玉米發(fā)酵面條的研制

張 軍，張莉莉，馬 驍，張 哲，王 江，高 揚(yáng)

（1. 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 鄉(xiāng)村振興科技研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2. 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品加工研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

玉米發(fā)酵即食產(chǎn)品是一種粗糧細(xì)做的產(chǎn)品，特別是玉米面條有黃金面條之稱。玉米面條不如小麥面條受眾面廣，但其在東北很多地區(qū)已經(jīng)成為特色的當(dāng)?shù)刂魇砙1-2]。發(fā)酵玉米面條改變了玉米初加工產(chǎn)品口感粗糙、口味辛辣、不受歡迎等問(wèn)題。發(fā)酵是谷物加工利用的傳統(tǒng)工藝，常用來(lái)提高產(chǎn)品口感、增強(qiáng)風(fēng)味、改善質(zhì)構(gòu)，并提高制品的微生物安全性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3-5]。發(fā)酵玉米產(chǎn)品利用這一原理，以其獨(dú)特的芳香酸味解決了口感問(wèn)題，同時(shí)產(chǎn)品富含更多對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)成分，而且其良好的風(fēng)味還可以促進(jìn)食欲，成為風(fēng)尚美食[6-8]。研制發(fā)酵玉米面條，改變民間原始加工中原料浪費(fèi)、熱源浪費(fèi)、清洗費(fèi)工、品質(zhì)不一、商品差等諸多問(wèn)題，賦予這一古樸食物新的生命力，會(huì)開(kāi)創(chuàng)廣闊的市場(chǎng)[9-10]。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

玉米糝（粒徑為2～8 mm）：自制。純凈水：自制。安琪高活性干酵母菌、保加利亞乳桿菌：北京川秀科技有限公司；NaOH、亞硫酸、酚酞、碳酸鉀（分析純）：天津大茂化學(xué)試劑廠；預(yù)糊化玉米淀粉、甘油、葵花籽食用油、黃原膠、復(fù)合磷酸鹽等：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

T2型玉米脫皮制糝機(jī)：山東曹縣魯創(chuàng)機(jī)械制造有限公司；VE-BS純水機(jī)：深圳市宏森環(huán)?？萍加邢薰?；30L發(fā)酵罐：江蘇科海生物工程設(shè)備有限公司；DRH-A100電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海仙象儀器儀表有限公司；不銹鋼分體式膠體磨KJM-180：北京錕捷玉誠(chéng)機(jī)械設(shè)備有限公司；TDL-40B型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；CT3質(zhì)構(gòu)儀：美國(guó)Brookfield公司；C21S18-A型電磁爐：東莞蘇泊爾電器有限公司提供；011A-3E型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京賽多利斯天平有限公司；60型玉米叉條機(jī)：山東曲阜亞冠農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司；西美特-15和面機(jī)：石家莊米允酒店飲事機(jī)械有限公司；ZHW-100蒸汽恒溫箱：南京泰斯特試驗(yàn)設(shè)備有限公司；單室真空包裝機(jī)：諸城市泰威機(jī)械有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

玉米脫皮去胚→制糝→亞硫酸處理→純菌種發(fā)酵→磨漿→脫水→后發(fā)酵→加入改良劑→高濕擠壓→包裝→冷鏈

1.3.2 操作要點(diǎn)

剔除玉米中的霉?fàn)€粒和雜質(zhì)等，經(jīng)過(guò)脫皮制糝機(jī)打、擦、篩等工序，做成粒徑為2～8 mm的玉米糝。定量玉米糝用 0.20%亞硫酸液處理，加入酵母菌、乳酸菌雙菌種無(wú)氧發(fā)酵，溫度控制在28～32 ℃，時(shí)間70～80 h。將發(fā)酵好的玉米糝清水洗滌2遍后瀝干，用磨粉機(jī)磨粉，要求粒度均勻、通過(guò)80目篩。用離心機(jī)分離過(guò)多水分，面團(tuán)含水量以40%～45%為宜。用拌粉機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)好水分，加入配料，持續(xù)攪拌3～4 min。將調(diào)拌好的原料喂入擠壓機(jī)料斗內(nèi)，擠壓成條或片狀。擠出的面條立即冷卻、固定。合格的樣品應(yīng)該粗細(xì)均勻，表面光滑，有彈性，無(wú)夾生，無(wú)氣泡，色澤金黃色。剪成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，放入蒸柜內(nèi)熟化，時(shí)間為3～5 min。整理好產(chǎn)品以不粘手、可自由松散、柔軟有彈性為佳。400 g定量PVC袋，真空包裝。整體微波殺菌。冷鏈貯運(yùn)，要求溫度–18～ –20 ℃。

1.3.3 亞硫酸處理實(shí)驗(yàn)

各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別用0.15%、0.20%、0.25%、0.30%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡，ck為清水，密封。處理時(shí)間為48、60、72、84、96、108 h，考察對(duì)發(fā)酵玉米糝硬度、狀態(tài)、風(fēng)味、浸出物的影響。

1.3.4 玉米糝發(fā)酵單因素實(shí)驗(yàn)

添加純菌種對(duì)玉米發(fā)酵面條品質(zhì)的影響。各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，分別添加安琪高活性干酵母菌（0.2%）、保加利亞乳桿菌(0.1%)、安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%）三個(gè)處理，ck為無(wú)添加，進(jìn)行96 h厭氧發(fā)酵,然后按上述方法制作面團(tuán)及面條。分析發(fā)酵結(jié)果與常規(guī)發(fā)酵（ck）的差別。

發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米發(fā)酵面條品質(zhì)的影響。取3 000 g玉米糝（平均粒徑 0.5 cm），加入 0.25%亞硫酸溶液4.0～4.5 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），進(jìn)行 48、60、72、84、96、108 h厭氧發(fā)酵，分別取樣制作面團(tuán)及面條。分析發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米面條品質(zhì)的影響。

玉米糝粒度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響。各取平均粒徑2、4、6、8 mm玉米糝1 000 g，分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），進(jìn)行96 h厭氧發(fā)酵。分析玉米糝粒度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響。

發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響。各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），分別在20、25、30、35 ℃下進(jìn)行96 h厭氧發(fā)酵。分析發(fā)酵溫度對(duì)玉米發(fā)酵醪品質(zhì)的影響。

1.3.5 玉米糝發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn)，以菌種添加量A、發(fā)酵時(shí)間B、玉米糝粒度C、發(fā)酵溫度D為主要影響因素，以成品感觀品質(zhì)綜合評(píng)分為指標(biāo)，進(jìn)行L9（34）正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化發(fā)酵工藝條件。正交實(shí)驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factor level of orthogonal test

1.3.6 防混湯、斷條實(shí)驗(yàn)

分別取按正交實(shí)驗(yàn)最佳組合制取的發(fā)酵玉米面團(tuán)500 g，添加不同濃度、不同組合的預(yù)糊化玉米淀粉、甘油、葵花籽油、黃原膠、六偏磷酸鈉（先少許溫水溶解）后，按上述方法做成成品面條，檢驗(yàn)對(duì)混湯、斷條的影響。

1.3.7 擠壓方式實(shí)驗(yàn)

取500 g面團(tuán)（按正交實(shí)驗(yàn)最佳組合制?。?，然后進(jìn)行燙面（面團(tuán)在沸水中燙煮5～6 min），再次對(duì)面團(tuán)進(jìn)行和面處理，然后進(jìn)行手工（傳統(tǒng)）擠壓；取500 g面團(tuán)（同上）添加3.5%預(yù)糊化玉米淀粉+0.25%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花籽油和勻，直接手工（改進(jìn)）擠壓；取 2 500 g面團(tuán)（同上）添加3.5%預(yù)糊化玉米淀粉+0.25%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花油，用和面機(jī)和勻，加入叉條機(jī)擠壓出成品。分析不同擠壓方式對(duì)玉米發(fā)酵面條品質(zhì)的影響。

1.3.8 保質(zhì)期實(shí)驗(yàn)

取1.3.6機(jī)械擠壓的成品，PVC袋真空包裝每袋 400g，在常溫（18～22 ℃）避光貯存、冷藏（3～5 ℃）、凍藏（–18～20 ℃），每個(gè)處理20袋。分析貯存方式及時(shí)間對(duì)玉米發(fā)酵面條品質(zhì)的影響。

1.3.9 主要指標(biāo)測(cè)試

總酸度測(cè)定：滴定法[11]；

蛋白質(zhì)測(cè)定：采用凱氏定氮法[12]；

維生素B6測(cè)定[6]：維生素B6可以與2,6-二氯醌亞銨的醇溶液發(fā)生特點(diǎn)的顯色（棕色）反應(yīng)，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法在460 nm處測(cè)定吸光值，以加入硼酸的樣品處理液為空白；

乳酸含量測(cè)定：EDTA滴定乳酸鈣法[14]；

硬度、咀嚼性測(cè)定[15]：用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試，進(jìn)行TPA實(shí)驗(yàn)來(lái)表征發(fā)酵玉米面條的品質(zhì)；

熟斷條率：量取500 mL凈水，取20根15 cm長(zhǎng)的面條（手工擠壓的生面條或貯存期的熟面條），放入鍋中烹煮6～7 min后，撈出并置于冷水中，記錄斷掉的面條數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，取平均值。D/%=ZD/20×100，式中 D為斷條率，ZD為煮熟斷掉的面條根數(shù)；

煮熟損失率：取20根15 cm長(zhǎng)的面條稱重，記為W1。然后放入500 g凈水鍋中烹煮6～7 min后撈出，剩余的烹煮液冷卻后在離心機(jī)上分離，將沉積物稱重記為 W2。重復(fù)實(shí)驗(yàn) 3次，取平均值。煮熟損失率/%=W2/W1×100，式中W1為20根面條的重量，W2為20根面條烹煮損失的重量；

感官品質(zhì)評(píng)價(jià)：聘請(qǐng)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心專業(yè)評(píng)價(jià)人員對(duì)發(fā)酵玉米面條的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。發(fā)酵玉米醪感觀品質(zhì)評(píng)價(jià)參照表2，發(fā)酵玉米面條產(chǎn)品感觀品質(zhì)評(píng)價(jià)參照表3。

表2 發(fā)酵玉米醪感觀品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation standard of sensory quality of fermented corn mash 分

表3 發(fā)酵玉米面條產(chǎn)品感觀品質(zhì)評(píng)價(jià)Table 3 Sensory quality evaluation of fermented corn noodle products 分

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 18.0和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硫酸浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表4得出，0.2%亞硫酸濃度、浸泡時(shí)間84～96 h浸泡處理表現(xiàn)最佳，其硬度、狀態(tài)、風(fēng)味、浸出物達(dá)到原料處理要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明亞硫酸濃度高于0.3%時(shí)，抑制乳酸發(fā)酵，浸出物過(guò)多。浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，浸出物過(guò)多，造成原料損失，雜菌污染機(jī)率增加。清水（ck）浸泡有明顯的雜菌感染現(xiàn)象以及蛋白發(fā)酵的臭味，是目前家庭制作此類產(chǎn)品普遍存在的問(wèn)題。亞硫酸浸泡一是可有效抑制玉米原料帶來(lái)的微生物活動(dòng)，起到抑制雜菌、防腐作用，保護(hù)純菌種（安琪高活性干酵母菌、保加利亞乳桿菌）發(fā)酵。特別有利于乳酸發(fā)酵，增加風(fēng)味、抑制其它微生物繁殖，防止浸泡液中腐敗物的產(chǎn)生（霉菌、臭味），控制其食用產(chǎn)品中毒現(xiàn)象（米酵酸素中毒）的發(fā)生。二是軟化玉米顆粒，降低玉米的機(jī)械強(qiáng)度，有利于濕面團(tuán)的制作。又能分散玉米細(xì)胞中的蛋白質(zhì)網(wǎng)，消弱保持淀粉的聯(lián)結(jié)鍵，改善其產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)，提高面條產(chǎn)品的適口性。

表4 原料亞硫酸浸泡效果Table 4 Soaking effect of raw material sulfite

2.2 玉米糝發(fā)酵單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 添加純菌種對(duì)玉米發(fā)酵醪的影響

從表5得出，隨著純發(fā)酵菌種的加入其酸度明顯增高、蛋白質(zhì)含量變化差距不大、微生素含量增加明顯、乳酸含量成倍增加、硬度差距不大、咀嚼性提高、斷條率降低。雙菌種復(fù)合發(fā)酵效果較佳，不僅強(qiáng)化了營(yíng)養(yǎng)成分、改善口感與風(fēng)味，而且加快了原料的軟化、轉(zhuǎn)化速度，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品安全性。

表5 菌種對(duì)玉米發(fā)酵醪的影響Table 5 Effect of strains on corn mash

2.2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米發(fā)酵面條品質(zhì)的影響

從表6得出，總酸度發(fā)酵 84 h后會(huì)超過(guò)1.0 g/100 g；隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)其硬度、咀嚼性呈下降趨勢(shì)，但其差異不顯著；酵香感發(fā)酵至72 h后就可達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；斷條率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)其呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，其差異不顯著。

表6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Table 6 Effect of fermentation time on product quality

品鑒時(shí)發(fā)酵超過(guò)84 h的樣品，其口中留酸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、酸感強(qiáng)。發(fā)酵72～84 h其綜合效果較佳，84 h可設(shè)為發(fā)酵時(shí)間關(guān)鍵點(diǎn)。

2.2.3 玉米糝粒度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響

從表7得出，當(dāng)玉米糝粒度小于6 mm時(shí)發(fā)酵產(chǎn)生的總酸度大于1.0 g/100 g，并且浸出物顯著增高，因浸出物增加易造成原料浪費(fèi)及生產(chǎn)成本增高。綜合指標(biāo)表明，原料選用玉米糝粒度在6～8 mm為佳。

表7 粒度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響Table 7 Effect of particle size on the quality of fermented mash

2.2.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響

從表8得出，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間84 h，發(fā)酵溫度超過(guò)30 ℃時(shí)，酸度超過(guò)1.0 g/100 g，硬度隨發(fā)酵溫度增加而呈下降趨勢(shì)，浸出物隨著發(fā)酵溫度增加而呈增加狀態(tài)，酵香感以 30 ℃表現(xiàn)最佳。各項(xiàng)指標(biāo)綜合表明30 ℃發(fā)酵溫度較適合。

表8 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵醪品質(zhì)的影響Table 8 Effect of fermentation temperature on the quality of fermented mash

2.3 玉米糝發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表9得出，影響玉米發(fā)酵面條感觀品質(zhì)因素的主要順序?yàn)锳>D>C>B，即復(fù)合菌種添加量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵粒度>發(fā)酵時(shí)間。最佳工藝參數(shù)為A3B1C3D2,即復(fù)合菌種添加量0.2%+0.1%，發(fā)酵時(shí)間78 h，玉米糝粒度8 mm，發(fā)酵溫度30 ℃。對(duì)A3B1C3D2與A3B2C1D3進(jìn)行3次比較驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值，得到感觀品質(zhì)綜合評(píng)分A3B1C3D2為93.40分、A3B2C1D3為90.60分，仍高于正交實(shí)驗(yàn)中其它組合。

表9 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of orthogonal test

2.4 防混湯、斷條實(shí)驗(yàn)結(jié)果

防混湯、斷條實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10，3.5%預(yù)糊化玉米淀粉+0.30%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%食用油組合綜合效果最佳，斷條率為4.5%，烹煮損失率4.5%。其色澤、口感、硬度均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，酵香味不受影響。食用油的防凍、防回生效果高于甘油，又能減小因黃原膠粘度影響其效率的不利因素。

表10 配方實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 10 Formula test results

2.5 擠壓方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表11中得出，改進(jìn)手工擠壓方式減去了燙面工藝，避免了熱量浪費(fèi)和費(fèi)時(shí)，并顯著提高其商品性，是即食產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的前提。機(jī)械熱擠壓方式其斷條率表現(xiàn)最低、感觀評(píng)分表現(xiàn)最高，96.6分感觀品質(zhì)評(píng)分，達(dá)到商品產(chǎn)品的要求。

表11 不同擠壓方式對(duì)產(chǎn)品的影響Table 11 Effect of different extrusion methods on products

2.6 保質(zhì)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表12中得出，真空包裝常溫貯存期不易超出14 d，超出14 d后其口感、香味、酸味均達(dá)不到食用要求。冷藏溫度2～5 ℃，30 d內(nèi)品質(zhì)基本無(wú)差別，而時(shí)間在60 d內(nèi)其品質(zhì)與商品性仍符合產(chǎn)品要求。凍藏溫度–18～ –20 ℃，時(shí)間控制180 d以內(nèi)，品質(zhì)基本符合產(chǎn)品要求，超過(guò)180 d，產(chǎn)品品質(zhì)不達(dá)標(biāo)。

表12 保質(zhì)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 12 Shelf life test results

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化傳統(tǒng)玉米發(fā)酵面條制作工藝，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)篩選玉米發(fā)酵面條面團(tuán)的最佳工藝條件。同時(shí)，進(jìn)行了防混湯、斷條保護(hù)劑的篩選，以及擠壓方式和保鮮方式實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明，原料用0.2%亞硫酸溶液處理，可抑制雜菌、防腐，保護(hù)純菌種（酵母菌、乳酸菌）發(fā)酵。發(fā)酵面團(tuán)最佳工藝參數(shù)為復(fù)合菌種添加量 0.2%（酵母菌）+0.1%（保加利亞乳桿菌，發(fā)酵時(shí)間78 h，發(fā)酵粒度8 mm，發(fā)酵溫度30 ℃。3.5%預(yù)糊化玉米淀粉+0.30%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花籽食用油組合防混湯、斷條的綜合效果最佳，斷條率為 4.5%，烹煮損失率4.5%。通過(guò)把發(fā)酵面團(tuán)進(jìn)行機(jī)械熱擠壓，得到的面條的斷條率最低，為4.3%，感觀品質(zhì)評(píng)分達(dá)到96.6%商品產(chǎn)品的要求。真空包裝常溫貯存期不易超出14 d，超出14 d后其口感、香味、酸味均達(dá)不到食用要求。冷藏溫度 2～5 ℃，時(shí)間在 60 d內(nèi)其品質(zhì)與商品性仍達(dá)到產(chǎn)品要求。