酸漿發(fā)酵生產(chǎn)豌豆涼粉的工藝優(yōu)化

何臘平 楊 令 胡 斌 朱秋勁

HE La-Ping1,2 YANG Ling1,2 HU Bin1,2 ZHU Qiu-Jin1,2

（1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省農(nóng)畜產(chǎn)品貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550025）

(1.College of Life Sciences,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China;2.Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Store&Processing of Guizhou Province,Guiyang,Guizhou 550025,China)

豌豆涼粉是一種傳統(tǒng)的民間小吃，由豌豆經(jīng)浸泡、磨漿、煮沸等系列工藝制成，具有加工簡單、食用方便、清涼可口和容易消化等特點(diǎn)，同時，還具有降低血糖和胰島素[1,2]、預(yù)防心血管疾病[3,4]等功效。但是，豌豆涼粉因品質(zhì)不穩(wěn)定、保質(zhì)期短、生產(chǎn)不規(guī)范和衛(wèi)生不良等缺點(diǎn)[5]，嚴(yán)重影響了其市場推廣和發(fā)展。針對此問題，洪洋等[5]提出了通過干法加工縮短生產(chǎn)周期，添加淀粉代替明礬的改良工藝，取得了較好效果，所制作的豌豆涼粉外觀細(xì)膩有光澤、彈性佳、有韌性。酸漿是指豆?jié){經(jīng)自然的微生物發(fā)酵或接種微生物而發(fā)酵得到的產(chǎn)品，由于發(fā)酵后一般偏酸性，所以習(xí)慣稱其為酸漿。酸漿發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)：①豆?jié){沉淀劑是天然的不需另外添加其它物質(zhì)，它沉淀的原理與其產(chǎn)生的代謝物、形成的pH環(huán)境和菌體本身有關(guān)；②酸漿中的微生物能使豌豆中不易消化的大分子分解成易消化的小分子物質(zhì)，所以由酸漿制作的豌豆涼粉更具營養(yǎng)價值。迄今為止，酸漿的應(yīng)用主要是在豆腐的生產(chǎn)上[6,7]，還未見應(yīng)用其生產(chǎn)豌豆涼粉的報道。不過有關(guān)酸漿豆腐的生產(chǎn)報道[8]可以為本課題利用酸漿來生產(chǎn)豌豆涼粉提供借鑒。

本課題擬在借鑒前期的有關(guān)報道的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)找出酸漿生產(chǎn)豌豆涼粉工藝的最佳參數(shù)，生產(chǎn)加工出感官和凝膠性能俱佳的豌豆涼粉，為涼粉這一類中國特色風(fēng)味食品的加工和生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

豌豆粒：購于貴州甕安市場；

純豌豆淀粉：食品級，貴州省花溪區(qū)農(nóng)院菜場；

R-多糖：食品級，北京星標(biāo)智生物技術(shù)有限公司；

其它材料或試劑為食品級或分析純。

1.2 設(shè)備

氣浴恒溫震蕩箱：SHZ-82型，江蘇省金壇市榮華儀器制造公司；

質(zhì)構(gòu)分析儀：TA-XT2型，英國Stable Micro Systems公司；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：101-1A型，上海錦昱科學(xué)儀器有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-4型，上海梅香儀器有限公司；

真空包裝機(jī)：VS-600型，恒鑫包裝機(jī)械設(shè)備；

數(shù)顯式肌肉嫩度儀：C-LM3型，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研制。

1.3 工藝流程

泡豆→打漿→過濾→豆?jié){煮沸→冷卻→加入少量酸漿沉淀→取沉淀物熬煮→冷卻成形→成品

工藝操作要點(diǎn)：用3倍豌豆質(zhì)量的水30℃泡豆8 h瀝干，加4倍豌豆質(zhì)量的水打漿，接著用120目濾布過濾去掉豌豆渣，對所得的豆?jié){進(jìn)行煮沸后冷卻到30℃，加入25℃發(fā)酵48 h的酸漿沉淀豌豆?jié){（酸漿與豌豆?jié){的體積比3∶8），然后取其沉淀物加入0.30%R-多糖和4%純豌豆淀粉熬煮70min。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 酸漿發(fā)酵菌的選擇與酸漿制備 取酸菜汁、糟辣椒水、泡菜水各1mL加入新鮮碗豆?jié){74mL發(fā)酵，和新鮮碗豆?jié){75mL自然發(fā)酵4組對比，發(fā)酵48 h后，測其pH，然后加入200mL新鮮豆?jié){，測其沉淀時間和沉淀量，接著加入沉淀量0.30%R-多糖和4%純豌豆淀粉煮制1 h后冷卻得豌豆涼粉，對其進(jìn)行感官評定，挑選出較好的發(fā)酵菌液。選擇好發(fā)酵菌液之后，就可控溫控時發(fā)酵制備酸漿。

1.4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在確定豌豆涼粉成形條件的基礎(chǔ)上，以酸漿發(fā)酵時間、酸漿發(fā)酵溫度、豌豆浸泡溫度和加熱熬煮時間為因素，以凝固強(qiáng)度（N/cm2）為指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，選出最佳工藝配方。并在最優(yōu)條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和對在此條件下生產(chǎn)的豌豆涼粉進(jìn)行感官評價。

1.4.3 震蕩對豌豆涼粉的凝膠強(qiáng)度影響 按最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)生產(chǎn)的豌豆涼粉，真空包裝后放入SHZ-82氣浴恒溫震蕩箱中，在不同溫度下，以120 r/min震蕩12 h后測定其凝膠強(qiáng)度。

1.5 測定方法

1.5.1 豌豆吸水率測定 分別取5份100 g豌豆放入500mL燒杯中加300mL水浸泡，30℃下恒溫浸泡8 h后取出，濾干水分稱量，然后計(jì)算豌豆吸收的水量的平均值與吸水前豌豆質(zhì)量的比值，就可計(jì)算得到豌豆吸水率。經(jīng)本實(shí)驗(yàn)室測定吸水率為95.9%。

1.5.2 沉淀量測定 去掉豌豆?jié){沉淀的上層清液，稱沉淀濕重，即得沉淀物質(zhì)量。

1.5.3 凝固強(qiáng)度的測量方法 凝固強(qiáng)度指每平方厘米豌豆粉所能承受的壓力。測定方法：用自制的8 cm3取樣器取各試驗(yàn)組豌豆涼粉產(chǎn)品，放在自制的托盤中央，安裝在C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀上測定產(chǎn)品破碎所需的力F，通過式(1)計(jì)算得到豌豆涼粉的凝固強(qiáng)度。

式中：

R——凝固強(qiáng)度，N/cm2；

F——壓力，N；

4 ——樣品與嫩度儀的接觸面積，cm2。

1.5.4 凝膠強(qiáng)度的測定 參照文獻(xiàn)[5]。

1.5.5 豌豆涼粉感官評定 豌豆涼粉的感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 豌豆涼粉感官評定標(biāo)準(zhǔn)覮Table1 Standard of sensory evaluation of pea jelly

2 結(jié)果與分析

2.1 酸漿發(fā)酵菌的篩選

因?yàn)樗釢{是用來沉淀豌豆?jié){的，所以酸漿質(zhì)量的好壞直接影響到豌豆涼粉的產(chǎn)量、感官性能和凝膠性能，而酸漿發(fā)酵菌直接決定了酸漿的性能。所以，需對酸漿發(fā)酵菌首先進(jìn)行篩選，以便進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化工藝。這里分別取如表2所示的豌豆原漿進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果見表2。

表2 不同菌發(fā)酵豌豆?jié){對豌豆涼粉感官品質(zhì)的影響Table2 Effectof fermentation of peamilk by different strains on the sensory quality of pea jelly

豌豆原漿經(jīng)發(fā)酵后，由于發(fā)酵菌不同，導(dǎo)致發(fā)酵后的酸漿pH不同，亦進(jìn)一步對新鮮豌豆?jié){的沉淀所需時間、沉淀量和品質(zhì)產(chǎn)生影響（表2）。酸菜汁發(fā)酵酸漿的沉淀時間最少和沉淀量最多，但同其它酸漿相比這兩方面差別不是很大。不過人們最關(guān)心的是豌豆涼粉的感官特性，而從這方面分析，碗豆?jié){自然發(fā)酵產(chǎn)品氣味相對較好些，而加其它菌種的產(chǎn)品都有不同程度的酸臭味，故選擇豌豆?jié){自然發(fā)酵制備酸漿進(jìn)行后續(xù)工藝優(yōu)化。

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化

由于酸漿是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，所以發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間都會影響酸漿的性質(zhì)，進(jìn)而影響豌豆粉的沉淀量和豌豆涼粉的感官性能和凝膠特性；此外，豌豆涼粉要經(jīng)過熬煮工序，因?yàn)榘局罂墒沟矸酆鰪?qiáng)豌豆涼粉的凝膠特性，因此與熬煮時間也有關(guān)；據(jù)文獻(xiàn)[9]報道，豌豆淀粉的收率與豌豆浸泡溫度也有關(guān)，亦會影響到豌豆涼粉的凝膠特性；也有報道[10,11]表明，浸泡溫度對谷物的糊化特性也有影響，而糊化特性又會影響凝膠特性。所以，選擇酸漿發(fā)酵溫度、酸漿發(fā)酵時間、豌豆浸泡溫度和沉淀物熬煮時間這4個主要因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平表（根據(jù)單因素預(yù)試驗(yàn)結(jié)果確定）見表3和試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Table3 Factor level table for orthogonal experimental design

由表4可知，主要影響因素為D和B，次要因數(shù)為C，不重要因素為A，最佳工藝條件為A2B1C3D3，即酸漿發(fā)酵溫度25℃，時間48 h，豌豆浸泡溫度30℃，加熱熬煮時間70min。

淀粉糊化對豌豆涼粉凝固特性的影響起著關(guān)鍵作用，時間越長凝固越堅(jiān)硬，從而對煮熔的溫度也就越高。不過從前期試驗(yàn)的感官評定可知，熬煮時間在50～70 min時，才能得到品質(zhì)較好的成品，所以適宜的時間為70min。對于試驗(yàn)的第2個主要因素酸漿發(fā)酵溫度，發(fā)酵溫度低，得到的酸漿香味較濃，高溫發(fā)酵時酸味較濃，且?guī)в懈粑叮@與張菊華等[12]的研究結(jié)果相符。杜連起等的研究[13]也指出酸漿培養(yǎng)溫度不能太高，甘薯淀粉原漿在20℃培養(yǎng)的酸漿具有清香味，在25℃培養(yǎng)的酸漿具有較濃的刺激性酸味，這和醋酸菌產(chǎn)生醋酸有關(guān)，但醋酸菌無沉淀淀粉的作用，不能讓其大量繁殖。歸納得出：豌豆原漿發(fā)酵溫度不能高于25℃，溫度太高其他雜菌會大量繁殖而影響品質(zhì)，這也就是豌豆原漿發(fā)酵溫度在水平1質(zhì)量較好的原因。

豌豆的浸泡溫度對豌豆涼粉品質(zhì)的影響也不可忽視。本試驗(yàn)結(jié)果表明，泡豆溫度越高，豆吸水溶漲速度就越大、越快，磨出的漿也就比較細(xì)膩、均勻，淀粉的沉淀也將增多，從而有助于豌豆涼粉的凝固，增強(qiáng)凝固強(qiáng)度。這與夏超[14]在對玉米浸泡研究的結(jié)果相符，它表示浸泡溫度的適當(dāng)提高能促進(jìn)浸泡水向玉米內(nèi)部的滲透速度，同時有利于玉米的軟化。但溫度也不能太高，如果溫度超過60℃，時會直接使蛋白質(zhì)凝固和淀粉糊化。

酸漿發(fā)酵時間亦會影響，是因?yàn)樗釢{的酸度隨時間的延長而增大，而酸度又影響著乳酸鏈球菌的活性，培養(yǎng)時間短了菌量不夠，酸度達(dá)不到，沉淀不完全，沉淀物濃度太小會影響產(chǎn)品凝固強(qiáng)度；而如果培養(yǎng)時間太長，則會引起微生物衰老死亡，也會影響沉淀效果。所以合適的酸漿時間應(yīng)為48 h。

因此最優(yōu)工藝為A2B1C3D3，在此工藝條件下進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到豌豆涼粉的凝固強(qiáng)度為3.726 N/cm2，大于正交試驗(yàn)組的最大值3.390 N/cm2；而且進(jìn)一步評價了此工藝條件下的豌豆涼粉的感官指標(biāo)：外觀0分，氣味1.5分，口感1.3分，綜合評價1.2分。這些表明A2B1C3D3為生產(chǎn)豌豆涼粉的最優(yōu)工藝。

2.3 震蕩和溫度對豌豆涼粉凝膠強(qiáng)度的影響

在最優(yōu)條件下生產(chǎn)的豌豆涼粉，探討了不同溫度和震蕩條件（不震蕩和120 r/min）對豌豆涼粉的凝膠強(qiáng)度的影響，結(jié)果見表5。

表5 不同溫度下震蕩豌豆涼粉12 h后的凝膠強(qiáng)度值Table5 Gel strength of pea jelly at120 r/min and different temperature for 12 h

由表5可知，震蕩對豌豆涼粉的凝膠強(qiáng)度有一定影響，但差別不是很大；并且溫度對豌豆涼粉的凝膠強(qiáng)度影響幅度也較小，凝膠強(qiáng)度隨溫度升高呈下降趨勢，但在25～40℃只下降25 g左右。總體來看，此工藝的豌豆涼粉具有很好的凝膠強(qiáng)度，具有一定的抗震蕩能力，運(yùn)輸過程對它的凝膠特性影響不大，不會發(fā)生散亂、變軟等不良現(xiàn)象。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)利用酸漿（自然發(fā)酵得到的）并借助于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，開發(fā)出了凝膠特性和感官性能俱佳的豌豆涼粉的生產(chǎn)工藝條件：酸漿發(fā)酵時間為48 h、發(fā)酵溫度為25℃、豌豆浸泡溫度為30℃和加熱熬煮時間為70min。此工藝條件能為此類涼粉的生產(chǎn)能提供很好的借鑒，并為豌豆涼粉的規(guī)范化生產(chǎn)提供指導(dǎo)。同時此工藝可有助于解決傳統(tǒng)的豌豆涼粉存在的品質(zhì)不穩(wěn)定、保質(zhì)期短、生產(chǎn)不規(guī)范和衛(wèi)生不良等缺點(diǎn)。

因?yàn)樗釢{的制備是本工藝的一個關(guān)鍵點(diǎn)，所以酸漿本身的微生物性能非常關(guān)鍵，本課題中嘗試的幾種酸漿中的微生物本質(zhì)上都是來自天然的微生物，其種類和數(shù)量難以控制不變，也就很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量。今后的研究可嘗試純種微生物發(fā)酵酸漿或幾種有益微生物的組合來發(fā)酵酸漿，進(jìn)而獲得凝膠特性和感官性能俱佳的豌豆涼粉，且可以保質(zhì)保量。這也是本課題組后續(xù)擬要開展的工作。

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