发酵型大米乳酸菌饮料加工工艺研究

发酵型大米乳酸菌饮料加工工艺研究 粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 1 期 粮食加工 发酵型大米乳酸菌饮料加工工艺研究 1 1 1 1 2 1 1 1 任大勇 ，章检明 ，曹婧 ，翁璐超 ，刘宏锋 ，秦艳青 ，李豪 ，沈明浩 1( 吉林农业大学 食品科学与工程学院，吉林 长春 130118 2( 吉林大学 农学部畜牧兽医学院，吉林 长春 130062 摘 要: 以大米为主要原料，经过粉碎、糊化、糖化、过滤等处理后得到米浆原液，加入一定量蔗糖、 脱脂乳，接入两种乳酸菌进行发酵，制备发酵型大米饮料。通过预实验确定了最佳米 / 水比为1? 16， 并且对乳酸菌进行了定向驯化。通过正交实验确定了产品最佳制备工艺， 即蔗糖添加量 4 、脱脂 乳添加量 5 、鼠李糖乳杆菌接种量 3 、保加利亚乳杆菌接种量为 4 ， 37 ? 下发酵 8 h。 在 关键词大米饮料 发酵 鼠李糖乳杆菌 保加利亚乳杆菌 中图分类号: TS 213( 3 文献标识码: A 文章编号: 1007 , 7561( 2013) 01 , 0007 , 03 Preparation of fermented rice beverage using lactic acid bacteria REN Da , yong1 ，ZHANG Jian , ming1 ，CAO Jing1 ，WENG Lu , chao1 ，LIU Hong , feng2 ， QIN Yan , qing1 ，LI Hao1 ，SHEN Ming , hao1 ( 1( College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University， Changchun Jilin 130118; 2( College of Animal Science and Veterinary Medicine， Jilin University，Changchun Jinlin 130062) Abstract: The fermented rice beverage was processed with rice as main raw material( The saccharified rice liquid was made by rice which was smashed，gelatinized，saccharified and filtrated( Sugar，skimmed milk and two Lactobacillus strains were added into the saccharified rice liquid to prepare the fermented rice beverage( In the preliminary experiments，The best rice / water ratio( 1? 16) was evaluated and strain adaptation was performed( The orthogonal test showed that the quality of rice beverage was the best when the amount of sugar，skimmed milk，Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus bulgaricus were 4 ， 5 ， 3 and 4 ，respectively( The best temperature was 37 ? for 8 h( Key words: rice beverage; fermentation; lactobacillus rhamnosus; lactobacillus bulgaricus ， 大米被誉为 五谷之首 ” 是我国的主要粮食作 “ 酸风味的大米发酵饮料。本研究有利于提高大米的物。近几年来， 我国大米产量逐年增加， 2010 年大 精深加工水平，增加其附加值。 〔1〕米产量达 8( 84 千万吨 ， 居世界第一。大米富含淀 1 与方法粉和蛋白质，消化率高，易被人体吸收。中医认为大 1( 1 材料与仪器米性味甘平，有补中益气、健脾养胃、益精强志等功 原辅料及试剂: 蔗糖、 脱脂奶粉、 , 淀粉酶、 α 大 〔2〕效 。乳酸菌可以提供一定的益生保健功能〔3〕，并 米、 MRS 培养基、 鼠李糖乳杆菌 ( Lactobacillus rham-且可将食物中的糖类成分转化为乳酸等有机酸等 ， nosus) 、 加 利 亚 乳 杆 菌 ( Lactobacillus bulgaricus ) 保 〔4〕从而赋予食品特定的风味 。 目前，由乳酸菌发酵 ( 均由吉林农业大学食品科学与工程学院保 存 ) 、的饮料种类很多，但此类产品多以牛奶、 果品、蔬菜 0( 1 mol / L NaOH、 琼脂、 考马斯亮蓝 , G250。 〔5 , 7〕为原料制备而成 。 在我国，以大米为原料开发 主要 仪 器 及 设 备: DELTA320pH 计、 温 培 养 恒的乳酸菌发酵饮料种类较少。本研究利用大米淀粉 箱、 净化工作台、 型可见分光光度计、 722 粉碎机。的糖化液可被乳酸菌发酵的特性 ，以大米为原料，以 1( 2 方法蔗糖、脱脂奶为辅料并利用两种乳酸菌发酵 ，研究其 1( 2( 1 乳酸菌的活化和驯化加工工艺，成功的研发出了一种米香味适宜 ，伴有乳 分别将鼠李糖乳杆 菌和保加利亚乳杆菌接种于 MRS 培养基中 37 ? 培养 24 h，活化 2 次，待用。 为收稿日期: 2012 , 06 , 01基金项目: 吉林省科技厅项目( 20090553) 了使乳酸菌能适应以大米为原料的环境， 对乳酸菌作者简介: 任大勇， 男， 1979 年出生， 讲师， 博士研究生(通讯作者: 沈明浩， 1963 年出生， 教授， 男， 博士( 进行了驯化。 本研究了 6 组不同比例的大米粮食加工 粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 1 期液、脱脂乳混合液 ( 见表 1) 。 首先将活化好的菌种 类别项作为每个样品特性的标注， 然后要求评价员以适当比例接入第一组试管中培养， 然后将此代驯 从这些类别项中选出最符合样品特性的标注项 。综 〔8〕化好的菌种以相同比例接入第二组试管中培养 ， 以 合评分采用分类标度法 ， 即将样品分为 4 个级别，此类推直到获得能在纯大米环境中生长的菌种 。 每个级别设有三个分数段， 其中 1、 3 为口感差， 2、 4、 表1 鼠李糖乳杆菌和保加利亚乳杆菌的驯化条件 5、 为口感较差， 8、 为口感较好， 11、 为口 6 7、 9 10、 12 组号 大米液? 脱脂乳 接种量 / 发酵时间 / h 发酵温度 / ? 感好。要求评价员选定相应的级别并给出相应的分 1 0? 5 3 24 37 数，作为样品的综合评分。 大米乳酸菌饮料感官评 2 1? 4 3 24 37 定与评分表见表 3。 3 2? 3 3 24 37 5 3? 2 3 24 37 表3 大米乳酸菌饮料感官评定与评分表 4 4? 1 3 24 37 特性 类别项 6 5? 0 3 24 37 粘稠度 较稀 适中 较粘 米香味 无 较淡 适中 较浓 过浓1( 2( 2 工艺流程 酸甜比 过酸 偏酸 适中 偏甜 过甜 大米?粉碎?浸泡?糊化?酶解?过滤?调配 口感差 口感较差 口感较好 口感好 综合评分 ( 1 , 3) ( 4 , 6) ( 7 , 9) ( 10 , 12)?灭菌?接菌发酵?成品。1( 2( 3 工艺操作要点 理化指标与微生物指标检验 1( 2( 5( 2 将大米用粉碎机粉碎成颗粒大小为 30 , 50 目， 酸度测定: 取 10 mL 待测样品与三角瓶中， 加入按一定的米 / 水比例在室温下浸泡 2 h。将上述浸泡 20 mL 中 性 蒸 馏 水， 入 1 酚 酞， 匀。 用 0( 1 加 混的米液在 100 ? 下煮沸糊化 10 min， 向糊化后的米 mol / L 氢氧化钠标准溶液滴定， 计算酸度; pH 测定:液中加入 α , 淀粉酶酶解。 将酶解后的大米液过 采用 pH 计测定; 蛋白质测定: 采用考马斯亮蓝法测滤， 除去不溶性物质。将蔗糖、 脱脂乳按一定比例加 〔9〕 定 ; 可溶性固形物测定: 采用 105 ? 恒温干燥法入到过 滤 后 的 大 米 液 中， 匀， 121 ? 灭 菌 20 混 于 测定; 乳 酸 菌 计 数: 采 用 MRS 培 养 基， 照 GB 按min， 自然冷却。 最后在无菌状态下， 按一定比例向 4789( 35—2010 规定的稀释平板计数法进行。已灭菌的大米液中接种乳酸菌 于 ， 37 ? ( 菌株的最 2 结果与分析适生长温度 ) 下发酵一定时间， 得到成品。 对成品 2( 1 米 / 水最佳比例的优化进行感官评定、 理化检验和微生物检测。 米 / 水比例对于产品的米香味和粘稠度有显著1( 2( 4 调配 的影响， 从表 4 中可以看出随着加水量的逐渐增加 ， 确定米水最佳比例: 选定大米与水的比例分别 粘稠度和米香味逐渐降低。 通过试验可知 1 ? 16 的为 1? 10、 12、 14、 16、 18、 20 六组试验进行 1? 1? 1? 1? 1? 米 / 水比例 粘 稠 度 适 中， 米 香 味 浓 厚， 此 选 择 且 因感官评定， 选出最佳米 / 水比。 以蔗糖含量、 脱脂乳 1? 16 的米 / 水比例为最佳比例。含量、 时间、 接种量( 鼠李糖乳杆菌 ) 、 接种量 ( 保 a b 5 表4 不同米 / 水比例的感官性状评价加利亚乳杆菌) 为因素， 采用 L16 ( 4 ) 正交表进行试 试验号 大米与水的比例 感官评定验， 探讨各因素对大米乳酸菌饮料感官和质地的影 1 1? 10 组织过于粘稠、米香味过浓响， 从而选出最优组合。因素水平表见表 2。 2 1? 12 组织过于粘稠、米香味过浓 3 1? 14 组织粘稠、米香味浓厚 表2 大米乳酸菌发酵饮料调配的正交试验因素与水平设计 4 1? 16 组织粘稠适中、米香味浓厚 因素 5 1? 18 组织较粘稠、米香味浓厚 水平 A 蔗糖 B 脱脂奶 C 时间 / D a 接种 E b 接种 6 1? 20 组织较稀、米香味较淡 添加量 / 添加量 / h 量 / 量 / 1 2 0 6 1 1 2 3 5 8 2 2 2( 2 生产工艺条件的优化 3 4 10 10 3 3 试验选取蔗糖添加量、 脱脂乳添加量、 发酵时 4 5 15 12 4 4 间 接种量 、 a( 鼠李糖乳杆菌 ) 、接种量 b( 保加利亚1( 2( 5 感官评定及理化检验方法 乳杆菌) 为因素， 进行正交试验。 运用正交统计分1( 2( 5( 1 感官评定 析软件对实验数据进行分析， 结果见表 5。 由表 5 感官评定从粘稠度、 米香味、 酸甜比 3 个指标进 可知， 号试验的综合评分最高， 10 即口感最好。 五行评定， 并给出综合评分，对结果进行方差分析。感 种因素对产品风味的影响程度为: B , D , C , A ,官评定是在样品发酵完后， 4 ? 冰箱中冷藏 12 h 于 E，即脱脂乳添加量对于产品的感官影响最大 ， 其次 ，后进行 因为产品冷藏后的风味普遍较好 。粘稠度、 为 a 接种量和发酵时间。最后是蔗糖添加量和 b 接 〔8〕米香味、 酸甜采用恰当标度法 ， 即先确定 3 到 5 个 种量， 这两个因素对产品的感官影响相同且影响不粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 1 期 粮食加工大。从表 5 中还可以得到最佳配方为 A3 B2 C2 D3 E4 ， 间为 8 h、鼠李糖乳杆菌接种量为 3 、保加利亚乳即蔗糖添加量为 4 、脱脂乳添加量为 5 、 发酵时 杆菌接种量为 4 。 表5 大米乳酸菌饮料的 L16 ( 4 5 ) 正交试验结果及分析表 A 蔗糖 B 脱脂乳 C 发酵 D a接 E b接 综合 序号 米香味 酸甜比 粘稠度 添加量 / 添加量 / 时间 / h 种量 / 种 / 评分 1 2 0 6 1 1 6( 25 较浓 偏甜 较稀 2 2 5 8 2 2 6( 50 较淡 偏甜 较稀 3 2 10 10 3 3 5( 50 适中 适中 较稀 4 2 15 12 4 4 4( 50 较淡 偏酸 较稀 5 3 0 8 3 4 6( 50 适中 偏甜 较稀 6 3 5 6 4 3 5( 75 较淡 适中 较稀 7 3 10 12 1 2 5( 75 适中 偏酸 较稀 8 3 15 10 2 1 4( 50 较淡 偏酸 较稀 9 4 0 10 4 2 5( 00 较淡 偏甜 较稀 10 4 5 12 3 1 7( 00 较淡 适中 较稀 11 4 10 6 2 4 6( 50 较淡 偏酸 较稀 12 4 15 8 1 3 5( 25 较淡 适中 较稀 13 5 0 12 2 3 6( 25 较淡 适中 较稀 14 5 5 10 1 4 6( 25 较淡 偏甜 较稀 15 5 10 8 4 1 .