氣調儲藏對接種酵母菌鮮榨圣女果汁變質過程的影響

戴 超，陳秋玲，張欽發，張義珂

(華南農業大學食品學院，廣州 510640)

鮮榨圣女果汁含有豐富的營養物質，但貯藏期較短，且對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期短以及容易變質等問題成為圣女果加工行業的主要問題。氣調儲藏主要是通過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，以達到維持果蔬的品質和延長果蔬保質期的目的[2-3]。目前，在眾多果蔬貯藏技術中，氣調貯藏被公認為是最具有發展潛力的貯藏保鮮技術[4]。Ali等[5]研究發現，氣調儲藏能通過降低Gola荔枝PPO和POD的酶活性，抑制Gola荔枝果實的褐變，保持酸性果皮pH，并減少膜滲漏和丙二醛含量以延長Gola荔枝果實的貯藏期。目前，果蔬的氣調儲藏的研究主要集中在氣調儲藏期間生理品質指標的變化、氣調儲藏的作用機理以及針對不同果蔬探究各自的最佳儲藏條件[6-8]。Novelina等[9]研究發現，將圣女果加工成果凍飲料能增加產品中ψ—胡蘿卜素的含量，但是目前很少有人針對圣女果的加工與保藏進行研究。圣女果保藏研究目前主要集中在干燥保藏的機理、工藝和最佳條件研究[10-11]，但是很少有關于圣女果加工成果汁以及貯藏研究的報道。

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

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

圣女果，廣州市長湴綜合市場；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，德國福斯；LHS-250 SC型恒溫恒濕箱，上海齊欣科學儀器有限公司；DZQ400-ZD真空充氣包裝機，上海余特包裝機械；752N紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司；PAC CHECK MODEL 650頂空分析儀，美國MOCON公司。

1.2 試驗方法

1.2.1試驗設計 采用大小和成熟度基本一致的圣女果，經過清洗、去皮、破碎、打漿后，取2kg榨好的新鮮果汁高溫瞬時滅菌，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濃度分別設置為20%、40%、60%、80%，O2濃度設置為5%，剩下氣體均由N2來填充)，并將處理好的樣品放入恒溫恒濕箱中進行25℃恒溫貯藏，在0、30、60、90、120 h時定期取樣檢測。

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

1.2.3數據處理 采用Excel和Origin進行數據處理。

2 結果與分析

在不同氣調條件下對接種酵母菌鮮榨圣女果汁中的糖、酵母菌、醛、酸、醇的物質進行檢測。

2.1 糖變化量與CO2濃度的關系

如圖1所示，隨著時間的變化，不同氣調儲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境劣變，酵母菌進入衰亡期，以及酵母在代謝過程中內源性CO2的積累使得酵母的細胞膜通透性下降，從而使得圣女果汁中的糖類進入細胞中受阻[17]，導致了糖的變化速率下降。在不同氣調條件下，比較酵母對圣女果汁中的糖的消耗速率為：20%組>40%組>80%組>60%組，說明了在一定的CO2初始濃度范圍內，隨著CO2的濃度升高，在儲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在儲藏初期能夠明顯抑制生長繁殖速率；但是當CO2濃度過高時會促進酵母對糖的消耗速率。

2.2 酵母菌變化量與糖的變化量的關系

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

2.3 醛的變化量與糖變化量的關系

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，表現出先增加后減少的趨勢，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，酵母發酵前期產生的乙醛被丙酮酸脫羧酶還原成乙醇和CO2。當CO2濃度在20%～60%內時，圣女果汁中醛的變化量隨著CO2濃度的增加而減少。

圖1 不同氣調成分下對鮮榨圣女果汁儲藏過程中糖的變化量隨時間的變化關系

圖2 不同氣調成分對鮮榨圣女果汁儲藏過程中酵母菌含量變化的影響

圖3 不同氣調成分下對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物。釀酒酵母主要通過兩種途徑將果汁糖轉化成乙醇，一是通過乙醇發酵過程將果汁糖轉變成乙醇和CO2；二是釀酒酵母可以通過EMP進行同型酒精發酵來產生乙醇。如圖4所示，醇的變化量與糖的變化量成正比關系，醇的變化量隨CO2濃度之間的關系為：80%組>60%組>40%>20%組，說明高CO2濃度條件下能夠促使糖酵解產生醇。

2.5 酸的變化量與糖變化量的關系

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

2.6 不同CO2濃度對接種酵母菌鮮榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值的影響

儲藏過程中，由于發酵作用，環境壓力逐漸增加，CO2溶解增加，果汁pH減小，營養底物減少，綜合各種因素作用于酵母菌，最終表現為代謝主要產物的改變。如圖6所示，不同氣調比例下酸/糖的平均值逐漸減少，醇/糖的平均值逐漸增加。說明隨著CO2濃度的增加，糖的代謝向產醇的方向移動，導致果汁中酸/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程產生的有機酸，是引起鮮榨圣女果汁品質劣變的主要作用物之一。結合圖1～6可知，在一定CO2濃度范圍內，隨著CO2濃度的升高，抑制酵母的耗糖速率、生長繁殖以及產酸量等效果越明顯。因此，較高濃度的CO2對圣女果汁具有保藏作用。

圖4 不同氣調成分下對鮮榨圣女果汁儲藏過程中醇的變化量的影響

圖5 不同氣調成分下對鮮榨圣女果汁中酸的變化量隨糖的變化量的變化關系

圖6 不同氣調成分對接種酵母菌鮮榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值影響

3 結論

在鮮榨圣女果汁接種酵母菌氣調儲藏情況下，隨著時間的延長，CO2的初始濃度與糖的消耗速率之間的關系是：20%組>40%組>80%組>60%組，20%組由于起始CO2濃度太低，對酵母菌的繁殖抑制作用微弱，酵母菌增殖最快，對糖的消耗最多。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，說明高濃度CO2條件抑制果汁中糖降解生成酸類物質，并同時促使糖酵解產生醇。因此，較高濃度的CO2對圣女果汁具有保藏作用。◇