番茄中功能物質的特性及不同加工方式對其品質的影響

摘要：番茄是人們餐桌上的美味之一，受到世界范圍內消費者的廣泛喜愛。番茄具有很高的營養(yǎng)價值，除含有常規(guī)營養(yǎng)素外，番茄所含大量具有抗氧化活性的酚類和黃酮類物質于人體健康十分有益，可以有效預防疾病的發(fā)生。番茄水分含量高，導致采后易變質且鮮食期短，因此多數(shù)需加工后進入市場，但在加工過程中往往會造成番茄在外觀、質地、香氣和功能性物質的大量損耗。隨著人們生活水平的不斷提高，番茄營養(yǎng)功能類物質在加工過程的大量損耗與人們追求營養(yǎng)健康飲食方式的訴求不符，因此新式非傳統(tǒng)加工方式近年來大量出現(xiàn)，包括超高壓處理、超聲處理和脈沖電場處理等。本文系統(tǒng)闡述了番茄中的生物組成成分和活性成分，根據(jù)不同活性成分所具有的潛在益生或預防疾病特性來綜合分析番茄的營養(yǎng)特性和益生特性，并深入探討不同加工方式對番茄營養(yǎng)品質的影響。

關鍵詞：番茄；功能成分；健康特性；加工方式；非熱處理方式

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2024）10-0883-11

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.10.001

Characteristics of Functional Substances in Tomatoes and the Impact of

Different Processing Methods on Their Quality

ZHANG Li， MA Yanxia， TAO Xinglin， HU Zhifeng

（Institute of Vegetables， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Tomatoes are one of the delicious foods on people's tables and are widely loved by consumers wJ1lBZdfnsDxyqnpHyrJEwg==orldwide. Tomatoes have high nutritional value in addition to conventional nutrients， the large amounts of phenolic and flavonoid substances with antioxidant activity in tomatoes are very beneficial to human health and can effectively prevent disease occurrence. The high water content in tomatoes leads to post-harvest spoilage and a short fresh food period， thus mostly need to be processed before entering the market. However， during processing， there is often a significant loss of tomatoes in terms of appearance， texture， aroma， and functional substances. As people's living standards continue to improve， the significant loss of nutritional functional substances in tomatoes during processing contradicts the demand for a nutritious and healthy diet， leading to the emergence of many new non-traditional processing methods in recent years， including ultra-high pressure treatment， ultrasonic treatment and pulsed electric field treatment. In this paper， the biological and active components of tomato are systematically described， and the nutritional and probiotic properties of tomato are comprehensively analyzed according to the potential probiotic or disease-preventing properties of different active components， and the effects of different processing methods on the nutritional quality of tomatoes are deeply discussed.

Key words： Tomato; Functional component; Health characteristic; Processing method; Non-heat treatment

收稿日期：2024 - 03 - 19；修訂日期：2024 - 08 - 23

基金項目：甘肅省重點研發(fā)計劃資助項目（22YF7NA033）；甘肅省農業(yè)科學院重點研發(fā)計劃資助項目（20203GAAS18）；國家自然科學基金（32060678）。

作者簡介：張 莉（1987 — ），女，甘肅張掖人，助理研究員，碩士，研究方向為番茄育種。Email： gaaszl1021@163.com。

通信作者：胡志峰（1974 — ），男，甘肅隴南人，研究員，主要從事茄果類蔬菜育種及栽培等方面研究工作。Email： huzf@gsagr.ac.cn。

番茄（Solanum lycopersicum L.）屬茄科植物番茄屬，不僅具有鮮美的味道和多種多樣的顏色與形狀，而且因含豐富的營養(yǎng)物質和酸甜的口感成為廣受大眾喜愛的蔬菜和調味品，是世界上最受歡迎的瓜果和蔬菜之一［1 - 3 ］。根據(jù)FAOSTAT（糧農組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫）的統(tǒng)計，目前全球番茄年產量約為1.64億t［4 ］。過去50年中，全球對番茄產品的需求量由2760萬t增加到17 100萬t［5 ］。雖然番茄產量巨大且因其優(yōu)良的風味深受消費者喜愛，但由于番茄含水量高達940 g/kg，在采后極易變質腐爛，鮮果貯存期較短，因此50%以上的鮮果番茄被加工成不易變質的番茄產品，如果汁、番茄泥、番茄醬和番茄粉等。番茄在加工過程中往往需要承受高溫、高壓等處理，導致番茄風味物質散失、質地變軟從而導致番茄價值下降［6 ］。

近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)番茄不僅味道可口，而且還具有很高的營養(yǎng)價值，對人體健康有諸多益處。番茄中含有豐富的碳水化合物、膳食纖維、蛋白質和氨基酸等大部分的宏觀營養(yǎng)化合物，食用后可以為機體提供足夠的物質和能量以維持大量代謝反應的進行［7 ］。除了基礎營養(yǎng)的供應外，番茄還富含多種生物活性化合物，如酚類、類黃酮、類胡蘿卜素、維生素和糖苷生物堿等［5 ］，該類活性化合物使番茄可以作為優(yōu)質的抗氧化劑在預防人類疾病風險方面有著巨大的潛力，對諸如肥胖、高血糖和高膽固醇血癥、心血管疾病和癌癥的預防能力在大量的體外和體內研究中都得到了證明［8 ］。隨著人們對于營養(yǎng)和活性物質的偏好和追求，針對大量活性物質在加工過程中容易出現(xiàn)被破壞或失活的狀況，根據(jù)不同活性物質的敏感程度使用適合的加工方式，最大限度地保留番茄作為抗氧化劑在人類營養(yǎng)中的作用，對于番茄中活性物質的生物利用具有重要的研究意義。

番茄的加工技術對番茄的營養(yǎng)品質和生物活性的影響巨大，多種活性物質可能在加工中遭到破壞，目前番茄的加工方式為機械處理、熱處理和非熱處理等［9 ］。機械處理是傳統(tǒng)番茄加工方式，雖然附加產值較低，但其使用范圍廣、技術門檻低，依然是使用最為廣泛的加工手段。機械加工通常不影響番茄中營養(yǎng)物質的含量和活性，但無法增加番茄的保質期和品質。熱加工技術如巴氏殺菌、滅菌和無菌處理已逐漸成為僅次于機械處理的番茄加工手段，其加工產品附加值高，具有貯藏久、風味佳等特點，但在加工過程破壞番茄的風味與營養(yǎng)物質［10 ］。傳統(tǒng)番茄熱加工技術往往會對番茄產品的總體質量和穩(wěn)定性造成不良影響，因此對高效的新型非熱加工技術的需求日益增長，以克服感官特性的不良變化，保留更多的生物活性化合物，同時在所需的儲存期內主要保持產品的微生物穩(wěn)定性。在過去的10年中，新的非熱技術，如高壓（HP）、超聲波（US）和高強度脈沖電場技術（HIPEF）已經(jīng)在食品工業(yè)中建立起來［11 ］，盡管這些技術仍然不完善，在安全性、成本控制和實際應用中仍存在諸多難題，但依然在番茄產業(yè)的升級和優(yōu)化中占據(jù)了重要的作用。鑒于此，我們從番茄中功能物質的特性及不同加工技術方面著手，系統(tǒng)闡述番茄中的生物組成成分和活性成分，根據(jù)不同活性成分所具有的潛在益生或預防疾病特性，綜合分析番茄的營養(yǎng)特性和益生特性，并深入探討不同加工方式對番茄營養(yǎng)品質的影響。

1 番茄主要營養(yǎng)物質

番茄作為在營養(yǎng)膳食消費中具有重要意義的瓜果類蔬菜，其營養(yǎng)物質含量十分豐富，按功能上分類，主要分為生物組成成分和生物活性成分（圖1），其中多酚類物質是目前公認的番茄主要活性成分，可發(fā)揮抗氧化、抗衰老和抗癌等多種功效，而其他組成成分如蛋白質和糖苷生物堿類則作為番茄的主要組成成分和活性成分共同發(fā)揮作用［8 ］。

1.1 生物組成成分

1.1.1?; 碳水化合物 碳水化合物是番茄的主要組成成分，主要包括可溶性糖和非可溶性膳食纖維兩大部分［12 ］?？扇苄蕴侵饕瞧咸烟呛凸牵鸭捌湎嚓P產品中的碳水化合物，特別是可溶性糖含量往往對味道和質地有較大影響，果糖會給人以愉悅感，是人們食用偏好的控制因素。膳食纖維包含纖維素、半纖維素、木質素和果膠等物質，在諸多研究中已經(jīng)被證明對人體消化道有諸多益處，且非可溶性膳食纖維是構成果肉骨架的主要成分，是番茄重要的組成成分。在不同的工業(yè)加工階段，番茄渣中中性纖維和總糖的平均組成分別為59.03%和25.73%［13 ］。

1.1.2 蛋白質和氨基酸 番茄種子作為新鮮番茄的重要組成部分，具有十分重要的價值。番茄種子中粗蛋白質含量約占24.5%，其中谷氨酸和天冬氨酸含量最高［14 ］。最近的研究表明，在番茄種子中發(fā)現(xiàn)的蛋白質含量可以與其他植物相媲美，其含量比例幾乎是小麥的兩倍，番茄和以番茄為基礎的食物中的特定蛋白質含量占干重21.9%以上［15 ］。此外，番茄中的蛋白質顯示出對人體健康具有重要作用。例如，在對金色敘利亞雄性倉鼠進行的實驗中發(fā)現(xiàn)，食用含有豐富蛋白質的脫脂番茄種子，有降低膽固醇的效果［16 ］。氨基酸具有多種生物學功能，包括調節(jié)肌肉蛋白質代謝、控制生長和免疫、降低脂肪、提高食物利用率等，因此在生物生長方面具有重要意義［17 ］。據(jù)報道，番茄種子蛋白質中必需氨基酸的比例為39.5%［18 ］。此外，賴氨酸、組氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸等親水性氨基酸和丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等疏水性氨基酸的比例分別為41.6%和26.4%，是番茄生長發(fā)育和維持基礎功能代謝的物質基礎［19 ］。

1.2 生物活性成分

1.2.1 多酚類物質 酚類化合物是水果、蔬菜和谷物等植物中發(fā)現(xiàn)的主要化學活性成分之一，其合成是植物在正常發(fā)育過程中合成的次生代謝物，主要是植物應對不良環(huán)境如受到傷害、紫外線輻射、熱、干旱和鹽等脅迫條件的響應，不屬于植物組成的必需部分［20 ］。酚類化合物，又稱多酚類，是人類飲食的重要組成部分，而番茄果實中總酚含量根據(jù)品種不同從98.00～230.00 mg/kg［21 ］，生番茄中的主要酚類物質可分為類黃酮和酚酸兩部分，其中類黃酮包括蘆丁、柚皮素、山奈酚和槲皮素等。柚皮素是合成多種高級類黃酮結構的前體物質，同時也是糖基化反應的底物，是酚類化合物合成的重要物質，有研究發(fā)現(xiàn)在熱加工過程中，由于柚皮素的分解或濾出，總酚類化合物會大量流失［22 ］。番茄果實中含有大量的酚類化合物和類黃酮。其中柚皮苷查爾酮（Naringenin chalcone）是番茄中含量最多的酚類化合物，含量達到3.097 g/kg（干重）。其次是3-咖啡?？鼘幩幔?- caffeoylquinic acid）和槲皮素-3-蘆丁苷（quercetin- 3-rutinosid），分別為717.00 mg/kg（干重）和600.00 mg/kg（干重）。在黃酮類化合物中，蘆丁含量最高（3.70～181.16 mg/kg鮮重），其次是柚皮苷（6.50～11.90 mg/kg鮮重）、槲皮素（0.48～1.41 mg/kg鮮重）和楊梅素（0.17～2.86 mg/kg鮮重）［23 ］。此外，番茄中酚酸化合物含量最高的是綠原酸，約為7.50～1.3.80 mg / kg鮮重。酚類物質的含量在番茄的不同部位含量不同，例如果皮、果肉和種子中存在顯著差異，其中番茄外皮和種子的多酚含量是果肉中的2.2倍［24 ］。

1.2.2 類胡蘿卜素 類胡蘿卜素是由植物和微生物合成的脂溶性色素的統(tǒng)稱，是許多水果和蔬菜呈現(xiàn)黃色、橙色和紅色的原因［25 ］。迄今為止，已有750多種天然類胡蘿卜素被鑒定，然而在人類血液和組織中卻只發(fā)現(xiàn)了20種［26 ］。類胡蘿卜素在結構上可分為環(huán)狀類胡蘿卜素和線性類胡蘿卜素兩大類，環(huán)狀的類胡蘿卜素包括α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素，而線性的類胡蘿則統(tǒng)稱為番茄紅素，如葉黃素、玉米黃質和β-隱黃質等［27 ］。類胡蘿卜素是具有抗氧化特性的植物化學物質，是維生素A的重要膳食來源。類胡蘿卜素與人類健康有關，在功能上可以與其他抗氧化劑協(xié)同保護細胞和組織免受氧化損傷，當存在于人類飲食中時，這些生物活性化合物可作為心血管疾病預防劑、抗癌劑和免疫系統(tǒng)調節(jié)劑［28 ］。由于類胡蘿卜素對人體健康的重要作用，番茄加工時建議采摘后立即提取或進行適當保存，以減少損失［25 ］。

1.2.3 番茄紅素 番茄紅素是類胡蘿卜素家族中的一種，主要由植物合成，定位于染色體中的天然色素。它是成熟番茄中最豐富的類胡蘿卜素，占類胡蘿卜素總量的80%～90%［29 ］。因為人體無法合成類胡蘿卜素，因此通過飲食攝取成為人體獲得番茄紅素的最佳途徑，而番茄和番茄制品由于其含量高且天然無害，提供了人體85%的番茄紅素需求量［30 ］。不同部位的番茄紅素含量差異較大，在成熟果實中番茄紅素的濃度為31.00～77.00 mg/kg，且具有較高的生物活性［31 ］。在結構上，番茄紅素是一種脂肪族烴，具有11個碳碳共軛雙鍵，這賦予了它獨特的紅色，使其具有脂溶性。番茄紅素是一種多不飽和直鏈分子，光、化學反應和熱都能誘導番茄紅素產生順反異構化［32cdb6e58452b557a414f2379c76c3a4e25b4da9a336b5bb068cc0fc3ba381f4e2 ］。制藥、化妝品和食品行業(yè)對番茄紅素的需求量都很高，從番茄中獲得天然番茄紅素由于在加工過程中存在損失，市售價格昂貴，因此需要優(yōu)化加工條件，提高番茄紅素的提取率，具有十分重要的意義。

1.3 礦物質和維生素

番茄中含有大量的礦物質和維生素，因此可以作為人體微量營養(yǎng)素的重要來源，包括維生素A、B、E以及鉀、鈉、鎂、硫等礦質元素［33 ］。新鮮番茄中最豐富的礦物質是鉀（237 mg/kg），其次是磷（24 mg/kg）、鎂（11 mg/kg）和鈉（5 mg/kg）。此外在番茄加工的廢棄物中也包含豐富的礦物，其中鉀元素在番茄廢棄物中的含量最高，達到2 238 mg/kg，其次是硫、鎂、鈉，分別依次為135、134、132 mg/kg［34 ］。

番茄還是食物中維生素C含量最高的水果蔬菜之一，維生素C具有水溶性并可以貯存在體內，是人類維生素C最重要的來源。維生素C的生物活性高度依賴于番茄的基因型、品種、果實發(fā)育和環(huán)境條件等因素，新鮮番茄中維生素C的含量介于80～163 mg/kg（鮮重），并具有高生物活性［35 ］。維生素C作為一種有效的抗氧化化合物，表現(xiàn)出許多與健康相關的作用。維生素E是一種脂溶性化合物，由不同的化學結構組成，包括4種生育酚（α-，β-，γ-和δ）和4種生育三烯醇（α-， β-，γ-和δ）［36 ］。α-生育酚作為人類血漿中存在的唯一形式的維生素E，被定義為維生素E膳食攝入量中的標準物質。由于人體缺乏合成維生素E的能力，維生素E在日常飲食中非常重要［37 ］。

1.4 脂肪酸

脂肪主要存在于番茄果皮和種子中，新鮮番茄的總脂肪重量約為0.200 g/kg，而番茄渣中脂肪含量豐富，番茄種子中脂肪含量約為120～180 g/kg，且其含油量約為20%［38 ］。番茄果皮和種子中脂肪酸的組成與低亞麻酸豆油相似，番茄中大約75%～85%的脂肪可以很容易地用溶劑提?。?9 ］。番茄廢棄物中脂肪酸含量最多的是不飽和脂肪酸，約為77.04%；飽和脂肪酸占比為22.72%。此外，番茄中存在的主要脂肪酸是亞油酸，占總脂肪的51.91%；其次是油酸和棕櫚酸，分別占18.5%和16.32%［40 ］。而番茄廢棄物中多不飽和脂肪酸n-6∶n-3的比值為12.56∶1，處于相對適中的比例，對人體健康有益［40 ］。

1.5 糖苷生物堿類

糖生物堿常指茄科植物的次生代謝物，可形成番茄堿和茄堿兩種化合物，這些代謝物的主要功能是保護植物，并可在動物和人類中發(fā)揮重要作用［41 ］。番茄堿主要由α-番茄堿和脫氫番茄堿組成，主要存在于未成熟番茄中（500.00 mg/kg鮮重），而紅果番茄中這些化合物的含量較低（5.00 mg/kg鮮重）。相反，成熟的番茄含有更高水平的番茄皂苷A，含量達到90.00～530.00 mg/kg鮮重［42 ］。此外，也有研究表明品種和農藝條件等因素會影響番茄果實中2種糖生物堿化合物的含量。

2 番茄對人體健康的影響

越來越多的研究證明食用番茄對人體的健康有益，例如食用番茄和番茄制品可以降低患心血管疾病和各種癌癥的比例，這些有益的特性歸功于類胡蘿卜素和酚類化合物的抗氧化活性。番茄種子中的低聚糖對健康有益，可以改善腸道菌群的失調，而番茄素則可以預防結腸癌（圖2）。不同的活性物質在膳食中起到不同的作為，共同增進人體健康。

2.1 類胡蘿卜素的抗氧化特性

氧化損傷是造成人體多種慢性疾病的罪魁禍首，體內自由基，或其他活性氧或含氮物質會引起嚴重的氧化損傷［43 ］。由于自由基穩(wěn)定性低，在細胞空間的時空分布復雜，參與的反應范圍廣，使相關研究成為生物學中最動態(tài)、最復雜的領域之一。飲食因素，如礦物質、維生素、多酚和類胡蘿卜素的攝入被認為對氧化應激引起的疾病具有預防作用。而番茄中含有多種植物化學活性物質，包括類胡蘿卜素、生育酚、類黃酮和氨基酸等均具有抗氧化能力，具有發(fā)揮抗氧化的潛力［8 ］。

番茄紅素具有高度不飽和的脂肪烴結構，具有一系列獨特的生物活性。番茄紅素最重要的特性之一是就是可有效地滅活自由基，如過氧化氫、二氧化氮、硫和磺基自由基以及具有高度破壞性的羥基自由基、脂質過氧自由基和單線態(tài)氧等［44 ］。有研究表明，每天食用番茄產品可以顯著減少Fe2+處理對DNA的損傷，并提高對紫外線和過渡金屬離子的抵抗力［45 ］。此外，番茄紅素的抗氧化作用可以通過其他生物活性化合物的存在而增強，如類胡蘿卜素和維生素，因為它們具有協(xié)同抗氧化活性，番茄紅素與其他生物活性化合物的相互作用之間的關系是目前番茄抗氧化活性研究的熱點領域。

2.2 食用番茄與心臟健康

心血管疾?。–VD）是一類疾病的總稱，最常見的是冠心病和中風，在世界范圍內造成很高比例的死亡。導致心血管疾病的主要因素是肥胖、高血壓、高膽固醇、缺乏運動和吸煙等［46 ］。心血管病發(fā)生的風險因素包括可改變和不可改變的兩類，其中可改變的危險因素受代謝和生活方式的影響，而食用具有生物活性的營養(yǎng)物質有助于減少心血管疾病的發(fā)生［47 ］。番茄及其制品由于其抗氧化和抗炎機制而對心臟具有保護作用［48 ］，這一領域需要更多的研究來證實。

2.3 食用番茄與腫瘤的預防

許多關于人類、動物和細胞的研究都致力于癌癥預防。一些植物化學物質包括類胡蘿卜素，被認為是可以減少癌癥風險的因素［49 ］。在癌癥預防方面，類胡蘿卜素的癌癥預防作用研究主要集中在番茄紅素［50 ］。肺癌是世界上最常見的癌癥，占癌癥確診病例總數(shù)的13%，其次是乳腺癌、結腸直腸癌和前列腺癌。番茄紅素的抗腫瘤作用已經(jīng)在一項對香煙煙霧的研究中得到了證實，其結果表明高劑量和低劑量番茄紅素均能抑制細胞鱗狀化的發(fā)生率［51 ］。另外一項針對332名肺癌患者和865名對照組患者的流行病學研究表明，攝入3種類胡蘿卜素（β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素和葉黃素）組合最高的人患肺癌的風險最低［52 ］。此研究還表明，除了番茄紅素，番茄的其他成分也可能對肺癌有保護作用［52 ］。

有研究發(fā)現(xiàn)，西方偏好的飲食習慣（橄欖油、紅酒和番茄）與結直腸癌的發(fā)生呈現(xiàn)負相關，而番茄被認為是這種飲食習慣的關鍵因素［53 ］。而另一項關于番茄和胡蘿卜汁對胃腸官腔影響的研究中發(fā)現(xiàn)，在飲用含有類胡蘿卜素和番茄紅素的果汁14 d后，在糞便中檢測到類胡蘿卜素水平的增加，同時可以改變結腸癌發(fā)生的相關進程，降低發(fā)病率［54 - 55 ］。

3 不同加工方式對番茄品質的影響

番茄的加工包括多個步驟，根據(jù)最終產品主要有番茄罐頭、番茄醬汁、果汁和調味沙拉醬等。目前加工番茄中常用的工藝有機械處理、熱處理和非熱處理等，由于機械處理對番茄保質期增加較小，且對營養(yǎng)幾乎無影響，因此主要討論熱處理和非熱處理導致番茄營養(yǎng)成分和生物利用度的變化（圖3）。

3.1 熱處理對番茄營養(yǎng)的影響

傳統(tǒng)的熱加工對番茄制品主要在延長保質期和提高食品安全質量等方面發(fā)揮作用。在大多數(shù)情況下，依賴于高溫的方法有不同的用途，如滅活微生物和酶，改變番茄外觀以及增加番茄產品的濃度。常用的油炸或煮沸等處理方法，可能使番茄在外觀、營養(yǎng)、感官和成分特性方面發(fā)生改變，例如熱處理會使造成番茄材料中35%～78%槲皮素結合物損失，而黃酮醇則會被降解，然后進一步分解到沸水中。熱處理對番茄制品中活性成分的影響因溫度的不同而不同［56 ］。熱加工過程中對番茄中總酚含量的影響在不同的研究中存在爭論，有研究發(fā)現(xiàn)，將番茄勻漿加熱到88 ℃并維持30 min后，總酚含量并有發(fā)生變化［57 ］。而其他研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過熱處理的番茄泥中的酚含量發(fā)生了變化，這主要是由于番茄基質中的酚類化合物在整個過程中被釋放出來，所以番茄汁中的總酚類化合物增加［6 ］。

在工業(yè)加工過程中，加熱會影響番茄和番茄制品的質量，包括顏色、粘度和風味都會有所改變［58 ］。關于顏色方面的變化，主要是由于色素降解和美拉德反應，同時可以造成抗壞血酸降解。在60～120 ℃條件下加熱1～6 h后，番茄泥的紅色強度顯著下降，這是由于強熱處理造成番茄紅素分解并形成美拉德反應產物［59 ］。此外，由于番茄紅素可以分解植物細胞的纖維素結構，因此適當加熱有助于通過提高番茄紅素的生物利用度來滅活相關酶以保持番茄汁的顏色。因此，為了提高番茄紅素在番茄制品中的顏色和生物利用度，適當加熱是在應用非熱處理方法之前需要考慮的一個重要預處理步驟［60 ］。

有研究證實，傳統(tǒng)的巴氏殺菌法會使番茄泥的粘度大大降低［61 ］。低粘度的番茄產品無法在懸浮液中保留其固體部分，導致了果肉和果清分離，可以通過熱冷交替處理來滅活果膠酶以克服這個問題。盡管高溫處理可以通過使果膠酶失活而增加番茄汁的稠度，但另外一些研究報告發(fā)現(xiàn)高溫使可溶性果膠從細胞壁中滲出，而溶出的果膠則由于長時間加熱而變性造成粘度降低［62 ］。

溫度升高對番茄揮發(fā)性氣味化合物有很大的影響。熱處理會改變新鮮番茄中一些典型化合物包括飽和與不飽和C6醛、酯、酮和類胡蘿卜素類的含量。番茄泥經(jīng)過60 ℃的熱處理后2-甲基-2-丁烯醛和1-庚烯-3-酮的含量增加，這會導致番茄煮熟后散發(fā)出類似茶的氣味［63 ］。還有研究發(fā)現(xiàn)冷歇期和熱歇期番茄汁的揮發(fā)性成分存在差異，后者的揮發(fā)性成分含量較低，而這些差異在番茄的濃縮過程中造成番茄風味的改變，進一步說明了溫度可以改變揮發(fā)性化合物的組成［64 ］。

微波加熱可作為一種常規(guī)熱加工的替代方法以提高番茄汁的質量、營養(yǎng)品質和保質期。微波加熱能夠從食物基質內部產生熱量，這是任何傳統(tǒng)加熱方法都無法做到的［65 ］。事實證明，與傳統(tǒng)加熱技術相比，微波處理速度更快，能夠更好地保持番茄的質量和營養(yǎng)特性（特別是維生素的保留）［66 ］。研究表明，與傳統(tǒng)熱加工的番茄汁相比，微波加工的番茄汁具有更高的抗壞血酸、總類胡蘿卜素和番茄紅素含量。微波加熱最重要的問題之一是溫度分布不均勻，這可能會影響食品的安全和質量［67 ］。微波處理在更短的處理時間內進行熱殺菌，同時賦予產品更高的抗氧化生物活性，可以提供一種物化性質和微生物特性更穩(wěn)定的番茄產品。

3.2 非熱加工對番茄營養(yǎng)品質的影響

傳統(tǒng)的非熱加工手段如切割、均質和剝皮等步驟，往往會導致鮮切番茄組織暴露在空氣中從而影響其抗氧化成分。此外，消費者在直接食用番茄時往往喜歡去掉番茄果實的特定部分，如果皮、花萼和種子等，該過程同樣會對品質造成影響，同時浪費果皮和種子中的黃酮和酚類物質。因此目前出現(xiàn)了一系列富含科技含量的新型非熱加工手段，已經(jīng)成為一種潛在的替代熱處理的加工方式，包括超高壓、超聲和電磁脈沖處理等手段，該類非熱加工方法加工過程溫度低，能源利用率高，具有能夠保持番茄的色、香、味不變且保持較高的生物活性，同時殺滅腐敗微生物和降低相關酶活等特點［68 ］。

3.2.1 超高壓處理（High pressure processing， HPP）

HPP是一種利用水作為媒介傳遞100～900 MPa壓力用以滅活微生物和相關酶來保存食物的技術。研究表明，與傳統(tǒng)熱處理和未加工的番茄制品相比，HPP改善了番茄制品的顏色特性［3 ］。HPP對番茄產品營養(yǎng)和感官特性的影響已被廣泛研究，并被證明有助于提高食物的營養(yǎng)物質、抗氧化活性和風味特性。與熱加工的番茄泥相比，HPP加工的番茄泥中維生素C含量明顯更高［69 ］。另外一項研究發(fā)現(xiàn)，當番茄泥在高溫及400 MPa的壓力下加工時，類胡蘿卜素含量顯著下降，而樣品經(jīng)過600 MPa處理后，類胡蘿卜素含量比未經(jīng)處理組增加了172%［70 ］。此外，HPP在100～600 MPa時已被證明能提高番茄汁和番茄泥中番茄紅素的提取率。同時，HPP具有激活細胞釋放多種營養(yǎng)物質的能力，但單獨的高壓處理可能存在一定的風險，部分微生物孢子的抗性壓力達到1 200 MPa［71 ］。

3.2.2 超聲處理（Ultrasonic processing， US） 人類聽覺的閾值為16 kHz，使用大于該值的聲波產生的能量來處理番茄是一種新型的非熱加工手段［72 ］。US滅活微生物的機理是通過物理（空化、機械效應和微機械沖擊）或化學（由于聲化學反應而形成自由基）手段來實現(xiàn)的，該技術被認為是一種十分具有應用前景的新型非熱技術，可產生廣泛的效益，其特點在于更高的產品獲得率，更短的加工時間，更簡單的操作和更低維護成本，同時可以改善番茄的口味，質地，風味和顏色，并在較低的溫度下減少病原體［73 ］。據(jù)報道，US處理番茄汁可以通過減小番茄汁的粒徑使PME酶和PG酶失活來提高其流變性能，同時有效保持番茄汁的均一性［74 ］。US處理可以使番茄汁的亮度、紅度、黃度值均下降，總色差增加，從而改變番茄汁的顏色。不過，有研究發(fā)現(xiàn)US處理（20 kHz，脈沖持續(xù)時間5 s開和5 s關/30～40 ℃ 保持2 min）會降解番茄汁中30%～40%的抗壞血酸。US加工過程中對微生物的殺傷機制主要是造成細胞壁的破裂、細胞膜的破壞和變薄以及通過自由基的產生和局部產熱造成DNA損傷。當US在適當品質方面具有很大的潛力［75 ］。

3.2.3 脈沖電場處理（Pulsed electric field processing， PEF） 脈沖電場技術是將短的高功率電脈沖（ms或μs）傳遞到位于電極之間的產品當中。在PEF處理過程中，施加高電壓會使樣品中的微生物失活，同時對食品品質造成最小的不利影響［76 ］。脈沖電場處理的典型系統(tǒng)包括PEF發(fā)生器（由高壓發(fā)生器和脈沖發(fā)生器組成）、處理室、產品處理系統(tǒng)，監(jiān)測和控制裝置。中等強度脈沖電場（MIPEF）和高等強度脈沖電場（HIPEF）處理都可以應用于食品工業(yè)，其中HIPEF技術（20～80 kV /cm，1～10 μs短脈沖）已被廣泛研究作為傳統(tǒng)熱處理的替代方法［77 ］。由于它能使微生物和酶失活，同時保持液體食品的營養(yǎng)質量、抗氧化活性和新鮮度，因此其應用越來越受到關注。有研究報道，HIPEF處理（40 kV/cm，57 μs） 番茄汁可通過控制酶活達到比熱處理更有效地保存番茄的顏色口味。此外，HIPEF可使番茄汁中超過80%的PME酶失活，同時可以顯著的增強番茄汁的粘度［78 ］。

除了HIPEF技術外，中等強度脈沖電場（MIPEF）技術在食品工業(yè)中也收到越來越多的關注。與HIPEF處理相比，在MIPEF中使用的電壓水平較低（小于2 kV）。研究發(fā)現(xiàn)MIPEF處理（1 kV/cm，4 μs）番茄顯著增加了番茄汁中類胡蘿卜素化合物的含量，包括葉黃素、α-蘿卜素和β-胡蘿卜素、反式番茄紅素，而這一變化歸因于MIPEF誘導的應激反應增強了代謝物的產生［79 ］。

4 小結及展望

隨著人們生活水平的不斷提高，番茄的營養(yǎng)價值及生物功效在未來將越來越多地受到關注，番茄作為具有抗氧化活性的健康食品，其膳食機理及在預防和改善代謝類疾病的具體調控機理方面的研究尚有許多空白，全面的了解番茄的營養(yǎng)組成和活性成分是研究其功能的前提。確定番茄在營養(yǎng)方面潛力的活性化合物并如何在加工過程中保留其功能成分成為另外一個研究熱點，傳統(tǒng)熱加工被認為對番茄的營養(yǎng)品質破壞極大，主要表現(xiàn)在多酚類和黃酮類物質的損耗，如何改善熱加工工藝以減少損耗，可以大大地提高番茄產品的附加值，同時有益消費者的健康。其次，一些非傳統(tǒng)的熱加工技術有著獨特的優(yōu)勢，如何進一步保證其安全性和可靠性在未來的研究中有著廣闊的前景。

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