气调储藏对接种酵母菌鲜榨圣女果汁变质过程的影响

戴 超，陈秋玲，张钦发，张义珂

(华南农业大学食品学院，广州 510640)

鲜榨圣女果汁含有丰富的营养物质，但贮藏期较短，且对贮藏条件有较高的要求，因此如何解决鲜榨圣女果汁的保质期短以及容易变质等问题成为圣女果加工行业的主要问题。气调储藏主要是通过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，以达到维持果蔬的品质和延长果蔬保质期的目的[2-3]。目前，在众多果蔬贮藏技术中，气调贮藏被公认为是最具有发展潜力的贮藏保鲜技术[4]。Ali等[5]研究发现，气调储藏能通过降低Gola荔枝PPO和POD的酶活性，抑制Gola荔枝果实的褐变，保持酸性果皮pH，并减少膜渗漏和丙二醛含量以延长Gola荔枝果实的贮藏期。目前，果蔬的气调储藏的研究主要集中在气调储藏期间生理品质指标的变化、气调储藏的作用机理以及针对不同果蔬探究各自的最佳储藏条件[6-8]。Novelina等[9]研究发现，将圣女果加工成果冻饮料能增加产品中ψ—胡萝卜素的含量，但是目前很少有人针对圣女果的加工与保藏进行研究。圣女果保藏研究目前主要集中在干燥保藏的机理、工艺和最佳条件研究[10-11]，但是很少有关于圣女果加工成果汁以及贮藏研究的报道。

为了探索一种加工和储藏圣女果汁的方法，本文将向已被灭菌处理的鲜榨圣女果汁中接种一定数量的酵母菌，并置于不同气调条件下贮藏，检测圣女果汁中糖、醛、醇、酸等4种物质的变化，以此研究不同气调条件下鲜榨圣女果汁的变质情况。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

圣女果，广州市长湴综合市场；酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae ATCC 36859)，广东省微生物菌种保藏中心提供；试剂为分析纯。

KjeltecTM 2100型凯氏定氮仪，德国福斯；LHS-250 SC型恒温恒湿箱，上海齐欣科学仪器有限公司；DZQ400-ZD真空充气包装机，上海余特包装机械；752N紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；PAC CHECK MODEL 650顶空分析仪，美国MOCON公司。

1.2 试验方法

1.2.1试验设计 采用大小和成熟度基本一致的圣女果，经过清洗、去皮、破碎、打浆后，取2kg榨好的新鲜果汁高温瞬时灭菌，并迅速冷却后接种酵母菌，然后用真空泵抽真空，充入混合气体(混合气体由CO2、O2和N2组成；其中将CO2浓度分别设置为20%、40%、60%、80%，O2浓度设置为5%，剩下气体均由N2来填充)，并将处理好的样品放入恒温恒湿箱中进行25℃恒温贮藏，在0、30、60、90、120 h时定期取样检测。

1.2.2圣女果果汁品质的测定 总糖含量测定：参照GB/T 5009.7-2008食品中还原糖的测定中的直接滴定法测定[12]；接种酵母菌：采用比浊法绘制菌液浓度与吸光值(CFU-OD)标准曲线[13]；醛的测定：采用消色品红分光光度计测定[14]；醇的测定：采用重铬酸钾氧化分光光度法测定[15]；酸的测定：参照GB/T 12456-2008食品中总酸的测定中酸碱滴定法测定[16]。

1.2.3数据处理 采用Excel和Origin进行数据处理。

2 结果与分析

在不同气调条件下对接种酵母菌鲜榨圣女果汁中的糖、酵母菌、醛、酸、醇的物质进行检测。

2.1 糖变化量与CO2浓度的关系

如图1所示，随着时间的变化，不同气调储藏条件下鲜榨圣女果汁中糖的变化量均下降，果汁中糖的量在储藏前期和中期减少速度较快，在后期速度放缓。这可能是由于后期环境劣变，酵母菌进入衰亡期，以及酵母在代谢过程中内源性CO2的积累使得酵母的细胞膜通透性下降，从而使得圣女果汁中的糖类进入细胞中受阻[17]，导致了糖的变化速率下降。在不同气调条件下，比较酵母对圣女果汁中的糖的消耗速率为：20%组>40%组>80%组>60%组，说明了在一定的CO2初始浓度范围内，随着CO2的浓度升高，在储藏初期抑制酵母菌消耗糖速率越明显，因此初始浓度较高的CO2在储藏初期能够明显抑制生长繁殖速率；但是当CO2浓度过高时会促进酵母对糖的消耗速率。

2.2 酵母菌变化量与糖的变化量的关系

圣女果汁中的酵母菌主要是利用果汁中的糖作为碳源来促进自身的生长繁殖。由图2可知，在储藏前期，随着消耗圣女果汁的糖，酵母菌的增殖速度较快，可能由于酵母生长繁殖产生的代谢产物如醛、酸、醇等物质的不断积累，使得酵母的生长环境恶化，以及糖含量不断减少，从而导致储藏后期酵母数量的增长速率受到抑制，甚至酵母数量出现下滑；酵母菌繁殖速率在不同气调条件下表现为：20%组>40%组>60%组>80%组，说明了在一定的CO2初始浓度范围内，随着CO2浓度的升高，抑制酵母菌生长繁殖效果越明显，这一规律基本符合图1显示的规律。

2.3 醛的变化量与糖变化量的关系

由图3可知，鲜榨圣女果汁中醛的变化量随着糖的变化量的增加，表现出先增加后减少的趋势，这可能由于接种酵母菌鲜榨圣女果汁中醛的主要成分为乙醛，酵母发酵前期产生的乙醛被丙酮酸脱羧酶还原成乙醇和CO2。当CO2浓度在20%～60%内时，圣女果汁中醛的变化量随着CO2浓度的增加而减少。

图1 不同气调成分下对鲜榨圣女果汁储藏过程中糖的变化量随时间的变化关系

图2 不同气调成分对鲜榨圣女果汁储藏过程中酵母菌含量变化的影响

图3 不同气调成分下对鲜榨圣女果汁醛的变化量随糖的变化量影响

2.4 醇的变化量与糖变化量的关系

接种酵母菌鲜榨圣女果汁中醇的主要成分为乙醇，为酵母糖酵解的主要产物。酿酒酵母主要通过两种途径将果汁糖转化成乙醇，一是通过乙醇发酵过程将果汁糖转变成乙醇和CO2；二是酿酒酵母可以通过EMP进行同型酒精发酵来产生乙醇。如图4所示，醇的变化量与糖的变化量成正比关系，醇的变化量随CO2浓度之间的关系为：80%组>60%组>40%>20%组，说明高CO2浓度条件下能够促使糖酵解产生醇。

2.5 酸的变化量与糖变化量的关系

由图5可知，酸的变化量随着糖的变化量的增加而增加；并且在不同气调条件下酸的变化量的关系为：20%组>40%组>60%>80%组，说明在一定的CO2浓度范围内，随着CO2浓度的升高，抑制酵母产酸效果越明显。

2.6 不同CO2浓度对接种酵母菌鲜榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值的影响

储藏过程中，由于发酵作用，环境压力逐渐增加，CO2溶解增加，果汁pH减小，营养底物减少，综合各种因素作用于酵母菌，最终表现为代谢主要产物的改变。如图6所示，不同气调比例下酸/糖的平均值逐渐减少，醇/糖的平均值逐渐增加。说明随着CO2浓度的增加，糖的代谢向产醇的方向移动，导致果汁中酸/糖的平均值逐渐较少，醇/糖的平均值逐渐增加。

接种酵母菌果汁中的酸主要是酵母糖酵解过程产生的有机酸，是引起鲜榨圣女果汁品质劣变的主要作用物之一。结合图1～6可知，在一定CO2浓度范围内，随着CO2浓度的升高，抑制酵母的耗糖速率、生长繁殖以及产酸量等效果越明显。因此，较高浓度的CO2对圣女果汁具有保藏作用。

图4 不同气调成分下对鲜榨圣女果汁储藏过程中醇的变化量的影响

图5 不同气调成分下对鲜榨圣女果汁中酸的变化量随糖的变化量的变化关系

图6 不同气调成分对接种酵母菌鲜榨圣女果汁醇/糖和酸/糖平均值影响

3 结论

在鲜榨圣女果汁接种酵母菌气调储藏情况下，随着时间的延长，CO2的初始浓度与糖的消耗速率之间的关系是：20%组>40%组>80%组>60%组，20%组由于起始CO2浓度太低，对酵母菌的繁殖抑制作用微弱，酵母菌增殖最快，对糖的消耗最多。随着CO2浓度增加，果汁糖的降解生成的酸的变化量逐渐减少，而醇的变化量逐渐增多，说明高浓度CO2条件抑制果汁中糖降解生成酸类物质，并同时促使糖酵解产生醇。因此，较高浓度的CO2对圣女果汁具有保藏作用。◇