五谷米奶發(fā)酵工藝的研究

袁 輝白云鳳薛勝霞黃文岳毛建衛(wèi)

(浙江科技學(xué)院浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1,杭州 310023)

(溫州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院2,溫州 320035)

(杭州余杭區(qū)第三人民醫(yī)院3,杭州 311115)

五谷米奶發(fā)酵工藝的研究

袁 輝1,2白云鳳2薛勝霞3黃文岳1毛建衛(wèi)1

(浙江科技學(xué)院浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1,杭州 310023)

(溫州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院2,溫州 320035)

(杭州余杭區(qū)第三人民醫(yī)院3,杭州 311115)

對(duì)五谷米奶的制備工藝進(jìn)行了研究。對(duì)發(fā)芽糙米、薏米、燕麥、黑米、小麥胚芽添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),通過理化及感官評(píng)定確定最佳五谷粉液配比為薏米 33 g/L,小麥胚芽132 g/L,黑米 3 g/L,發(fā)芽糙米 132 g/L,燕麥 66 g/L;經(jīng)過液化糖化的對(duì)五谷粉液和牛奶比例最佳配比 7∶3、接種量0.7～0.8 g/L,42℃發(fā)酵 4～5 h,4℃后熟 12 h。最終產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo):可溶性固形物 8.68°Bx;還原糖10.75 g/L;酸度 33.08°T;γ-氨基丁酸 (GABA)35.8 mg/100 g;蛋白質(zhì) 3.50 g/100 mL;脂肪 2.03 g/100 mL。工藝簡便可行,所得米奶發(fā)酵制品,酸甜適口,質(zhì)地細(xì)膩。

薏米 小麥胚芽 黑米 發(fā)芽糙米 燕麥 發(fā)酵 酸奶

發(fā)酵飲料一直都是國內(nèi)外飲料行業(yè)重點(diǎn)研究及開發(fā)的領(lǐng)域,該類飲料具有營養(yǎng)豐富,口感獨(dú)特,市場(chǎng)接受度高等特點(diǎn)[1]。谷物乳酸發(fā)酵飲料是一種新型的營養(yǎng)保健飲料,具有特殊風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)價(jià)值[2]。現(xiàn)階段大多數(shù)米奶及谷類食品的蛋白質(zhì)、鈣等含量都不及牛奶,無法滿足對(duì)營養(yǎng)有要求的消費(fèi)者。因此,如何提高它的營養(yǎng)價(jià)值,改變其中的營養(yǎng)成分,以及使其口感上更能被廣大消費(fèi)者接受成為了米奶在加工過程中的一個(gè)重點(diǎn)。發(fā)芽糙米、薏米、黑米、燕麥和小麥胚芽的營養(yǎng)價(jià)值已被大眾所周知,燕麥具有高蛋白低碳水化合物的特點(diǎn),同時(shí)富含可溶性纖維和不溶性纖維,能加速人體內(nèi)膽固醇的排出;小麥胚芽[3]包含著豐富均衡的且對(duì)生長發(fā)育又是必需的營養(yǎng)素,蛋白質(zhì)含量高于雞蛋;薏米有利于消腫、健脾去濕等功效;黑米含有大量的無機(jī)鹽,發(fā)芽糙米[4]富含氨基丁酸 (γ-GABA),二者所含營養(yǎng)價(jià)值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大米。國內(nèi)外對(duì)它們的深加工以及相關(guān)食品的研究也日漸活躍。在我們前期發(fā)芽糙米米奶研究的基礎(chǔ)上[5],從營養(yǎng)互補(bǔ)的原理、原料上采用了一定比例的“五谷”,用傳統(tǒng)與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合的工藝,研究和開發(fā)出既具備酸奶獨(dú)有的風(fēng)味和活性成分又兼有五谷所含功能因子的米奶飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

發(fā)芽糙米、薏米、黑米、燕麥、小麥胚芽:市購;α -淀粉酶、糖化酶:上海楷洋生物技術(shù)有限公司;GA2 BA標(biāo)準(zhǔn)品:上海伯奧生物科技公司;直投式酸奶發(fā)酵劑:北京弗蒙特生物技術(shù)有限公司;其他試劑均為分析純。

ATAGO數(shù)顯手持式折光儀 PAL-1:ATAGO有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 五谷米奶的制作工藝流程

五谷→粉碎→篩選凈化→復(fù)配五谷→糊化→液化→糖化→過濾→滅菌→發(fā)酵→后熟→均質(zhì)→裝瓶→成品

五谷前處理:粉碎機(jī)中粉碎,過 100目篩,得到均勻細(xì)膩的谷物粉末。糊化:糊化前加 5倍水浸泡30 min,使米粉顆粒充分吸水,加熱過程不斷攪拌,糊化 30 min。液化參考文獻(xiàn)[6]進(jìn)行。糖化:液化好的米漿冷卻至 55℃左右,調(diào)節(jié) pH至 6,加入事先在40℃,活化 1 h的糖化酶,每克原料加入 100 U,糖解30 min,80℃滅酶,過濾得發(fā)芽糙米糖化汁。滅菌:分裝糖化汁和添加蔗糖,121℃高壓滅菌 15 min。

1.2.2 五谷單因素復(fù)配試驗(yàn) (g/L)

在其他四種谷類質(zhì)量不變的情況下,其中一種谷類加入不同量進(jìn)行對(duì)比,通過客觀的對(duì)樣品進(jìn)行外觀、香味、滋味的打分來得出最佳水平。

薏米單因素試驗(yàn):薏米添加量分別為 33、66、99、132、165,小麥胚芽 165、發(fā)芽糙米 165、燕麥 165、黑米6。

小麥胚芽單因素試驗(yàn):小麥胚芽添加量分別為33、66、99、132、165,薏米 165、發(fā)芽糙米 165、燕麥165、黑米 6。

發(fā)芽糙米單因素試驗(yàn):發(fā)芽糙米添加量分別為33、66、99、132、165,小麥胚芽 165、薏米 165、燕麥165、黑米 6。

燕麥單因素試驗(yàn):燕麥添加量分別為 33、66、99、132、165,小麥胚芽 165、發(fā)芽糙米 165、薏米 165、黑米6。

黑米單因素試驗(yàn):黑米添加量分別為 3、6、9、12、15,薏米 165,小麥胚芽 165、發(fā)芽糙米 165、燕麥 165。

1.2.3 五谷復(fù)配正交試驗(yàn)方案

在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),五谷作為正交試驗(yàn)的 5個(gè)因素,選用 L8(25)正交表安排試驗(yàn),因素水平見表 1,以感官評(píng)定為指標(biāo),以此來評(píng)定最佳五谷復(fù)配方案。

表 1 五谷復(fù)配正交實(shí)驗(yàn)因素水平/g/L

1.2.4 五谷乳液與奶粉比例對(duì)發(fā)酵的影響

研究在米奶發(fā)酵工藝中五谷乳液與奶粉的不同比例對(duì)米奶品質(zhì)的影響。五谷米粉乳液與奶粉比例為 9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5五個(gè)水平,接種量 0.6 g/L,蔗糖 10 g/L,于 42℃下發(fā)酵 6 h,冷卻,4℃后熟12 h。根據(jù)酸度和感官評(píng)價(jià)判斷合適的五谷乳液與無抗奶的配比。

1.2.5 接種量對(duì)發(fā)酵的影響

研究在米奶發(fā)酵工藝中接種量的不同對(duì)米奶品質(zhì)的影響。接種量分別為 0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 g/L五個(gè)水平,五谷乳液與奶粉比為 3∶7,42℃發(fā)酵 6 h,冷卻,4℃后熟 12 h以上。根據(jù)酸度和感官評(píng)價(jià)判斷合適的接種量。

1.2.6 發(fā)酵及后熟時(shí)間的確定

五谷米粉糖化汁與奶粉比為 7∶3,蔗糖 10 g/L,接種量 0.6 g/L作為發(fā)酵及后熟過程中 pH及酸度變化的檢測(cè)對(duì)象。

1.2.7 指標(biāo)的測(cè)定方法

還原糖含量測(cè)定參照文獻(xiàn) [7];GABA含量測(cè)定:于波長 645 nm測(cè)定其吸光度[8];蛋白質(zhì)含量測(cè)定: G B/T 5009.5—2003;脂肪含量測(cè)定:GB/T 5512—2008;酸度測(cè)定:參照 GB/T 22427.9—2008;乳酸菌含量測(cè)定:參照 GB/T 4789.35—2003。

1.2.8 米奶感官評(píng)價(jià)

參照文獻(xiàn)[5]進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 五谷單因素復(fù)配試驗(yàn)及結(jié)果

五谷米粉添加量品質(zhì)評(píng)分結(jié)果見圖 1。加入適當(dāng)?shù)霓裁?除可促進(jìn)乳酸菌生長繁殖外,還可以掩蓋制品的異味和增加香氣的作用,但加入過多香味過重,引人不悅。發(fā)芽糙米的蛋白質(zhì)含量雖然不多,但是蛋白質(zhì)質(zhì)量較好,主要是精蛋白,氨基酸的組成比較完全,人體容易消化吸收,但賴氨酸含量較少。小麥胚芽具有清新的植物香味,增加食欲,補(bǔ)充發(fā)芽糙米賴氨酸的不足;加入過多則成品甜香味過于濃烈,掩蓋了其他成分的特質(zhì)。燕麥含有高黏稠度的可溶性纖維,對(duì)成品的穩(wěn)定性有一定作用,但加入過多,糖化汁過于黏稠,口感不佳,且飽腹感強(qiáng)烈。黑米因其所含的黑色素含量過多,容易造成成品顏色過深,影響外觀品質(zhì),所以不宜添加過多。選取在五谷單因素試驗(yàn)中每個(gè)因素評(píng)分較好水平作為五谷復(fù)配正交試驗(yàn)的水平。

圖1 五谷米粉添加量單因素試驗(yàn)

2.2 正交獲得五谷最佳復(fù)配方案

“五谷”中無論哪一種米粉添加過多或過少,對(duì)成品的穩(wěn)定性和口感均有影響;某種成分添加過多,就會(huì)掩蓋其他成分的風(fēng)味,反之則風(fēng)味不突出。五谷復(fù)配正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 2,極差 RD>RB>RC>RA=RE,確定五谷最佳復(fù)配方案為 A1B2C1D1E2,即薏米 33 g/L,小麥胚芽 132 g/L,黑米 3 g/L,發(fā)芽糙米132 g/L,燕麥 66 g/L。在此條件下生產(chǎn)的成品口感良好,質(zhì)地細(xì)膩,味道純正。

表2 五谷復(fù)配正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析

2.3 五谷乳液與奶粉添加量不同比例的研究

五谷米粉經(jīng)液化糖化,把溶解狀態(tài)的淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性物質(zhì),降低醪液的黏度,有利于發(fā)酵和酵液的輸送。制得的五谷乳液由于失去了淀粉糊化所具有的保持能力,因此在前述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加奶粉的添加量,以緩解沉降或稀釋,同時(shí)奶粉能提供較好的營養(yǎng)價(jià)值和產(chǎn)品口感,五谷乳液與奶粉含量的變化有一個(gè)最佳感官點(diǎn),當(dāng)比例為 7∶3時(shí)米奶感官品質(zhì)最佳(見表 3)。乳酸菌活菌數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)果顯示隨著牛奶添加量增大,活菌數(shù)有一個(gè)增加的過程,表明牛奶含量越高越適合乳酸菌的生長,這與發(fā)芽糙米米奶發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果相一致。

表3 五谷乳液與奶粉不同比例試驗(yàn)結(jié)果

2.4 接種量對(duì)米奶質(zhì)量的影響

接種量對(duì)五谷乳液的乳酸發(fā)酵有一定的影響。接種量過少,則不易形成生長優(yōu)勢(shì),發(fā)酵時(shí)間延長,易染雜菌;接種量過多,產(chǎn)酸過快,易造成凝乳中蛋白質(zhì)內(nèi)脫水收縮現(xiàn)象,使乳清析出較多,同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本。接種量單因素試驗(yàn)結(jié)果見表 4,通過感官評(píng)定可以看出當(dāng)接種量在 0.7～0.8 g/L之間時(shí),五谷米奶感官品質(zhì)最佳。

表4 接種量單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.5 發(fā)酵及后熟時(shí)間的確定

由圖 2可知,在五谷米奶發(fā)酵過程中,開始的2 h內(nèi)由于菌體生長等因素存在,pH及酸度的變化程度較為緩和,在其后的 2～4 h是發(fā)酵的主要階段,在這一階段乳酸大量產(chǎn)生造成 pH的迅速下降及酸度的大幅度提高。發(fā)酵 4～5 h后,由于乳酸的大量積累, pH已經(jīng)達(dá)到凝乳要求,此時(shí)認(rèn)為米奶的主體發(fā)酵結(jié)束,因此選擇發(fā)酵時(shí)間為 4～5 h較為合理。在主體發(fā)酵結(jié)束,在 4℃環(huán)境下進(jìn)行后熟時(shí) pH及酸度有一定程度的變化,但基本趨于穩(wěn)定,后熟 12 h為宜。

圖2 發(fā)酵及后熟過程中pH以及酸度的變化

2.6 五谷米奶成分

五谷米奶理化指標(biāo)見表 5。

表5 五谷米奶理化指標(biāo)

3 討論與結(jié)論

3.1 通過對(duì)五谷發(fā)酵米奶試驗(yàn)的研究,確定原料由糖化汁和牛奶兩者構(gòu)成,不再另外添加水。五谷最佳復(fù)配方案為薏米 33 g/L,小麥胚芽 132 g/L,黑米3 g/L,發(fā)芽糙米 132 g/L,燕麥 66 g/L。五谷米粉糖化汁和奶粉的最佳比例為 7∶3,接種量為 0.7～0.8 g/L, 42℃發(fā)酵4～5 h,4℃后熟 12 h,在此條件下,生產(chǎn)的成品有鮮奶的味道,質(zhì)地細(xì)膩,口感好,味道純正,口味潤滑。

3.2 直投式酸奶發(fā)酵劑的主要菌種為嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌,五谷米奶接種后,最好在 1.5 h內(nèi)裝瓶完畢。裝瓶后送入發(fā)酵室,避免振動(dòng)。發(fā)酵到接近終點(diǎn)酸度前應(yīng)立即降溫,以停止發(fā)酵。因凝乳不易很快降溫,若達(dá)到規(guī)定酸度以后再降溫,就會(huì)使酸乳在緩慢降溫期間,酸度繼續(xù)升高,以至 pH值過低,從而影響風(fēng)味和口感。所以要及時(shí)把握好終止發(fā)酵的時(shí)間。

3.3 與普通的米奶相比五谷米奶集諸多優(yōu)點(diǎn)于一身:五谷中含有的γ-氨基丁酸[9]、六磷酸肌醇、膳食纖維、谷胱甘肽對(duì)人體保健,降脂,抗衰老,抗癌具有很大作用,使它是一種飲料的同時(shí)更作為一種保健品,必然在這個(gè)健康飲食的時(shí)代受到重視。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的谷物飲料以物理加工而成為主,這一類產(chǎn)品往往由于沒有涉及深層次的加工而不能凸顯出谷物飲料的營養(yǎng)價(jià)值,且由于物理加工形式簡單,造成了這類產(chǎn)品的品種單一。發(fā)酵五谷米奶在改變?cè)辖Y(jié)構(gòu)的同時(shí)運(yùn)用生物方法對(duì)產(chǎn)品的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)以及營養(yǎng)組成進(jìn)行了深層次的影響,并且由于發(fā)酵菌種益生菌本身所具有的保健功能,使得產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值大大提升。

[1]許本發(fā),李宏建,紫金貞,等.酸奶和乳酸菌飲料加工[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1993

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Fer mentation Process of Five-GrainMilk

Yuan Hui1,2Bai Yunfeng2Xue Shengxia3HuangWenyue1Mao Jianwei1

(ZhejiangUniversity of Science and Technology,KeyLaboratory ofAgricultural Products Chemical and Biological Processing Technology of Zhenjiang Province1,Hangzhou 3100232)
(WenzhouMedical College Pharmaceutical School2,Wenzhou 325035)
(Third People?s Hospital of Hangzhou YuhangDistrict3,Hangzhou 311115)

The fermentation process of five-grain milk was studied.The addition doses of germinated brown rice,adlay seeds,oats,black rice,and wheat germ were researched by single-factor tests and an orthogonal experi2 ment,and the product physicochemical property and sensory quality were evaluated.Results:The optimum ratio of grain liquid mixture/milk is 7∶3,the inoculum size is 0.7～0.8 g/L,the fer mentation are conducted at 42℃for 4～5 h and maturating at 4℃for 12 h.The product technical indexes are soluble solid 8.68°Bx,total reductive sugar 10.75 g/L,acidity 33.08°T,γ-amino butyric acid 35.8 mg/100 g,protein 3.50 g/100 mL,and fat 2.03 g/100 mL.The process is simple and the fer mented yogurt has a good flavor and moderate s weet and sour.

adlay seed,wheat ger m,black rice,germinated brown rice,cat,fer mentation,yogurt

TS275.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-0174(2010)09-0102-05

浙江省自然科學(xué)基金 (Y307415),浙江科技學(xué)院人才啟動(dòng)基金(0101103501)

2009-09-01

袁輝,男,1972年出生,副教授,農(nóng)產(chǎn)品精深加工