乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵麥芽汁飲料工藝分析

□ 符楨華 中國輕工業(yè)廣州工程有限公司

飲料是食品的一種，作用是解渴、提神、提供營養(yǎng)物質(zhì)。發(fā)酵型飲料指的是發(fā)酵原材料添加（或不加）酸、糖和食品添加劑等，經(jīng)過微生物發(fā)酵制成的液體飲品，或者通過向發(fā)酵液添加其他如酸、糖和食品添加劑調(diào)制成的飲品[1]。最為常見的發(fā)酵菌種包括酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等。

1 麥芽汁飲料的市場前景

當今社會人們越來越重視健康問題，對飲料的口味和營養(yǎng)也提出了更高的要求，他們更愿意購買口感風(fēng)味絕佳，又有益于身體健康的飲品。大麥富含多種營養(yǎng)成分，包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素等，具有高蛋白、高維生素、高膳食纖維、低糖與低脂肪的特點，是粗糧類食品中的全價營養(yǎng)食品之一。麥芽由大麥成熟果實發(fā)芽而得，不僅保留了大麥的營養(yǎng)成分，還兼具藥用價值。目前麥芽汁發(fā)酵飲料的研發(fā)不少，但是尚未出現(xiàn)口感風(fēng)味極佳的麥芽汁飲品，大眾接受度不高，所以麥芽汁飲料的研發(fā)是一個機遇，該類型飲料擁有巨大的市場空間。

2 乳酸菌、酵母菌發(fā)酵工藝現(xiàn)狀

麥芽汁飲料需要經(jīng)過發(fā)酵才能形成良好的口味，發(fā)酵是飲品的關(guān)鍵工藝之一。麥芽汁原液口感不佳，只有經(jīng)過微生物菌發(fā)酵才能去除原來的生澀味，達到理想的口感。目前人們已經(jīng)掌握了多種單一菌種發(fā)酵的技術(shù)，逐漸轉(zhuǎn)向多菌種的混合研發(fā)，以求彌補單一菌種發(fā)酵的不足及更多口味的開發(fā)?；旌习l(fā)酵有明顯的優(yōu)點，能夠有效縮短發(fā)酵周期，發(fā)酵后酸、醇、醛與酯類化合物的種類和含量比單一菌種發(fā)酵豐富，可以增加飲料的口感層次，比較容易成功研發(fā)出新的飲料產(chǎn)品。酵母菌和乳酸菌是飲料發(fā)酵中常用的菌種，在葡萄酒中的運用已有很長歷史，葡萄酒中酵母菌以無氧發(fā)酵為主，產(chǎn)生酒精；乳酸菌以三羧酸循環(huán)中的蘋果酸-乳酸發(fā)酵為主，產(chǎn)生乳酸，使葡萄酒擁有獨特的風(fēng)味及豐富的營養(yǎng)[2]。但是用于麥芽汁混合發(fā)酵技術(shù)還不成熟，有待進一步研究。

3 影響麥芽汁飲料風(fēng)味口感的因素

3.1 麥芽汁制作工藝的影響

從麥芽汁飲料的制作工藝流程上來看，影響飲料成品品質(zhì)的因素緊扣著制作流程的每一環(huán)節(jié)。原料是構(gòu)成飲料品質(zhì)風(fēng)味的最重要組成元素，在發(fā)酵飲料中，原料是飲料口感的主體部分，原料中的各組分也是飲料發(fā)酵中微生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。研究表明不同品種的麥芽配比糖化得到的麥汁浸出物含量高低有一定差異，麥汁濃度和總酸濃度都不同，在黑啤制作中，選擇普通麥芽∶黑麥芽∶焦香麥芽=92∶2∶6的配比，麥芽汁的濃度和總酸都比較適合[3]。糖化溫度的高低對麥汁的浸出率高低和組成也有著直接的影響，由于不同的酶的最適反應(yīng)溫度不一樣，選擇不一樣的糖化溫度得到的分解產(chǎn)物也就不同，導(dǎo)致得到的麥汁組成就不一樣，從而影響飲料制作下一步驟的結(jié)果。肖連冬等的研究表明在65 ℃進行糖化，可以獲得較高的還原糖含量和浸出物收率[4]。

3.2 發(fā)酵工藝的影響

乳酸菌是益生菌，主要作用是產(chǎn)酸，酵母菌則代謝產(chǎn)生乙醇和羧基化合物，混合發(fā)酵可以產(chǎn)生獨特的風(fēng)味。最常用于食品中的乳酸菌有嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等，應(yīng)用最廣泛的酵母菌為黃酒酵母、啤酒酵母、果酒酵母和面包酵母，不同的菌種代謝能力、產(chǎn)生物質(zhì)的能力有一定的差異，發(fā)酵制得的飲料產(chǎn)品口味千差萬別。

接菌量的多少直接影響發(fā)酵的速度和發(fā)酵液的顏色、香味、口味等，乳酸菌接種量的多少直接影響產(chǎn)酸量，乳酸菌接種量越大，產(chǎn)酸量越多。酵母菌接種量過少會降低發(fā)酵液中的雜醇、脂肪酸酯、脂肪酸等揮發(fā)性物質(zhì)的生成量，接種量太多則醇味過重，掩蓋其他呈香物質(zhì)。王波等研究表明在相同發(fā)酵時間條件下，不同乳酸菌添加量的發(fā)酵液pH相差不大；酵母菌發(fā)酵初期會產(chǎn)生蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，可溶性固形物含量隨著發(fā)酵時間而增加，到了一定時長后，因發(fā)酵液中的糖類被消耗，可溶性固形物含量有所下降，所以酵母菌接種量越大，對其的影響越大[5]。

發(fā)酵時間、溫度同樣也是影響發(fā)酵工藝的重要因素，隨著發(fā)酵的進行，可溶性固形物含量和pH基本呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。溫度則影響著發(fā)酵的速度，溫度過高會使蛋白質(zhì)變性失活，過低又會抑制酶的活性，導(dǎo)致菌種生長緩慢，從而影響發(fā)酵速度。

4 乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵麥芽汁飲料工藝優(yōu)化探討

麥芽汁的組成成分對發(fā)酵及飲料產(chǎn)品的口感有明顯影響，而影響麥芽汁組成的最重要工藝就是糖化過程。糖化是一個復(fù)雜的過程，包括物理、化學(xué)反應(yīng)，因此對于發(fā)酵所用的麥芽汁，在糖化的工藝流程中，應(yīng)該盡可能提高糖化物的浸出率，保留更多的糖類以增加產(chǎn)品風(fēng)味，并促進蛋白質(zhì)的分解，使飲料產(chǎn)品中含有更多的營養(yǎng)成分，提高營養(yǎng)價值。麥芽汁的濃度對發(fā)酵過程中產(chǎn)酸也有重要影響，研究表明，當麥汁濃度由6 °P升到14 °P時，產(chǎn)酸效率明顯增強[6]。酸度過高感官上會受到尖銳刺激，而酸度太低則會感覺口味寡淡，酸度作為衡量發(fā)酵麥芽汁飲料的一個重要量度，將酸度控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，能有效提高產(chǎn)品的風(fēng)味。

在雙菌混合發(fā)酵的操作工藝上，可以考慮用乳酸菌與酵母菌同時進行一次發(fā)酵，也可以分開兩菌種的接種時間進行二次發(fā)酵。一次發(fā)酵得到的飲品口感往往較差，而二次發(fā)酵效率較高，酸度和醇度更易于控制，按照先乳酸菌發(fā)酵后酵母菌發(fā)酵的順序，比一次發(fā)酵工藝得到的飲品口感風(fēng)味更佳。單一乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸，導(dǎo)致口感單調(diào)且會產(chǎn)生異味，直接影響飲品的口感，酵母菌二次發(fā)酵可以產(chǎn)生醇，醇與酸反應(yīng)會轉(zhuǎn)化為酯，從而改變飲品的口感，提高飲品的愉悅感。但也有研究認為先接種酵母菌進行一次發(fā)酵，再接種乳酸菌進行二次發(fā)酵的工藝流程較好[7]。在雙菌混合發(fā)酵的工藝上，應(yīng)該結(jié)合發(fā)酵感官評價、酸度、揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等指標，確認發(fā)酵的接種順序。

乳酸菌、酵母菌的菌種種類可以通過實驗進行優(yōu)化選擇。確定完菌種后，接種量和發(fā)酵溫度、時間等發(fā)酵條件也需要進一步優(yōu)化。如果乳酸菌接種量偏低，酵母菌占發(fā)酵體系中的主導(dǎo)地位，則會造成醇味較重；若乳酸菌接種量高于酵母菌，則乳酸菌產(chǎn)酸過多，抑制酵母菌活動，從而導(dǎo)致缺乏酯類物質(zhì)，所以兩種菌類相互制衡，需要進一步對比優(yōu)化。兩種菌種的最佳生長溫度有一定的差異，應(yīng)該根據(jù)菌種選擇最適發(fā)酵溫度，提高發(fā)酵效率。發(fā)酵時間的優(yōu)化對麥芽汁飲料口味的影響很大，乳酸菌發(fā)酵時間不足的話，則會產(chǎn)酸不足，而后發(fā)酵的酵母菌產(chǎn)醇量大；若乳酸菌發(fā)酵時間太長，產(chǎn)酸量太大，酵母菌產(chǎn)醇就變少，發(fā)酵時間應(yīng)該根據(jù)麥芽汁飲料的口味定位進行嚴格控制。

綜上所述，麥芽汁飲料生產(chǎn)技術(shù)還是存在著很大的開發(fā)和優(yōu)化空間，乳酸菌與酵母菌混合發(fā)酵麥芽汁飲料適宜采用二次發(fā)酵工藝，其菌種選擇、接種量的大小、發(fā)酵溫度和時間應(yīng)根據(jù)所要開發(fā)的產(chǎn)品口味目標進行調(diào)整。