張曉宇，李建新，王育紅，艾志錄

（1.中州大學(xué)化工食品學(xué)院，河南鄭州450044；2.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品科學(xué)系，河南中牟451450；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河南鄭州450002）

目前，芽類食品在國(guó)內(nèi)外備受歡迎，有研究表明，谷類發(fā)芽后各種酶類活力激增，化學(xué)成分均有所改變，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得以提高，有的還增加了一些藥效成分，有的因發(fā)芽處理而降低了某些抗?fàn)I養(yǎng)因素[1]。國(guó)內(nèi)外許多研究人員已對(duì)芽品食品的開(kāi)發(fā)做了大量研究工作，而利用小麥芽作為芽類食品原料的尚不多見(jiàn)，特別是利用其中的酶類的研究目前除了小麥啤酒外還沒(méi)有見(jiàn)過(guò)。小麥來(lái)源廣泛，所以小麥芽的生產(chǎn)原料易得，小麥芽不失為一種很好的芽類食品的原料。因此，篩選極限糊精酶活性較高品種發(fā)芽一定天數(shù)后的小麥芽為原料，進(jìn)行小麥芽乳酸菌發(fā)酵乳飲料的研究。研究中采用糖化工藝，利用小麥芽中的淀粉水解酶水解自身的淀粉產(chǎn)生單糖和低聚糖，省去生產(chǎn)中的加糖工序，來(lái)進(jìn)行小麥芽汁乳酸菌飲料的生產(chǎn)，以期提供新型小麥芽食品，拓寬小麥的應(yīng)用范圍，提高小麥的產(chǎn)后附加值。

1 材料與方法

1.1 材料

小麥（蘭考906U）：由河南省農(nóng)科院提供；牛乳：由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧站提供；菌種（保加利亞乳桿菌：嗜熱鏈球菌1∶1）：由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧站提供。

1.2 儀器設(shè)備

HPG-280H型人工氣候箱：哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司；旋風(fēng)牌XF-98型旋風(fēng)粉碎機(jī)：黃驊市振興電器廠；101-1ABS電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；數(shù)顯恒溫水浴鍋：北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司；TDL-5-A低速大容量離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；pH213酸度計(jì)：北京哈納科儀科技有限公司；FA2104A電子天平：上海精天電子儀器廠；HH.B11.420-BS電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；FLUKO實(shí)驗(yàn)室高剪切分散乳化機(jī)FA25：上海安譜科學(xué)儀器有限公司；LS-B50L立式圓形壓力蒸汽滅菌器：上海醫(yī)用核子儀器廠；WAY-2S數(shù)字阿貝折射儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司；AIR TECH無(wú)菌操作臺(tái)：蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 制麥工藝[2-5]

小麥經(jīng)洗麥、漂洗浮麥，然后采用短浸水長(zhǎng)通風(fēng)（浸三斷六）的浸麥工藝于13℃左右進(jìn)行浸麥，換水前后劇烈攪拌，斷水期間連續(xù)增濕。整個(gè)浸麥過(guò)程采用自來(lái)水。之后，進(jìn)入人工氣候箱內(nèi)，采用逐步降溫的發(fā)芽方式進(jìn)行，以光源控制晝夜交替，使發(fā)出的芽色澤美觀。發(fā)芽過(guò)程中，及時(shí)通風(fēng)與翻麥，以利于淀粉酶的形成。當(dāng)發(fā)芽至第5天時(shí)，停止發(fā)芽，得到的綠麥芽具有新鮮的黃瓜香氣。然后采取前緩后急的升溫干燥法，先分別于35℃和45℃下鼓風(fēng)干燥一定時(shí)間，最后在75℃～78℃焙焦。小麥經(jīng)過(guò)干燥后去掉帶苦味的根芽，即得成品麥芽。外觀狀態(tài)為：麥芽顏色金黃，手感干燥。

1.3.2.2 糖化工藝

用旋風(fēng)粉碎機(jī)將干麥芽粉碎，加人適量45℃溫水，于水浴槽中保溫30 min，再以62.5℃保溫糖化4 h左右（糖化程度以0.02 N碘液不變色為止），再經(jīng)多層紗布過(guò)濾，然后煮沸、冷卻到0℃～5℃，靜止過(guò)夜，再離心（1 500 r/min，10 min），即得澄清的麥芽汁。

1.3.2.3 菌種活化與發(fā)酵劑的制備

①菌種活化：將保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌分別接種于5 mL滅菌脫脂乳試管中，于37℃培養(yǎng)至凝固，如此反復(fù)傳代至活力恢復(fù)為止。

②發(fā)酵劑制備：將上述活化菌種以2%接種量分別移入兩只200 mL滅菌脫脂乳三角瓶中，于37℃培養(yǎng)12 h～14 h，于4℃冷藏備用。

1.3.2.4 發(fā)酵

小麥麥芽汁與鮮牛乳按一定比例混合，均質(zhì)后經(jīng)115℃滅菌20 min，冷卻至37℃以下，接種一定比例的乳酸菌（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌按1∶1比例混合），37℃發(fā)酵一定時(shí)間。最后貯藏于0℃～4℃，直至飲用。保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌這兩種乳酸菌的代謝產(chǎn)物不同，因而二者混合的比例不同對(duì)風(fēng)味成分的形成有明顯影響。據(jù)資料介紹和實(shí)驗(yàn)比較，二者以1∶1比例混合作為發(fā)酵劑較好。

1.3.2.5 設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)在糖化麥芽汁加水量、糖化溫度與時(shí)間、發(fā)酵溫度確定的前提下，采用L9（33）正交表，按三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1），以確定該飲料生產(chǎn)的最佳工藝參數(shù)。同時(shí)綜合考慮感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以確定該飲料的最佳工藝配方。

表1 因素水平表Table 1 Table of factors and levels

1.3.2.6 酸度、糖度及總干物質(zhì)的測(cè)定

用pH213酸度計(jì)直接測(cè)量，糖度用數(shù)顯阿貝折光儀測(cè)定。

1.3.2.7 成品飲料中乳酸菌的測(cè)定

按照活性酸奶中乳酸菌數(shù)的檢測(cè)方法[6]，使用改良的CHALMERS培養(yǎng)基，采用稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法檢測(cè)飲料中所有活的乳酸菌及乳桿菌和乳鏈球菌的數(shù)量。

1.3.2.8 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

色澤（1分～5分），滋味（1分～5分），組織狀態(tài)（1分～5分），香味（發(fā)酵乳香味及焙焦麥芽香味）（1分～5分），總體風(fēng)味（1分～5分），共計(jì)25分。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素對(duì)麥芽汁乳酸菌發(fā)酵飲料質(zhì)量影響的分析

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表及試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)表2。

由極差值可知，RC＞RA＞RB，其中 RC，RA較大，表明A、B、C三因素中，接菌量以及麥芽汁與鮮牛乳之比是影響該飲料質(zhì)量的主要因素，而發(fā)酵時(shí)間則相對(duì)影響較小。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 2 Results of orthogonal test and analysis

2.1.1 接菌量

由 KC3＞KC2＞KC1可知，C3水平即接種量為 2.5%時(shí)最有利于產(chǎn)品優(yōu)良風(fēng)味的形成。且從口味上講，在接種量為2.5%時(shí)，小麥芽汁發(fā)酵飲料味道酸甜適口，且發(fā)酵香濃。因而確定最佳接種量為2.5%。

2.1.2 麥芽汁與鮮牛乳的比例

麥芽汁與鮮牛乳以不同比例進(jìn)行乳酸發(fā)酵，對(duì)發(fā)酵速度、產(chǎn)品風(fēng)味及產(chǎn)品的酸甜度有明顯影響。小麥芽汁營(yíng)養(yǎng)豐富，當(dāng)原料中麥芽汁比例增大，雖可促進(jìn)乳酸菌的繁殖，縮短發(fā)酵時(shí)間，但產(chǎn)品有尖酸及麥芽味過(guò)濃之感，組織狀態(tài)亦不均勻。若增大鮮牛乳的比例，產(chǎn)品雖然組織狀態(tài)較好，發(fā)酵乳香味較濃，但缺少麥芽焙焦香味。另一方面，由于經(jīng)過(guò)了糖化，麥芽汁中淀粉在各種淀粉酶的作用下水解為小分子糖，所以添加麥芽汁后不但對(duì)產(chǎn)生的乳酸起調(diào)節(jié)作用，而且可增加飲料的甜度，改善適口性，使之酸甜適度。由試驗(yàn)知麥芽汁的添加量越多，成品糖度值越高，所以，麥芽汁的比例應(yīng)適中。若麥芽汁太少會(huì)造成成品甜度太低，酸度太高。由KA2＞KA1＞KA3可知，A2水平最有利于產(chǎn)品優(yōu)良風(fēng)味的形成。產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻，且有濃厚的發(fā)酵乳香味及淡爽的麥芽焙焦香味，酸甜適度。故選擇A2為最佳水平，即麥芽汁與鮮牛乳的比例為1∶1。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間

從表 2 中可得 KB2＞KB3＞KB1，所以 B2水平最有利于產(chǎn)品風(fēng)味的形成。發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，飲料的口感由甜變酸，發(fā)酵香會(huì)逐漸增大。但若發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，飲料酸度過(guò)高而無(wú)甜度。過(guò)短酸度較低，發(fā)酵香較弱，且菌量也較少，保健作用不強(qiáng)。因此發(fā)酵5 h能達(dá)到菌體濃度較高、酸甜適中、發(fā)酵香味濃。

綜上所述，該發(fā)酵飲料配方的最優(yōu)組合是A2B2C3，即麥芽汁與鮮牛乳的比例為1∶1（體積比），接菌量為2.5%（體積百分比），發(fā)酵時(shí)間為5 h。

2.2 麥芽汁離心對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

糖化醪過(guò)濾后得到的麥芽汁中含有水溶性清蛋白及高肽，在煮沸中變性并與多酚物質(zhì)結(jié)合形成“熱凝固物”。經(jīng)煮沸形成肉眼可見(jiàn)的絮狀物或顆粒。工藝上力求徹底除去熱凝固物，以提高飲料的非生物穩(wěn)定性。為此，經(jīng)煮沸冷卻的麥芽汁最好采用硅藻土壓濾機(jī)，利用硅藻土吸附作用除去熱凝固物，同時(shí)亦分離除去冷凝固物。本實(shí)驗(yàn)由于條件所限，采用靜止沉淀后離心的方法，亦可達(dá)到較好效果。

2.3 麥芽焙焦過(guò)程的控制

由于綠麥芽干燥時(shí)，焙焦階段可去除生青味，產(chǎn)生特有的麥芽色、香、味，故焙焦過(guò)程直接影響產(chǎn)品的色澤與風(fēng)味。通常采用提高焙焦溫度與延長(zhǎng)時(shí)間的辦法會(huì)制得深色濃香麥芽。但考慮到本實(shí)驗(yàn)要利用小麥發(fā)芽過(guò)程中形成的淀粉酶，而焙焦溫度太高會(huì)造成酶失活。所以綠麥芽干燥時(shí)采用了前緩后急的升溫干燥法，先分別于35℃和45℃下鼓風(fēng)干燥一定時(shí)間，最后在75℃～78℃焙焦。之后，去除有苦味的根芽，粉碎后備用。

2.4 均質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

小麥芽汁與鮮牛乳以適當(dāng)比例混合后，采用實(shí)驗(yàn)室高剪切分散乳化機(jī)進(jìn)行均質(zhì)。試驗(yàn)表明，均質(zhì)過(guò)的原料生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻，長(zhǎng)時(shí)間放置后不發(fā)生分層，口感也較細(xì)膩。主要是均質(zhì)使原料的液滴細(xì)微化，提高了料液黏度，對(duì)粒子沉淀起到了抑制作用。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量分析

2.5.1 感官指標(biāo)

產(chǎn)品色澤呈乳白色，不透明，無(wú)懸浮物及沉淀物，組織狀態(tài)均勻，甜度適中，酸味柔和，具有濃厚的發(fā)酵乳香味及淡爽的麥芽焦香味。

2.5.2 理化指標(biāo)

糖度：11°Bx；總干物質(zhì)：15.36%；pH：4.8。

2.5.3 微生物學(xué)指標(biāo)

微生物學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 小麥芽發(fā)酵乳酸菌飲料的微生物指標(biāo)Table 3 Microbiological criteria of lactic acid bacteria beverage of wheat malt

由表3可得，大腸菌群、致病菌均未檢出，乳酸菌數(shù)為7×106cfu/mL，均符合乳酸菌飲料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[7]。

3 結(jié)論

1）乳酸菌發(fā)酵小麥芽乳飲料的最佳條件是：麥芽汁與鮮牛乳的比例為1∶1，接菌量為2.5%，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵時(shí)間為5 h。

2）采用前緩后急的升溫干燥法，先分別于35℃和45℃下鼓風(fēng)干燥一定時(shí)間，最后在75℃～78℃焙焦小麥綠麥芽，既可利用小麥發(fā)芽過(guò)程中形成的淀粉酶用于糖化工藝，又可除去綠麥芽的生青味，產(chǎn)生特有的麥芽香味，有助于提高產(chǎn)品的風(fēng)味。

3）從感官指標(biāo)可以看出添加牛奶后，發(fā)酵飲料具有純正的發(fā)酵乳香味，而添加小麥芽汁后飲料具有麥芽的焙焦香味，所以麥芽汁與牛奶混合發(fā)酵的乳酸菌飲料既具有酸奶香味，又具有麥芽的焙焦香味。避免了在沒(méi)有發(fā)酵之前，麥芽汁帶有的生味和不清爽的味道，以及單獨(dú)往麥芽汁中接種乳酸菌進(jìn)行乳酸發(fā)酵時(shí)發(fā)酵液的不理想風(fēng)味。

4）本試驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于采用了糖化工藝，利用小麥發(fā)芽過(guò)程中充分形成的淀粉酶把小麥自身的淀粉分解為單糖和低聚糖后為乳酸菌發(fā)酵所利用，代替生產(chǎn)過(guò)程中的加糖，還可對(duì)產(chǎn)生的乳酸起調(diào)節(jié)作用，增加飲料的甜度，改善適口性，使之酸甜適度。發(fā)酵結(jié)束后，因?yàn)樗a(chǎn)生的乳酸會(huì)抑制乳酸菌的繼續(xù)發(fā)酵，所以產(chǎn)品的酸度不會(huì)繼續(xù)增加，且麥芽汁的添加量越多，成品糖度值越高。

小麥芽乳酸菌發(fā)酵乳飲料的研究為小麥的深加工探索了一條經(jīng)濟(jì)實(shí)用的途徑。于麥芽汁中配人適量的全脂鮮牛乳進(jìn)行乳酸發(fā)酵，不僅可賦予飲料濃厚怡人的發(fā)酵乳香味與清爽的焙焦麥芽香味，而且提高了飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，改善了發(fā)酵飲料的風(fēng)味。且飲料發(fā)酵后未經(jīng)殺菌，獲得的成品是含有大量乳酸菌等有益菌的活性乳酸菌飲料[7]，是集營(yíng)養(yǎng)、感覺(jué)、保健于一身的“功能性飲料”，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。本研究是應(yīng)用小麥芽及其淀粉水解酶的一次成功的嘗試，是對(duì)新型小麥芽食品的開(kāi)拓。同時(shí)對(duì)發(fā)芽小麥的應(yīng)用可以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中小麥穗發(fā)芽造成的淀粉酶活力上升的問(wèn)題[8]，提高穗發(fā)芽小麥的利用價(jià)值。

[1]鄧放明.應(yīng)用芽類食品制備類咖啡飲料的研究[J].飲料工業(yè),2002,5(2):36-42

[2] 程殿林.小麥主要浸麥工藝的研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào),2001,14(1):70-75

[3] 李家飚,王蘭,肖冬光,等.小麥制麥工藝初探[J].釀酒科技,2001,103(2):51

[4] 劉斌.談制麥中控制葉芽生長(zhǎng)的工藝思路[J].大麥科學(xué),2002(2):46

[5] 孔鎖賢,楊興煒,朱長(zhǎng)勝.小麥麥芽生產(chǎn)工藝的研究[J].釀酒科技,2001(4):56-57

[6] 孔慶學(xué).生物精品課程 [EB/OL].(2004,12,22).[2005.2.2].http://course.tjac.edu.cn/kqx/

[7] 輕工業(yè)部質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)司.QB1554-1992乳酸菌飲料[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992

[8] 沈正興,吳兆蘇.小麥品種抗穗發(fā)芽的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1991,24(5):44-50