碎米乳酸發酵飲料的研制

朱蕊芳，臧延青，于長青

（黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江大慶163319）

碎米作為稻谷副產物之一，其蛋白質、淀粉等營養物質的含量與大米相近；將碎米綜合利用開發新型產品，可大幅度提高其經濟價值。近年碎米綜合利用新途徑主要有兩方面：一是開發利用碎米中較高含量的淀粉[1-4]；二是利用碎米中的蛋白質[5-8]。乳酸菌理論上具有較高的學術價值，且在食品領域應用價值極高[9-12]。將碎米和乳酸菌結合到一起，乳酸菌可以改善和提高碎米的有效成分，形成風味獨特的碎米液態飲料，不僅增加了稻米副產物利用率，降低生產成本，而且豐富了食品市場。

國內利用碎米研發乳酸發酵飲料起步較晚，但近幾年消費觀念和生活水平的改變，保健飲料受廣大消費者青睞，低熱量、低過敏性、高生物效價的稻谷引起學者注意，國內學者也較注重研發碎米乳酸飲料[13-14]。國外將稻米視為一種健康食品，從種植到產品都在潛心研究；例如日本采用大米代替小麥釀造醬油；把大米改性淀粉應用到烘焙食品中，以延長食品貨架期和提高熱穩定性；還利用大米和米糠制成一種肉類加工添加劑，提高肉及肉制品的品質；韓國主要利用大米和葡萄混合釀造大米葡萄酒[15]?？梢钥紤]將碎米代替大米，將碎米資源綜合利用起來。試驗研究以碎米為原料，經乳酸菌發酵，研制一種營養豐富，風味獨特的發酵飲料；為提高稻米副產物深加工利用，同時也為后續的深加工、商業化發展及推廣方面提供理論依據及數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 主要原材料

碎米：黑龍江省和糧現代農業發展有限公司；直投式酸奶發酵劑（含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌）：昆山佰生優生物科技有限公司；全脂奶粉：大慶乳品廠有限責任公司；α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶：市售食品級；酚酞指示劑（AR）：北京安勝達誠科貿有限公司；斐林試劑（AR）：天津威一化工科技有限公司；3，5-二硝基水楊酸試劑（AR）：德州市富凱化工有限責任公司。

L 535-1低速離心機：湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；XMTD-204數顯式電熱恒溫水浴鍋：天津歐諾儀器儀表有限公司；LFP-800 T高速多功能粉碎機：萊芙；BKF 1-HJK高壓殺菌鍋：北京中西遠大科技有限公司；GYB 60-6 S型高壓均質機：上海東華高壓均質機；SW-CJ-1 D單人超凈工作臺：蘇州凈化設備有限公司；DHP-9052電熱恒溫培養箱：上海印溪儀器儀表有限公司；2 WAJ阿貝折射儀：上海精密儀器儀表有限公司；DELTA 320 pH計：梅特勒-托利多儀器有限公司；HX-1002 T電子分析天平：慈溪市天東衡器廠。

1.2 工藝流程

首先清除碎米中的雜質，將碎米小火焙炒至米粒為均勻的微黃色，且有濃郁的炒米香味；然后經高速粉碎機粉碎過100目篩，待碎米粉冷卻后加水進行磨漿；控制米漿料液比分別為 1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10、1 ∶12、1 ∶14（g/mL）[16]，將水浴鍋升溫至 90 ℃，米漿在攪拌狀態下保溫15 min，完成糊化；在糊化的米漿中加入5%的α-淀粉酶，60℃下液化1 h；而后在液化后的米漿中加入0.25%的葡萄糖淀粉酶，55℃下糖化酶解1 h，接著將上述處理完的米漿用低速離心機3 500 r/min離心15 min，取上清液進行調配；調配后的米漿經高壓滅菌冷卻后分別接入1%、2%、3%、4%、5%的直投式酸奶發酵劑[17]，在恒溫培養箱中42℃培養16、18、20、22、24 h。

1.3 試驗設計

根據正交試驗設計原理進行正交試驗，以感官評定為目標值，將料液比（A）、發酵時間（B）、接菌量（C）3個指標作為因素進行正交試驗，確定最優工藝參數，正交試驗因素的因素和水平見表1，正交試驗設計見表3。

表1 正交試驗的因素和水平Table 1 Orthogonal experiment factors and levels

2 產品質量標準

2.1 感官評定方法

感官評定方法參照高雅等[18]的發酵型糙米飲料生產工藝優化試驗，選擇10名具有食品專業背景和感官評定經驗的人員組成品評小組，根據評分標準對乳飲料進行感官評定，感官評定標準見表2。

表2 感官評定標準Table 2 Sensory evaluation standard

2.2 理化指標

2.2.1 總糖含量測定

采用斐林試劑法測定總糖含量，首先提取總糖，取1 mL待測樣液，加入6 mol/L鹽酸10 mL，蒸餾水15 mL，混勻。沸水浴加熱半小時后，取幾滴水解液用碘化鉀-碘溶液檢查是否完全水解，若水解的不完全則會呈現藍色。冷卻后用10%的氫氧化鈉中和至中性溶液，再定容至100 mL，即為測定總糖的樣品液。

測定空白，準確吸取斐林甲液、乙液各5 mL和蒸餾水5 mL于100 mL錐形瓶中，再用滴定管加入6 mL的標準葡萄糖液，混勻加熱至沸騰，記錄下滴定管的起始刻度，以1 s～2 s每滴的速度由滴定管滴入標準葡萄糖液直至藍色變成黃色且在30 s內顏色又變為深紅色為止。記錄滴定量，滴定時間，平行測定3次，直至所得的平均數與各組的差值＜0.05 mL。準確吸取樣品液5 mL于100 mL錐形瓶中，加入斐林甲液、乙液各5 mL，為保持測定時間與空白處的時間基本一致，在錐形瓶中加入3 mL標準葡萄糖液，按照空白樣測定方法測定樣品液。

嚴格按照《臨床免疫檢驗細則》進行科學訓練，強化檢驗消毒，樣本獲取以及檢驗結果分析等技能訓練，提高檢驗人員的素質以及檢驗環境，以促進臨床檢驗結果的準確率，真受控率以及患者治療有效率，強化醫院的臨床免疫檢驗的質控水平。

2.2.2 還原糖含量測定

3，5-二硝基水楊酸比色法（DNS比色）測定產品還原糖含量，配制1 mg/mL葡萄糖標準液和3，5-二硝基水楊酸試劑，以葡萄糖濃度為橫坐標，在520 nm波長處測定不同濃度葡萄糖的吸光度值，以吸光度值為縱坐標，繪制葡萄糖標準曲線。將待測樣液吸光度值對應到葡萄糖標準曲線中即可知道產品的葡萄糖含量。

2.2.3 乙醇含量測定

重鉻酸鉀比色法測定產品乙醇含量，用乙醇濃度作為橫坐標，用吸光度對乙醇濃度制作標準曲線；將1 mL待測樣液稀釋50倍，取5 mL稀釋液于錐形瓶中，加入10 mL 2%的重鉻酸鉀和5 mL 98%的濃硫酸，混勻，用錫箔紙封口反應10 min，搖勻，冷卻至室溫；以空白標準液做參比，在610 nm波長下測定其吸光值，根據標準曲線找到相應的酒精度。

2.2.4 酸度的測定

使用DELTA 320 pH檢測計。經pH標準緩沖液標定后測定碎米乳酸發酵飲料的酸度。

2.2.5 可溶性固形物

校正阿貝折射儀，再檢測碎米乳酸發酵飲料。

2.2.6 乳酸菌活菌數的測定

根據確定的工藝參數制備飲料，對發酵后的碎米飲料用稀釋平板計數法做活菌計數，采用MRS瓊脂培養基，在37℃培養培養箱中培養24 h～36 h。

圖1 單因素試驗直觀分析Fig.1 Analysis of single factor experiment

3 試驗結果與分析

3.1 單因素試驗結果與分析

單因素試驗結果如圖1所示。

由圖1可知，發酵時間對碎米乳酸發酵飲料品質影響呈現先上升后下降的趨勢；16 h發酵時間過短，微生物作用時間短，達不到理想的食用酸度，風味物質形成較少，24 h發酵時間過長，微生物作用產生過酸過澀的情況，且容易長雜菌，選擇發酵時間為18 h較為合適，發酵得到的產品酸味適中，且有發酵醇香；料液比對碎米乳酸發酵飲料品質影響呈現先上升后下降的趨勢，選用1∶6（g/mL）的料液比，米漿濃度過大影響產品穩定性及口感，若選用1∶14（g/mL）的料液比，米漿濃度過小，產品沒有較為濃郁的米香味，當選用料液比1∶8（g/mL）時，所得產品黏度適中，有炒米香味；接菌量對碎米乳酸飲料品質的影響亦呈現先上升后下降的趨勢，采用直投式酸奶發酵劑作為碎米乳酸發酵飲料的菌種，若接入1%的酸奶發酵劑接菌量過少，碎米乳酸飲料發酵時間過長，增大了長雜菌的機會，且沒有乳酸發酵的獨特風味，若接菌量過大時，產酸過多，超出了食用酸度，且掩蓋了米乳自身的米香味和發酵后的醇香，由于直投式酸奶發酵劑具有高活力、高活菌數的特點，能提高產品質量，所以根據單因素試驗選擇4%的接菌量，在此條件下可以獲得最佳的感官評定。通過單因素試驗可得制備碎米乳酸發酵飲料的最佳工藝參數為料液比1∶8（g/mL）、發酵時間18 h、接菌量4%。

3.2 正交試驗結果分析

選用L9（34）正交試驗。根據取不同的水平，得到料液比（A）、發酵時間（B）、接菌量（C）對碎米乳酸發酵飲料生產的最佳配比，由10名具有食品專業背景和感官評定經驗的人員組成品評小組，根據評分標準對碎米乳酸飲料進行感官評定。結果如表3。

表3 正交試驗方案及結果Table 3 Design and results of orthogonal experiment

通過極差分析正交試驗結果可以發現顯著性A（料液比）＞C（接菌量）＞B（發酵時間），結合正交試驗中均值和極差的結果可以看出，碎米乳酸發酵飲料感官評定最佳工藝組合為A1B1C3，其結果優于正交試驗第3組。即碎米乳酸發酵飲料采取1∶6（g/mL）的料液比，5%的接菌量發酵16 h，通過這幾個工藝條件得到的產品品質最佳，與單因素試驗結果存在差異，因為在工藝中，糖化后的米漿進行了離心，米漿的濃度降低，且隨著料水比增加，米漿的濃度越來越小，所得產品碎米本身的米香味不濃郁，離心之后碎米蛋白等其他物質也會流失一部分，減少乳酸菌作用基質，隨之發酵時間也會增長，所以選用1∶6（g/mL）的料水比減少發酵時間；盡管進行離心之后的米漿濃度降低，增加乳酸菌的接菌量，發酵米乳飲料不僅能保留自身濃郁的米香味且具有獨特的乳酸發酵風味，選擇5%的接菌量有效的縮短了米乳飲料的發酵時間，使得米乳飲料的米香味不被其他物質掩蓋，且能有發酵醇香；經過16 h、42℃恒溫發酵，乳酸菌又能有效地利用碎米物質生長產生獨特的乳酸發酵風味。

4 驗證試驗產品指標評定結果

4.1 感官指標

色澤：色澤均勻，稍有炒米的微黃色；組織狀態：偶爾有脂肪漂浮物和較少的沉淀，口感比較順滑，無大顆粒感；香味：有米香味和發酵醇香；滋味：酸味較為柔和，酸甜比適中，無任何不良滋味和氣味。

4.2 理化指標

總糖含量4.25%；還原糖含量2.6g/100g；酸度pH≤4.89；乙醇含量2.03%；可溶性固形物含量15.73%；乳酸菌活菌數5.9×103CFU/mL。

5 結論

經過前期試驗，碎米乳酸發酵飲料最佳工藝參數為：碎米粉和水的比例為1∶6（g/mL），在經過處理后的米漿中接入5%的直投式酸奶菌粉恒溫（42±1）℃發酵16 h。在此工藝條件下所得的產品顏色均勻，無大顆粒感，放置時間較長會有較少沉淀，但是口感順滑，有濃郁的炒米香味和發酵醇香，酸甜適中?？偺呛?.25%，還原糖含量2.6 g/100 g，酸度pH≤4.89，乙醇含量2.03%，可溶性固形物含量15.73%，乳酸菌活菌數 5.9×103CFU/mL。

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