贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁品质的影响

马 越， 王欢欢,， 王宇滨,3， 白 冰， 赵晓燕,4， 张 超,5，*

(1.北京市农林科学院 蔬菜研究中心， 北京 100097； 2.沈阳农业大学 食品学院， 辽宁 沈阳 110866；3.果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室， 北京 100097； 4.农业部蔬菜产后处理重点实验室， 北京 100097；5.农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室， 北京 100097)

鲜榨果汁，也被称为非浓缩还原汁(NFC)，是将水果破碎、压榨、过滤后，直接进行灭菌和包装生产的一种工业化产品，具有果实原有的香气和营养，受到消费者青睐[1-2]。目前，橙汁、苹果汁、仙人掌汁、西瓜汁、桑葚汁、菠萝汁、芒果汁和草莓汁等已经使用超高压技术进行灭酶和灭菌，起到了良好的效果，处理后产品的微生物指标符合国家食品和饮料标准，维生素C和多酚等营养成分有效保留，风味更加接近果实的原始香气[2-8]。

番茄中含有胡萝卜素、维生素、碳水化合物、矿物质和有机酸等成分[9]，具有健胃消食、清热解毒、生津止渴、凉血平肝的功效[10]。目前，鲜榨番茄汁通过超高压技术或高压脉冲电场技术处理，品质和风味获得有效保留[8,11-12]。但是，鲜榨番茄汁货架期内品质和风味的变化规律尚缺少研究。因此，研究以热处理为对照，评价货架期内超高压处理鲜榨番茄汁菌落总数、关键酶的活性、营养组分含量及其风味的变化规律，以期为鲜榨番茄汁的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

番茄，北京市果香四溢蔬菜超市曙光花园店；营养琼脂，北京奥博星生物技术有限责任公司；氯化钠、焦性没食子酸、愈创木酚、偏磷酸，国药集团化学试剂有限公司；福林酚、抗坏血酸，美国Sigma公司；碳酸钠、氢氧化钠、过氧化氢、硫酸、冰醋酸、草酸，北京化工厂。

1.2 仪器与设备

UV-1800型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；全破碎打浆机，Philips 公司；台式分光测色仪，日本柯尼卡美能达公司；恒温恒湿培养箱，德国MMM集团；G154DW型高压灭菌锅，美国致微公司；超净工作台，北京东联哈尔仪器制造有限公司；BDS200FL型超高压设备，英国Stansted Fluid Power有限公司；S-50型胶体磨，廊坊通用机械制造有限公司；滴定仪，德国肖特仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1超高压处理和热处理

将2 kg番茄用超纯水清洗外表皮，切瓣去梗，用打浆机对番茄打浆30 s，然后用一层纱布过滤，滤出皮籽，过滤后的番茄汁使用胶体磨磨碎，然后使用高压均质机在3.0 MPa压力下均质，获得鲜榨番茄汁，使用铝箔袋进行包装，每袋质量100 g。

热处理：将铝箔袋置于100 ℃水中处理5 min，然后在冰水浴中迅速冷却至4 ℃。

超高压处理：将铝箔袋置于压力仓内，25 ℃、400 MPa处理30 min，迅速降低压力，时间约为10 s。

CK为未经过热处理和超高压处理的样品。

将热处理和超高压处理后的样品贮藏于4 ℃冷柜，分别在第1、2、3个月评价样品的品质和风味。

1.3.2微生物检测

根据国标方法测定样品中菌落总数、霉菌和酵母总数[13-14]。

1.3.3可溶性固形物和酸度测定

可溶性固形物采用手持便携式阿贝折光仪在室温下进行测定。pH值在室温下使用酸度计直接测定。

酸度采用滴定法测定，通过式(1)计算可滴定酸含量。

(1)

式(1)中：TA为可滴定酸含量，%；c为NaOH标准液的浓度，mol/L；V0为番茄汁样品总体积，mL；V1为滴定所用样品的体积，mL；V2为消耗NaOH的标准体积，mL；W为样品质量，g；K为折算系数，以柠檬酸计为0.070。

1.3.4风味测定

分别量取样品10 mL置于顶空进样瓶中，室温25 ℃下，平衡5 min后直接将进样针头插入样品瓶，采用顶空吸气法进行电子鼻分析实验。测定条件：传感器清洗时间100 s、传感器归零时间5 s、样品准备时间5 s、进样流量400 mL/min、检测时间60 s。完成1次检测后系统进行清零和标准化，然后再进行第2次顶空采样。统计分析10个不同选择性传感器的G/G0值。采用主成分分析表征样品之间的差别。

1.3.5维生素C含量的测定

采用钼蓝比色法测定番茄汁中维生素C含量。取10 mL样品加入25 mL草酸-EDTA，经过滤后，吸取1 mL上清液加入0.5 mL偏磷酸-醋酸溶液，再加入质量浓度0.05 g/mL浓硫酸1 mL，加入钼酸铵2 mL用蒸馏水定容至25 mL，15 min后在705 nm处测吸光值。

1.3.6总酚含量的测定

样品总酚含量采用Folin-Ciocalteau法测定。吸取1 mL样品，加入蒸馏水5 mL，Folin-Ciocalteus显色剂1 mL，质量浓度0.075 g/mL碳酸钠溶液3 mL，显色，放置2 h后，用分光光度计在765 nm处测定吸光值。

1.3.7PPO和POD活性测定

(2)

式(2)中：ΔA为410 nm或470 nm波长下吸光值的变化差，Δt为410 nm或470 nm波长下时间的变化差，f为样品的稀释倍数。

1.4 数据处理与统计

实验所有数据均有3次重复，计算平均值和标准偏差，使用统计分析软件DPS v7.05进行处理，Ducan’s新复极差法进行显著性分析(P≤0.05 )。图像绘制采用Origin 8.0软件(美国Origin Lab Corporation公司)。

2 结果与讨论

2.1 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁菌落总数的影响

果汁类饮料中微生物的国家食品卫生标准是菌落总数小于100 CFU/mL，霉菌和酵母菌不得检出。检测结果显示鲜榨番茄汁中未检出霉菌和酵母菌，货架期内鲜榨番茄汁中菌落总数的变化规律见图1。热处理后，番茄汁中未检出菌落；超高压处理显著降低了鲜榨番茄汁中的菌落总数，但是菌落总数随着贮藏时间延长而增加，在第一和第二个月，菌落总数低于100 CFU/mL，在第三个月高于100 CFU/mL。因此，采用400 MPa压力灭菌30 min可以保证鲜榨番茄汁2个月的货架期。相关的研究显示超高压处理的番茄汁在4 ℃贮藏35 d，可以保持较好的感官品质，微生物学指标符合国家食品卫生标准[8]，与本文结论相似。

2.2 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁pH值和可滴定酸含量的影响

贮藏时间对鲜榨番茄汁pH值和可滴定酸含量

不同字母代表差异显著，nd代表未检出。图1 贮藏时间对鲜榨番茄汁菌落总数的影响Fig.1 Effect of storage time on total colony of fresh tomato juice

的影响见图2。结果显示随着贮藏时间延长，鲜榨番茄汁的pH值逐渐降低，超高压处理的番茄汁pH值变化更加明显。朱瑞[16]研究发现超高压处理和热处理的胡萝卜汁的pH值也随着贮藏时间延长而降低，与本研究的结论一致。与pH值的变化规律相关，鲜榨番茄汁中可滴定酸含量随着贮藏时间延长而提高，值得注意的是，热处理的番茄汁可滴定酸含量增加更明显。

不同字母代表差异显著。图2 贮藏时间对鲜榨番茄汁pH值和可滴定酸含量的影响Fig.2 Effect of storage time on pH value and titratable acid content of fresh tomato juice

2.3 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁可溶性固形物含量的影响

贮藏时间对鲜榨番茄汁可溶性固形物含量的影响见图3。随着贮藏期的延长，鲜榨番茄汁的可溶性固形物含量未发生显著性变化。与柳青[17]的研究结果相似，超高压处理的西瓜汁在16周的贮藏过程中，可溶性固形物含量有所提高，但未发生显著性变化。

不同字母代表差异显著。图3 贮藏时间对鲜榨番茄汁可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effect of storage time on total soluble solid content of fresh tomato juice

2.4 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁维生素C含量的影响

贮藏时间对鲜榨番茄汁维生素C含量的影响见图4。随着贮藏时间延长，热处理和超高压处理番茄汁中的维生素C含量均发生显著性降低，超高压处理的番茄汁在第二个月降低约24%，在第三个月降低约28%；而热处理的番茄汁维生素C含量在第一个月降低约95%，随后继续降低，在到第三个月降低97%。因此，超高压处理能更加有效延缓鲜榨番茄汁中维生素C含量的降低。猕猴桃作为富含维生素C的果实，其超高压加工的果汁在贮藏过程中维生素C含量也显著性降低[16]，与本研究的结论一致。

不同字母代表差异显著。图4 贮藏时间对鲜榨番茄汁维生素C含量的影响Fig.4 Effect of storage time on vitamin C content of fresh tomato juice

2.5 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁总酚含量的影响

不同字母代表差异显著。图5 贮藏时间对鲜榨番茄汁总酚含量的影响Fig.5 Effect of storage time on total phenolic content of fresh tomato juice

贮藏时间对鲜榨番茄汁总酚含量的影响见图5。可以发现热处理和超高压处理的番茄汁在前2个月中，总酚含量未发生显著性变化，在第三月均发生显著性降低，约降低61%，而且超高压处理与热处理的保存率无显著性差别。同样的结论在尤菊[2]关于苹果汁的实验中得到了证实，超高压的苹果汁总酚含量随着贮藏时间的延长而降低，原因可能是由于多酚氧化及聚合反应，使基于福林酚检测方法的游离羟基数量减少，从而检测到总酚含量降低。

2.6 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁PPO和POD活性的影响

PPO和POD在果实发育过程中均发挥着重要的作用，它们的共同点在于均可以以酚类化合物为底物，催化其生成醌类物质，而醌类物质多为橙色、紫色，乃至褐色，宏观上会引起产品的褐变[18-20]。因此，钝化PPO和POD活性有利于维持产品中总酚含量，从而有利于维持产品的原色。贮藏时间对鲜榨番茄汁PPO和POD活性的影响见图6。热处理和超高压处理均显著降低产品中PPO活性，而热处理组PPO活性显著低于超高压处理组，因此，热处理和超高压处理均有效钝化PPO，其中热处理钝化PPO的能力更强。在贮藏过程中，热处理样品的PPO活性没有显著性变化；而超高压处理PPO活性在第二和第三个月显著低于第一个月，因此PPO活性随着贮藏时间的延长而进一步降低。该结论与超高压处理的草莓汁中PPO变化规律相似，草莓汁中PPO在贮藏过程中也发生显著性降低[21]。

不同字母代表差异显著。图6 贮藏时间对鲜榨番茄汁PPO活性和POD活性的影响Fig.6 Effect of storage time on PPO activity and POD activity of fresh tomato juice

与PPO活性变化规律相似，热处理和超高压处理均显著降低产品中POD活性，而热处理组POD活性显著低于超高压处理组，因此，热处理和超高压处理均有效钝化POD，其中热处理钝化POD的能力更强。在贮藏过程中，热处理样品的POD活性没有显著性变化；而超高压处理POD活性在第二和第三个月显著低于第一个月，因此POD活性随着贮藏时间的延长而进一步降低。与本研究结论相似，超高压处理也降低茭白中POD活性，从而抑制其木质化进程[22]。

2.7 贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁风味的影响

风味是影响产品品质的主要特征，贮藏期间鲜榨番茄汁风味的变化规律见图7。主成分1和主成分2对风味的贡献率分别为90.40%和9.10%，合计达到99.50%，可以反映样品风味的差异。超高压处理组与CK在主成分1上有一些差别，在主成分2上差别极小；热处理组与CK在主成分1和主成分2上具有显著性差别，因此，超高压处理的鲜榨番茄汁风味更加接近于CK。随着贮藏时间的延长，超高压处理组的鲜榨番茄汁未见显著性差别，而热处理组的番茄汁相互均有差别。结果说明超高压处理的鲜榨番茄汁风味更加接近于番茄的原有香气，而热处理引起风味的变化，并且风味的稳定性较低。与该结论一致，超高压处理鲜榨草莓汁的风味与新鲜草莓的风味更加相似[6,23]。

图7 贮藏时间对鲜榨番茄汁风味的影响Fig.7 Effect of storage time on aroma of fresh tomato juice

3 结 论

采用超高压处理(25 ℃和400 MPa处理30 min)可以保证鲜榨番茄汁在2个月的贮藏期内微生物指标满足国家食品卫生标准。在2个月贮藏过程中，超高压处理鲜榨番茄汁的pH值、PPO和POD活性逐渐降低；维生素C含量降低约24%，而热处理的番茄汁维生素C含量降低约96%；总酚含量未发生显著性变化；超高压处理的鲜榨番茄汁风味更加接近于番茄的原有香气，而热处理引起风味的变化，并且风味的稳定性较低。因此，经过超高压处理的鲜榨番茄汁在2个月的贮藏过程中，品质和风味均优于热处理番茄汁。