番茄深加工及其副產物利用研究現狀

李穎慧 王滿生 師俊玲 曲文娟

(1.西北工業大學生命學院，陜西 西安 710072；2.中國農業科學院麻類研究所，湖南 長沙 410205；3.江蘇大學食品物理加工研究院，江蘇 鎮江 212013)

中國是世界上最大的番茄生產國，番茄加工在中國有著重要的產業地位。番茄中富含番茄紅素、酚類物質、維生素、有機酸等多種營養成分，食用價值高，其規?；庸ぶ破分饕懈鞣N醬汁、飲料和果脯等。這些番茄制品的主要原料是番茄果肉，加工過程中會產生大量的皮、籽等副產物，約占番茄總原料的3%～8%[1]。文章擬對國內外已報道的番茄加工副產物的綜合加工利用技術進行歸納總結與對比分析，以期加強番茄皮、籽、殘渣等副產物的綜合利用，為相關研究提供借鑒與參考。

1 番茄加工副產物中主要營養成分與加工性能

1.1 番茄紅素

番茄紅素是番茄中重要的功效性成分，主要存在于番茄果肉和果皮中，屬于類胡蘿卜素，遇光、熱易分解。這是因為番茄紅素的分子中含有多個共軛雙鍵和非共軛雙鍵，容易在加工條件下發生氧化和異構化降解[2]。如果加工方法選擇不當會嚴重影響番茄紅素的生物活性與生物利用率。實際生產中，應盡可能地選用有助于提高終產品中番茄紅素含量和生物利用率的方法與技術。

據報道[3]，熱、光、氧、金屬離子等因素誘導的氧化作用是導致番茄紅素在加工過程發生降解的主要原因。例如，蒸煮、罐裝、油炸、巴氏殺菌、干燥脫水等熱處理均會顯著降低產品中番茄紅素含量與抗氧化功能[4-5]。然而，經過熱加工的番茄制品中番茄紅素的生物利用率高于新鮮番茄[5]。這是因為熱處理誘導了番茄紅素的異構化反應，使其從反式構型變為順式異構體，后者的生物利用率高于前者；同時熱處理破壞了番茄細胞的細胞壁結構，促進了細胞內番茄紅素的釋放[6]。一些研究[3-4]指出，高壓處理、脈沖電場、超聲處理，以及使用氣調包裝或添加抗氧化劑等，也能在一定程度上提高番茄制品中的番茄紅素含量和生物利用率。

1.2 膳食纖維

膳食纖維主要存在于番茄皮渣中，是番茄加工副產物的主要成分，其在番茄皮中的含量可達80%以上[7]。通過酶解和酸堿處理均可實現番茄中膳食纖維的分離提取。其中，酶解法更為常用，所得膳食纖維的純度更高，其加工條件溫和(通常為60 ℃左右)，但耗時較長(通常需要6 h以上)。常用的酶類主要有纖維素酶、糖化酶、淀粉酶和蛋白酶。酸堿法提取膳食纖維則較為簡單、快速，但是需要高濃度的酸堿溶液，對設備的要求比較高，廢液處理的環保壓力較大[8]。同時，酸堿法能夠提高膳食纖維的膨脹性和持水性；酶解法則有利于減少膳食纖維產品中粗蛋白、粗脂肪和淀粉等雜質含量，所得產品的色澤和持油力較好[9]。在選擇番茄膳食纖維的提取方法時，應綜合考慮產物的提取速度、純度、特異性，以及產品品質等諸多因素。

1.3 油脂和蛋白質

番茄籽中含有大量的油脂和蛋白質，特別是亞油酸等不飽和脂肪酸，以及賴氨酸等必需氨基酸，有很好的綜合利用價值。

目前用于提取番茄籽油的方法主要有壓榨法、水酶法、超臨界CO2萃取法、有機溶劑浸提法等。壓榨法較為傳統，所需設備簡單，但是出油率低、殘油率高、費時費力，正在被一些新興的工藝所取代；有機溶劑浸提法是大工廠中常用的方法，油脂得率高、成本低，但是所得油脂通常還需要進一步精煉；超臨界CO2萃取法能夠最大程度地保留油脂中生物活性成分，而且出油率高，但所需設備昂貴，對技術人員操作技術要求較高[10]；水酶法則是采用蛋白酶和淀粉酶進行處理，反應條件溫和，能夠較好地保護油脂活性成分，而且可以去除油脂中蛋白質等雜質，但是在提取過程中容易形成乳液，不利于油脂的提取[11]。

番茄籽中的蛋白質含量高，品質好[12]。干燥的番茄渣中蛋白質含量可達21.9%，脫脂番茄籽的蛋白質含量可達38.7%[13]。番茄籽中蛋白質的提取方法主要有堿提酸沉法[14]和冷熱破碎法[15]。據報道[16]，提取溫度和pH均會影響番茄籽蛋白質的理化性質和提取率。相對而言，冷破碎工藝的蛋白質提取率高于熱破碎，但熱破碎所得蛋白質的吸水力和吸油力較高[15]；較高pH條件下所得蛋白質提取物的起泡性和泡沫穩定性，以及乳化性和乳化穩定性均較好[17]。通過調節提取溫度和pH，可以影響番茄蛋白提取物的特性。

2 番茄副產物的綜合利用

2.1 番茄皮

去皮是番茄制品加工中重要的單元操作之一，會對后續的番茄產品質量和得率產生重要影響。目前，有關番茄去皮的方法較多，其中，堿液剝離法最為常用，需要在pH>13和60～100 ℃以上的溫度下進行處理，處理簡單快速，但廢棄液需要用酸中和后才能排放，環保壓力大[18]；歐姆加熱法是將番茄置于氯化鈉溶液中進行處理，其去皮效果與堿液法相當，但無堿液污染問題[19]；紅外去皮是近年來新興的一種干法去皮技術[20]，是利用紅外線的表面加熱特性和相對較低的穿透深度，使番茄表皮變松，而果實內部變化較小的原理達到去皮作用[21]，具有耗水量少，操作簡單、高效等優點。

作為番茄加工中的副產物，番茄皮通常會以皮渣混合物的形式存在，其含有大量的番茄紅素、酚類物質、纖維素等功能成分，具有很好的開發利用前景。除了提取番茄紅素外，還可以將番茄皮加工成可降解塑料[22]。目前，有關番茄皮渣的綜合加工利用技術與方法還在不斷開發與更新之中。

2.2 番茄籽

番茄籽中含有優質的油脂和蛋白質，被廣泛應用于榨油和提取活性蛋白質。番茄籽油被《中華人民共和國食品安全法》和《新食品原料安全性審查管理辦法》列為新食品原料，從而作為一種新型植物油走向市場，其含有豐富的番茄紅素、亞油酸，以及其他多種天然抗氧化活性物質，具有多種生理功能：如其中含有的亞油酸具有擴張血管、防止血栓形成等潛在功能[23]；番茄紅素具有預防動脈粥樣硬化、高血壓和高血脂的功能活性[24]；維生素E能夠延緩衰老和抗氧化；天然抗氧化活性物質則具有提高腸道的抗氧化能力、潤腸通便功效[25-26]。因此，番茄籽油有望被開發為特種優質保健植物油，從而大幅度提高番茄副產物的附加值[27]。

番茄籽蛋白也具有較多良好的食品加工性能。在面包粉中加入番茄籽蛋白，能夠有效提高面包中各種氨基酸，尤其是賴氨酸和蛋氨酸含量，營養強化作用明顯；同時，還具有減少面包水分的散失、延長貨架期、延緩淀粉老化、改善面包口感等作用[28]。此外，番茄籽蛋白也具有降低血液中膽固醇含量的作用，特別是顯著降低血漿中膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量[29]?？傮w而言，番茄籽蛋白不僅具有良好的營養價值，還能作為食品加工的配方之一[16]，在保健食品、醫藥行業有著較好的應用潛力。

3 加工過程對番茄果肉粉中營養成分的影響

果肉是番茄中占比最大的部分。除了傳統的番茄醬、番茄果脯、番茄濃縮汁以外，番茄粉成為近年來番茄果肉加工的新秀，得到了廣泛應用，從而產生了番茄灌腸、番茄果凍、番茄酸奶、番茄面條等新型產品。在這些食品中加入番茄粉，不僅可以賦予食品鮮艷的顏色，還能提高食品中氨基酸、維生素C、還原糖含量[30]。然而，蕃茄粉加工過程與條件均會對產品的品質和營養價值產生顯著影響，需要根據實際需要加以選擇。

干燥是番茄粉加工的重要步驟，其中，熱風干燥會導致番茄產品變色、皺縮[31-34]，冷凍干燥則能更好地保留番茄原料中總酚和抗壞血酸含量。然而，綜合生產成本、加工效率及營養物質保留率等多種因素，工業上多采用噴霧干燥法加工番茄粉[35]。用于番茄粉加工的破碎方法主要有冷破碎和熱破碎兩種，冷破碎是將番茄進行60 ℃預熱處理后再破碎，熱破碎則是在番茄破碎后再加熱至80 ℃進行滅酶處理。相對而言，熱破碎所得番茄醬的濃稠度大于冷破碎，產品顏色也較深[36-38]。兩種破碎工藝均會導致產品中總氨基酸、糖類、維生素C含量下降，但對番茄紅素含量影響不大[38-41]。在番茄粉加工中的濃縮環節，常壓濃縮因為會導致嚴重的熱敏性活性物質損失，已逐漸被真空蒸發濃縮所替代。膜分離和微波濃縮技術等新興技術也被引入番茄加工中[34, 42]。其中，膜分離濃縮技術對番茄中營養物質的保留率較高[43]，而真空微波濃縮則可以提高產品中番茄紅素和L-抗壞血酸含量[44]。

綜上，番茄粉加工過程中所使用的方法的優缺點如表1所示。

4 結語

中國是番茄生產大國，加強番茄深加工及其副產物的綜合利用具有重要的產業地位。然而，不同的加工方法與條件均會顯著影響番茄中活性成分的保留率、提取率，以及生物利用率。選擇合適的加工方法與條件，對于提高產品質量與營養價值至關重要。番茄果肉加工中產生大量的皮、籽、渣等副產物，其中含有豐富的番茄紅素、膳食纖維、功能油脂、活性蛋白等生理活性成分，具有很高的綜合利用價值。隨著國家對環境保護重視程度的提高，番茄深加工技術的發展及對番茄副產物活性成分認知度的提高，以及國內外保健與功能食品產業的發展，番茄深加工及其副產物的綜合利用必將具有十分重要的地位。