氣調(diào)儲(chǔ)藏對(duì)接種酵母菌鮮榨圣女果汁變質(zhì)過(guò)程的影響

戴 超，陳秋玲，張欽發(fā)，張義珂

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣州 510640)

鮮榨圣女果汁含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但貯藏期較短，且對(duì)貯藏條件有較高的要求，因此如何解決鮮榨圣女果汁的保質(zhì)期短以及容易變質(zhì)等問(wèn)題成為圣女果加工行業(yè)的主要問(wèn)題。氣調(diào)儲(chǔ)藏主要是通過(guò)控制果蔬等的呼吸作用和抑制成熟激素乙烯的合成和作用等，以達(dá)到維持果蔬的品質(zhì)和延長(zhǎng)果蔬保質(zhì)期的目的[2-3]。目前，在眾多果蔬貯藏技術(shù)中，氣調(diào)貯藏被公認(rèn)為是最具有發(fā)展?jié)摿Φ馁A藏保鮮技術(shù)[4]。Ali等[5]研究發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)儲(chǔ)藏能通過(guò)降低Gola荔枝PPO和POD的酶活性，抑制Gola荔枝果實(shí)的褐變，保持酸性果皮pH，并減少膜滲漏和丙二醛含量以延長(zhǎng)Gola荔枝果實(shí)的貯藏期。目前，果蔬的氣調(diào)儲(chǔ)藏的研究主要集中在氣調(diào)儲(chǔ)藏期間生理品質(zhì)指標(biāo)的變化、氣調(diào)儲(chǔ)藏的作用機(jī)理以及針對(duì)不同果蔬探究各自的最佳儲(chǔ)藏條件[6-8]。Novelina等[9]研究發(fā)現(xiàn)，將圣女果加工成果凍飲料能增加產(chǎn)品中ψ—胡蘿卜素的含量，但是目前很少有人針對(duì)圣女果的加工與保藏進(jìn)行研究。圣女果保藏研究目前主要集中在干燥保藏的機(jī)理、工藝和最佳條件研究[10-11]，但是很少有關(guān)于圣女果加工成果汁以及貯藏研究的報(bào)道。

為了探索一種加工和儲(chǔ)藏圣女果汁的方法，本文將向已被滅菌處理的鮮榨圣女果汁中接種一定數(shù)量的酵母菌，并置于不同氣調(diào)條件下貯藏，檢測(cè)圣女果汁中糖、醛、醇、酸等4種物質(zhì)的變化，以此研究不同氣調(diào)條件下鮮榨圣女果汁的變質(zhì)情況。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

圣女果，廣州市長(zhǎng)湴綜合市場(chǎng)；釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae ATCC 36859)，廣東省微生物菌種保藏中心提供；試劑為分析純。

KjeltecTM 2100型凱氏定氮儀，德國(guó)福斯；LHS-250 SC型恒溫恒濕箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；DZQ400-ZD真空充氣包裝機(jī)，上海余特包裝機(jī)械；752N紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；PAC CHECK MODEL 650頂空分析儀，美國(guó)MOCON公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用大小和成熟度基本一致的圣女果，經(jīng)過(guò)清洗、去皮、破碎、打漿后，取2kg榨好的新鮮果汁高溫瞬時(shí)滅菌，并迅速冷卻后接種酵母菌，然后用真空泵抽真空，充入混合氣體(混合氣體由CO2、O2和N2組成；其中將CO2濃度分別設(shè)置為20%、40%、60%、80%，O2濃度設(shè)置為5%，剩下氣體均由N2來(lái)填充)，并將處理好的樣品放入恒溫恒濕箱中進(jìn)行25℃恒溫貯藏，在0、30、60、90、120 h時(shí)定期取樣檢測(cè)。

1.2.2圣女果果汁品質(zhì)的測(cè)定 總糖含量測(cè)定：參照GB/T 5009.7-2008食品中還原糖的測(cè)定中的直接滴定法測(cè)定[12]；接種酵母菌：采用比濁法繪制菌液濃度與吸光值(CFU-OD)標(biāo)準(zhǔn)曲線[13]；醛的測(cè)定：采用消色品紅分光光度計(jì)測(cè)定[14]；醇的測(cè)定：采用重鉻酸鉀氧化分光光度法測(cè)定[15]；酸的測(cè)定：參照GB/T 12456-2008食品中總酸的測(cè)定中酸堿滴定法測(cè)定[16]。

1.2.3數(shù)據(jù)處理 采用Excel和Origin進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

在不同氣調(diào)條件下對(duì)接種酵母菌鮮榨圣女果汁中的糖、酵母菌、醛、酸、醇的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。

2.1 糖變化量與CO2濃度的關(guān)系

如圖1所示，隨著時(shí)間的變化，不同氣調(diào)儲(chǔ)藏條件下鮮榨圣女果汁中糖的變化量均下降，果汁中糖的量在儲(chǔ)藏前期和中期減少速度較快，在后期速度放緩。這可能是由于后期環(huán)境劣變，酵母菌進(jìn)入衰亡期，以及酵母在代謝過(guò)程中內(nèi)源性CO2的積累使得酵母的細(xì)胞膜通透性下降，從而使得圣女果汁中的糖類進(jìn)入細(xì)胞中受阻[17]，導(dǎo)致了糖的變化速率下降。在不同氣調(diào)條件下，比較酵母對(duì)圣女果汁中的糖的消耗速率為：20%組>40%組>80%組>60%組，說(shuō)明了在一定的CO2初始濃度范圍內(nèi)，隨著CO2的濃度升高，在儲(chǔ)藏初期抑制酵母菌消耗糖速率越明顯，因此初始濃度較高的CO2在儲(chǔ)藏初期能夠明顯抑制生長(zhǎng)繁殖速率；但是當(dāng)CO2濃度過(guò)高時(shí)會(huì)促進(jìn)酵母對(duì)糖的消耗速率。

2.2 酵母菌變化量與糖的變化量的關(guān)系

圣女果汁中的酵母菌主要是利用果汁中的糖作為碳源來(lái)促進(jìn)自身的生長(zhǎng)繁殖。由圖2可知，在儲(chǔ)藏前期，隨著消耗圣女果汁的糖，酵母菌的增殖速度較快，可能由于酵母生長(zhǎng)繁殖產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如醛、酸、醇等物質(zhì)的不斷積累，使得酵母的生長(zhǎng)環(huán)境惡化，以及糖含量不斷減少，從而導(dǎo)致儲(chǔ)藏后期酵母數(shù)量的增長(zhǎng)速率受到抑制，甚至酵母數(shù)量出現(xiàn)下滑；酵母菌繁殖速率在不同氣調(diào)條件下表現(xiàn)為：20%組>40%組>60%組>80%組，說(shuō)明了在一定的CO2初始濃度范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的升高，抑制酵母菌生長(zhǎng)繁殖效果越明顯，這一規(guī)律基本符合圖1顯示的規(guī)律。

2.3 醛的變化量與糖變化量的關(guān)系

由圖3可知，鮮榨圣女果汁中醛的變化量隨著糖的變化量的增加，表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，這可能由于接種酵母菌鮮榨圣女果汁中醛的主要成分為乙醛，酵母發(fā)酵前期產(chǎn)生的乙醛被丙酮酸脫羧酶還原成乙醇和CO2。當(dāng)CO2濃度在20%～60%內(nèi)時(shí)，圣女果汁中醛的變化量隨著CO2濃度的增加而減少。

圖1 不同氣調(diào)成分下對(duì)鮮榨圣女果汁儲(chǔ)藏過(guò)程中糖的變化量隨時(shí)間的變化關(guān)系

圖2 不同氣調(diào)成分對(duì)鮮榨圣女果汁儲(chǔ)藏過(guò)程中酵母菌含量變化的影響

圖3 不同氣調(diào)成分下對(duì)鮮榨圣女果汁醛的變化量隨糖的變化量影響

2.4 醇的變化量與糖變化量的關(guān)系

接種酵母菌鮮榨圣女果汁中醇的主要成分為乙醇，為酵母糖酵解的主要產(chǎn)物。釀酒酵母主要通過(guò)兩種途徑將果汁糖轉(zhuǎn)化成乙醇，一是通過(guò)乙醇發(fā)酵過(guò)程將果汁糖轉(zhuǎn)變成乙醇和CO2；二是釀酒酵母可以通過(guò)EMP進(jìn)行同型酒精發(fā)酵來(lái)產(chǎn)生乙醇。如圖4所示，醇的變化量與糖的變化量成正比關(guān)系，醇的變化量隨CO2濃度之間的關(guān)系為：80%組>60%組>40%>20%組，說(shuō)明高CO2濃度條件下能夠促使糖酵解產(chǎn)生醇。

2.5 酸的變化量與糖變化量的關(guān)系

由圖5可知，酸的變化量隨著糖的變化量的增加而增加；并且在不同氣調(diào)條件下酸的變化量的關(guān)系為：20%組>40%組>60%>80%組，說(shuō)明在一定的CO2濃度范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的升高，抑制酵母產(chǎn)酸效果越明顯。

2.6 不同CO2濃度對(duì)接種酵母菌鮮榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值的影響

儲(chǔ)藏過(guò)程中，由于發(fā)酵作用，環(huán)境壓力逐漸增加，CO2溶解增加，果汁pH減小，營(yíng)養(yǎng)底物減少，綜合各種因素作用于酵母菌，最終表現(xiàn)為代謝主要產(chǎn)物的改變。如圖6所示，不同氣調(diào)比例下酸/糖的平均值逐漸減少，醇/糖的平均值逐漸增加。說(shuō)明隨著CO2濃度的增加，糖的代謝向產(chǎn)醇的方向移動(dòng)，導(dǎo)致果汁中酸/糖的平均值逐漸較少，醇/糖的平均值逐漸增加。

接種酵母菌果汁中的酸主要是酵母糖酵解過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)酸，是引起鮮榨圣女果汁品質(zhì)劣變的主要作用物之一。結(jié)合圖1～6可知，在一定CO2濃度范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的升高，抑制酵母的耗糖速率、生長(zhǎng)繁殖以及產(chǎn)酸量等效果越明顯。因此，較高濃度的CO2對(duì)圣女果汁具有保藏作用。

圖4 不同氣調(diào)成分下對(duì)鮮榨圣女果汁儲(chǔ)藏過(guò)程中醇的變化量的影響

圖5 不同氣調(diào)成分下對(duì)鮮榨圣女果汁中酸的變化量隨糖的變化量的變化關(guān)系

圖6 不同氣調(diào)成分對(duì)接種酵母菌鮮榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值影響

3 結(jié)論

在鮮榨圣女果汁接種酵母菌氣調(diào)儲(chǔ)藏情況下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，CO2的初始濃度與糖的消耗速率之間的關(guān)系是：20%組>40%組>80%組>60%組，20%組由于起始CO2濃度太低，對(duì)酵母菌的繁殖抑制作用微弱，酵母菌增殖最快，對(duì)糖的消耗最多。隨著CO2濃度增加，果汁糖的降解生成的酸的變化量逐漸減少，而醇的變化量逐漸增多，說(shuō)明高濃度CO2條件抑制果汁中糖降解生成酸類物質(zhì)，并同時(shí)促使糖酵解產(chǎn)生醇。因此，較高濃度的CO2對(duì)圣女果汁具有保藏作用?！?/p>