CN105942327A

CN105942327A - 一种以番茄红素三高为特征的番茄粉制品及制备方法

Info

Publication number: CN105942327A
Application number: CN201610338331.5A
Authority: CN
Inventors: 张连富; 余佳浩
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2036-05-20
Also published as: CN105942327B

Abstract

一种以番茄红素三高为特征的番茄粉制品及制备方法。本发明所称的番茄红素三高，是指番茄粉制品具有高番茄红素含量、高顺式异构体占比、高番茄红素稳定性。发明以新鲜番茄为原料，经拣选、清洗、打浆、均质、酶解、离心、残渣经冷冻干燥或低温真空干燥后获得的番茄粉，其中番茄红素含量达到0.4～2.0％，顺式构型番茄红素占番茄红素总量的比例达到10～30％；真空或充氮气包装后，货架期可达18个月。与市售番茄粉相比，该产品去除了普通番茄粉中的水溶性组分，因而其番茄红素含量较普通番茄粉提高3～10倍，顺式异构体占比提高3～8倍，番茄红素稳定性提高40～60％——该产品中番茄红素含量与番茄提取物相当而其成本仅为番茄提取物的1/2～1/3且无有机溶剂残留。

Description

一种以番茄红素三高为特征的番茄粉制品及制备方法

技术领域

一种以番茄红素“三高”为特征的番茄粉制品及制备方法。本发明所称的番茄红素“三高”，是指番茄粉制品具有高番茄红素含量、高顺式异构体占比、高番茄红素稳定性。发明以新鲜番茄为原料，经过拣选、清洗、打浆、高压均质、果胶酶(Pectinex ultra sp-L)和植物复合水解酶(Viscozyme L)处理、离心、残渣经冷冻干燥或低温真空干燥后获得的番茄粉，其中番茄红素含量达到0.4％～2.0％，顺式构型番茄红素占番茄红素总量的比例达到10％-30％；采用真空或充氮气包装后，常温下货架期可达18个月以上。与目前番茄经拣选、清洗、热破碎、打浆、真空浓缩、干燥而获得的普通番茄粉相比，所发明的产品去除了普通番茄粉中的水溶性组分，因而其番茄红素含量较普通番茄粉提高3～10倍，顺式异构体所占比例提高3～8倍，番茄红素稳定性提高40％～60％——该番茄粉中番茄红素含量可与番茄提取物相比而其成本仅为番茄提取物的1/2～1/3且无有机溶剂残留。

背景技术

番茄红素是存在于番茄等食物原料中的天然色素，摄入富含番茄红素的食物可有效降低多种慢性非传染性疾病如前列腺癌、乳腺癌及心血管系统疾病等的发病风险。因此番茄酱、番茄汁、番茄粉等番茄制品及以番茄红素为主要功效成分的保健食品引起了消费者越来越广泛的关注，产品中番茄红素的含量成为确定这些产品质量等级及销售价格的首要指标。

番茄红素分子中有11个共轭双键及2个非共轭双键，理论上存在2¹¹即2048种立体异构体。现有研究表明，番茄制品及人体中可以检出的番茄红素异构体主要包括全反式(all-E)及5Z、9Z、13Z、15Z等五种顺式异构体。一般情况下，天然番茄、番茄汁、番茄粉等加工制品及番茄提取物中的番茄红素以全反式构型为主，其占番茄红素总量的比例一般95％以上，顺式构型占比一般在3％～5％。

现有研究结果表明，顺式构型番茄红素由于其结晶长度远小于全反式番茄红素(顺式构型番茄红素结晶为球形，其直径约为0.8～1.0μm；全反式番茄红素结晶为丝状结晶，其长度约为12～15μm)，其在食糜中更容易与脂肪球结合、便于被携带进而被人体吸收，其生物效价比全反式番茄红素提高300％～500％(Jessica L.Cooperstone等，Mol.Nutr.Food Res.2015,59,658–669)。因此，制备高番茄红素含量、高顺式异构体占比的番茄红素并改善其贮藏稳定性对于提高含番茄红素制品的质量、提高其产品附加值意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种以番茄红素“三高”为特征的番茄粉制品及制备方法。

本发明采用的技术方案是：采用附图1所示的流程，重点控制酶解、离心分离、低温干燥、超微粉碎、真空/充氮包装五个环节。

技术方案说明如下：

(1)拣选，清洗，打浆及高压均质：挑选成熟的除去未成熟以及有霉斑、斑点的番茄后，经洗净、打浆(所得皮渣量一般应控制在4％～5％)、高压均质(压力10～20MPa，均质1～2次)后制得番茄浆；

(2)酶解：向(1)中所得的番茄浆中添加果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％～0.20％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.08％～0.16％,酶解温度控制在45～55℃，酶解时间为120～240min，果胶含量由0.3％下降到接近0％，可溶性固形物含量由4.2％～4.9％增加到7.4％～9.1％，番茄出汁率由64％上升到78％；

(3)离心：控制在低温(4℃)条件下,8000rpm离心45min，得到不溶性残渣(清液用于生产番茄清汁粉)；

(4)干燥：(3)中得到的残渣经冷冻干燥(-50～-55℃，0.54～0.57mbar,2～3d)或低温真空干燥(0.095～0.100MPa,50～55℃，2～3h)后经超微粉碎得到番茄粉；

(5)包装：所得的番茄粉经真空包装或者充氮气包装保存。

本发明的有益效果

本发明所制得的番茄粉与目前市售普通番茄粉相比，由于过程中加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)和植物复合水解酶(Viscozyme L)并保持适度的酶解时间，原料中的果胶被水解为果胶酸而溶于水并降低了汁液粘度，原料中的不溶性纤维被部分水解为中小分子量的成分而溶解于水，经离心分离以去除番茄浆中原有的水溶性组分如糖、有机酸及酶水解所获得水溶性组分如果胶、纤维素水解产物后，所得残渣的量大大减少，同时原料中所含有的番茄红素总量基本保持不变，所以经干燥处理后，产品中番茄红素的浓度为普通市售番茄粉的3～10倍，可以作为天然色素载体直接使用——番茄红素浓度与市售番茄提取物相比而其成本仅为番茄提取物的1/2～1/3且有机溶剂残留量为0。

由于工艺过程中在离心分离前有较长时间(120-240min)的酸性环境(pH 3.6～4.1)及热作用(45～55℃)，诱使产品中的番茄红素发生从全反式构型向顺式构型转变，其顺式异构体占番茄红素总量的比例较普通番茄粉、番茄提取物提高3～8倍。

此外，残渣中所余的经复合水解酶中纤维素酶水解后的膳食纤维由于分子减小而产生的对夹带物(如番茄红素)的包裹作用增强，配合真空包装或者充氮气包装的保存方式，可使番茄红素稳定性提高40％～60％。

附图说明

附图1：一种以番茄红素“三高”为特征的番茄粉制品制备方法的工艺流程图。

附图2：实施例1所制备番茄粉中番茄红素空间构型测定的结果

A图：依所附“对比试验——普通番茄粉制备”工艺所制得普通番茄粉中番茄红素的HPLC色谱图，其顺式构型占比为3.6％；

B图为依所附“对比试验——三高番茄粉制备”工艺所制备番茄粉中番茄红素的空间构型，其顺式构型占比为28.8％。

图中All-E代表全反式番茄红素；5Z，9Z，13Z分别代表5顺，9顺，13顺番茄红素；顺式构型占比是指5Z，9Z，13Z三种主要顺式构型番茄红素占番茄红素总量(All-E+5Z+9Z+13Z)的百分比之和。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所限的范围。

实施例1

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.16％，在45℃下酶解240min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经冷冻干燥(-50℃，0.54～0.57mbar,3d)、超微粉碎后得到的番茄粉进行真空包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为2003.75mg/100g(测定普通番茄粉含量160.75±45.16mg/100g)，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为28.8％(测定普通番茄粉顺式构型占比3.6％)。

实施例2

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.20％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.08％，在55℃下酶解120min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经真空干燥(0.100MPa,50℃，3h)、超微粉碎后得到的番茄粉进行真空包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为482.25mg/100g，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为10.8％。

实施例3

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.16％，在55℃下酶解200min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经真空干燥(0.100MPa,50℃，3h)、超微粉碎后得到的番茄粉进行真空包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为1045.75mg/100g，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为18.5％。

实施例4

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.20％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.08％，在55℃下酶解120min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经冷冻干燥(-50℃，0.54～0.57mbar,3d)、超微粉碎后得到的番茄粉进行真空包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为543.43mg/100g，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为16.3％。

实施例5

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.20％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.08％，在55℃下酶解180min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经冷冻干燥(-50℃，0.54mbar,3d)、超微粉碎后得到的番茄粉进行充氮气包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为803.52mg/100g，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为12.6％。

实施例6

将所挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，皮渣量控制在5％以下，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.16％，在55℃下酶解180min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经冷冻干燥(-50℃，0.54mbar,3d)、超微粉碎后得到的番茄粉进行充氮气包装。

依据所附验证试验——番茄红素含量测定方法提取并测定番茄红素含量，根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量为1301.21mg/100g，按峰面积计算各成分所占比例,其中顺式构型占比为21.6％。

附：说明书中所列检测指标的试验方法

对比试验——普通番茄粉制备：将挑选的成熟的番茄洗净后,进行破碎，破碎后温度立即升高到90℃，保持10s，待冷却到室温后，打浆，经真空浓缩后，进行真空干燥，含水率在6％左右时进行超微粉碎，即制得普通番茄粉。

对比试验——“三高”番茄粉制备：将挑选的成熟的番茄洗净后,打浆，进一步高压均质后，加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.16％，在45℃下酶解240min后，离心(4℃,8000rpm，45min)得到不溶物残渣。残渣经冷冻干燥(-50℃，0.54mbar,3d)后，进行超微粉碎即制得到“三高”番茄粉。

验证试验——果胶含量的测定：果胶含量测定采用质量法，参照谢音,屈小英.食品分析[M].北京:科学技术文献出版社,2006:78。在一定条件下，样品中的果胶物质与沉淀剂CaCl₂作用生成果胶钙而析出。过滤后滤纸经热水洗涤直至无氯离子为止，滤渣连同滤纸一同放入称量瓶中，置105℃烘箱中干燥至恒质量，由所得残留物的质量即可计算出样品中果胶物质的含量。

验证试验——可溶性固形物的测定：用阿贝折光仪在室温下进行测定。

验证试验——出汁率计算：出汁率(％)＝离心后所得番茄汁的质量/酶解前番茄浆的质量×100％

验证试验——番茄红素含量测定方法：对番茄粉中的番茄红素采用HPLC检测，首先利用丙酮提取3次,提取相比为1:40(w/v)，合并提取液后利用石油醚进行萃取，取石油醚相置旋转蒸发仪上,35℃～40℃蒸干,用1.0mL乙酸乙酯溶解,经0.45μm微孔膜过滤后进行液相色谱测定。色谱条件为，色谱柱：Cosmosil cholester，4.6×250mm，5μm(Nacalai USA，Inc.)；柱温：15℃；流动相：四氢呋喃：乙腈＝15：85(V/V)；流量：1mL/min，检测波长：472nm。

验证试验——番茄红素顺、反异构体含量的检测方法：采用HPLC检测样品，色谱条件为色谱柱：Cosmosil cholester，4.6×250mm，5μm(Nacalai USA，Inc.)；柱温：15℃；流动相：四氢呋喃：乙腈＝15：85(V/V)；流量：1mL/min，检测波长：472nm；根据标准曲线计算番茄粉中番茄红素的含量，按峰面积计算各成分所占比例。

Claims

1.一种以番茄红素“三高”为特征的番茄粉制品，其特征是产品中番茄红素含量达到0.4％-2.0％，顺式构型番茄红素占番茄红素总量的比例达到10％-30％；采用真空或充氮气包装后，常温下货架期可达18个月以上，产品中有机溶剂残留量为0。

2.一种以番茄红素“三高”为特征的番茄粉制品的制备方法，其特征是以新鲜番茄为原料，经过拣选、清洗、打浆、高压均质、果胶酶(Pectinex ultrasp-L)和植物复合水解酶(Viscozyme L)处理、离心、残渣经冷冻干燥或低温真空干燥后获得的番茄粉，具体生产过程及参数如下：

(2)酶解：向(1)中所得的番茄浆中添加果胶酶(Pectinex ultra sp-L)0.12％～0.20％和植物复合水解酶(Viscozyme L)0.08％～0.16％,酶解温度控制在45～55℃，酶解时间为120～240min；

(5)包装：所得的番茄粉经真空包装或者充氮气包装保存。

3.根据权利要求1所述，产品中番茄红素含量较普通市售番茄粉提高3～10倍，顺式异构体所占比例提高3～8倍，番茄红素稳定性提高40％～60％——该番茄粉中番茄红素含量可与番茄提取物相比而其成本仅为番茄提取物的1/2～1/3且无有机溶剂残留。

4.根据权利要求2所述，产品制作过程中加入果胶酶(Pectinex ultra sp-L)和植物复合水解酶(Viscozyme L)并保持适度的酶解时间，原料中的果胶被水解为果胶酸而溶于水并降低了汁液粘度，原料中的不溶性纤维被部分水解为中小分子量的成分而溶解于水，经离心分离以去除番茄浆中原有的水溶性组分如糖、有机酸及酶水解所获得水溶性组分如果胶、纤维素水解产物后，所得残渣的量大大减少，同时原料中所含有的番茄红素总量基本保持不变，所以经干燥处理后，产品中番茄红素的浓度为普通市售番茄粉的3～10倍；由于过程中没有采用有机溶剂进行萃取，所以产品生产成本仅为番茄提取物的1/2～1/3，并且无有机溶剂残留。

5.根据权利要求2所述，由于工艺过程中在离心分离前有较长时间(120-240min)的酸性环境(pH 3.6～4.1)及热作用(45～55℃)，诱使产品中的番茄红素发生从全反式构型向顺式构型转变，其顺式异构体占番茄红素总量的比例较普通番茄粉、番茄提取物提高3～8倍。

6.根据权利要求2所述，残渣中所余的经复合水解酶中纤维素酶水解后的膳食纤维由于分子减小而产生的对夹带物(如番茄红素)的包裹作用增强，配合真空包装或者充氮气包装的保存方式，可使番茄红素稳定性提高40％～60％。