吳映梅，徐龍泉，楊倩，周紹琴，周艷*

(1.貴州醫(yī)科大學 環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點實驗室，貴陽 550025；2.貴州醫(yī)科大學食品科學學院，貴陽 550025；3.貴州中煙工業(yè)有限公司技術(shù)中心，貴陽 550004)

紅酸湯是貴州黔東南地區(qū)苗族人民的一種特色食品，以紅辣椒和番茄為主要原料經(jīng)傳統(tǒng)工藝自然發(fā)酵而成，食用歷史有1000多年，由于其風味獨特、色澤鮮紅，于2009年被評定為繼小肥羊、麻辣火鍋后的中國第三大火鍋底料[1]。紅酸湯用作火鍋底料因其口味醇厚、酸味純正、咸味適中，具有增強食欲的獨特作用，現(xiàn)已走出凱里，走向全國各地，深受海內(nèi)外消費者的青睞[2]。

番茄紅素是番茄中主要活性成分之一，屬于胡蘿卜素，具有高效的淬滅單線態(tài)氧和清除體內(nèi)自由基的作用，其單線態(tài)氧的淬滅能力是胡蘿卜素的2倍、維生素E的10倍[3]。它能通過預防DNA的氧化損傷，降低基因突變發(fā)生的概率，從而預防癌癥的發(fā)生[4]。現(xiàn)代流行病學和動物實驗表明，番茄紅素與多種代謝綜合征的發(fā)生呈負相關(guān)，如肥胖、心血管疾病、乳腺癌等[5-7]。《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量(2013版)》為了預防慢性非傳染疾病的發(fā)生，推薦每人每天攝入18 mg的番茄紅素。

番茄紅素是由11個不飽和共軛雙鍵和兩個非共軛不飽和雙鍵組成的長鏈脂肪烴,不飽和雙鍵的存在使番茄紅素在光、氧、酸、熱或其他環(huán)境變化下容易氧化降解或異構(gòu)化[8-9]。研究表明，順式番茄紅素比反式番茄紅素具有更強的生物利用率和生物活性[10-11]。然而，天然番茄紅素以全反式構(gòu)型為主，如何提高番茄制品中順式番茄紅素的含量也成為了研究熱點。一般認為熱處理能提高番茄紅素中順式異構(gòu)體的含量。在60～140 ℃，對番茄醬加熱30 min，順式番茄紅素占比能提高到11%～15.9%；而同等條件下，將橄欖油和番茄醬共同加熱，順式番茄紅素占比可高達28.5%～55.2%[12-13]。酸類也能影響番茄紅素的構(gòu)型組成，其對番茄紅素的影響是一把雙刃劍[14]。當酸度增加時，總番茄紅素含量會有所降低，但是有利于番茄紅素異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化[15]。有研究表明，胃內(nèi)利用pH影響異構(gòu)化，這是順式番茄紅素大幅度上升的主要原因[16-17]。此外，Bartkiene等[18]研究發(fā)現(xiàn)通過乳酸菌發(fā)酵番茄，能提高順式番茄紅素的含量，不同的菌種之間顯示的效果不同，戊糖乳桿菌發(fā)酵可以增加番茄中順式番茄紅素的含量，使番茄紅素的平均含量從3.70 mg/100 g增加到5.68 mg/100 g。

紅酸湯屬于自然發(fā)酵食品，在厭氧環(huán)境下，微生物代謝過程會產(chǎn)生大量的有機酸，如乳酸、乙酸等[19]，由于酸能影響番茄紅素的順式、反式組成，我們推測紅酸湯中番茄紅素發(fā)生了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。余越等[20]研究顯示，4種不同品牌的紅酸湯全反式番茄紅素的含量在75.32～1855.76 μg/g之間，但對其順式組成并不清楚。因此，本文通過網(wǎng)絡和超市購買8個凱里地區(qū)市售商品化紅酸湯，測定其中的滴定酸度、有機酸的含量及成分、全反式和順式番茄紅素含量的變化及進行相關(guān)性分析，旨在探索有機酸對紅酸湯中番茄紅素異構(gòu)化的影響，為貴州特色食品紅酸湯研究提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 原料

通過在網(wǎng)絡和超市購買8個品牌(1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#)的紅酸湯產(chǎn)品，共8份，每份3個樣品，共24個樣品。

1.2 實驗試劑與儀器

碳酸氫鈉、碳酸鈉、無水乙醇、草酸、氫氧化鈉(均為分析純)、酚酞指示劑：天津市科密歐化學試劑有限公司；番茄紅素(純度 91%；全反式，96.4%)：華北制藥股份有限公司。

色譜純試劑：甲醇、甲基叔丁基醚；分析純試劑：乙酸乙酯、冰醋酸。上述試劑均購自國藥集團化學試劑有限公司。

超聲儀 昆山市超聲儀器有限公司；LT1002C型電子天平 常熟市天量儀器有限責任公司；TG16-WS型臺式高速離心機 常州朗越儀器制造有限公司；Agilent 1100型高效氣相色譜儀、Agilent 1100型高效液相色譜儀 美國Agilent公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 pH的測定

采用pH計測定，每個樣品平行測定3次。

1.3.2 滴定酸度的測定

參考國家標準GB/T 12293-1990[21]測定紅酸湯的滴定酸度，將試樣充分搖勻，用天平稱取10 g，放入50 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻待測，用過濾紙過濾即得樣品。用移液管吸取10 mL樣液，加入酚酞指示劑5～10滴，用0.1 mol/L的氫氧化鈉標準溶液滴定，至出現(xiàn)微紅色且30 s內(nèi)不褪色為終點，記下所消耗的體積V1。試樣的可滴定酸度以每 100 g氫離子毫摩爾數(shù)表示，按下式計算：

式中：c表示氫氧化鈉的濃度，mol/L；V0表示空白對照溶液的體積，mL；V1表示消耗氫氧化鈉的體積，mL； m(V)表示樣品的質(zhì)量(體積)，g(mL)。

1.3.3 有機酸的測定

樣品前處理：稱取10 g樣品，用純凈水定容至50 mL，超聲30 min，4500 r/min離心5 min。參考楊成聰?shù)萚22]的研究方法測定紅酸湯中有機酸，流動相A(純水)，流動相B (0.01 mol/L磷酸二氫銨緩沖鹽，pH值為2.4)，流動相C(純甲醇)，C18柱(安捷倫SB-C18，250 mm×4.6 mm，5 μm)，進樣量10 μL，流速0.3 mL/min，柱溫25 ℃，波長210 nm，等度洗脫流動相VB∶VC為95∶5，進樣時間30 min。所測有機酸標準曲線見表1。

表1 有機酸標準曲線Table 1 The standard curves of organic acids

1.3.4 番茄紅素的測定

采用高效液相法進行測定，參考孫清瑞[23]的測定方法，取紅酸湯5 g，加入10 mL乙酸乙酯提取，超聲20 min后離心過膜，采用配有C30柱 (YMC Carotenoid, 250 mm×4.6 mm， 5 μm) 的HPLC分析，條件如下：流動相C：甲醇∶乙腈為1∶3 (體積比)， D相：甲基叔丁基醚100%，梯度條件：0～20 min，C相由80%減少到30%，0～45 min，C相保持30%，45～55 min，柱溫25 ℃，流速 0.8 mL/min，進樣量20 μL，DAD測定波長為472 nm。標準曲線：y=181882x-150.07， R2=0.999。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品牌紅酸湯滴定酸度和pH值

表2 不同品牌紅酸湯滴定酸度及pH值Table 2 The titratable acidity and pH values in red sour soup with different

由表2可知，8種樣品滴定酸度的范圍為42.64～91.33 mmol/100 g。pH值范圍為2.51～3.21，這也預示著有機酸的含量會有較大差異。

2.2 酸湯中有機酸的測定

表3 不同品牌紅酸湯乳酸和乙酸的含量Table 3 The content of lactic acids and acetic acids in red sour soup with different brands g/kg

由表3可知，紅酸湯中共檢測出6種有機酸，分別是丙二酸、酒石酸、丙酸、乙酸、乳酸、α-酮戊二酸。在這些有機酸中以乳酸和乙酸為主，其中乳酸含量最高，乳酸的含量在26.26～96.51 g/kg之間，乙酸的含量在7.74～30.94 g/kg之間。乳酸和乙酸的比值范圍為1.10～5.99。除了乳酸和乙酸外，含量較高的酸為丙酸和丙二酸。丙酸含量在2.19～10.73 g/kg之間，丙二酸含量在5.27～10.21 g/kg之間。酒石酸含量范圍為0.18～0.88 g/kg，α-酮戊二酸含量范圍為0.19～0.44 g/kg。

2.3 番茄紅素的測定

番茄紅素在膳食中主要以全反式構(gòu)型存在，而在人體組織中主要以順式構(gòu)型存在[24]。相關(guān)研究表明，順式比反式更有利于人體的消化和吸收[25]。所以，如果可以將膳食中的全反式番茄紅素轉(zhuǎn)化為順式，可以提高食品的吸收率。不同品牌紅酸湯中番茄紅素的組成結(jié)果見表4，8種樣品中番茄紅素的總量在0.93～1.86 g/kg之間。除此以外，8種品牌中都測定到全反式和順式構(gòu)型的番茄紅素，全反式構(gòu)型的含量在0.77～1.52 g/kg之間，順式構(gòu)型的含量在0.16～0.34 g/kg之間，這說明紅酸湯中的番茄紅素發(fā)生了構(gòu)型轉(zhuǎn)化。除此以外，結(jié)合孫清瑞、Takehara等[26]和Melendez-Martinez等[27]的方法進行定性，在樣品中測定出了3種順式番茄紅素，分別為(5Z)-番茄紅素、(13Z)-番茄紅素兩種已知的番茄紅素構(gòu)型和一種未知的順式構(gòu)型番茄紅素，(5Z)-番茄紅素具有最穩(wěn)定和最強的抗氧化活性特點[28]。3種番茄紅素中13Z型的含量相對較高。

表4 不同品牌紅酸湯番茄紅素異構(gòu)體組成成分Table 4 The components of lycopene isomers in different brands of red sour soup

2.4 相關(guān)性分析

由表4可知，紅酸湯中的全反式番茄紅素發(fā)生了異構(gòu)化，為了研究有機酸對異構(gòu)化的影響，將紅酸湯中的滴定酸度、有機酸中主要成分乳酸和乙酸、全反式番茄紅素含量、順式番茄紅素含量及(13Z)-番茄紅素進行相關(guān)性分析，結(jié)果見圖1。

圖1 8種品牌中酸與番茄紅素相關(guān)性分析矩陣圖Fig.1 The correlation analysis matrix of acids and lycopene in eight brands of red sour soup

由圖1可知，滴定酸度與總番茄紅素、總順式、全反式番茄紅素的含量及(13Z)番茄紅素都顯著性相關(guān)(R>0.6)，這說明番茄紅素含量及構(gòu)型的變化與酸有關(guān)，酸可以促進全反式番茄紅素轉(zhuǎn)化為順式構(gòu)型。另外，乳酸和乙酸含量與順式總量和13Z構(gòu)型番茄紅素含量都有相關(guān)性，并且乙酸與順式(R=0.49，0.47)的相關(guān)系數(shù)高于乳酸(R=0.36，0.34)的相關(guān)系數(shù)，說明乙酸促進反式轉(zhuǎn)化為順式的作用要大于乳酸。

3 結(jié)論

通過對產(chǎn)自于貴州凱里地區(qū)8個品牌紅酸湯中滴定酸度、有機酸及番茄紅素含量的測定，我們發(fā)現(xiàn)紅酸湯中乳酸和乙酸是主要的有機酸；存在3種順式構(gòu)型(5Z、13Z和未知)的番茄紅素，其中13Z是主要的異構(gòu)體；相關(guān)性分析結(jié)果顯示滴定酸度與總番茄紅素含量、順式、反式及13Z構(gòu)型番茄紅素都顯著性相關(guān)(R>0.6)，且乙酸與順式番茄紅素含量的相關(guān)性系數(shù)高于乳酸，說明紅酸湯中的有機酸可能影響了番茄紅素的異構(gòu)化，且乙酸的作用要大于乳酸。因此，后期可對番茄原料的選擇、配料的添加以及發(fā)酵過程中溫度和微生物控制等方面進行研究，探索富含順式番茄紅素的紅酸湯的加工工藝條件。