恒溫加速測定番茄沙司貨架期及品質(zhì)規(guī)律研究

張博，邸一桓,李喜宏*，張?zhí)O蘋，楊麗杰，李惠，邵重曉

(1.天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.河北工程大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，河北 邯鄲 056000；3.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司，天津 300300)

番茄，即西紅柿(學(xué)名：LycopersiconesculentumMill.)，番茄的果實營養(yǎng)豐富，具有特殊風(fēng)味，番茄中含有豐富的維生素、礦物質(zhì)、碳水化合物、有機(jī)酸及少量的蛋白質(zhì)[1，2]。番茄紅素的抗氧化能力是維生素E的100倍，是目前發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的抗氧化劑之一[3，4]。同時，番茄紅素可以消除人體內(nèi)導(dǎo)致皮膚衰老的自由基，有防癌抗癌、保護(hù)心血管和增強(qiáng)免疫力的功效[5]。加熱處理后的番茄沙司中番茄紅素在人體內(nèi)的生物利用率是新鮮番茄的2.5倍[6]。

番茄沙司在生產(chǎn)加工中脫除了大部分水分，與新鮮番茄和番茄汁相比，其儲藏、運輸、包裝等成本大大降低，因此具有明顯的優(yōu)勢[7]。中國是番茄沙司出口大國，占世界番茄沙司總出口量的1/3[8]。但是，番茄沙司生產(chǎn)及長時間的儲藏過程中會發(fā)生褐變反應(yīng)及微生物腐敗，使產(chǎn)品變色[9]，降低食品營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味，縮短儲藏周期，同時大大縮減產(chǎn)品貨架期[10]。

為了更好地儲藏番茄沙司，延長貨架期以及研究品質(zhì)變化規(guī)律，在不同貯藏溫度條件下進(jìn)行加速貯藏實驗，為提高番茄沙司制品的穩(wěn)定性和貨架期提供了一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 主要材料

番茄沙司：福建省好客姐食品有限公司；平板計數(shù)瓊脂(生化試劑)：青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司；結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂(生化試劑)：江西省德興市百勤異VC鈉有限公司。

1.2 主要儀器

水浴鍋 邦西儀器科技(上海)有限公司；手持折光儀 邦億精密量儀(上海)有限公司；HP-200型精密色差儀 上海漢譜光電科技有公司；Centrifuge5804R型冷凍離心機(jī) 德國Eppendorf公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司；JJ-1000型精密型電子天平 常熟雙杰測試儀器廠；生化培養(yǎng)箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 實驗處理方法

取同一批次的番茄沙司分裝于蒸煮袋中，每袋500 g密封，總計分裝45袋。然后分別均勻放置于20，30，40 ℃恒溫生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行恒溫貯藏加速實驗，每隔10天取樣檢測1次，每次取3袋，每組均做3次實驗測定，測定番茄沙司中的大腸菌群、菌落總數(shù)、可溶性固形物含量、VC、色值。

1.4 指標(biāo)及測定結(jié)果

1.4.1 VC含量的測定

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，取10 g番茄沙司于研缽中加入少量20 g/L草酸冰浴的條件下稀釋，轉(zhuǎn)入到100 mL容量瓶中，沖洗研缽后，倒入容量瓶中，最后用20 g/L草酸定容，搖勻，靜置10 min，過濾收集溶液備用。最后用已標(biāo)定的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至出現(xiàn)為微紅色、15 s不褪色為止，記下染料的用量，重復(fù)3次。用10 mL草酸溶液作為空白，同樣重復(fù)3次。

1.4.2 色值的測定

包括亮度 L*、紅值 a*、黃值b*；使用精密色差計對番茄沙司色度進(jìn)行測定。

1.4.3 大腸菌群的測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 大腸菌群計數(shù)》中規(guī)定的方法。

1.4.4 菌落總數(shù)的測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》中規(guī)定的方法。

1.4.5 可溶性固形物的測定

使用手持折光儀測定，每組均勻取樣10 g，取醬汁測定其TSS，每組測6次取平均值。

1.4.6 保質(zhì)期的計算

根據(jù)ALST試驗計算Q10，根據(jù)θ(ST1)=θ(ST2)×Q10(T2-T1)公式計算出常溫下(25 ℃)番茄沙司的貨架期。

1.4.7 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 13.0和Origin 8.5軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同恒溫條件對番茄沙司VC含量的影響

圖1 不同恒溫條件對番茄沙司VC含量的影響Fig.1 Effect of different constant temperature conditions on the VC content of tomato sauce

由圖1可知，在不同貯藏溫度條件下番茄沙司的VC含量呈逐漸下降的趨勢，且隨著貯藏溫度的升高，下降速率越快。50天內(nèi)23，30，40 ℃貯藏溫度下番茄沙司VC含量由最初的0.22 mg/g分別下降到0.13，0.08，0.06 mg/g，由此可見，溫度高對VC的破壞較大，溫度是影響VC的重要因素。

2.2 不同恒溫條件下番茄沙司色值的變化

色澤是番茄沙司質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，也是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的重要指標(biāo)[11]。通常把亮度L*、紅值a*、黃值b*、作為觀測果蔬制品顏色變化的常用參數(shù)[12-14]。

圖2 不同恒溫條件下番茄沙司的L*值變化Fig.2 L* value change of tomato sauce under different constant temperature conditions

圖3 不同恒溫條件下番茄沙司的a*值變化Fig.3 a* value change of tomato sauce under different constant temperature conditions

圖4 不同恒溫條件下番茄沙司的b*值變化Fig.4 b* value change of tomato sauce under different constant temperature conditions

由圖2～圖4可知，在不同溫度貯藏條件下番茄沙司的色值均呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，且溫度越高下降速度越快。50天內(nèi)，在23 ℃貯藏條件下亮度L*值僅由35.27降為28.21，a*值由33.69降為28.35，b*值由17.48降至14.17，其變化并不顯著(P<0.05)； 30，40 ℃貯藏條件下其顏色發(fā)生了顯著的變化(P>0.05)。以40 ℃儲藏的樣品變化最為明顯，其亮度L*值由35.27降為13.51，a*值由33.69降為22.73，b*值由17.48降為13.01。所以，溫度是影響番茄沙司色澤、品質(zhì)及貨架期的重要因素。

2.3 不同恒溫條件對番茄沙司大腸菌群的影響

大腸菌群是衡量食品衛(wèi)生狀況的重要微生物指標(biāo)，如果大腸菌群嚴(yán)重超標(biāo)，將引起腸道傳染病或食物中毒[15]。

圖5 不同恒溫條件對番茄沙司大腸菌群的影響Fig.5 Effect of different constant temperature conditions on the coliform bacteria of tomato sauce

由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，大腸菌群數(shù)呈逐漸上升趨勢，而且貯藏溫度越高，上升速率越快，即40 ℃貯藏條件下番茄沙司中的大腸菌群上升最快，30 ℃次之，23 ℃上升最慢；第50天時，大腸菌群分別由最初的0.7 lg(cfu/g)分別上升為1.9，2.9，3.8 lg(cfu/g)，但均小于標(biāo)準(zhǔn)值90 cfu/g，可保證衛(wèi)生及食用安全，說明番茄沙司在貯藏第50 天時，大腸菌群數(shù)不是影響番茄沙司貨架期的主要因素。

2.4 不同恒溫條件對番茄沙司菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)是判定食品被細(xì)菌污染的程度及衛(wèi)生質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，菌落總數(shù)的多少在一定程度上標(biāo)志著食品衛(wèi)生質(zhì)量的優(yōu)劣。番茄沙司營養(yǎng)豐富，易滋生微生物，微生物生長情況是影響其品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 不同恒溫條件對番茄沙司菌落總數(shù)的影響Fig.6 Effect of different constant temperature conditions on the total number of colonies of tomato sauce

由圖6可知，不同貯藏溫度條件下菌落總數(shù)的變化，溫度高易滋生微生物繁殖，菌落總數(shù)增加越快。在不同貯藏溫度條件下，經(jīng)過50天的實驗測定，番茄沙司的菌落總數(shù)由最初的2.53 lg(cfu/g)增長到3.78，4.03，4.46 lg(cfu/g)，均小于菌落總數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)1000 cfu/g，說明菌落總數(shù)不是影響番茄沙司貨架期的主要因素。

2.5 不同恒溫條件對番茄沙司可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是決定番茄沙司品質(zhì)質(zhì)量及貨架期最重要的指標(biāo)之一，《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定可溶性固形物含量小于24%確定為不合格產(chǎn)品。

圖7 不同恒溫條件對番茄沙司可溶性固形物含量的影響Fig.7 Effect of different constant temperature conditions on the soluble solids content of tomato sauce

由圖7可知，不同溫度貯藏條件下番茄沙司的可溶性固形物含量呈逐漸下降趨勢，并且溫度越高下降速度越大。在50天的貯藏期內(nèi)，23，30，40 ℃條件下可溶性固形物含量由52.3%分別下降到40.2%，28.6%，21.3%，40 ℃條件下?lián)p失率達(dá)到59.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于23 ℃條件下的23.1%。影響番茄沙司貨架期的關(guān)鍵因素是可溶性固形物的含量，只要計算出可溶性固形物含量低于最低標(biāo)準(zhǔn)的時間臨界值，就可以計算出番茄沙司的貨架期。

2.5.1 30 ℃貯藏條件下番茄沙司可溶性固形物含量回歸分析

以30 ℃貯藏時間為X軸，可溶性固形物含量為Y軸做回歸分析。

圖8 30 ℃貯藏條件下番茄沙司可溶性固形物含量回歸分析圖Fig.8 Regression analysis diagram of soluble solids content of tomato sauce under 30 ℃ storage condition

由圖8可知，回歸方程為y=-0.4474x+54.286，決定系數(shù)R2=0.9321。根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定可溶性固形物含量小于24%確定為不合格產(chǎn)品。由回歸方程計算得出30 ℃貯藏條件下番茄沙司的貨架期為x1=68 天。

2.5.2 40 ℃貯藏條件下番茄沙司可溶性固形物含量回歸分析

以40 ℃貯藏時間為X軸，可溶性固形物含量為Y軸做回歸分析。

圖9 40 ℃貯藏條件下番茄沙司可溶性固形物含量回歸分析圖Fig.9 Regression analysis diagram of soluble solids content of tomato sauce under 40 ℃ storage condition

由圖9可知，回歸方程為y=-0.5937x+55.01，決定系數(shù)R2=0.9356。根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定可溶性固形物含量小于24%確定為不合格產(chǎn)品。計算當(dāng)可溶性固形物含量低于24%的臨界值，由回歸方程計算得40 ℃貯藏條件下番茄沙司的貨架期為x2=52天。

2.6 貨架期計算

貨架期計算公式：Q10=溫度為T時的貯藏期/溫度為(T+10 ℃)時的貯藏期，在本實驗T=30 ℃時的貨架期為68天，T+10 ℃=40 ℃時的貨架期為52天，所以Q10=1.31。根據(jù)θ(ST1)=θ(ST2)×Q10(T2-T1)，將T1設(shè)定為常溫23 ℃，T2=30 ℃,那么θ(ST1)為常溫23 ℃下番茄沙司的貨架期。θ(ST2)為30 ℃下的保質(zhì)期，即68 天，其中，(T2-T1)為30 ℃-23 ℃=7 ℃。從而得常溫23 ℃下番茄沙司的保質(zhì)時間θ(ST1)=68×1.31×(30-23)=624天。

3 結(jié)論

本文在不同貯藏溫度條件下進(jìn)行恒溫加速貯藏實驗，研究番茄沙司貨架期及其品質(zhì)變化規(guī)律。結(jié)果顯示：可溶性固形物含量、VC含量、顏色指標(biāo)(亮度L*、紅值a*、黃值b*)均逐漸下降，且溫度越高下降越快；大腸菌群、菌落總數(shù)逐漸上升，且溫度越高上升速度越快。通過回歸分析，30 ℃和40 ℃貯藏條件下可溶性固形物含量低于最低標(biāo)準(zhǔn)的時間臨界值，分別為68天和52天，根據(jù)加速貨架期實驗公式θ(ST1)=θ(ST2)×Q10(T2-T1)，計算室溫23 ℃番茄沙司的貨架期為624 天。本實驗按照化學(xué)動力學(xué)原理，采用恒溫加速試驗法，建立了快速預(yù)測番茄沙司貨架期的方法，為提高番茄沙司制品的穩(wěn)定性及產(chǎn)品的穩(wěn)定性和貨架期提供一定的理論基礎(chǔ)，更精準(zhǔn)地選擇合適的貯藏條件，保持番茄沙司的品質(zhì)，延長產(chǎn)品的貨架期。