果胶甲酯酶对番茄丁品质的改善作用分析

杨 林，刘新杰，李 赫，赵军岗，陈大卫，范晓杉

(中粮屯河股份有限公司，北京100020)

番茄丁是以新鲜番茄为原料，经清洗、烫漂、去皮籽后，切块、杀菌、罐装，保持了番茄的新鲜口味和营养。常作为烹饪佐料或配料，也可作为食物直接食用，具有广泛的市场。但番茄丁在加工过程中因番茄组织受损而出现果体变软、汁液流失而影响番茄丁的外观及口感。番茄中果胶含量为0.4% (鲜重)，酯化度为55% ～75%，属于高甲氧基果胶(HM)，在温度较高时可溶解，对番茄丁质构变化有着重要的影响。果胶甲酯酶对果胶具有去甲酯化作用，其作用于含部分甲酯化的半乳糖醛酸链上，切除甲基形成带负电的多糖分子，负电的多糖分子可与Ca2+发生交联作用，形成Ca2+凝胶，产生一个坚固的果胶酸钙网络［1］，提高果蔬的品质。果胶甲酯酶在提高改善番茄酱粘度［2-5］、保持苹果切块质构［1］、改善白萝卜泡菜的脆度［6-7］等方面都有良好的应用，但其在提高番茄丁品质方面没有深入研究［8-11］。本文集中探讨利用果胶甲酯酶及果胶甲酯酶结合外来Ca2+源改善番茄丁的品质，为果胶甲酯酶在番茄丁质构改善中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

Rapidase PEP 果胶甲酯酶 DSM 公司;加工用番茄(品种为德番99) 中粮屯河股份有限公司杭后番茄制品分公司;无水氯化钙、乳酸钙均为食品级青岛扶桑精制加工有限公司。

TA-XT2i-物性测试仪 英国stable microsys 公司;电热恒温水浴锅(H.H.S 21-4) 上海医疗器械五厂;电子天平 上海天平仪器厂;番茄丁加工设 备 中粮屯河廊坊番茄制品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 全质构(TPAP/50)分析方法 实验中选用测量探头为SMSP/36R，其它各实验参数为:测试前速度:2.00mm/s;测试速度:1.00mm/s;测试后速度:2.00mm/s;破裂测试距离:1.0%;下压形变:50.0%;下压间隔时间:2.00sec;触发力:5g。

1.2.2 番茄丁罐头的基本工艺流程图 加工用番茄→一次挑选→清洗→热烫去皮→切丁振筛→二次挑选→酶处理/钙处理→灌装预封→脱气→封口→杀菌→成品

1.2.3 样品的制备 将皮薄、肉厚、籽少、番茄红素含量高、风味好和无霉烂的新鲜加工用番茄清洗干净，去除成熟度稍低的番茄蒂把部位的绿色部分;在番茄尾部切十字形，放入100℃沸水中加热1min，后立即冷水浸冷使之去皮切开去籽。最后将番茄切为2.2cm ×2.2cm 的块状番茄丁，并沥干番茄汁。

1.2.4 加酶量和Ca2+浓度之间关系的确定

1.2.4.1 加酶量的确定 将不同质量分数的果胶甲酯酶及0.5‰氯化钙(按番茄丁重量计)溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，后将称量好的番茄丁在果胶甲酯酶的最适作用条件下作用(50℃、20min)，再用物性测试仪对其进行全质构分析，以硬度为衡量指标，进行最佳酶量的筛选。

1.2.4.2 Ca2+浓度的确定 不同质量分数氯化钙与1.2.4.1 确定好含量的果胶甲酯酶(按番茄丁重量计)溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，后将称量好的番茄丁在果胶甲酯酶的最适作用条件下作用(50℃、20min)，再用物性测试仪对其进行全质构分析，以硬度为衡量指标，确定氯化钙的添加量。

1.2.5 样品的处理 对照组:番茄丁不进行硬化处理。

处理1 组:将0.3‰果胶甲酯酶(按番茄丁重量计)溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，把称量好的番茄丁置于此溶液中进行处理(50℃、20min)。

处理2 组:将由1.2.4.1 确定好含量的果胶甲酯酶与由1.2.4.2 确定好含量的氯化钙溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，把称量好的番茄丁置于此溶液中进行处理(50℃、20min)。

处理3 组:将由1.2.4.1 确定好含量的果胶甲酯酶与1.2.4.2 中氯化钙含量相同的乳酸钙溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，把称量好的番茄丁置于此溶液中进行处理(50℃、20min)。

处理4 组:2‰将氯化钙(按番茄丁重量计)溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，把称量好的番茄丁置于此溶液中进行处理(50℃、20min)。

处理5 组:2‰将乳酸钙(按番茄丁重量计)溶于适量纯净水(100g，pH4.5)中，把称量好的番茄丁置于此溶液中进行处理(50℃、20min)。

按照后续生产工艺的要求将处理完毕后的各组番茄丁进行封罐，得到成品，室温下贮藏30d 后用物性测试仪对其进行全质构分析。

1.2.6 样品的检测 每组样品选取6 个平行样，保证每组选取番茄丁样品在厚度，大小方面保持一致。用物性测试仪对各组样品进行硬度，弹性，胶着性，咀嚼度等方面的检测。其中，硬度是指压缩番茄丁厚度70%所达到的阻力;弹性是指第二次压缩番茄丁厚度至70%所用时间与第一次压缩至同样厚度所用时间之比，可用来衡量番茄丁组织结构受损坏的程度;胶着性和咀嚼度用来模拟表示番茄丁破裂及咀嚼稳定状态时所需的能量。相应地，两者与硬度呈现相同的变化趋势。

1.2.7 数据处理 数据用“平均值±标准误”表示，数据处理与分析都用SPSS 16.0 进行邓肯分析，p ＜0.05 为差异显著。

2 结果与讨论

2.1 番茄丁中最适果胶甲酯酶及氯化钙添加比例的确定

图1 表示了番茄丁硬度随果胶甲酯酶添加比例的增大而出现的变化情况。

图1 不同添加比例的果胶甲酯酶对番茄丁硬度变化的影响Fig.1 Effect of different proportion of PME on the hardness of tomato dices

由图1 可知，番茄丁硬度随着果胶甲酯酶添加比例的增大而增大。在酶添加比例达到0.3‰后继续增加酶的添加比例，番茄丁硬度的增加不显著。因此从节约成本的角度考虑，果胶甲酯酶的最适添加比例为0.3‰。

图2 是番茄丁硬度随氯化钙添加比例的增大而出现的变化趋势。

图2 不同添加比例的氯化钙对番茄丁硬度变化的影响Fig.2 Effect of different proportion of calcium chloride on the hardness of tomato dices

从图2 可看出，随着氯化钙添加比例的增大番茄丁硬度在氯化钙添加比例为0.5‰～2.0‰时，番茄丁硬度显著地增大，以后随氯化钙添加比例的增大而没有差异性的变化。其中在氯化钙添加比例为2.0‰时，番茄丁硬度最大为11.89N。由此可知，在添加0.3‰果胶甲酯酶、2‰氯化钙时，番茄丁硬化效果最佳。

2.2 不同硬化处理对番茄丁组织结构损害程度的影响

图3 是番茄丁经过不同的硬化处理后在弹性方面发生的变化情况。

图3 不同硬化处理对番茄丁弹性的影响Fig.3 Effect of different hard coating on the springiness of tomato dices

由图3 可知，经过不同硬化处理后，除添加乳酸钙处理外，各处理组的番茄丁的弹性与对照组相比，没有发生显著的变化。其中酶结合乳酸钙处理番茄丁后弹性发生显著减小，可能是由于酶与Ca2+结合后分离出的乳酸根对番茄丁组织有一定的损伤。由此可知果胶甲酯酶结合氯化钙处理对番茄丁弹性的影响较小。

2.3 不同硬化处理对番茄丁硬度变化的影响

图4 表示了番茄丁经过不同的硬化处理后对硬度的影响情况。

图4 不同硬化处理对番茄丁硬度的影响Fig.4 Effect of different hard coating on the hardness of tomato dices

由图4 可知，经过不同硬化处理后，番茄丁的硬度都得到了明显的提高，提高幅度在1.89～7.92N 之间。其中果胶甲酯酶结合氯化钙处理后，番茄丁硬度显著提高，由3.97N 变为11.89N，比单独使用酶或外源钙离子处理硬化效果更显著。此外，果胶甲酯酶结合乳酸钙处理对番茄丁的硬化效果要弱于酶结合氯化钙处理。其原因可能是相同质量的乳酸钙的摩尔浓度要低于氯化钙，以致果胶甲酯酶结合的Ca2+减少。因此在实际生产中，使用氯化钙的成本要低于使用同重量的乳酸钙。

2.4 不同硬化处理对番茄丁胶着性及咀嚼度变化的影响

图5 表明了番茄丁经过不同的硬化处理后其胶着性和咀嚼度的变化情况。

由图5 所示，经过硬化处理后的番茄丁都在一定程度上提高了番茄丁的胶着性及咀嚼度。其中，果胶甲酯酶结合氯化钙处理后效果最明显。这与番茄丁的硬度呈现基本相同的变化趋势。

图5 不同硬化处理对番茄丁胶着性及咀嚼度的影响Fig.5 Effect of different hard coating on the gumminess and Chewiness

3 结论

在果胶甲酯酶添加比例为0.3‰，氯化钙的添加比例为2‰的条件下，番茄丁硬度由原来的3.97N 提高至11.89N。另外，在最佳添加比例的条件下果胶甲酯酶结合氯化钙处理没有对番茄丁组织结构造成明显的损伤，且对番茄丁硬化效果最为显著;相较于对照组，硬度提高了2 倍，其咀嚼度和胶着性也分别是对照组的3 倍。与其他处理组相比能显著地提高番茄丁的品质。因此，果胶甲酯酶可以应用于含有高甲氧基果胶的番茄丁产品。

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