慢，25和37 ℃儲(chǔ)藏條件下其變化速率基本相同;50 ℃儲(chǔ)藏條件下色差值的變化最大。

3 結(jié)論

該研究新疆番茄醬隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，番茄醬不同儲(chǔ)藏溫度條件下的色澤指標(biāo)都有一定的變化，有些呈上升趨勢(shì)，如5-HMF值、褐變度等，有些指標(biāo)有明顯的下降趨勢(shì)，如色差中的ΔE值、a值、L值、番茄紅素含量等，其變化特征較為明顯。高溫會(huì)加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，使反應(yīng)產(chǎn)物積累速度更快，造成番茄醬品質(zhì)下降。低溫儲(chǔ)藏更有利于保持番茄醬產(chǎn)品色澤的穩(wěn)定性及產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)番茄醬的貨架期。

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