不同發酵方式對駿棗果脯品質的影響

鐘佳敏，張漢禹，郝海，朱莉莉，李煥榮

（新疆農業大學 食品科學與藥學學院，新疆 烏魯木齊 830052）

駿棗（Zizyphus jujuba Mill.cv.Junzao）是鼠李科棗屬植物，廣泛種植于我國新疆地區[1]。研究表明，駿棗中維生素、多酚、多糖、氨基酸等營養成分豐富[2]。據統計，2019 年新疆紅棗種植面積4.45×109平方米，產量372 萬t[3]。目前，我國擁有全球最多的棗樹資源與極高的紅棗產品市場占有率，在世界紅棗生產和貿易中占主導地位[4]。當前，以干棗為原料的再加工制品因受原料品質影響導致品質提升空間受限、產品缺乏新穎性。

現有棗類制品多以烘制降低水分[5-6]制干或壓榨制汁[7]的方式為主；發酵制品的形式以榨汁后制作酵素[8]、果醋[9]、果酒[10]為主。駿棗含糖量較高，較為適合制作發酵產品，通過發酵可有效降低其總糖含量[11]；棗類制品在發酵過程中的總酚含量也有明顯提高[12]；復合菌發酵可使發酵制品的活菌數大幅度提高，提高人體腸道中有益菌的含量[13]。果脯是鮮果經過預處理、糖制、浸泡、烘干、包裝等工藝加工而成，通過發酵的手段制作棗脯，既改善了產品風味，又能延長其供應期[14-15]。魯明等[16]以低糖乳酸菌發酵胡蘿卜果脯，發現當發酵劑接種量為3%、發酵溫度16～26 ℃、發酵時間9～17 d、糖液濃度45%、糖液煮漬時間45 min、烘制溫度60 ℃、烘制時間12 h 時制得的成品色、香、味、形俱佳。

本研究以新鮮棗為原料制備發酵果脯制品，擬采取4 種不同發酵方式（乳酸菌、酵母菌、乳酸菌與酵母菌混合菌發酵、自然發酵）對鮮駿棗整果進行發酵，以發酵過程中pH 值、總酸、總糖、還原糖、總酚含量的變化為評價指標篩選出最優發酵方式，為后續發酵工藝的優化提供參考，以期延長駿棗供應期，豐富駿棗風味，助力新疆棗加工業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮駿棗：2019 年9 月21 日采自新疆阿克蘇，外觀圓潤飽滿，大小適中，脆熟全紅，可溶性固形物含量為36.4%，水分含量為60.65%。

雙歧桿菌乳酸菌粉：北京川秀科技有限公司；酵母菌粉：安琪酵母股份有限公司；氫氧化鈉、酚酞、乙醇、鹽酸、硫酸銅、亞甲藍、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀﹑鹽酸、甲基紅、葡萄糖、甲醇、無水碳酸鈉（均為分析純）：天津市致遠化學試劑有限公司；福林酚（分析純）：北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

LE204E 電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；ZK-520 型真空包裝機：福建省安溪緣昊機械有限公司；DHG-9140A 型恒溫干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；SHB-III 循環水式多用真空泵：鄭州長城科工貿易有限公司；HH-S4 數顯恒溫水浴鍋：金壇市醫療儀器廠；TDL-5-A 低速大容量離心機：上海安亭科學儀器廠；T16 新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 果脯制作方法

1.3.1.1 自然發酵

取新鮮駿棗2kg，清洗后，采用規格為直徑8mm 打孔器去核，經抽真空封入15 cm×25 cm 袋內，（37±1）℃條件下發酵，發酵過程中定期取樣進行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測定，在前期預試驗的基礎上確定發酵總時間為84 h。取樣時間點為12、24、36、48、60、72、84 h。

1.3.1.2 乳酸菌發酵

取乳酸菌粉60 g 于（30.0±0.5）℃、300 mL 溫水中溶解得到20%的懸菌液，活化30 min，待用。取新鮮駿棗2 kg，經清洗，采用規格為直徑8 mm 打孔器去核，裝入真空袋內，注入棗果質量的4%的懸菌液，抽真空并封口；于（37±1）℃條件下發酵，發酵過程中定期取樣進行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測定。

1.3.1.3 酵母菌發酵

取酵母菌粉60 g 于（30.0±0.5）℃、300 mL 溫水中溶解得20%的懸菌液，活化30 min，待用。取新鮮駿棗2 kg，經清洗，采用規格為直徑8 mm 打孔器去核，裝入真空袋內，注入棗果質量的4%的懸菌液，抽真空并封口；于（37±1）℃條件下發酵，發酵過程中定期取樣進行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測定。

1.3.1.4 乳酸菌-酵母菌混合發酵

取乳酸菌粉、酵母菌粉各30 g 分別于（30.0±0.5）℃、300 mL 溫水中溶解、配制得到20%的懸菌液，活化30 min，待用。取新鮮駿棗2 kg，經清洗，采用規格為直徑8 mm打孔器去核，裝入真空袋內，注入棗果質量的4%的懸菌液，抽真空并封口；（37±1）℃條件下發酵，發酵過程中定期取樣進行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測定。

1.3.2 指標分析

pH 值參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準食品pH 值的測定》測定[17]；總酸參照GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》[18]中酸堿滴定法測定；總糖參照彭科懷等[19]的方法進行測定；還原糖參照GB 5009.7—2016《食品安全國家標準食品中還原糖的測定》直接滴定法測定[20]；總酚參照俞燕芳等[21]的方法進行測定，線性回歸方程為y=0.110 1x+0.104 4，R2=0.998 5，樣品總酚含量以每克樣品中沒食子酸當量表示。

1.4 數據統計與分析

使用Origin 8 進行數據記錄和繪制圖表；采用SPSS 20 軟件進行數據統計分析，不同發酵方式間采用ANOVA 進行各指標的方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同發酵方式發酵過程中pH 值的變化

pH 值可在一定程度上反映微生物的生長變化，不同發酵方式發酵過程中pH 值的變化見圖1。

圖1 不同發酵方式對發酵果脯pH 值的影響Fig.1 Effects of different fermentation methods on pH of preserved fruits

從圖1 可以看出，隨著發酵時間的延長，自然發酵樣品的pH 值總體呈現下降的趨勢；酵母菌發酵樣品的pH 值總體呈先上升后下降的趨勢；乳酸菌發酵的樣品呈現波動變化；混合菌發酵棗脯pH 值呈現先下降后上升再趨于穩定的趨勢，于24 h 時達到最低，為4.36。自然發酵、混合菌發酵、酵母菌發酵所得棗脯的pH 值在72 h 后均趨于穩定，發酵結束時自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵棗脯的pH 值分別為4.62、4.48、4.82、4.51。可看出不同發酵方式對駿棗果脯的pH 值影響不明顯。

2.2 不同發酵方式發酵過程中總酸含量變化

不同發酵方式發酵過程中總酸含量變化見圖2。

圖2 不同發酵方式對發酵果脯總酸含量的影響Fig.2 Effects of different fermentation methods on total acid content of preserved fruits

鮮棗果總酸含量為0.6%，通過發酵消耗棗脯中一部分糖，可以改善其口感偏甜的問題。從圖2 可以看出，在發酵過程中，自然發酵樣品的總酸含量隨著發酵過程的進行呈現先上升后下降趨勢；乳酸菌發酵呈上升、下降、上升再下降趨勢；其它2 種發酵方式均呈下降、上升再下降趨勢，4 種發酵方式的總酸含量均在48 h 時達到最高值，此時自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵方式的總酸含量比未發酵時分別上升了20%、18.83%、21.67%、42.50%，總酸含量分別為0.48%、0.71%、0.73%、0.85%；48 h 后，4 種發酵方式的總酸含量均快速下降，至84 h 發酵結束時自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵棗脯的總酸含量分別為0.29%、0.38%、0.45%、0.46%。分析自然發酵情況下主要由原料自身攜帶的乳酸菌發酵，發酵速度較慢同時產酸量也較低[22]，接種乳酸菌、酵母菌及混合菌發酵的樣品在原料自身攜帶的乳酸菌發酵產酸的同時，疊加了優勢乳酸菌發酵產生的乳酸，而接種酵母菌的樣品也會在酒精發酵的同時產生二氧化碳增加部分酸度，所以在發酵過程及發酵結束時4 種發酵方式樣品的總酸含量由低到高為自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵。在48 h 后發酵過程中，總酸含量降低的原因可能是后期酯類物質的形成消耗部分有機酸所致。

2.3 不同發酵方式發酵過程總糖含量變化

不同發酵方式發酵過程總糖含量變化見圖3。

圖3 不同發酵方式對發酵果脯總糖含量的影響Fig.3 Effects of different fermentation methods on total sugar content of preserved fruits

由圖3 可知，在發酵過程中4 種發酵方式總糖含量均整體呈下降趨勢，在整個發酵過程中自然發酵的樣品除在12 h 外，其它各時間段總糖含量均處于最高值（72 h 混合菌總糖含量最高），同時也說明自然發酵速度慢，下降幅度為12.28%。發酵結束時，自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵的樣品總糖含量相較于未發酵時，下降幅度分別為29.18%、34.44%、35.33%、25.17%，總糖含量分別為24.22%、20.63%、19.69%、23.21%。混合菌發酵的樣品總糖含量最低，其下降的原因是乳酸發酵與酒精發酵作用產生有機酸，消耗了原料中的部分糖[23]，達到了果脯產品降糖的預期目的。

2.4 不同發酵方式發酵過程還原糖含量變化

鮮棗的還原糖含量為1.91 g/100 g，不同發酵方式對樣品中還原糖含量的影響如圖4 所示。

圖4 不同發酵方式對發酵果脯還原糖含量的影響Fig.4 Effects of different fermentation methods on the content of reducing sugar in preserved fruits

由圖4 可知，4 種發酵方式的還原糖含量整體呈上升趨勢，48 h 至60、84 h 時酵母菌發酵棗脯的還原糖含量最高；發酵結束時4 種發酵方式棗脯還原糖含量均高于12 h 時的樣品；發酵至48 h 時，乳酸菌發酵棗脯還原糖含量最低，為3.20 g/100 g。自然發酵、混合菌發酵、酵母菌發酵至48 h 時還原糖含量分別為3.97、4.21、3.66 g/100 g；發酵至84 h 時，自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵4 種發酵方式所得棗脯還原糖含量分別為3.63、4.32、3.20、3.94 g/100 g。在整個發酵過程中還原糖雖有增加，但增幅不大，分析認為雖然在乳酸、酒精發酵過程中消耗了部分還原糖，但棗果中的部分淀粉會降解為單糖，單糖生成量可能大于發酵的消耗量，最終導致還原糖含量小幅增加[24]。

2.5 不同發酵方式發酵過程總酚含量變化

發酵果脯總酚含量與發酵時間的關系見圖5。

圖5 不同發酵方式對發酵果脯總酚含量的影響Fig.5 Effects of different fermentation methods on total phenol content of preserved fruits

酚類物質是一類存在于水果、蔬菜等植物體內的連在苯環碳原子上的多羥基化合物的總稱，也是體現果蔬抗氧化能力的主要物質之一[25]，新鮮駿棗的總酚含量為49.24 mg/g。由圖5 可知，48～72 h 時，4 種發酵方式所得樣品的總酚含量均呈下降趨勢，84 h 時，混合菌發酵棗脯的總酚含量均高于其它3 種發酵方式，84 h時自然發酵、酵母菌發酵、混合菌發酵、乳酸菌發酵棗脯總酚含量分別為39.02、38.44、47.83、35.78 mg/g，與發酵48 h 時相比下降幅度分別為29.06%、49.61%、35.70%、44.35%，乳酸菌-酵母菌混合發酵對樣品總酚的下降速率，有明顯的減緩作用。作為果脯發酵產品，有較為豐富的營養物質。前人研究發現果實在貯藏中后期果實體內總酚的分解代謝大于合成代謝，總酚逐漸被氧化成為脫氫-L-總酚，這種非還原型的總酚雖然具有總酚的活力，但卻極易水解，從而繼續被氧化生成其它物質，造成總酚含量的下降[26]。在棗果發酵后期總酚含量降低是否也存在棗果實中總酚的分解代謝大于合成作用的情況，還有待進一步研究。

3 結論

本文采用自然發酵，接種酵母菌、酵母菌與乳酸菌混合、乳酸菌發酵4 種發酵方式對經預處理后的鮮駿棗進行84 h 發酵，分析了發酵過程中不同發酵方式所得樣品的pH 值、總酸含量、總糖含量、總酚含量的變化規律。駿棗果脯發酵過程中，4 種發酵方式所得樣品的pH 值變化差異不明顯；4 種發酵方式總糖含量均逐漸降低，在整個發酵過程中自然發酵的樣品除在發酵12 h 時外在其它各時間段總糖含量均處于最高值；4 種發酵方式總酸含量均呈波動變化；4 種發酵方式還原糖含量均整體呈上升趨勢；4 種發酵方式總酚含量均整體呈下降趨勢。混合菌發酵84 h 后所得樣品的總糖、還原糖含量最低，總酚含量最高，總酸含量低于乳酸菌發酵，高于其它2 種發酵方式，是一種較優的發酵方式。此時樣品的總糖含量與還原糖含量均最低分別為19.69%、3.20 g/100 g，總酚含量最高為47.83 mg/g。本試驗結果可為駿棗新產品的開發利用提供理論參考。