鐘佳敏，張漢禹，郝海，朱莉莉，李煥榮

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)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(qū)[1]。研究表明，駿棗中維生素、多酚、多糖、氨基酸等營養(yǎng)成分豐富[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年新疆紅棗種植面積4.45×109平方米，產(chǎn)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(chǎn)品市場(chǎng)占有率，在世界紅棗生產(chǎn)和貿(mào)易中占主導(dǎo)地位[4]。當(dāng)前，以干棗為原料的再加工制品因受原料品質(zhì)影響導(dǎo)致品質(zhì)提升空間受限、產(chǎn)品缺乏新穎性。

現(xiàn)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(fā)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(fā)酵產(chǎn)品，通過發(fā)酵可有效降低其總糖含量[11]；棗類制品在發(fā)酵過程中的總酚含量也有明顯提高[12]；復(fù)合菌發(fā)酵可使發(fā)酵制品的活菌數(shù)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(jīng)過預(yù)處理、糖制、浸泡、烘干、包裝等工藝加工而成，通過發(fā)酵的手段制作棗脯，既改善了產(chǎn)品風(fēng)味，又能延長其供應(yīng)期[14-15]。魯明等[16]以低糖乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)酵劑接種量為3%、發(fā)酵溫度16～26 ℃、發(fā)酵時(shí)間9～17 d、糖液濃度45%、糖液煮漬時(shí)間45 min、烘制溫度60 ℃、烘制時(shí)間12 h 時(shí)制得的成品色、香、味、形俱佳。

本研究以新鮮棗為原料制備發(fā)酵果脯制品，擬采取4 種不同發(fā)酵方式（乳酸菌、酵母菌、乳酸菌與酵母菌混合菌發(fā)酵、自然發(fā)酵）對(duì)鮮駿棗整果進(jìn)行發(fā)酵，以發(fā)酵過程中pH 值、總酸、總糖、還原糖、總酚含量的變化為評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選出最優(yōu)發(fā)酵方式，為后續(xù)發(fā)酵工藝的優(yōu)化提供參考，以期延長駿棗供應(yīng)期，豐富駿棗風(fēng)味，助力新疆棗加工業(yè)的發(fā)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(lán)、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(yuǎn)化學(xué)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(shè)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(jī)：福建省安溪緣昊機(jī)械有限公司；DHG-9140A 型恒溫干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SHB-III 循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城科工貿(mào)易有限公司；HH-S4 數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；TDL-5-A 低速大容量離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；T16 新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果脯制作方法

1.3.1.1 自然發(fā)酵

取新鮮駿棗2kg，清洗后，采用規(guī)格為直徑8mm 打孔器去核，經(jīng)抽真空封入15 cm×25 cm 袋內(nèi)，（37±1）℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵過程中定期取樣進(jìn)行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測(cè)定，在前期預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定發(fā)酵總時(shí)間為84 h。取樣時(shí)間點(diǎn)為12、24、36、48、60、72、84 h。

1.3.1.2 乳酸菌發(fā)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(jīng)清洗，采用規(guī)格為直徑8 mm 打孔器去核，裝入真空袋內(nèi)，注入棗果質(zhì)量的4%的懸菌液，抽真空并封口；于（37±1）℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵過程中定期取樣進(jìn)行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測(cè)定。

1.3.1.3 酵母菌發(fā)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(jīng)清洗，采用規(guī)格為直徑8 mm 打孔器去核，裝入真空袋內(nèi)，注入棗果質(zhì)量的4%的懸菌液，抽真空并封口；于（37±1）℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵過程中定期取樣進(jìn)行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測(cè)定。

1.3.1.4 乳酸菌-酵母菌混合發(fā)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(jīng)清洗，采用規(guī)格為直徑8 mm打孔器去核，裝入真空袋內(nèi)，注入棗果質(zhì)量的4%的懸菌液，抽真空并封口；（37±1）℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵過程中定期取樣進(jìn)行總酚、總酸、總糖及還原糖含量的測(cè)定。

1.3.2 指標(biāo)分析

pH 值參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品pH 值的測(cè)定》測(cè)定[17]；總酸參照GB 12456—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測(cè)定》[18]中酸堿滴定法測(cè)定；總糖參照彭科懷等[19]的方法進(jìn)行測(cè)定；還原糖參照GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測(cè)定》直接滴定法測(cè)定[20]；總酚參照俞燕芳等[21]的方法進(jìn)行測(cè)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(dāng)量表示。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Origin 8 進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和繪制圖表；采用SPSS 20 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，不同發(fā)酵方式間采用ANOVA 進(jìn)行各指標(biāo)的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵方式發(fā)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(fā)酵方式發(fā)酵過程中pH 值的變化見圖1。

圖1 不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)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(fā)酵時(shí)間的延長，自然發(fā)酵樣品的pH 值總體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；酵母菌發(fā)酵樣品的pH 值總體呈先上升后下降的趨勢(shì)；乳酸菌發(fā)酵的樣品呈現(xiàn)波動(dòng)變化；混合菌發(fā)酵棗脯pH 值呈現(xiàn)先下降后上升再趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，于24 h 時(shí)達(dá)到最低，為4.36。自然發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵所得棗脯的pH 值在72 h 后均趨于穩(wěn)定，發(fā)酵結(jié)束時(shí)自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵棗脯的pH 值分別為4.62、4.48、4.82、4.51?？煽闯霾煌l(fā)酵方式對(duì)駿棗果脯的pH 值影響不明顯。

2.2 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程中總酸含量變化

不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程中總酸含量變化見圖2。

圖2 不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)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(fā)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(fā)酵過程中，自然發(fā)酵樣品的總酸含量隨著發(fā)酵過程的進(jìn)行呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)；乳酸菌發(fā)酵呈上升、下降、上升再下降趨勢(shì)；其它2 種發(fā)酵方式均呈下降、上升再下降趨勢(shì)，4 種發(fā)酵方式的總酸含量均在48 h 時(shí)達(dá)到最高值，此時(shí)自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵方式的總酸含量比未發(fā)酵時(shí)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(fā)酵方式的總酸含量均快速下降，至84 h 發(fā)酵結(jié)束時(shí)自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵棗脯的總酸含量分別為0.29%、0.38%、0.45%、0.46%。分析自然發(fā)酵情況下主要由原料自身攜帶的乳酸菌發(fā)酵，發(fā)酵速度較慢同時(shí)產(chǎn)酸量也較低[22]，接種乳酸菌、酵母菌及混合菌發(fā)酵的樣品在原料自身攜帶的乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸的同時(shí)，疊加了優(yōu)勢(shì)乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸，而接種酵母菌的樣品也會(huì)在酒精發(fā)酵的同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳增加部分酸度，所以在發(fā)酵過程及發(fā)酵結(jié)束時(shí)4 種發(fā)酵方式樣品的總酸含量由低到高為自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵。在48 h 后發(fā)酵過程中，總酸含量降低的原因可能是后期酯類物質(zhì)的形成消耗部分有機(jī)酸所致。

2.3 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程總糖含量變化

不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程總糖含量變化見圖3。

圖3 不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)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(fā)酵過程中4 種發(fā)酵方式總糖含量均整體呈下降趨勢(shì)，在整個(gè)發(fā)酵過程中自然發(fā)酵的樣品除在12 h 外，其它各時(shí)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(shí)也說明自然發(fā)酵速度慢，下降幅度為12.28%。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵的樣品總糖含量相較于未發(fā)酵時(shí)，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%?；旌暇l(fā)酵的樣品總糖含量最低，其下降的原因是乳酸發(fā)酵與酒精發(fā)酵作用產(chǎn)生有機(jī)酸，消耗了原料中的部分糖[23]，達(dá)到了果脯產(chǎn)品降糖的預(yù)期目的。

2.4 不同發(fā)酵方式發(fā)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(fā)酵方式對(duì)樣品中還原糖含量的影響如圖4 所示。

圖4 不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)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(fā)酵方式的還原糖含量整體呈上升趨勢(shì)，48 h 至60、84 h 時(shí)酵母菌發(fā)酵棗脯的還原糖含量最高；發(fā)酵結(jié)束時(shí)4 種發(fā)酵方式棗脯還原糖含量均高于12 h 時(shí)的樣品；發(fā)酵至48 h 時(shí)，乳酸菌發(fā)酵棗脯還原糖含量最低，為3.20 g/100 g。自然發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵至48 h 時(shí)還原糖含量分別為3.97、4.21、3.66 g/100 g；發(fā)酵至84 h 時(shí)，自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵4 種發(fā)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(gè)發(fā)酵過程中還原糖雖有增加，但增幅不大，分析認(rèn)為雖然在乳酸、酒精發(fā)酵過程中消耗了部分還原糖，但棗果中的部分淀粉會(huì)降解為單糖，單糖生成量可能大于發(fā)酵的消耗量，最終導(dǎo)致還原糖含量小幅增加[24]。

2.5 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程總酚含量變化

發(fā)酵果脯總酚含量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系見圖5。

圖5 不同發(fā)酵方式對(duì)發(fā)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(zhì)是一類存在于水果、蔬菜等植物體內(nèi)的連在苯環(huán)碳原子上的多羥基化合物的總稱，也是體現(xiàn)果蔬抗氧化能力的主要物質(zhì)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(shí)，4 種發(fā)酵方式所得樣品的總酚含量均呈下降趨勢(shì)，84 h 時(shí)，混合菌發(fā)酵棗脯的總酚含量均高于其它3 種發(fā)酵方式，84 h時(shí)自然發(fā)酵、酵母菌發(fā)酵、混合菌發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵棗脯總酚含量分別為39.02、38.44、47.83、35.78 mg/g，與發(fā)酵48 h 時(shí)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(fā)酵對(duì)樣品總酚的下降速率，有明顯的減緩作用。作為果脯發(fā)酵產(chǎn)品，有較為豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。前人研究發(fā)現(xiàn)果實(shí)在貯藏中后期果實(shí)體內(nèi)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(xù)被氧化生成其它物質(zhì)，造成總酚含量的下降[26]。在棗果發(fā)酵后期總酚含量降低是否也存在棗果實(shí)中總酚的分解代謝大于合成作用的情況，還有待進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

本文采用自然發(fā)酵，接種酵母菌、酵母菌與乳酸菌混合、乳酸菌發(fā)酵4 種發(fā)酵方式對(duì)經(jīng)預(yù)處理后的鮮駿棗進(jìn)行84 h 發(fā)酵，分析了發(fā)酵過程中不同發(fā)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(guī)律。駿棗果脯發(fā)酵過程中，4 種發(fā)酵方式所得樣品的pH 值變化差異不明顯；4 種發(fā)酵方式總糖含量均逐漸降低，在整個(gè)發(fā)酵過程中自然發(fā)酵的樣品除在發(fā)酵12 h 時(shí)外在其它各時(shí)間段總糖含量均處于最高值；4 種發(fā)酵方式總酸含量均呈波動(dòng)變化；4 種發(fā)酵方式還原糖含量均整體呈上升趨勢(shì)；4 種發(fā)酵方式總酚含量均整體呈下降趨勢(shì)?；旌暇l(fā)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(fā)酵，高于其它2 種發(fā)酵方式，是一種較優(yōu)的發(fā)酵方式。此時(shí)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(yàn)結(jié)果可為駿棗新產(chǎn)品的開發(fā)利用提供理論參考。