新疆番茄醬在儲藏期間色澤影響因素分析

雷用東 李紅敏 羅志根

摘要 [目的]探討新疆番茄醬儲藏期間的色澤變化。[方法]采用比色法測定新疆番茄醬儲藏期間的番茄紅素、色差值、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、褐變指數等指標變化。[結果]隨著儲藏時間的延長和儲藏溫度的升高，5-HMF值、褐變度指標呈上升趨勢，而番茄紅素含量、色差中的ΔE值、a值、L值指標有明顯的下降趨勢。[結論]高溫會加速番茄醬儲藏期間色澤的變化，導致番茄紅素降解和非酶褐變反應，低溫儲藏更有利于保持番茄醬產品色澤的穩定性及品質。

關鍵詞 新疆番茄醬;非酶褐變;5-羥甲基糠醛;褐變度

中圖分類號 TS255.3 ?文獻標識碼 A

文章編號 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

基金項目 農業農村部農產品重點實驗室開放課題（09）。

作者簡介 雷用東（1988—），男，重慶人，實驗師，碩士，從事農產品質量安全工作。*通信作者，實驗師，從事農業檢驗檢測工作。

收稿日期 2020-04-30

番茄，又名西紅柿、洋柿子，古名喜報三元、六月柿。番茄的果實植物水分含量高，具有特殊風味，含有豐富的番茄紅素。番茄紅素在防癌抗癌、抗氧化、預防心血管疾病、延緩動脈粥樣硬化、抗衰老、保護皮膚等方面的生理功能[1]。由于新疆獨特的光熱資源和氣候條件，新疆所產番茄的紅色素、可溶性固形物含量高，霉菌、病害少，國際公認品質優于美國、意大利等主要產地國家，是世界三大番茄生產中心之一[2]。目前，番茄醬產業極大地帶動了新疆紅色產業，但番茄醬儲藏過程中的色澤變暗始終是影響番茄醬產品品質最常見的質量問題[3]。色澤是評價品質的一項重要技術指標[4]，由于番茄醬生產中經受高溫加熱處理，酶促褐變受到抑制，其儲藏階段的色澤變化與色素降解及非酶促褐變有關[5-7]。因此，有必要充分了解番茄醬儲藏期間色澤的變化規律，有助于提高番茄醬產品色澤穩定性、產品品質和延長貨架期。筆者通過考察新疆番茄醬不同貯藏溫度下，涉及影響產品色澤變化番茄紅素、色差值、5-羥甲基糠醛（5-HMF）、褐變指數等指標，了解其色澤的變化規律，以期為改進儲藏方式、延長番茄醬貨架期、提高商品價值提供理論和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑。袋裝番茄醬購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，購自浙江省東陽市天宇化工有限公司;苯，分析純，購自江都市海辰化工有限公司;亞鐵氰化鉀，分析純，購自河北智通化工有限責任公司;乙酸鋅、亞硫酸氫鈉，分析純，購自山東格蘭德生物科技有限公司。蘇丹紅1號標準品，購自西格瑪奧德里奇貿易有限公司。

1.1.2 主要儀器與設備。色差儀，型號ISO-2813，為上海民橋精密科學儀器有限公司產品;紫外可見分光光度計，型號UV-1240，為日本島津公司產品;電冰箱，型號BCD-268E，為Haier公司產品;恒溫箱，型號GRX20，為上海精宏實驗設備有限公司產品;萬分之一電子秤，型號SL2002N，為上海民橋精密科學儀器有限公司產品;格美通風櫥，為東臺利達化學試劑有限公司產品。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計。

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

1.2.2 番茄紅素含量的測定。

1.2.2.1 標準曲線繪制（蘇丹紅1號色素代替番茄紅素）[8]。

準確稱取5 mg蘇丹1號色素，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標準溶液。在487 nm波長處測定吸光值，繪制標準曲線。

1.2.2.2 樣品測定。

稱取番茄醬0.1～0.2 g，加入少量無水乙醇，迅速調勻，抽提黃色素，過濾，反復用無水乙醇抽提，直至濾液為無色為止。換一個干燥的50 mL容量瓶承接，用甲苯洗滌殘渣，直至殘渣無色為止。濾液中加甲苯至刻度，搖勻。用甲苯作空白，在487 nm波長處測定，從標準曲線上查得蘇丹紅1號色素的濃度，再計算出番茄紅素的含量。

1.2.3 5-HMF含量測定。

1.2.3.1 標準曲線繪制。

準確吸取1 mL羥甲基糠醛標準溶液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波長處測定吸光值，繪制標準曲線。

1.2.3.2 樣液測定。準確稱樣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，向其中一個比色管加入5 mL 0.2%亞硫酸氫鈉，混勻作為參比，另一個試管中加入水5 mL，分別在284和336 nm波長處測定吸光值，同時做平行試驗。

1.2.4 褐變度的測定。

準確稱樣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照，于420 nm波長處測定吸光值，同時做平行試驗。

1.2.5 色差的測定。

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

2 結果與分析

2.1 番茄醬儲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。研究發現，番茄紅素具有一定的抗癌抑癌功效，并對于預防動脈硬化、心血管疾病等疾病，增強人體免疫系統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的新型功能性天然色素。番茄醬儲藏期間番茄紅素含量會發生變化，使產品品質降低，通過測定儲藏期內番茄紅素含量的變化可為番茄醬儲藏條件控制提供重要依據，也可揭示其品質質量狀況。

由圖1可知，番茄醬在儲藏期間番茄紅素含量有明顯的下降趨勢，且儲藏溫度越高，圖1b顯示溫度為50 ℃條件番茄紅素含量的降解趨勢尤為顯著，這是因為番茄醬在儲藏期間發生氧化反應，使得番茄紅素含量下降，而且高溫會加速反應速度。因此，高溫儲藏會嚴重影響番茄醬的品質。

2.2 番茄醬儲藏期間5-HMF含量的變化

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

從圖2可以看出，隨著儲藏時間的延長，4、25、37和50 ?℃下儲藏的番茄醬5-HMF含量均逐漸升高，因為高溫可以加速化學反應，能產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，生成褐色化合物，使褐變情況明顯。由此可見，在不同儲藏溫度下，羥甲基糠醛含量隨著儲藏時間的延長而逐漸上升，說明儲藏時間越長，儲藏溫度越高，5-HMF積累量越多，發生非酶促褐變更嚴重。

2.3 番茄醬儲藏期間褐變度的變化

由于非酶褐變反應所產生的色素，可在波長420 nm處有非常強的吸光值，吸光值越大，表明褐變反應就越嚴重[6]。在番茄醬的A420 nm測定過程中，因為除去了番茄醬的醇溶性色素物質，所以測定以水溶性褐色物質為主，對于酯溶性和醇溶性色素如類胡蘿卜素等不能很好地體現，因此對于番茄醬的非酶褐變用顏色體系的色差△E值表明應更為全面。此外，A420 nm的測定能很好地反映水溶性褐色素的含量，將褐變指數與色差值結合起來分析，可以從不同方面體現番茄醬的非酶褐變程度。此外，用A420 nm表示番茄醬儲藏期間的褐變狀況在國內外已經非常普遍，它是果蔬非酶褐變的重要指標。

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

江英等[4]研究表明，在不同儲藏溫度下，番茄醬的褐變度隨著儲藏時間的延長而逐漸變大，說明儲藏時間越長，儲藏溫度越高，番茄醬的褐變程度越嚴重。番茄醬在不同儲藏溫度下色澤穩定性差異很大。番茄醬在4 ℃下儲藏60 d后非酶褐變指數變化較慢。隨著儲藏溫度的升高，均加劇番茄醬的非酶褐變程度，25 ℃下儲藏60 d后非酶褐變指數變化較快、37和50 ℃下儲藏其褐變指數的變化速率非常大，由此可見高溫儲藏對番茄醬非酶褐變的影響更大，進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，與化學分析方法相比色度測量是更簡單直接的方法[9]。已證實顏色體系CIELAB體系[L （亮度）、a （紅度和綠度）、b （黃度和藍度）、△E（色差值）]能很好地描述不同水果產品可見的顏色變化，CIELAB色差值表色體系可精確表示各種色調，也為色差的表示帶來了方便，尤其在研究和測定近似顏色的差別程度或食品的變色程度時，CIELAB體系上兩點間的距離就可以表示兩對應顏色的差值，△E值表示番茄醬其儲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，番茄醬儲藏期間L值隨儲藏時間的延長呈下降趨勢。番茄醬在50 ℃儲藏條件下L值隨儲藏時間的延長呈下降趨勢，且下降幅度比4、25和37 ℃更大。隨著儲藏溫度和時間的延長，番茄醬顏色變暗與L值降低相對應。4 ℃儲藏條件下番茄醬L值變化較緩，亮度沒有發生顯著變化;25 ℃儲藏條件下的番茄醬L值的變化顯著;37 ℃儲藏條件下，番茄醬L值的變化幅度較大;50 ℃儲藏會條件下，番茄醬L值的變化幅度最大。由此可見，高溫儲藏會加快番茄醬顏色變暗。

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

2.4.3 b值的變化。由圖6可知，番茄醬b值在4、25、37和50 ℃儲藏條件下呈上升趨勢，番茄醬偏黃程度加強;番茄醬b值隨儲藏時間的延長和儲藏溫度的升高而上升。這說明儲藏時間的延長和儲藏溫度的升高導致顏色由黃色向藍色轉變，表明黃色素物質發生了降解，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的重要指標之一，a值減小，b值增大，導致a/b比值減小，說明番茄醬品質變差。江英等[4]研究表明，b值的變化受儲藏溫度的影響，高溫會導致b值升高，低溫條件下b值的上升趨勢不如高溫條件下明顯。因此，高溫更容易使番茄醬品質變差。

2.4.4 ΔE值的變化。

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

3 結論

該研究新疆番茄醬隨著儲藏時間的延長，番茄醬不同儲藏溫度條件下的色澤指標都有一定的變化，有些呈上升趨勢，如5-HMF值、褐變度等，有些指標有明顯的下降趨勢，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。高溫會加速化學反應的進行，使反應產物積累速度更快，造成番茄醬品質下降。低溫儲藏更有利于保持番茄醬產品色澤的穩定性及產品品質，延長番茄醬的貨架期。

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