米發(fā)糕的雙菌發(fā)酵劑工藝研究

王玉芳 劉小翠，2 鮑方芳 熊善柏 趙思明

米發(fā)糕的雙菌發(fā)酵劑工藝研究

王玉芳1劉小翠1，2鮑方芳1熊善柏1趙思明1

(華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1，武漢 430070)
(山西大同大學農(nóng)學與生命科學學院2，大同 037009)

以早秈米為原料，利用酵母菌和乳酸菌復配制成米發(fā)糕的專用發(fā)酵劑，研究兩種菌的培養(yǎng)及比例對米發(fā)糕品質(zhì)的影響，確定適宜的工藝配方。結果表明:采用馬鈴薯培養(yǎng)基對酵母菌進行培養(yǎng)和增菌;采用麥芽浸汁粉培養(yǎng)基對乳桿菌進行培養(yǎng)和增菌;將菌懸液按數(shù)量比為酵母菌∶乳酸菌=107∶107進行混合后濃縮至6．5%，加入8．5%米粉，0．3%白糖和0．15%單甘酯，混勻于32℃下熱風干燥至含水量為13%。發(fā)酵劑貯藏一段時間后制作的米發(fā)糕品質(zhì)略有下降。

米發(fā)糕 酵母菌 乳酸菌 發(fā)酵劑

米發(fā)糕是我國傳統(tǒng)的大米發(fā)酵食品，具有獨特的風味及較高的營養(yǎng)保健功能。米發(fā)糕的傳統(tǒng)生產(chǎn)均為自然發(fā)酵，發(fā)酵的過程中菌種的活性容易降低，導致米發(fā)糕生產(chǎn)的周期長，而且產(chǎn)品的質(zhì)量也不穩(wěn)定［1－2］。米發(fā)糕生產(chǎn)中起主要作用的微生物是酵母菌［3－5］，其次是乳酸菌，酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生CO2充氣使米發(fā)糕凝膠的質(zhì)地蓬松柔軟，乳酸菌生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了乳酸，賦予發(fā)酵型大米食品獨特而柔和的酸味，而且具有一定的防腐作用，同時乳酸菌和酵母菌在適宜的條件下可以很好的協(xié)同作用混合發(fā)酵［6－7］。目前已從傳統(tǒng)米發(fā)糕加工工藝的基礎上，采用三級篩選技術，從傳統(tǒng)米發(fā)糕發(fā)酵米漿中分離出具有良好的發(fā)酵特性的卡斯特酒香酵母［8］和植物乳桿菌［9］，并在此基礎上采用復合保護劑、微波干燥技術生產(chǎn)米發(fā)糕專用發(fā)酵劑［8］，進一步研制出米發(fā)糕專用粉［10］，但是雙菌發(fā)酵劑的菌株培養(yǎng)及發(fā)酵劑的工藝配方還有待進一步優(yōu)化，以保證發(fā)酵劑的性質(zhì)穩(wěn)定，提高米發(fā)糕的品質(zhì)。本試驗以實驗室分離的卡斯特酒香酵母菌［8］和植物乳桿菌［9］為菌種，研究其擴大培養(yǎng)基、菌種比例和干燥方法，確定適宜的米發(fā)糕專用雙菌發(fā)酵劑工藝參數(shù)，為米發(fā)糕的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導。

1 材料與方法

1．1 材料

早秈米:市售;酵母菌為卡斯特酒香酵母(Brettanomyces custersii)ZSM－001，保藏號為CCTCCNO:M207150;乳酸菌為植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)AS1．510，保藏號為CGMCC No．2591，均保藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中心。

TA－XT2型質(zhì)構儀:英國SMS公司。

1．2 方法

1．2．1 米發(fā)糕的制作工藝

采用文獻［10］方法。

1．2．2 感官評定

采用五人評分法，米發(fā)糕的感官鑒定主要從色澤、形態(tài)、滋味、香味、口感等幾個食用品質(zhì)指標進行分析。以米發(fā)糕形態(tài)蓬松，色澤潔白均勻，有柔和的發(fā)酵味及酒精味，酸甜適中，口感松軟為最高分(滿分10分)，總分為各項指標得分之和。

1．2．3 發(fā)酵劑的制作

將酵母菌和乳酸菌分別接入各自的增菌培養(yǎng)基中，于30℃下培養(yǎng)24 h，得到酒香酵母和乳桿菌的菌懸液，將菌懸液以一定比例混合，濃縮至6．5%，加入8．5%米粉，0．3%白糖和0．15%單甘酯［11］，采用不同干燥方法進行干燥得成品，以干燥后活菌數(shù)量最多的為最適宜的干燥方法。其中常壓烘干法的溫度包括45、37、32℃，微波干燥法參數(shù)為微波劑量1．2 W/g，輻射時間1 min，間歇時間1．5 min。

1．2．4 試驗方法

酵母菌與乳酸菌分別選擇了2種及5種增菌培養(yǎng)基［12－14］，于30℃下恒溫培養(yǎng)24 h，培養(yǎng)基的組合采用全排列組合，通過感官評定及微生物檢測確定最佳的培養(yǎng)基組合。以最佳培養(yǎng)基分別擴大培養(yǎng)后，以不同的比例混合后接入米漿發(fā)酵，確定最佳的菌種比例。

(1)J1:酵母粉7 g，蛋白胨3 g，蔗糖5 g，補水到1 000 mL，pH自然

(2)J2:去皮200 g新鮮土豆，切片煮沸30 min，過濾取汁，加蔗糖20 g，補水到1 000 mL，pH自然

(3)R1:脫脂乳100 g，蔗糖60 g，乳酸鈣0．15 g，補水到水1 000 mL，pH 6．5

(4)R2:脫脂乳100 g，蔗糖16 g，蛋白胨5 g，酵母粉7 g，乳酸鈣0．15 g，補水到1 000 mL，pH 6．5

(5)R3:乳糖10 g，酵母粉3．5 g，蛋白胨10 g，乳酸鈣0．15 g，補水到1 000 mL，pH 6．5

(6)R4:麥芽浸粉10 g，蛋白胨3 g，乳糖5 g，乳酸鈣0．15 g，補水到1 000 mL，pH 6．5

(7)R5:蔗糖20 g，蛋白胨5．8 g，乳酸鈣0．15 g，補水到1 000 mL，pH 6．5

J表示酵母菌的增菌培養(yǎng)基，R表示乳酸菌的增菌培養(yǎng)基。

1．2．5 發(fā)酵劑檢測［15］

將發(fā)酵劑于無菌條件下稀釋適當?shù)谋稊?shù)，采用稀釋平板計數(shù)法檢測菌落總數(shù)(PCA培養(yǎng)基)、酵母菌(PDA培養(yǎng)基)及乳酸菌總數(shù)(MRS培養(yǎng)基)。

2 結果與分析

2．1 增菌培養(yǎng)基的確定

將酵母菌和乳酸菌分別接入到酵母菌和乳酸菌的增菌培養(yǎng)基中，于30℃培養(yǎng)24 h，增菌后發(fā)酵液中微生物的含量見圖1。

由圖1可知，經(jīng)過增菌培養(yǎng)后，酵母的菌落總數(shù)均達到了1×107cfu/mL，而乳酸菌的菌落總數(shù)均達到了1×108cfu/mL。

圖1 培養(yǎng)基增菌效果

將不同增菌培養(yǎng)基培養(yǎng)的酵母菌及乳酸菌進行全排列組合，將混合菌液接入到米漿中，發(fā)酵米漿中酵母菌和乳酸菌的含量見圖2，制得的米發(fā)糕感官得分見表1。

圖2 不同培養(yǎng)基組合菌液發(fā)酵后米漿中酵母菌及乳酸菌含量

由圖2可知，不同培養(yǎng)基組合菌液發(fā)酵后米漿中的微生物含量存在較大差異，以R4+J2組合酵母菌和乳酸菌的含量均較高，而R4+J1組合中酵母菌和乳酸菌的含量均較低。

由表1可知，不同培養(yǎng)基組合的菌液制作出的米發(fā)糕的感官品質(zhì)存在較大差異，其中以R4+J2培養(yǎng)基的組合所制作的米發(fā)糕的感官得分總分最高，且其他感官指標均較好。

根據(jù)感官得分及其發(fā)酵液中酵母菌和乳酸菌含量確定，適合米發(fā)糕發(fā)酵的培養(yǎng)基的組合為R4+J2組合。由于酵母菌和乳酸菌具有很好的互生作用，而且可使發(fā)酵制品風味豐富、柔和，所以選擇合適的培養(yǎng)基組合對于成品的感官特征有重要影響。R4培養(yǎng)基中的乳糖是乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的前提物質(zhì)［16］，而乳酸對于抑制其他雜菌的生長有重要作用;J2培養(yǎng)基中的蔗糖和土豆汁中同樣含有豐富的營養(yǎng)，且這兩種培養(yǎng)基中的成分均為酵母菌和乳酸菌可以利用的成分，能夠促進菌種的互生作用，發(fā)酵完全。

2．2 菌種比例的確定

將酵母菌和乳酸菌分別以R4，J2的培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)后，以不同的比例混合均勻后加入到米漿中發(fā)酵，不同比例的菌液發(fā)酵后米漿酵母菌和乳酸菌的含量見圖3，制作的米發(fā)糕的感官評定結果見表2。

由圖3可知，不同比例的菌種添加到米漿中發(fā)酵后，微生物的含量存在較大差異。以酵母∶乳酸菌(體積比)=9∶1，即酵母∶乳酸菌(數(shù)量比)=1∶1時，發(fā)酵米漿中酵母菌和乳酸菌的含量均較高，即以這個比例混合菌種接入到米漿后，最利于酵母菌和乳酸菌的協(xié)同發(fā)酵作用。

表2 不同菌種比例制作的米發(fā)糕的感官品質(zhì)(n=5，珋x±std)

由表2可知，不同的菌種比例添加對米發(fā)糕的感官品質(zhì)有較大影響，隨酵母的比例的增加，米發(fā)糕的感官得分呈先增后后減小的趨勢，其中酵母∶乳酸菌(體積比)=9∶1，即酵母∶乳酸菌(數(shù)量比)=107∶107時，米發(fā)糕的感官得分最高，且其他感官指標得分均較高。

圖3 不同菌種發(fā)酵后米漿中酵母菌和乳酸菌含量

2．3 干燥方法的確定

制作好固體發(fā)酵劑，以不同溫度常壓烘干，得到的固體發(fā)酵劑的酵母菌和乳酸菌的含量見圖4。

圖4 不同干燥方法的固體發(fā)酵劑的微生物含量

由圖4可知，不同的干燥溫度對于固態(tài)發(fā)酵劑的微生物含量有很大影響，隨著烘干溫度的升高，活菌數(shù)的含量呈明顯的下降趨勢，以45℃烘干后固態(tài)發(fā)酵劑的微生物含量降到了1×103cfu/g，而32℃烘干后活菌數(shù)達到了1×108cfu/g，比烘干前的活菌數(shù)有明顯的增加。這一方面是因為32℃干燥對酵母菌造成損傷較小，另一方面是因為菌體在干燥的過程中還在生長繁殖［17－18］，因此最佳干燥溫度為32℃。

2．4 發(fā)酵劑貯藏過程中的微生物含量

按最佳的熱風干燥溫度32℃制作固態(tài)發(fā)酵劑，以聚乙烯包裝袋密封包裝，置于4℃冰箱貯藏，定期檢測其微生物含量，貯藏過程中酵母菌和乳酸菌的變化見圖5。

圖5 貯藏過程固態(tài)發(fā)酵劑的微生物含量

由圖5可知，固態(tài)發(fā)酵劑在貯藏初期，酵母菌和乳酸菌的數(shù)量呈顯著下降的趨勢，從1×108cfu/g下降到1×107cfu/g，50 d后，數(shù)量變化趨于平緩，貯藏的140 d后，數(shù)量仍維持在1×107cfu/g，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。

2．5 發(fā)酵劑制作的米發(fā)糕品質(zhì)

用貯藏的發(fā)酵劑制作米發(fā)糕，成品感官評定及質(zhì)構特征分別見表3和表4。

由表3可知，貯藏后發(fā)酵劑制作的米發(fā)糕的感官特征略有下降的趨勢，但貯藏140 d后，感官品質(zhì)仍然較佳;由表4可知，隨發(fā)酵劑貯藏時間的延長，米發(fā)糕的硬度、回彈性、黏聚性和咀嚼度顯著下降。

表3 固態(tài)發(fā)酵劑制作米發(fā)糕的感官特性(n=5，珋x±std)

表4 固態(tài)發(fā)酵劑制作的米發(fā)糕的質(zhì)構特性(n=5，珋x±std)

貯藏的過程中，由于微生物含量的降低，酵母的產(chǎn)氣及產(chǎn)酶的能力降低，乳酸菌對淀粉改性能力降低。同時，長時間的存放也會引起發(fā)酵劑中的蛋白酶和淀粉酶失活［19］，這些因素都會引起發(fā)酵劑發(fā)酵能力的降低，使得米發(fā)糕的感官品質(zhì)下降和硬度等凝膠力學特征的降低。

3 結論

適宜米發(fā)糕發(fā)酵劑的酵母菌和乳酸菌的培養(yǎng)基分別為馬鈴薯培養(yǎng)基和麥芽浸汁粉培養(yǎng)基，發(fā)酵劑的工藝為將菌懸液按數(shù)量比為酵母菌∶乳酸菌=107∶107進行混合后濃縮至6．5%，加入8．5%米粉，0．3%白糖和0．15%單甘酯，于32℃下熱風干燥至含水量為13%。隨貯藏時間的延長，貯藏140 d后品質(zhì)略有下降，但對感官品質(zhì)影響不大。采用雙菌發(fā)酵劑制作的米發(fā)糕形態(tài)蓬松，色澤潔白均勻，有柔和的發(fā)酵味及酒精味，酸甜適中，口感松軟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

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Exploitation of Two－Microbe－Starter for Fermented Rice Cake

Wang Yufang1Liu Xiaocui1，2Bao Fangfang1Xiong Shanbai1Zhao Siming1
(College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University1，Wuhan 430070)
(Department of Agricultural and Life Science of Shanxi Datong University2，Datong 037009)

A special starter culture containing yeast and latic acid bacteria was prepared for the production of fermented rice cake．The effects of growth medium，proportion of yeast and latic acid bacteria and the storage of starter culture on the growth rate of viable cells and the quality of fermented rice cake were investigated．The potato medium and malt juice powder leaching medium were employed for the cultivation of yeast and latic acid bacteria，respectively．The optimum ratio of yeast and latic acid bacteria was 107:107(cfu/mL:cfu/mL)．And then a starter culture composed with yeast and latic acid bacteria，8．5%rice powder，0．3%sugar and 0．15%monoglyceride was dried by hot－air at 32℃until its water content reduced to 13%．Incubation of the early indica rice with the starter culture could produce fermented rice cake with high quality．The quality of fermented rice cake was declined slightly when the starter cultures storaged for some days．

fermented rice cake，yeast，lactic acid bacteria，starter

TS213．3;TS262．3

A

1003－0174(2012)08－0088－05

米粉專用稻良種技術(2009BBB017)

2011－11－17

王玉芳，女，1987年出生，碩士，食品科學

趙思明，女，1963年出生，教授，博士生導師，食品大分子結構及功能特性