朱蕊芳，臧延青，于長青

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江大慶163319）

碎米作為稻谷副產(chǎn)物之一，其蛋白質(zhì)、淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)的含量與大米相近；將碎米綜合利用開發(fā)新型產(chǎn)品，可大幅度提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年碎米綜合利用新途徑主要有兩方面：一是開發(fā)利用碎米中較高含量的淀粉[1-4]；二是利用碎米中的蛋白質(zhì)[5-8]。乳酸菌理論上具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值，且在食品領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值極高[9-12]。將碎米和乳酸菌結(jié)合到一起，乳酸菌可以改善和提高碎米的有效成分，形成風(fēng)味獨(dú)特的碎米液態(tài)飲料，不僅增加了稻米副產(chǎn)物利用率，降低生產(chǎn)成本，而且豐富了食品市場。

國內(nèi)利用碎米研發(fā)乳酸發(fā)酵飲料起步較晚，但近幾年消費(fèi)觀念和生活水平的改變，保健飲料受廣大消費(fèi)者青睞，低熱量、低過敏性、高生物效價(jià)的稻谷引起學(xué)者注意，國內(nèi)學(xué)者也較注重研發(fā)碎米乳酸飲料[13-14]。國外將稻米視為一種健康食品，從種植到產(chǎn)品都在潛心研究；例如日本采用大米代替小麥釀造醬油；把大米改性淀粉應(yīng)用到烘焙食品中，以延長食品貨架期和提高熱穩(wěn)定性；還利用大米和米糠制成一種肉類加工添加劑，提高肉及肉制品的品質(zhì)；韓國主要利用大米和葡萄混合釀造大米葡萄酒[15]?？梢钥紤]將碎米代替大米，將碎米資源綜合利用起來。試驗(yàn)研究以碎米為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，研制一種營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特的發(fā)酵飲料；為提高稻米副產(chǎn)物深加工利用，同時(shí)也為后續(xù)的深加工、商業(yè)化發(fā)展及推廣方面提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 主要原材料

碎米：黑龍江省和糧現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；直投式酸奶發(fā)酵劑（含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌）：昆山佰生優(yōu)生物科技有限公司；全脂奶粉：大慶乳品廠有限責(zé)任公司；α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶：市售食品級(jí)；酚酞指示劑（AR）：北京安勝達(dá)誠科貿(mào)有限公司；斐林試劑（AR）：天津威一化工科技有限公司；3，5-二硝基水楊酸試劑（AR）：德州市富凱化工有限責(zé)任公司。

L 535-1低速離心機(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；XMTD-204數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋：天津歐諾儀器儀表有限公司；LFP-800 T高速多功能粉碎機(jī)：萊芙；BKF 1-HJK高壓殺菌鍋：北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；GYB 60-6 S型高壓均質(zhì)機(jī)：上海東華高壓均質(zhì)機(jī)；SW-CJ-1 D單人超凈工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海印溪儀器儀表有限公司；2 WAJ阿貝折射儀：上海精密儀器儀表有限公司；DELTA 320 pH計(jì)：梅特勒-托利多儀器有限公司；HX-1002 T電子分析天平：慈溪市天東衡器廠。

1.2 工藝流程

首先清除碎米中的雜質(zhì)，將碎米小火焙炒至米粒為均勻的微黃色，且有濃郁的炒米香味；然后經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎過100目篩，待碎米粉冷卻后加水進(jìn)行磨漿；控制米漿料液比分別為 1 ∶6、1 ∶8、1 ∶10、1 ∶12、1 ∶14（g/mL）[16]，將水浴鍋升溫至 90 ℃，米漿在攪拌狀態(tài)下保溫15 min，完成糊化；在糊化的米漿中加入5%的α-淀粉酶，60℃下液化1 h；而后在液化后的米漿中加入0.25%的葡萄糖淀粉酶，55℃下糖化酶解1 h，接著將上述處理完的米漿用低速離心機(jī)3 500 r/min離心15 min，取上清液進(jìn)行調(diào)配；調(diào)配后的米漿經(jīng)高壓滅菌冷卻后分別接入1%、2%、3%、4%、5%的直投式酸奶發(fā)酵劑[17]，在恒溫培養(yǎng)箱中42℃培養(yǎng)16、18、20、22、24 h。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行正交試驗(yàn)，以感官評(píng)定為目標(biāo)值，將料液比（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）、接菌量（C）3個(gè)指標(biāo)作為因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定最優(yōu)工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)因素的因素和水平見表1，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表3。

表1 正交試驗(yàn)的因素和水平Table 1 Orthogonal experiment factors and levels

2 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.1 感官評(píng)定方法

感官評(píng)定方法參照高雅等[18]的發(fā)酵型糙米飲料生產(chǎn)工藝優(yōu)化試驗(yàn)，選擇10名具有食品專業(yè)背景和感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的人員組成品評(píng)小組，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)乳飲料進(jìn)行感官評(píng)定，感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard

2.2 理化指標(biāo)

2.2.1 總糖含量測定

采用斐林試劑法測定總糖含量，首先提取總糖，取1 mL待測樣液，加入6 mol/L鹽酸10 mL，蒸餾水15 mL，混勻。沸水浴加熱半小時(shí)后，取幾滴水解液用碘化鉀-碘溶液檢查是否完全水解，若水解的不完全則會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。冷卻后用10%的氫氧化鈉中和至中性溶液，再定容至100 mL，即為測定總糖的樣品液。

測定空白，準(zhǔn)確吸取斐林甲液、乙液各5 mL和蒸餾水5 mL于100 mL錐形瓶中，再用滴定管加入6 mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液，混勻加熱至沸騰，記錄下滴定管的起始刻度，以1 s～2 s每滴的速度由滴定管滴入標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液直至藍(lán)色變成黃色且在30 s內(nèi)顏色又變?yōu)樯罴t色為止。記錄滴定量，滴定時(shí)間，平行測定3次，直至所得的平均數(shù)與各組的差值＜0.05 mL。準(zhǔn)確吸取樣品液5 mL于100 mL錐形瓶中，加入斐林甲液、乙液各5 mL，為保持測定時(shí)間與空白處的時(shí)間基本一致，在錐形瓶中加入3 mL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液，按照空白樣測定方法測定樣品液。

嚴(yán)格按照《臨床免疫檢驗(yàn)細(xì)則》進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練，強(qiáng)化檢驗(yàn)消毒，樣本獲取以及檢驗(yàn)結(jié)果分析等技能訓(xùn)練，提高檢驗(yàn)人員的素質(zhì)以及檢驗(yàn)環(huán)境，以促進(jìn)臨床檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率，真受控率以及患者治療有效率，強(qiáng)化醫(yī)院的臨床免疫檢驗(yàn)的質(zhì)控水平。

2.2.2 還原糖含量測定

3，5-二硝基水楊酸比色法（DNS比色）測定產(chǎn)品還原糖含量，配制1 mg/mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液和3，5-二硝基水楊酸試劑，以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，在520 nm波長處測定不同濃度葡萄糖的吸光度值，以吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。將待測樣液吸光度值對(duì)應(yīng)到葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線中即可知道產(chǎn)品的葡萄糖含量。

2.2.3 乙醇含量測定

重鉻酸鉀比色法測定產(chǎn)品乙醇含量，用乙醇濃度作為橫坐標(biāo)，用吸光度對(duì)乙醇濃度制作標(biāo)準(zhǔn)曲線；將1 mL待測樣液稀釋50倍，取5 mL稀釋液于錐形瓶中，加入10 mL 2%的重鉻酸鉀和5 mL 98%的濃硫酸，混勻，用錫箔紙封口反應(yīng)10 min，搖勻，冷卻至室溫；以空白標(biāo)準(zhǔn)液做參比，在610 nm波長下測定其吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線找到相應(yīng)的酒精度。

2.2.4 酸度的測定

使用DELTA 320 pH檢測計(jì)。經(jīng)pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖液標(biāo)定后測定碎米乳酸發(fā)酵飲料的酸度。

2.2.5 可溶性固形物

校正阿貝折射儀，再檢測碎米乳酸發(fā)酵飲料。

2.2.6 乳酸菌活菌數(shù)的測定

根據(jù)確定的工藝參數(shù)制備飲料，對(duì)發(fā)酵后的碎米飲料用稀釋平板計(jì)數(shù)法做活菌計(jì)數(shù)，采用MRS瓊脂培養(yǎng)基，在37℃培養(yǎng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h～36 h。

圖1 單因素試驗(yàn)直觀分析Fig.1 Analysis of single factor experiment

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，發(fā)酵時(shí)間對(duì)碎米乳酸發(fā)酵飲料品質(zhì)影響呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；16 h發(fā)酵時(shí)間過短，微生物作用時(shí)間短，達(dá)不到理想的食用酸度，風(fēng)味物質(zhì)形成較少，24 h發(fā)酵時(shí)間過長，微生物作用產(chǎn)生過酸過澀的情況，且容易長雜菌，選擇發(fā)酵時(shí)間為18 h較為合適，發(fā)酵得到的產(chǎn)品酸味適中，且有發(fā)酵醇香；料液比對(duì)碎米乳酸發(fā)酵飲料品質(zhì)影響呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，選用1∶6（g/mL）的料液比，米漿濃度過大影響產(chǎn)品穩(wěn)定性及口感，若選用1∶14（g/mL）的料液比，米漿濃度過小，產(chǎn)品沒有較為濃郁的米香味，當(dāng)選用料液比1∶8（g/mL）時(shí)，所得產(chǎn)品黏度適中，有炒米香味；接菌量對(duì)碎米乳酸飲料品質(zhì)的影響亦呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，采用直投式酸奶發(fā)酵劑作為碎米乳酸發(fā)酵飲料的菌種，若接入1%的酸奶發(fā)酵劑接菌量過少，碎米乳酸飲料發(fā)酵時(shí)間過長，增大了長雜菌的機(jī)會(huì)，且沒有乳酸發(fā)酵的獨(dú)特風(fēng)味，若接菌量過大時(shí)，產(chǎn)酸過多，超出了食用酸度，且掩蓋了米乳自身的米香味和發(fā)酵后的醇香，由于直投式酸奶發(fā)酵劑具有高活力、高活菌數(shù)的特點(diǎn)，能提高產(chǎn)品質(zhì)量，所以根據(jù)單因素試驗(yàn)選擇4%的接菌量，在此條件下可以獲得最佳的感官評(píng)定。通過單因素試驗(yàn)可得制備碎米乳酸發(fā)酵飲料的最佳工藝參數(shù)為料液比1∶8（g/mL）、發(fā)酵時(shí)間18 h、接菌量4%。

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

選用L9（34）正交試驗(yàn)。根據(jù)取不同的水平，得到料液比（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）、接菌量（C）對(duì)碎米乳酸發(fā)酵飲料生產(chǎn)的最佳配比，由10名具有食品專業(yè)背景和感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的人員組成品評(píng)小組，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)碎米乳酸飲料進(jìn)行感官評(píng)定。結(jié)果如表3。

表3 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 3 Design and results of orthogonal experiment

通過極差分析正交試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)顯著性A（料液比）＞C（接菌量）＞B（發(fā)酵時(shí)間），結(jié)合正交試驗(yàn)中均值和極差的結(jié)果可以看出，碎米乳酸發(fā)酵飲料感官評(píng)定最佳工藝組合為A1B1C3，其結(jié)果優(yōu)于正交試驗(yàn)第3組。即碎米乳酸發(fā)酵飲料采取1∶6（g/mL）的料液比，5%的接菌量發(fā)酵16 h，通過這幾個(gè)工藝條件得到的產(chǎn)品品質(zhì)最佳，與單因素試驗(yàn)結(jié)果存在差異，因?yàn)樵诠に囍?，糖化后的米漿進(jìn)行了離心，米漿的濃度降低，且隨著料水比增加，米漿的濃度越來越小，所得產(chǎn)品碎米本身的米香味不濃郁，離心之后碎米蛋白等其他物質(zhì)也會(huì)流失一部分，減少乳酸菌作用基質(zhì)，隨之發(fā)酵時(shí)間也會(huì)增長，所以選用1∶6（g/mL）的料水比減少發(fā)酵時(shí)間；盡管進(jìn)行離心之后的米漿濃度降低，增加乳酸菌的接菌量，發(fā)酵米乳飲料不僅能保留自身濃郁的米香味且具有獨(dú)特的乳酸發(fā)酵風(fēng)味，選擇5%的接菌量有效的縮短了米乳飲料的發(fā)酵時(shí)間，使得米乳飲料的米香味不被其他物質(zhì)掩蓋，且能有發(fā)酵醇香；經(jīng)過16 h、42℃恒溫發(fā)酵，乳酸菌又能有效地利用碎米物質(zhì)生長產(chǎn)生獨(dú)特的乳酸發(fā)酵風(fēng)味。

4 驗(yàn)證試驗(yàn)產(chǎn)品指標(biāo)評(píng)定結(jié)果

4.1 感官指標(biāo)

色澤：色澤均勻，稍有炒米的微黃色；組織狀態(tài)：偶爾有脂肪漂浮物和較少的沉淀，口感比較順滑，無大顆粒感；香味：有米香味和發(fā)酵醇香；滋味：酸味較為柔和，酸甜比適中，無任何不良滋味和氣味。

4.2 理化指標(biāo)

總糖含量4.25%；還原糖含量2.6g/100g；酸度pH≤4.89；乙醇含量2.03%；可溶性固形物含量15.73%；乳酸菌活菌數(shù)5.9×103CFU/mL。

5 結(jié)論

經(jīng)過前期試驗(yàn)，碎米乳酸發(fā)酵飲料最佳工藝參數(shù)為：碎米粉和水的比例為1∶6（g/mL），在經(jīng)過處理后的米漿中接入5%的直投式酸奶菌粉恒溫（42±1）℃發(fā)酵16 h。在此工藝條件下所得的產(chǎn)品顏色均勻，無大顆粒感，放置時(shí)間較長會(huì)有較少沉淀，但是口感順滑，有濃郁的炒米香味和發(fā)酵醇香，酸甜適中?？偺呛?.25%，還原糖含量2.6 g/100 g，酸度pH≤4.89，乙醇含量2.03%，可溶性固形物含量15.73%，乳酸菌活菌數(shù) 5.9×103CFU/mL。

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