姚宇晨,趙 蕓,趙抒娜,2*,朱晨輝,李艷惠
(1.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司,老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室,營(yíng)養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102209;2.中糧糖業(yè)控股股份有限公司,農(nóng)業(yè)部糖料與番茄質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家糖料加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,新疆昌吉 831100;3.中糧屯河番茄有限公司,新疆昌吉 831100)
番茄是世界范圍內(nèi)廣泛栽培的作物,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,既是蔬菜,又有水果的特征,有“菜中之果”和“平民水果之王”的美稱。由于番茄及其制品的獨(dú)特食用、保健及輔助治療的功效,在世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易中占有重要的地位。近年來,隨著人們飲食習(xí)慣的改變,番茄的需求量不斷擴(kuò)大,但因其果實(shí)含水量高、皮薄汁多、不易貯藏和運(yùn)輸,保存不當(dāng)或長(zhǎng)期放置易腐爛變質(zhì),使得果實(shí)損耗率高,整體產(chǎn)業(yè)的增值不明顯。同時(shí),由于其生產(chǎn)季節(jié)固定、市場(chǎng)供需不均衡,利于長(zhǎng)期放置食用的番茄制品應(yīng)運(yùn)而生,主要包括去皮番茄、番茄醬、番茄汁和番茄沙司4 大類[1]。
番茄通常分為鮮食番茄和加工番茄,由于加工番茄的可溶性固形物為5%左右,普通的鮮食番茄僅為1%~2%[2],因此番茄制品行業(yè)一般使用加工番茄作為原料。據(jù)FAO 統(tǒng)計(jì),2011 年加工番茄的全球產(chǎn)量約1.6 億t,全世界每年用于加工的番茄達(dá)3 000 多萬t。其中,番茄醬為20 世紀(jì)初從西方引入中國(guó),最初多用于西餐,后來逐漸為中餐所接受的產(chǎn)品。番茄醬已經(jīng)逐漸成為一種日常調(diào)味品,并在中餐方面得到創(chuàng)新應(yīng)用。由于我國(guó)人口基數(shù)眾多,目前番茄制品的市場(chǎng)尚處于前期培育開發(fā)階段,市場(chǎng)前景廣闊。
圖1 番茄深加工產(chǎn)業(yè)鏈Fig.1 Deep processing industry chain of tomato
番茄作為深受大眾喜愛的蔬菜,在居民飲食結(jié)構(gòu)中占重要地位,其含有人體所需的多種天然營(yíng)養(yǎng)成份,具有減少色斑、延緩衰老、降脂降壓、養(yǎng)護(hù)前列腺、健胃護(hù)肝等功效[3]。番茄制品屬于快消品,需求剛性較強(qiáng)。自20 世紀(jì)80 年代以來,國(guó)際市場(chǎng)對(duì)番茄制品的需求劇增,旺盛的需求促使番茄加工業(yè)快速發(fā)展。番茄醬主要作為調(diào)味品集中在歐美地區(qū)消費(fèi),約占全球消費(fèi)量的80%,由于飲食習(xí)慣的差異,我國(guó)是新鮮番茄的傳統(tǒng)消費(fèi)大國(guó),但對(duì)番茄醬的消費(fèi)量則相對(duì)較少。因此,中國(guó)的番茄制品主要以出口為主,受全球市場(chǎng)影響較大。2005 年以來,由于番茄收購價(jià)格持續(xù)上漲,我國(guó)番茄的種植面積迅速擴(kuò)大,而在2010—2013 年,全球番茄產(chǎn)量豐產(chǎn),導(dǎo)致全球番茄醬的庫存過剩,全行業(yè)進(jìn)入去庫存周期,使得我國(guó)的番茄產(chǎn)量也隨之縮減,市場(chǎng)對(duì)番茄需求增速始終震蕩上行。
2000 年以來,我國(guó)人均消費(fèi)番茄制品年均增速約為15%,但截至目前我國(guó)國(guó)內(nèi)人均番茄制品消費(fèi)量與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距,這表明國(guó)內(nèi)番茄制品的消費(fèi)潛力巨大,整體行業(yè)處于成長(zhǎng)期。隨著人民生活水平的不斷提高,消費(fèi)習(xí)慣的逐漸改變,今后我國(guó)番茄制品消費(fèi)也將逐年增加,由于人口基數(shù)大,國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)空間廣闊,同時(shí)未來番茄產(chǎn)品的多樣化、差異化程度也將進(jìn)一步提升。因此,需對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行廣泛的宣傳和引導(dǎo),促使國(guó)內(nèi)對(duì)番茄制品消費(fèi)習(xí)慣的養(yǎng)成。
全球番茄的生產(chǎn)地主要分為美國(guó)加州河谷、地中海沿岸以及中國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古等三大區(qū)域,以新鮮番茄加工而成的番茄制品是全球性商品,成本低廉、口味舒適且有強(qiáng)大的生理功能,世界多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都具有食用番茄制品的習(xí)慣。
番茄由于營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、栽培容易、適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高、供應(yīng)期長(zhǎng)、加工鮮食用途多樣化等特點(diǎn),在世界各地廣泛種植,成為世界性主要蔬菜之一。美國(guó)、俄羅斯、巴西、以色列、意大利等國(guó)都盛產(chǎn)番茄,并且主要用于制品加工,如美國(guó)88.1%用于加工制品,近11.84%供應(yīng)鮮食;意大利72.5%用于加工制品,26.6%為鮮食;希臘70.7%的番茄用于加工制品,29.2%供鮮食。
根據(jù)出口量統(tǒng)計(jì),全球番茄出口結(jié)構(gòu)為鮮番茄>番茄醬>番茄沙司>去皮番茄>番茄汁。世界主要番茄制品生產(chǎn)國(guó)分布在北美、地中海沿岸以及南美的部分地區(qū),美國(guó)是世界最大的番茄制品生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),其加工番茄主要用于生產(chǎn)番茄醬;意大利是全球第二大番茄生產(chǎn)國(guó),國(guó)內(nèi)番茄醬消費(fèi)量保持在7.4 萬t/年,意大利番茄醬的進(jìn)口主要來自中國(guó)、土耳其和希臘;土耳其的自然環(huán)境適合加工番茄的種植,是歐美市場(chǎng)之外的主要番茄制品生產(chǎn)國(guó),大部分出口日本、韓國(guó)、俄羅斯等國(guó)家[4]。
番茄原產(chǎn)于南美洲,后在中國(guó)南北方廣泛栽培,我國(guó)番茄制品具有高番茄紅素含量的特點(diǎn),色差、黏稠度和霉菌指數(shù)均達(dá)到世界同類產(chǎn)品先進(jìn)水平,以質(zhì)優(yōu)價(jià)宜的番茄制品滿足了國(guó)際市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求,加快了世界番茄加工產(chǎn)業(yè)格局的調(diào)整步伐。近幾年歐美國(guó)家因原材料價(jià)格與生產(chǎn)成本上漲、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼減少等,導(dǎo)致番茄制品的產(chǎn)量急劇下降,而國(guó)內(nèi)番茄制品行業(yè)受此因素的推動(dòng),國(guó)際市場(chǎng)的份額得到進(jìn)一步擴(kuò)大。
中國(guó)產(chǎn)出的番茄產(chǎn)品主要以鮮或冷藏的番茄、番茄汁、番茄沙司及其他番茄調(diào)味汁、番茄罐頭、整個(gè)或切片番茄、番茄醬罐頭質(zhì)量(≤5 kg 和>5 kg 兩種)、其他非醋方法制作或保藏的絞碎番茄等形式,其中番茄醬是出口最多的加工產(chǎn)品,主要分為固形物含量28%~30%和36%~38%兩種,年出口量超100 萬t,出口金額超50億元。
番茄味酸甘、性平、無毒,果實(shí)富含氨基酸、脂肪、碳水化合物、粗纖維、鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、煙酸和多種維生素,其維生素含量在果蔬中首屈一指,此外還含有較多的錳、銅、碘、鋅以及獨(dú)特的番茄紅素、檸檬酸和蘋果酸等。
番茄紅素不僅賦予番茄制品鮮艷的色澤,還具有抗氧化、抑制突變、降低核酸損傷、減少心血管疾病、預(yù)防多種癌癥等多種功效??茖W(xué)研究表明,番茄紅素是人體中無法制造而又必須從飲食中獲取的營(yíng)養(yǎng)元素,且番茄中的番茄紅素必須經(jīng)過加工處理后才能更好地被人體吸收[5]。試驗(yàn)將經(jīng)加熱后與未加工的番茄進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),前者的番茄紅素和其他抗氧化劑含量顯著提高。一個(gè)生番茄中番茄紅素含量約為305 mg,但絕大多數(shù)不易被人體吸收,在經(jīng)過加工處理后果實(shí)皮肉之間的番茄紅素被壓榨出來,可被人體充分利用,營(yíng)養(yǎng)專家建議成人每人每天應(yīng)當(dāng)攝取30 mg 番茄紅素,等同于吃1 kg 鮮番茄,而飲用優(yōu)質(zhì)番茄汁或食用番茄制品,僅需300~500 mL,這也是番茄制品廣受歡迎的原因之一[6-7]。除番茄紅素外,番茄中所含的多酚、類胡蘿卜素等組分通常協(xié)同增強(qiáng)番茄紅素的生理功效,所以番茄制品在加工過程中要盡可能選擇多保留營(yíng)養(yǎng)素成分的加工工藝。
番茄制品可分為初加工和深加工產(chǎn)品,初加工產(chǎn)品主要包括番茄醬、去皮番茄、番茄汁、番茄沙司、番茄粉等,大多采用噴淋清洗、冷(熱)破碎、真空濃縮、高溫瞬時(shí)滅菌、冷卻、無菌灌裝等加工工藝。深加工產(chǎn)品主要包括番茄紅素、番茄膳食纖維、番茄SOD 和發(fā)酵飲料等,用來彌補(bǔ)不同消費(fèi)層次對(duì)番茄制品的需求并提高對(duì)加工番茄的整體利用率[8-9]。
圖2 番茄產(chǎn)品產(chǎn)量比例分布圖Fig.2 Distribution map of the proportion of tomato production
番茄醬產(chǎn)地主要分布在歐美、中國(guó)和土耳其等,是目前產(chǎn)量占比最高的番茄制品[10]。近年來用于加工的番茄品種逐年增多,番茄醬的世界年平均貿(mào)易量在150~200萬t,生產(chǎn)國(guó)國(guó)內(nèi)消費(fèi)和出口用量比例約為2∶3。然而,歐美等國(guó)近幾年的番茄種植面積每年卻以5%~20%的速度遞減,對(duì)從發(fā)展中國(guó)家進(jìn)口的依賴性提高。我國(guó)番茄醬產(chǎn)量以年均22.5%的速度遞增,全國(guó)近九成番茄醬集中在新疆生產(chǎn)加工,其余在甘肅和內(nèi)蒙古一帶。新疆的土壤、灌溉和氣候條件非常適合加工番茄的種植,由于生長(zhǎng)期的日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大,所以果實(shí)的單產(chǎn)、可溶性固形物含量和番茄紅素含量都相對(duì)較高,適宜優(yōu)質(zhì)的番茄制品加工[11]。
因番茄醬是濃縮型產(chǎn)品,番茄紅素含量相對(duì)較高,若包裝和貯藏方式不當(dāng),極易變質(zhì)腐爛[12]。番茄醬在儲(chǔ)藏期間的顏色指標(biāo)與儲(chǔ)藏溫度和儲(chǔ)藏時(shí)間呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān)性,儲(chǔ)藏溫度越高或時(shí)間越長(zhǎng),非酶褐變的程度越深,其原因在于儲(chǔ)藏中發(fā)生美拉德反應(yīng)和VC 的氧化分解反應(yīng),因?yàn)榉厌u中的糖、氨基酸和VC 的含量會(huì)隨儲(chǔ)藏溫度的升高和儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,總酚含量變化不顯著[13]。另外,研究發(fā)現(xiàn)超高壓處理不僅可以在低溫下達(dá)到殺菌作用,還避免了因常壓殺菌溫度過高而導(dǎo)致的番茄紅素順反異構(gòu)轉(zhuǎn)化,溫度50 ℃、壓力50 MPa 條件下處理10 min 能完全殺滅番茄醬中的微生物[14]。
番茄汁是以番茄為原料制成的果汁飲品,富含VA和VC,其中VC 含量可達(dá)15~25 mg/100 mL[15]。隨著人們營(yíng)養(yǎng)健康意識(shí)的提高,近年來番茄汁逐漸被消費(fèi)者接受。根據(jù)市場(chǎng)目前發(fā)展趨勢(shì)看,未來番茄汁飲料具有替代蘋果汁、橙汁成為需求量最大的果蔬汁的市場(chǎng)潛力。
目前,我國(guó)番茄汁飲料的加工工藝仍然處于發(fā)展階段,還有很多關(guān)鍵技術(shù)問題未解決,包括加工過程熱處理時(shí)間過長(zhǎng)、番茄汁的液化處理利用率低、番茄汁加工專業(yè)品種少等。針對(duì)這些問題國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了研究,例如番茄飲料在加工貯藏過程中易出現(xiàn)分層,針對(duì)此現(xiàn)象,郭玲玲等[16]研究了最佳復(fù)合添加劑黃原膠0.03%、瓊脂0.05%、羧甲基纖維素鈉0.08%,提高了番茄汁的均勻度和穩(wěn)定性;戚向陽等[17]研究發(fā)現(xiàn)使用羧甲基纖維素鈉、海藻酸丙二醇酯和黃原膠混合物作為穩(wěn)定劑可以增強(qiáng)渾濁型番茄汁在加工貯藏中的穩(wěn)定性。此外,針對(duì)番茄出汁率的研究較多,目前多采用壓榨法和酶法,顏麗等[18]采用響應(yīng)曲面法確定纖維素酶的最佳添加量為0.08%,番茄出汁率顯著提高,出汁率達(dá)到90.08%。
番茄發(fā)酵飲料是以番茄汁或番茄醬為原料,加入多種輔料發(fā)酵而成,主要有乳酸菌發(fā)酵飲料和番茄酒飲料兩類。
圖3 番茄發(fā)酵飲料工藝流程Fig.3 Fermented beverage process of tomato
乳酸菌發(fā)酵飲料的風(fēng)味獨(dú)特,且細(xì)菌代謝產(chǎn)物能減輕胃酸分泌,促進(jìn)人體消化酶的分泌和腸道的蠕動(dòng),從而促進(jìn)食物的消化吸收起到預(yù)防便泌的作用。同時(shí),乳酸菌菌體在體內(nèi)被分解后,其有效成分被機(jī)體吸收,能增強(qiáng)人體免疫力;番茄酒順應(yīng)了以低度酒取代高度酒、果酒取代糧食酒的酒類消費(fèi)潮流,選用新鮮番茄壓榨成番茄汁,經(jīng)處理后加入糖、檸檬酸等進(jìn)行發(fā)酵,其風(fēng)味與葡萄酒相似,從營(yíng)養(yǎng)功能角度看,保留了番茄原有的維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分,并且具有清熱生津、養(yǎng)陰涼血、促進(jìn)消化等作用[19]。
番茄紅素是一種天然植物色素,屬于類胡蘿卜素,廣泛存在于西瓜、葡萄、芒果等果實(shí)中,是果實(shí)顯紅色的重要成分,其含量隨個(gè)體成熟度的不同呈現(xiàn)差異性。近年研究發(fā)現(xiàn),番茄紅素的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有多種重要的功能,如清除自由基、抗氧化、抗衰老、誘導(dǎo)細(xì)胞間連接通訊、控制腫瘤增殖等保健作用[20]。國(guó)內(nèi)對(duì)番茄紅素的提取方法很多,主要包含直接粉碎法、超臨界流體萃取法、溶劑萃取法、酶反應(yīng)提取法提取等[21]。
番茄紅素油樹脂為初級(jí)產(chǎn)品,穩(wěn)定性相對(duì)差,因此常采用軟膠囊包埋對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。番茄紅素膠囊是采用現(xiàn)代化技術(shù)科學(xué)加工的產(chǎn)品,具有口感純正、風(fēng)味典型、番茄紅素吸收利用率高、食用方便、便于貯存運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)[22]。目前,市場(chǎng)中已有番茄紅素膠囊、片劑和液體制劑等形式,顯著擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
近10 年來中國(guó)的番茄產(chǎn)量不斷增長(zhǎng),規(guī)模超6 000萬t/年,據(jù)FAO 公布的最新數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)的番茄產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界第一。然而,目前我國(guó)番茄產(chǎn)業(yè)總體生產(chǎn)水平不高,加工業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后,番茄制品品種單一、人均消費(fèi)量小,且出口主要以濃縮番茄醬的形式,形式單一、附加值低。此外,由于當(dāng)前番茄制品主要以熱加工為主,加工技術(shù)較為傳統(tǒng)、加工精度較低,這不僅造成了大量原料損失,也導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量較差、環(huán)境污染等問題。
針對(duì)番茄加工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,建議要加快現(xiàn)代化進(jìn)程,以市場(chǎng)為導(dǎo)向,以先進(jìn)科技為支柱,以精細(xì)加工為突破口,依托專業(yè)化生產(chǎn)基地和龍頭企業(yè),選擇加工專用的優(yōu)良品種,研究開發(fā)適銷對(duì)路的新型番茄制品,加強(qiáng)番茄終端產(chǎn)品的綜合開發(fā),著重研究功能型低糖番茄汁、發(fā)酵番茄汁、調(diào)味番茄丁等產(chǎn)品。同時(shí),需要注重采用創(chuàng)新技術(shù)來替代或輔助傳統(tǒng)加工技術(shù),如超聲技術(shù)作為一種新興的非熱技術(shù),具有成本低、能耗低和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在食品加工中具有廣闊的應(yīng)用前景[23-24]。最后,加強(qiáng)科普宣傳,科學(xué)引導(dǎo)消費(fèi),讓更多的健康番茄制品進(jìn)入千家萬戶和人們的日常飲食中。