氨基酸增強型發酵飲料的研制

張志旭 劉東波， 陳 芳

（1.國家中醫藥管理局亞健康干預技術實驗室，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128）

氨基酸增強型發酵飲料的研制

張志旭1劉東波1，2陳 芳2

（1.國家中醫藥管理局亞健康干預技術實驗室，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128）

利用優選的復合菌群對米飯和蠶蛹水解液的混合物進行發酵試驗，通過單因素試驗和正交試驗發現，在米飯發酵12h時添加水解度為20%，添加量為飯重20%的蠶蛹水解液進行混合發酵，最終發酵產品的氨基氮含量可提高11倍，且有效地保留蠶蛹水解液的營養成分，具有發酵飲料的獨特風味，可得到一種新型的氨基酸增強型發酵飲料。

發酵飲料；蠶蛹；氨基酸

發酵型飲料既具有深受消費者喜愛的風味又具有較高的營養保健功能。大米是常見的發酵原料，綿甜爽口是大米發酵飲料的主要特點，但是一般的大米發酵飲料中氨基酸含量較低，影響其總體營養價值［1］。

蠶蛹是絲綢業的副產品之一，在制得1t生絲的同時可以得到1t左右的干蛹，但這些干蛹大都被當成廢料或飼料，利用價值低。蠶蛹的蛋白質含量高，它降解后生成多種氨基酸，其中必需氨基酸的比例接近于 WHO／FAO制定的理想蛋白質氨基酸組成模譜（見表1），因而可將其作為一種補充蛋白質的食品加工輔料添加［2］。本試驗將蠶蛹水解液與大米一同發酵，開發一種新型的發酵飲料。

表1 蠶蛹蛋白的氨基酸Table 1 The amino－acids of Silkworm chrysalis protein ／%

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

菌種：利用收集的6類民間優良復合菌群進行發酵比較試驗，發現其中一種甜香濃郁，糖度較高，氨基酸含量達到10mg／100mL以上，確定為本試驗選用菌群；

蠶蛹：本實驗室培育；

大米：市售糯米；

木瓜蛋白酶：酶活80萬U／g，廣州酶制劑廠；

氨基酸分析儀：PICO－TAG，美國 Waters公司；

雙層可編程搖床：ZWY－A2102C，上海智誠分析儀器制造有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 工藝要點

（1）大米發酵處理：糯米洗滌后，按重量比1∶1.5在30～32℃ 下浸泡3～4h，常壓蒸飯15min，取出攤涼，冷卻至34℃左右，按5%的量接種，在34℃下發酵48h［3］。

（2）發酵汁處理：發酵汁用粗紗布過濾，靜置1h后取上清液加熱，煮沸保持2min，然后趁熱裝瓶密封。

（3）蠶蛹水解處理：采用木瓜蛋白酶對蠶蛹進行水解，蛹水比例為1∶10（m∶m），用量200U／g蛹液，水解條件為pH 6.0，溫度55℃。

1.2.3 蠶蛹水解液對發酵風味的影響的試驗設計 蠶蛹的蛋白質含量高，而本試驗采用的為大米發酵菌群，對蛋白質的利用能力較弱，在發酵試驗過程中發現蠶蛹水解液的添加對產品風味影響大。為確定蠶蛹水解液對發酵風味的影響，本試驗在發酵菌群不變的情況下，分別考察添加30%飯重，25%水解度蠶蛹水解液的添加時間和氨態氮的關系，在發酵10h時添加30%飯重的蠶蛹液水解度和評分值的關系，在發酵10h添加25%水解度蠶蛹水解液的添加量對還原糖和出汁率的影響，然后在3個單因素試驗的基礎上通過正交試驗確定添加蠶蛹水解液的最佳工藝條件。

1.3 檢測方法

1.3.1 出汁率測定 參照文獻［4］，將普通粗紗布壓濾靜置后的上層清液重量做為表觀出汁量。

1.3.2 氨態氮測定 采用甲醛－電位滴定法［5］。

1.3.3 還原糖測定 采用次甲基蘭快速測定法，以葡萄糖計［5］。

1.3.4 有機酸測定 采用滴定法，每次取樣1mL，用酚酞作指示劑，以乳酸計算含量［5］。

1.3.5 氨基酸分析方法 采用PICO－TAG氨基酸分析儀，分析柱為3.9mm×150mm PICO－TAG氨基酸專用柱；用乙腈－水進行梯度洗脫；柱溫：38℃；進樣量10μL；標樣濃度：2.5mmol／L［5］；

1.3.6 發酵飲料綜合評分方法 參照文獻［6］、［7］制定蠶蛹發酵飲料的綜合評分參考表見表2。

表2 蠶蛹發酵飲料綜合評分參考表Table 2 The reference score of fermentation soft－drink with Silkworm chrysalis

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 蠶蛹液添加時間對氨態氮的影響 由圖1可知，隨添加時間的延遲，氨態氮先增加然后快速減少，在發酵12h時添加的發酵產品中氨態氮出現最大值，然后呈現下降趨勢。根據發酵菌群的生長特性，菌群在發酵初期生長不旺盛，當蛋白質水解到一定程度后，培養基質中的氨態氮滿足了微生物的能量需要，氨態氮不再被菌群所利用，因此在發酵產物中的含量上升；一定時間后微生物對蛋白質的水解速度小于菌體生長對氨態氮需求，且菌體轉氨作用強，氨態氮含量開始下降。因此發酵12h為最佳添加時間。

2.1.2 蠶蛹液水解度對評分值的影響 由圖2可知，隨著蠶蛹蛋白水解度的升高，感官評分值變化出現一最高值，然后開始下降，即水解度在30%時，評分值出現最高值。這是因為一定量的氨基酸做為微生物的供能物質促進微生物的良好生長，對底物利用完全，產生風味物質較多。氨基酸含量進一步升高則會抑制蛋白質的分解或造成分解產物單一，使風味顯著下降。

2.1.3 蠶蛹液添加量對還原糖和出汁率的影響 圖3顯示了還原糖和出汁率隨著添加量增加的變化趨勢。由于蠶蛹蛋白含量的增高會加速微生物對碳源的消耗，因此含糖量呈現下降趨勢，產品甜酸適口的特點遭到破壞導致總體評分下降。出汁率也隨著添加量的增加而下降，從而影響最終產品的得率。

圖1 蛋白質利用與添加時間的相關曲線Figure 1 Correlative curve of utilizing protein with adding－time

圖2 蛋白質利用與不同水解度的相關曲線Figure 2 Correlative curve of utilizing protein with different hydrolysis content

圖3 蠶蛹汁添加量與產糖的相關曲線Figure 3 Correlative curve of utilizing glucose with different adding－content of Silkworm chrysalis

2.2 正交試驗結果與分析

蠶蛹蛋白水解后，以蠶蛹水解液添加時間、添加量和蠶蛹蛋白的水解度對米基發酵飲料風味的綜合影響設計3因素3水平正交試驗表見表3。

表3 正交試驗因素水平表Table 3 Factors and Levels table of orthogoal test

由表4可知，蠶蛹液對發酵飲料品質影響的大小順序是添加時間＞水解度＞添加量，最佳的試驗組合是A2B2C1，即在12h添加20%飯重，水解度為20%的蠶蛹液。

2.3 產品分析

根據正交試驗結果進行添加蠶蛹水解液的發酵試驗，與大米發酵產品的主要指標進行分析比較，如表5所示，產品風味有較好地保留，同時產品中氨基酸的含量有了很大提升。

3 結論

可以通過添加外源蛋白的方法提高大米發酵飲料的氨基酸含量，彌補了傳統發酵飲料氨基酸含量不足的缺憾。由于試驗并未涉及微生物菌群的分類與篩選，可以通過進一步的試驗研究增強蛋白水解酶的方法實現大米和蠶蛹的全發酵產品。本試驗結果表明，蠶蛹的加入并未改變原發酵飲料的主體風味，因此在生產上具有一定的實用價值。

表4 正交試驗結果Table 4 The results of orthogoal test

表5 產品主要指標分析及比較Table 5 The analysis and comparison of products

1 王啟軍，王 婷，寧正祥 ，等.大米飲料的研究進展及前景［J］.中國釀造，2008（3）：7～9.

2 賈俊強，徐金玲，譚廣秀，等.蠶蛹水溶性蛋白營養學評價及理化性質分析［J］.食品研究與開發，2011，32（8）：121～125.

3 鄧開野，武國君，于源德，等.不同發酵劑對大米發酵飲料品質的影響［J］.糧油加工與食品機械，2006（3）：82～84.

4 任佑華，周傳云.新型大米發酵飲料的研制［J］.中國釀造，2008（5）：86～91.

5 大連輕工業學院等八院校.食品分析［M］.北京：中國輕工業出版社，2005.

6 張水華，孫君社，薛毅.食品感官鑒評［M］.廣州：華南理工大學出版社，2003.

7 尹忠平，洪艷平，徐明生.凝固型降膽固醇全蛋發酵飲料加工工藝研究［J］.食品與機械，2007，23（6）：114～118，132.

Study of fermentation soft－drink with amino acids enhancement

ZHANG Zhi－Xu1LIU Dong－Bo1，2CHEN Fang2

（1.State Key Laboratory of Subhealth Intervene Technology，Changsha，Hunan410128，China；2.College of Horticulture and Gardening of Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan410128，China）

The study used selected compound microorganisms to ferment the mixture of rice and hydrolyzate ofSilkworm chrysalis.By single－factor experiment and multi－factor orthogoal test，it showed that adding 20%rice－weight Silkworm chrysalis with 20%degree of hydrolysis at 12hours of fermentation，the ammoniacal nitrogen content improved 11times in the final product，the nutrient value ofSilkworm chrysalisand the characteristic flavor were retained effectively.A new fermentation soft－drink with amino acids enhancement is made.

fermentation soft－drink；silkworm chrysalis；amino acids

10.3969／j.issn.1003－5788.2012.01.058

國家科技支撐計劃項目（編號：012BAD33B11）

張志旭（1972－），男，國家中醫藥管理局亞健康干預技術實驗室助理研究員，碩士。E－mail：youknowme＠tom.com

劉東波

2011－10－10