乳酸菌发酵米乳工艺研究

2022-07-25 08:15王晓冬余倩云刘艳霜陈奥玲
食品安全导刊 2022年12期
关键词:脱脂奶粉辅料淀粉酶

王晓冬,余倩云,刘艳霜,陈奥玲

(信阳学院,河南信阳 464000)

米乳是以大米为主要原料、以乳酸菌为发酵剂生产的含乳饮料,具有独特的风味和营养价值,绿色健康、老少皆宜[1]。乳酸菌是一种以糖类为碳源、发酵产生乳酸的革兰氏阳性菌,在乳制品发酵中应用广泛[2]。乳酸菌发酵米乳过程中,可以将大米中的多糖、蛋白质、脂类等大分子分解成更易于人体吸收的单糖和氨基酸等小分子物质,能促进营养物质的吸收利用,有利于缓解便秘、乳糖不耐受、腹泻等症状[3-4]。此外,乳酸菌还可以调节肠道微生物菌群,增强人体免疫能力。研究乳酸菌发酵米乳的工艺条件,不仅可以为米乳的生产提供一定的数据参考,还可以增加大米中营养物质的利用率,提高大米的附加值,对大米深加工具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售大米、脱脂奶粉、蔗糖、直投式乳酸菌菌粉、α-淀粉酶等。

1.2 仪器与设备

恒温水浴锅、电子天平、豆浆机、发酵瓶、恒温发酵箱、冰箱等。

1.3 制作步骤

1.3.1 制作米乳的工艺流程

制作米乳的工艺流程为:大米→清洗→磨浆→浸透→过滤→加辅料→糊化→糖化→巴氏消毒→冷却→接种→静置恒温培养→成品保存。

1.3.2 操作要点

(1)原料的预处理。大米清洗后用豆浆机粉碎,室温下浸泡2 h,60 目筛子过滤得米浆。

(2)添加辅料。计算过滤后米浆的质量,按不同比例添加辅料(脱脂奶粉∶蔗糖)后,将其与米浆搅拌均匀。

(3)糊化。将添加辅料后的米浆放入75 ℃恒温水浴锅,糊化30 min[5]。米浆糊化时会溶胀,需要及时添加等温的水,边加水边搅拌,直到米浆黏稠度均匀。

(4)添加α-淀粉酶与糖化。按不同比例添加α-淀粉酶后,置于60 ℃恒温水浴锅中糖化[6]。

(5)灭菌与接种。采用巴氏消毒法灭菌,将发酵瓶放入恒温水浴锅中加热到85 ~90 ℃,保持10 ~15 min。冷却至42 ℃以下,按不同比例接种乳酸菌菌粉。

(6)发酵与保存。接种后将发酵瓶置于42 ℃恒温发酵箱,发酵完成后于4 ℃冷藏保存。

1.3.3 米乳感官品质鉴评标准

米乳的感官评分参考《含乳饮料》(GB/T 21732—2008)[7],由20 位专业感官鉴评人员评分,评分标准见表1。

表1 乳酸菌发酵米乳的评分标准

1.4 乳酸菌发酵米乳的研制方法

1.4.1 单因素试验设计

根据基础配方,通过单因素试验考察辅料添加比、α-淀粉酶添加量、糖化时间、乳酸菌接种量和发酵时间对米乳品质的影响[8]。辅料添加比(脱脂奶粉∶蔗糖)分别为2 ∶8(脱脂奶粉占60 目筛子过滤后米浆质量的2%,蔗糖占60 目筛子过滤后米浆质量的8%,下文辅料添加比计算方法相同)、3 ∶7、4 ∶6、5 ∶5、6 ∶4、7 ∶3 和8 ∶2;α-淀粉酶添加比例分别为0%、0.25%、0.50%、0.75%和1.00%;糖化时间分别为7.0 h、7.5 h、8.0 h、8.5 h 和9.0 h;乳酸菌接种量分别为1.00%、1.25%、1.50%、1.75%和2.00%;发酵时间分别为9.0 h、9.5 h、10.0 h、10.5 h 和11.0 h。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验基础上,从辅料添加比、α-淀粉酶添加量、糖化时间、乳酸菌接种量和发酵时间中选择3 个最佳水平,进行5 因素3 水平的L18(35)正交试验,以感官评分为指标,进行最佳工艺条件的选取。正交因素水平表见表2。

表2 正交因素水平表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 辅料添加比对产品的影响

在α-淀粉酶0.50%、糖化时间7.0 h、接种量1.50%和发酵9.0 h 的情况下,研究不同辅料添加比对产品的影响,结果见图1。

由图1 可知,随着脱脂奶粉添加量的升高,蔗糖添加量的降低,感官评分呈现先上升后下降的趋势,其中辅料添加比为3 ∶7(脱脂奶粉添加比例为60 目筛子过滤后米浆质量的3%,蔗糖添加比例为60 目筛子过滤后米浆质量的7%)时,感官评分最高,口感酸甜适中、微黏,外观呈乳白色、无分层。当辅料添加比为5 ∶5 时,成品口感微酸,蔗糖的甜味被发酵的酸味所覆盖。当辅料添加比为8 ∶2 时,成品口感偏甜。脱脂奶粉和蔗糖的添加比例主要影响米乳的酸甜度,蔗糖添加过多则口感偏甜,添加过少则口感偏酸。

图1 辅料添加比对产品感官评分的影响

2.1.2 α-淀粉酶添加量对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6(脱脂奶粉4%和蔗糖6%)、糖化7.0 h、接种量1.50%以及发酵9.0 h 的情况下,研究不同α-淀粉酶添加量对产品的影响,结果见图2。

由图2 可知,随着α-淀粉酶添加量的增加,感官评分呈现先上升后下降的趋势,其中α-淀粉酶的添加量为0.50%时,感官评分最高,口感酸甜适中、黏度适中,外观呈乳白色、无分层。当α-淀粉酶添加量大于0.75%时,酸甜味下降,外观呈现淡黄色。当α-淀粉酶添加量大于1.00%时,口感开始呈现出涩味,黏度偏稀。当α-淀粉酶添加量低于0.25%时,酸甜味下降,黏度偏黏。α-淀粉酶的添加量会影响米乳的酸甜度、黏度及外观颜色,添加量过少则口感偏酸、黏度偏黏,添加量过多则口感变涩、黏度微稀,外观颜色偏黄。

图2 α-淀粉酶比例对产品的影响

2.1.3 糖化时间对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6(脱脂奶粉4%和蔗糖6%)、α-淀粉酶0.50%、接种量1.50%以及发酵9.0 h 的情况下,研究不同糖化时间对产品的影响,结果见图3。

由图3 可知,随着糖化时间的增加,感官评分呈现先上升后下降的趋势,其中糖化时间为8.0 h 时,感官评分最高,口感酸甜适中、黏度适中,外观呈乳白色、无分层。当糖化时间低于7.5 h 时,口感酸甜味降低,黏度偏黏;当糖化时间高于8.0 h,黏度偏稀,高于9.0 h 时,口感开始偏酸,且外观会出现微分层现象。糖化时间对米乳的酸甜度、黏度及分层均有影响,时间过短淀粉酶解太少,米乳黏度偏黏,时间过长口感偏酸、黏度微稀,且外观出现分层现象。

图3 糖化时间对产品的影响

2.1.4 接种量对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6(脱脂奶粉4%和蔗糖6%)、α-淀粉酶0.50%、糖化7.0 h 以及发酵9.0 h的情况下,研究不同接种量对产品的影响,结果见图4。

由图4 结果可知,随着乳酸菌接种量的增加,感官评分呈现先上升后下降的趋势,其中接种量为1.75%时,感官评分最高,口感有甜味、偏酸、黏度适中,外观呈偏乳白色、无分层。当乳酸菌接种量达到2.00%时,口感偏酸、黏度微稀;当乳酸菌低于1.50%时,口感微酸甜、微黏或偏黏。乳酸菌接种量对米乳的酸甜度、黏度均会产生影响,接种量偏低时,发酵不彻底,酸甜度偏弱,黏度偏黏;接种量过高时,产酸增加,口感偏酸,黏度偏稀。

图4 菌种接种量对产品的影响

2.1.5 发酵时间对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6(脱脂奶粉4%和蔗糖6%)、α-淀粉酶0.50%、糖化7.0 h 以及接种量1.50%的情况下,研究不同发酵时间对产品的影响,结果见图5。

由图5 结果可知,随着发酵时间的增加,感官评分呈现先上升后下降的趋势,其中发酵时间为10.0 h 时,感官评分最高,口感微酸甜、黏度适中,外观呈乳白色、无分层。当发酵时间低于9.5 h 时,口感微酸甜、黏度微黏;当发酵时间高于10.5 h 时,口感偏酸、黏度微稀。发酵时间对米乳的酸甜度、黏度均会产生影响,发酵时间过短,发酵不彻底,酸甜度不够,黏度微黏;发酵时间过长,产酸量增加,口感偏酸且有涩味,黏度微稀。

图5 发酵时间对产品的影响

2.2 正交试验结果与分析

根据单因素试验选取的各因素中最优的3 个水平,进行L18(35)正交试验,以感官评分为指标,进一步确定乳酸菌发酵米乳的最佳配方。正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果

由表3 可知,各因素对乳酸菌发酵米乳品质影响程度的主次顺序为D接种量>Bα-淀粉酶>C糖化时间>A辅料添加比>E发酵时间,k值分析发现最佳工艺组合为A2B2C2D1E2,即脱脂奶粉与蔗糖比为3 ∶7,α-淀粉酶的添加量为0.50%,糖化时间为8.0 h,乳酸菌接种量为1.50%,发酵时间为10.0 h,该条件下生产的米乳感官评分最高(3.9 分),品质最佳。通过验证试验,结果表明最佳工艺组合A2B2C2D1E2条件下生产的米乳酸甜可口、米香醇厚,质地均匀,外观呈乳白色,且不分层。

3 结论

通过试验发现,乳酸菌发酵米乳的最佳工艺参数为:辅料添加比为3∶7(脱脂奶粉3%和蔗糖7%),糊化30 min,α-淀粉酶0.50%,糖化8.0 h,乳酸菌接种量1.50%,42 ℃发酵10.0 h。在此条件下可得酸甜可口、米香醇厚、质地均匀的米乳。

通过优化乳酸菌发酵米乳的工艺流程,探究其最优参数,不仅可以为米乳的生产提供一定的数据参考,同时也对大米的深加工利用具有重要意义。

猜你喜欢
脱脂奶粉辅料淀粉酶
热销面料及辅料
全球脱脂奶粉价格变化趋势
如何改善脱脂奶粉的冲调性
异淀粉酶法高直链银杏淀粉的制备
第211次GDT拍卖:脱脂奶粉上涨3.6%,全脂奶粉下降1.5%
流行辅料
热销面料及辅料
流行辅料
α-淀粉酶的基因改造与菌种选育研究进展
α-淀粉酶的改性技术研究进展