任靜波，林春艷，唐麗新，張升華，王 喆

（黑龍江職業(yè)學(xué)院，黑龍江哈爾濱　150111）

混濁型玉米發(fā)酵飲料的配方與工藝的研制

任靜波，林春艷，唐麗新，張升華，王 喆

（黑龍江職業(yè)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150111）

玉米發(fā)酵型飲料多由新鮮甜糯玉米進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵而生產(chǎn)的，本試驗(yàn)采用普通糧食用黃玉米為原料，在模擬自然發(fā)酵基礎(chǔ)上，優(yōu)化規(guī)?；a(chǎn)的工藝技術(shù)，篩選規(guī)?；a(chǎn)發(fā)酵劑的菌種及發(fā)酵助劑（酶），生產(chǎn)適合大眾口味的混濁型飲料。

1　材料與方法

1.1材料市售普通玉米籽粒（玉米面亦可）。

1.2方法測(cè)定自然發(fā)酵酸度，調(diào)節(jié)人工發(fā)酵條件，使乳酸菌種發(fā)酵達(dá)到自然發(fā)酵酸度。

1.3檢測(cè)方法總酸度測(cè)定：NaOH滴定法；有效酸度測(cè)定：pH法；固形物含量：阿貝斯折光儀。

2　工藝流程與條件

2.1工藝流程

2.1.1自然發(fā)酵玉米預(yù)處理→浸泡→煮?！{→玉米糊→發(fā)酵→調(diào)配→均質(zhì)→殺菌→檢驗(yàn)

2.1.2發(fā)酵劑發(fā)酵玉米預(yù)處理→破碎→糊化→酶解（液化→糖化）→接種→發(fā)酵→調(diào)配→均質(zhì)→灌裝→殺菌→檢驗(yàn)

2.2加工條件

（1）原料預(yù)處理：原料挑選去雜后，用自來(lái)水沖洗，然后用60℃～70℃熱水浸泡3～4h（冷水室溫8h）；采用粉碎機(jī)破碎后過(guò)40目篩，重復(fù)3～5次。

（2）打漿：將浸泡充分吸水的玉米用膠體磨勻漿（玉米：水=1：2）；

（3）糊化：玉米漿加水1：7（W/W）煮沸糊化10～12min。調(diào)節(jié)固形物物質(zhì)占14%。

（4）酶解：將玉米漿pH值調(diào)至6.2左右，加0.1%α-淀粉酶，在70～90℃下作用30～60min，完成液化并煮沸滅酶。pH值再調(diào)至5.0左右，加0.1%β-淀粉酶，50℃保溫30min以上，完成糖化并煮沸滅酶。

（5）發(fā)酵：自然發(fā)酵25℃、24h。30℃、8h；人工菌種發(fā)酵42℃、8h。

（6）調(diào)配：加入蔗糖8%、0.5%檸檬酸、黃原膠0.1%、CMC-Na0.1%。

（7）均質(zhì)、灌裝、殺菌：將調(diào)配好的混合漿液預(yù)熱到45～55℃，經(jīng)22.5MPa、18MPa二級(jí)均質(zhì)后灌裝，再經(jīng)90℃、15min殺菌，冷卻至室溫保藏。

3　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.1自然發(fā)酵為保證飲料良好的口感和菌種發(fā)酵的pH條件，需在自然發(fā)酵的基礎(chǔ)上調(diào)配混合液。所以，先測(cè)定自然發(fā)酵的有效酸度，即發(fā)酵終點(diǎn)。對(duì)影響自然發(fā)酵的發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間及固形物含量（添加水分量）三個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，以發(fā)酵酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)確定自然發(fā)酵的條件，如表1。

表1　玉米自然發(fā)酵正交因素與水平設(shè)計(jì)

3.2發(fā)酵菌種和條件

3.2.1發(fā)酵條件

表2　玉米自然發(fā)酵L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果

（1）自然發(fā)酵自然發(fā)酵的菌種經(jīng)篩選鑒定為酵母菌、乳酸菌。利用自然發(fā)酵的菌種可以簡(jiǎn)化大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)酵劑制備。試驗(yàn)測(cè)定自然發(fā)酵在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)酵條件：發(fā)酵液pH、發(fā)酵溫度和時(shí)間。

（2）人工發(fā)酵人工發(fā)酵一般利用等比例的保加利亞桿菌、嗜熱鏈球菌，確定達(dá)到最適酸度即自然發(fā)酵終點(diǎn)的發(fā)酵條件，如pH、發(fā)酵劑添加比例、發(fā)酵溫度和時(shí)間。

3.2.2添加劑的選擇

（1）增稠劑的選擇混濁型玉米發(fā)酵飲料不穩(wěn)定。粉碎的玉米微粒易沉淀析出，添加適當(dāng)比例的增稠劑保持其穩(wěn)定狀態(tài)。本試驗(yàn)采用黃原膠、CMC-Na并確定二者的比例。

（2）酶制劑的選擇在發(fā)酵前添加酶制劑為發(fā)酵創(chuàng)造適宜的條件以適應(yīng)快速的工業(yè)化生產(chǎn)，本試驗(yàn)添加α-淀粉酶、糖化酶并確定適宜的添加量。

4　結(jié)果與分析

4.1確定自然發(fā)酵的終點(diǎn)及其條件

4.1.1自然發(fā)酵條件按照表1的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，測(cè)定不同條件下的發(fā)酵酸度的結(jié)果及分析如表2：

由表2可以看出影響酸度的主次因素排序?yàn)榘l(fā)酵溫度、固形物含量、發(fā)酵時(shí)間，自然發(fā)酵的最佳組合是A1B1C2，即發(fā)酵溫度為25℃、發(fā)酵時(shí)間為24h、固形物含量14%。根據(jù)三個(gè)不同溫度下的酸度變化，25℃發(fā)酵時(shí)總酸的變化趨勢(shì)穩(wěn)定，最適發(fā)酵時(shí)間內(nèi)最低pH為3.98，口味酸甜適中。因此，25℃是自然發(fā)酵的理想溫度。

4.1.2自然發(fā)酵終點(diǎn)通過(guò)滴定法測(cè)定總酸度、pH計(jì)測(cè)定有效酸度，分別測(cè)得玉米面和玉米糊的自然發(fā)酵終點(diǎn)如下表3：表3自然發(fā)酵的條件及其酸度

（1）玉米面：總酸度0.88%～2.47%，有效酸度pH3.98。

（2）玉米糊：總酸度0.70%～0.80%，有效酸度pH3.5～4.0。通過(guò)各組的發(fā)酵條件數(shù)據(jù)分析可以看出，25℃、30℃、35℃自然發(fā)酵的最低有效酸度pH3.3～3.8，隨著發(fā)酵溫度升高，pH值下降速度變快；發(fā)酵終點(diǎn)的總酸含量范圍3.89～16.14g/kg。發(fā)酵玉米糊（面）良好的口感酸度接近pH4，并以感官評(píng)定為主確定制作玉米發(fā)酵飲料的自然發(fā)酵終點(diǎn)為pH3.9，作為人工菌種發(fā)酵終點(diǎn)。

4.2人工發(fā)酵條件

人工發(fā)酵在自然發(fā)酵的酵母菌和乳酸菌等優(yōu)勢(shì)菌群的基礎(chǔ)上，選擇保加利亞桿菌、嗜熱乳酸鏈球菌（1：1比例）作混合發(fā)酵劑，并以自然發(fā)酵終點(diǎn)pH3.9為人工發(fā)酵終點(diǎn)。按混合發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等發(fā)酵條件數(shù)據(jù)作圖，如圖1：圖1人工發(fā)酵條件之間的關(guān)系

根據(jù)圖1曲線結(jié)合人工發(fā)酵酸度的感官評(píng)價(jià)，得到接種量小，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)。使用混合發(fā)酵劑發(fā)酵時(shí)，保加利亞桿菌需要嗜熱鏈球菌提供葡萄糖才能產(chǎn)酸發(fā)酵，故嗜熱鏈球菌應(yīng)相對(duì)先發(fā)酵。發(fā)酵溫度高，乳酸菌生長(zhǎng)迅速，產(chǎn)酸過(guò)快，有刺激酸味、口感不柔和，產(chǎn)品的風(fēng)味不佳；溫度低，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品有異味，風(fēng)味不協(xié)調(diào)。因此，產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝，確定人工菌種發(fā)酵劑的添加量為4%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時(shí)間6h，且符合正常工業(yè)化生產(chǎn)節(jié)拍。

4.3添加劑的選擇玉米發(fā)酵液所添加的酸味調(diào)節(jié)劑、增稠劑的量及比例，分別進(jìn)行正交試驗(yàn)與分析，得到如下結(jié)果：

（1）酶制劑的選擇：α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化酶的適宜溫度50℃以上、pH4以下。使用發(fā)酵箱時(shí)，添加0.125%。

（2）增稠劑的選擇：黃原膠、CMC-Na比例為1：1，分別為0.1%。

（3）酸味調(diào)節(jié)劑：檸檬酸0.5%及蔗糖8%。

5　結(jié)果與結(jié)論

（1）玉米自然發(fā)酵條件：正交試驗(yàn)表明發(fā)酵溫度為25℃、發(fā)酵時(shí)間為24h、固形物含量14%最佳。

（2）玉米發(fā)酵終點(diǎn)：玉米自然發(fā)酵終點(diǎn)確定為3.90，并以此作為人工發(fā)酵的終點(diǎn)。此值在pH4以下，也是淀粉酶、糖化酶的適宜范圍。

（3）人工發(fā)酵條件的曲線圖結(jié)合產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)和生產(chǎn)工藝，確定人工發(fā)酵劑的添加量為4%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時(shí)間6h。

乳酸是玉米發(fā)酵的主導(dǎo)酸，占80%以上。為縮短發(fā)酵時(shí)間，除保證適宜的發(fā)酵條件外，還需添加蔗糖，分解后為乳酸菌提供所需的葡萄糖等單糖，并調(diào)節(jié)玉米發(fā)酵飲料的密度、稠度與口感。同時(shí)，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性需添加一定量的增稠劑和酸味調(diào)節(jié)劑。

10．3969/J.ISSN．1671-6027．2016．11.009

黑龍江職業(yè)學(xué)院校級(jí)培育課題《玉米發(fā)酵飲料的配方篩選與加工工藝研究》，課題編號(hào)YJP201408

任靜波（1969～），黑龍江省龍江縣人，碩士，教授，研究方向：食品加工技術(shù)