热加工番茄汁关键异味物质的鉴定及控制措施研究

作     者：刘媛媛 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张连富

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：番茄汁 热异味 异味控制 调节pH 芦丁 

摘      要：番茄作为重要的蔬菜作物,在我国各地都有种植,但加工用番茄仅见于新疆、青海、内蒙古、宁夏、甘肃等西北部地区。番茄及番茄制品富含维生素、矿物质等营养成分及番茄红素等活性物质,特别是番茄红素具有降低癌风险、缓解前列腺良性增生等生理活性作用,使得番茄及番茄制品受到全社会的广泛关注。然而作为番茄主要加工制品之一的番茄汁,却由于其明显的蒸煮味而限制了其市场接受度,导致产品销售不畅、番茄加工企业及西北地区广大茄农的收益受到很大影响。因此,分析并确定影响番茄汁市场接受度的具有蒸煮味的化合物成分,在明确其形成机制的基础上提出蒸煮味成分减量化的控制策略是实现番茄汁加工产业技术升级、增强产品市场竞争力的关键。本文对上述问题开展了系统、深入的研究并提出了合理的番茄汁加工调控策略。主要研究结果如下:(1)筛选实验用番茄品种,并确定番茄汁的杀菌条件以及挥发物提取条件。对比5种番茄在相同杀菌条件下的异味强度,筛选出热敏性较强的千禧番茄,并根据感官分析对比了千禧番茄汁在不同杀菌条件下的异味强度,选择了热异味强度最强的杀菌条件,即90℃杀菌15 min。使用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术萃取番茄汁的挥发性成分,并对萃取条件进行优化,最终选用CAR/PDMS萃取纤维,萃取温度50℃,萃取时间40min。(2)气相色谱-质谱-嗅闻(GC-MS-O)、香气提取物稀释分析(AEDA)结合定量分析初步鉴定番茄汁热异味物质。采用GC-MS-O结合AEDA分析对比了杀菌前后番茄汁的香气活性物质差异,共鉴定出17种香气活性物质。7种物质的稀释因子(FD因子)在杀菌后增大,其中二甲基硫醚、二甲基三硫醚和3-甲硫基丙醛呈现不愉快的煮白菜、玉米、土豆味以及洋葱味,另外4种物质呈现果香、花香、甜香等怡人气息。定量分析及香气活性值(OAV)分析表明热加工番茄汁中有12种香气物质的OAV≥1,其中呈现不良气味的物质主要为二甲基硫醚、1-辛烯-3-酮、二甲基三硫醚和3-甲硫基丙醛。(3)感官分析结合仪器分析验证热异味成分,并对热异味成分进行普遍性验证。采用重组实验、省略实验,并结合电子鼻分析了样品间香气的差异。重组实验表明真实番茄汁与其重组模型的香气轮廓非常相似,且在各个香气特征间无显著性差异(p0.05),证明了本研究中定性、定量结果的准确性。省略实验以及电子鼻分析的结果均表明二甲基硫醚是番茄汁最重要的异味贡献组分,其次分别为二甲基三硫醚、1-辛烯-3-酮和3-甲硫基丙醛。将这一结果在其他4个番茄品种中验证,结果表明1-辛烯-3-酮仅存在于一种番茄,二甲基硫醚、二甲基三硫醚、3-甲硫基丙醛是导致番茄汁蒸煮味的关键物质。(4)感官分析结合定量分析研究番茄汁热异味控制措施。考察了调节p H、添加葡萄糖氧化酶(GOD)、环糊精、酚类物质等4种方式对番茄汁热异味的影响。结果表明将p H调节至2.0和添加0.2 g/L的芦丁能够有效抑制番茄汁热异味,前者展现出对3-甲硫基丙醛的最高抑制率,即67.26%,后者对二甲基硫醚和二甲基三硫醚的较好抑制效果,抑制率分别为38.05%和53.64%。为了达到更好的异味控制效果,将二者联合使用,分析对比了联合处理组、单个处理组以及对照组在异味强度、异味组分含量、异味前体物质含量、关键香气物质含量以及番茄汁颜色等方面的差异。结果显示联合处理组的异味强度最低,对三种异味物质的抑制率最高,分别为58.77%、69.16%和64.37%,且联合处理组的异味前体物质含量最高,证明其可以更好地防止前体物质降解。此外,联合处理组还可以提高番茄汁中12种重要香气组分的浓度,对番茄汁香气产生有利影响,还可以改善番茄汁颜色。