復合生物保鮮劑對番茄醬防腐保鮮效果研究

李惠，熊忠飛，李喜宏

(天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457)

番茄醬是人們常用的調味品之一，營養價值豐富，具有特殊風味[1]，深受消費者喜愛。但是番茄醬在加工和貯藏過程中，由于番茄紅素降解以及非酶褐變反應[2]，造成產品色澤變暗，營養元素流失，風味降低，貨架期大大縮短。因此，如何防褐變及延長番茄醬貨架期是當前亟待解決的產業難題。

目前，國內外對于醬類食品的保鮮研究主要有超高壓處理、低溫處理、保鮮劑處理等[3-5]。這些方法對于延長番茄醬貨架期均取得了一定效果，但是番茄醬變色、腐敗問題仍存在。超高壓處理、低溫處理等方法成本較高，需要輔助的設備，保鮮劑成本相對較低且操作簡單方便。但是保鮮劑處理主要集中在苯甲酸鹽、山梨酸鹽等化學合成防腐劑。隨著人們對食品質量要求的提高，保鮮劑的安全性和功能性日益受到人們的關注，天然生物保鮮劑也進入人們的視野[6]。天然保鮮劑是從植物、動物或微生物代謝產物中提取而來[7]，目前天然生物保鮮劑在番茄醬中的應用還未得到推廣。

本試驗針對番茄醬在貯、運、銷過程中易出現褐變、營養素喪失、風味降低、微生物侵染等問題，研究納他霉素、乳酸鏈球菌素(Nisin)及納他霉素和乳酸鏈球菌素(Nisin)復合處理對番茄醬營養品質變化規律，旨在延長番茄醬貨架期，并期望為今后復合天然生物保鮮劑對番茄醬保鮮提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄醬：福建省好客姐食品有限公司；納他霉素：食品級，河南圣斯德實業有限公司；乳酸鏈球菌素(Nisin)：食品級，上海奧宇生物科技公司。

1.2 儀器

JJ-1000精密型電子天平 常熟雙杰測試儀器廠；SHP-250B無菌操作臺 上海瑞仰凈化裝備有限公司；LS-BSOL高壓滅菌鍋 上海華線醫用核子儀器有限公司；TU-1901型紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；Centrifuge 5804R型冷凍離心機 德國 Eppendorf 公司；手持折光儀 邦億精密量儀(上海)有限公司。

1.3 試驗處理

把番茄醬分成4組，每組100 g番茄醬，見表1。分別加入0.05%納他霉素溶液、0.05%乳酸鏈球菌素(Nisin)、復合保鮮劑(配比為0.05%納他霉素+0.05% Nisin)，分裝于蒸煮袋后密封，巴氏殺菌，置于25 ℃條件下貯存，并于第0，1，2，3，4個月取樣，檢測褐變指數(BI)、Vc、可溶性固形物、番茄紅素和菌落總數，以評估保鮮效果。

表1 試驗處理組Table 1 The experiential treatment group %

1.4 指標測定

1.4.1 褐變指數測定

參照江英等[8]的方法，稱取1 g番茄醬與25 mL 95%乙醇混勻，于8000 r/min離心15 min，取上清液在420 nm處測吸光值。以蒸餾水作為空白，以420 nm處的吸光度A420nm表示褐變指數BI。

1.4.2 Vc測定

采用分光光度法進行測定[9]。

1.4.3 可溶性固形物測定

使用手持折光儀進行測定。

1.4.4 番茄紅素測定

參照GB/T 14215-2008《番茄醬罐頭》內番茄醬中番茄紅素的測定方法[10]。

1.4.5 菌落總數測定

采用平板培養計數法，根據國標GB 4789.2-2016進行測定[11]。

1.5 處理與分析方法

利用SPSS 24.0和Origin 2017軟件對試驗數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對番茄醬褐變指數的影響

褐變是食品加工及貯藏過程中普遍存在的現象，食品褐變不僅會影響外觀，而且會降低產品的營養價值。褐變指數是非酶褐變的評價指標，不同處理對番茄醬褐變指數的影響見圖1。

圖1 不同處理對番茄醬褐變指數的影響Fig.1 Effect of different treatments on browning index of ketchup

隨著貯藏時間的延長，番茄醬的褐變指數BI均呈上升趨勢，且T1、T2、T3處理組BI顯著低于CK對照組(P<0.05)。在貯藏前期(第0～1個月)，各處理組BI上升率較慢，這可能是由于貯藏前期，保鮮劑抑制酶活，并且促進羰氨反應中縮合物的降解，有效抑制褐變。貯藏后期(第3～4個月)，各處理組BI上升速度加快，且T1、T2、T3處理組BI仍低于CK組。究其原因，可能是貯藏后期微生物入侵，生長繁殖速度加快，溫度升高，導致非酶褐變速度加快，褐變程度更為明顯。在貯藏第4個月，T1、T2、T3處理組A420 nm值分別是0.3，0.40，0.35，BI抑制率分別為CK組的36%、15%、26%。綜上所述，納他霉素和Nisin保鮮劑均可有效抑制番茄醬的褐變速率，其中0.05%納他霉素+0.05% Nisin復合保鮮劑效果最佳。

2.2 不同處理對番茄醬Vc的影響

Vc不僅是果實的重要營養成分，也是一種抗氧化劑，可以清除活性氧，但是在貯藏過程中極易被氧化。Vc、糖和氨基酸等營養物質與非酶褐變反應的發生有關，其含量的高低在一定程度上決定了非酶褐變反應的速度[12]。不同處理對番茄醬Vc的影響見圖2。

研究發現，在貯藏過程中番茄醬中Vc含量變化較為顯著(P<0.05)。由圖2可知，CK組和各處理組的Vc含量隨著貯藏時間的延長均呈下降趨勢。在整個貯藏期間內，CK組的Vc含量下降幅度顯著高于各處理組(P<0.05)。T1處理組的Vc含量顯著高于其他組(P<0.05)，T2處理組的Vc含量低于T3處理組，但是兩者之間差異不顯著(P>0.05)。經4個月的貯藏后，T1、T2、T3、CK組番茄醬所含的Vc含量分別為9.4，8.4，8.7，7.8 mg/100 g，損失率分別達到30%、37%、35%、42%。表明保鮮劑處理能延緩Vc的損耗，并能使其維持在較高的水平，減緩番茄醬營養物質的損失。

圖2 不同處理對番茄醬Vc的影響Fig.2 Effect of different treatments on Vc of ketchup

2.3 不同處理對番茄醬可溶性固形物的影響

可溶性固形物含量是決定產品風味品質及貨架期的重要指標之一。不同處理對番茄醬可溶性固形物含量的影響見圖3。

圖3 不同處理對番茄醬可溶性固形物的影響Fig.3 Effect of different treatments on TSS of ketchup

由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，各組番茄醬的可溶性固形物含量均呈逐漸下降的趨勢。T1、T2、T3處理組始終高于CK對照組，差異顯著(P<0.05)。從貯藏第1個月開始，各處理組番茄醬可溶性固形物含量出現差異，T1處理組下降速度最慢，顯著低于其他組(P<0.05)。T2處理組和T3處理組之間差異不顯著(P>0.05)。可能是復合保鮮劑可以抑制微生物生長繁殖，防止糖類物質被降解以供消耗。在貯藏第4個月，T1、T2、T3、CK組可溶性固形物含量由初始51.1%下降到39.7%、36.2%、37.4%、30.1%。《中華人民共和國農業行業標準》中規定可溶性固形物含量低于24%即為不合格產品[13]，說明番茄醬在貯藏第4個月時，可溶性固形物含量不是影響其貨架期的主要因素。綜上所述，0.05%納他霉素+0.05% Nisin復合保鮮劑可有效抑制可溶性固形物含量的損失，維持番茄醬品質。

2.4 不同處理對番茄醬的番茄紅素的影響

番茄紅素屬于類胡蘿卜素的一種，具有抗氧化、降血脂、防癌抗癌等生理活性功能[14]，在番茄醬中含量豐富。不同處理對番茄醬番茄紅素含量的影響見圖4。

圖4 不同處理對番茄醬番茄紅素的影響Fig.4 Effect of different treatments on lycopene of ketchup

在整個貯藏期內，4個不同處理的番茄紅素含量均呈現逐漸下降的趨勢，且未經保鮮劑處理的番茄醬的番茄紅素含量下降趨勢相比保鮮劑處理的更為明顯(P<0.05)，尤其是經復合保鮮劑處理的番茄紅素在貯藏過程中顯著高于CK對照組(P<0.05)。經4個月的貯藏后，T1、T2、T3組的番茄紅素含量分別為45.4，42.2，43.1 mg/100 g，損失率分別為7.0%、13.5%、11.7%而CK對照組的番茄紅素含量為39.2 mg/100 g，損失率高達20%，由數據得出，相比于未經保鮮劑處理的番茄醬，保鮮劑處理可以有效抑制其番茄紅素含量的降低，其中，0.05%納他霉素+0.05% Nisin復合保鮮劑保鮮效果最佳。

2.5 不同處理對番茄醬菌落總數的影響

菌落總數是反映食品中微生物侵染程度和最長貨架期的重要指標，菌落總數可以用來判定食品衛生質量的優劣。不同處理對番茄醬菌落總數的影響見圖5。

圖5 不同處理對番茄醬菌落總數的影響Fig.5 Effect of different treatments on the total number of bacterial colony of ketchup

在貯藏期內，各組菌落總數整體呈上升趨勢。在貯藏前期(第0～1個月)，菌落總數上升較慢，這可能是微生物處于遲滯期以適應新環境。貯藏中期(第1～3個月)，微生物生長繁殖速度加快，菌落總數上升。各處理組菌落總數顯著低于CK對照組(P<0.05)，說明納他霉素和Nisin的抑菌效果顯著，T2處理組的菌落總數高于T3處理組，單一Nisin對番茄醬的防腐保鮮效果高于納他霉素。在貯藏第4個月，番茄醬中的菌落總數由最初的2.46 log(CFU/g)增加到3.38，3.64，3.58，4.15 log(CFU/g)，對照組的菌落總數在整個貯藏期內上升率最高，菌落總數T1

3 結論

番茄醬營養豐富、用途廣泛，由于番茄紅素的降解、非酶褐變反應以及微生物繁殖，導致番茄醬腐爛變色，營養素喪失。本試驗研究了納他霉素、Nisin及其復合處理對番茄醬防腐保鮮效果的影響。結果表明，常溫環境下，經添加保鮮劑處理后，可有效抑制番茄醬腐爛褐變，維持色澤，更好地維持番茄醬的食用價值。結合褐變指數、Vc含量、可溶性固形物含量、番茄紅素及菌落總數分析，0.05%納他霉素+0.05% Nisin復合保鮮劑的防腐保鮮效果最優，可以有效延長番茄醬的貨架期，維持其營養品質。