小米雜糧酸乳發酵劑的優選研究

司俊玲+李紅+鄭堅強+申瑞玲

摘要：通過試驗優選出小米雜糧酸乳發酵劑的最佳配比為丁0.90%二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，并研究了各發酵劑對小米雜糧酸乳品質的影響；經檢測，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL以上。

關鍵詞：小米；雜糧酸乳；發酵劑；最佳配比

中圖分類號：TS252.54文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）02-0229-03

收稿日期：2013-06-11

基金項目：河南省教育廳科技攻關項目（編號：2011A550016）。

作者簡介：司俊玲（1976—），女，山西孝義人，碩士，副教授，主要從事谷物雜糧研究。E-mail：jlsi76@126.com。酸乳因其營養價值高、口感細膩、含有健康功能因子而深受人們喜愛。近年來，我國相關研究者為了提高雜糧的營養功效，對我國特有的雜糧產品進行了部分研究，開發了雜糧酸乳制品，為市場上提供了新型的酸乳制品[1-3]。加入雜糧（小米）降低了鮮奶中蛋白質的含量，只用傳統發酵劑（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌）會影響酸乳的滋味和香氣，而丁二酮乳酸鏈球能夠增加香味成分。嗜酸乳桿菌能在腸道內定殖，可以改善腸道菌群，抑制致癌物質的產生，起到整腸作用；嗜酸乳桿菌及其代謝物活化了免疫功能，可抑制癌細胞的形成和增殖[4-5]。因此，本研究在傳統發酵劑的基礎上添加嗜酸乳桿菌和丁二酮乳酸鏈球菌，研究適合小米雜糧酸乳的新型發酵劑，為雜糧發酵制品的開發提供研究基礎。

1材料與方法

1.1材料

小米選用山西省長治市沁州黃小米；鮮奶由河南農業大學畜牧站提供。

1.2供試菌種

嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、丁二酮乳酸鏈球菌（Str diacetilactis）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）由中國食品發酵工業研究院提供，由凍干菌種活化5代制成工業發酵劑。

1.3方法

1.3.1雜糧發酵原料液制備[6]

1.3.1.1制備工藝

小米→凈化→熟化→磨漿

鮮牛奶→凈化→標準化調配→殺菌→冷卻→均質→冷卻→無菌包裝

1.3.1.2雜糧發酵原料液的配比小米熟化液（小米 ∶水=1 g ∶9 mL）25%，鮮奶75%。

1.3.2雜糧發酵產品的制作在已研制出的米奶產品[6]中分別按照設計的添加量加入菌種，加糖量為7.0%，在38～42 ℃ 恒溫箱中發酵。以滴定酸度0.7%～0.8%為發酵終點。

1.3.3雜糧發酵制品的質量評定采用感官評分（60%）、酸度滴定（30%）和乳酸菌數（10%）的綜合評價方法。

發酵制品的感官評定標準為60分，由10個經培訓的感官小組人員從以下5個方面隨機評價編碼的酸乳：（1）色。色澤為乳白色或略帶淡黃色（5分）。（2）香。天然乳脂香氣濃郁，有食欲感（15分）。（3）味。酸中有甜、甜中帶酸、酸甜含香的復合滋味（15分）。（4）形。凝固如玉，用勺取出部分觀察，切面呈瓷狀，表面光滑，無粗顆粒或雜質出現，于手中不是一觸就散，是凝立而不破坍；取出后，杯內出現凹坑深而不變形，約20 min后，坑底有少量乳清析出，但坑仍不變形（20分）。（5）異味。無霉味、酵母味或非酸乳味（5分）。

1.3.4微生物測定乳酸菌總數測定采用MRS培養基，溫度37 ℃，時間24～48 h[7]。

1.3.5酸度測定pH值用pH酸度計測定；TA（滴定酸度）用0.1 mol/L的NaOH滴定。

1.3.6全營養雜糧小米酸乳復合發酵劑的優選試驗全營養雜糧小米酸乳所需發酵劑為丁二酮乳酸鏈球菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌。試驗采用三因子二次通用旋轉組合設計，編碼水平見表1。

2結果與分析

2.1小米酸乳復合發酵劑的優選試驗結果

2.1.1模型的建立與統計分析試驗結果見表2。將所得到綜合評分數據經多元回歸分析，用三因子二次通用旋轉組合設計統計軟件處理，結果見表3。從表3數據可以得出以3種穩定劑編碼值為自變量的回歸方程：

2.1.2單因子分析在因子效應分析中，采用降維分析，將其他因子固定在零水平，分別描述單因子變動時對雜糧酸乳綜合評分的影響，3個因子的單效應方程如下：

2.1.3邊際效應分析對單因子效應方程本身求一階偏導數，得到單因子邊際效應方程：

2.2小米酸乳復合發酵劑的最佳添加量確定

對三因子二次通用旋轉設計的試驗結果進行分析，可以得到感官評分最大時，3種發酵劑添加量的編碼值分別為x1=0.483，x2=0.102，x3=0.505。此時，產品綜合評分y值為92.567。將編碼值換算為實際值，可以得到3種發酵劑最佳添加量為0.90%丁二酮乳酸鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌。經檢測，此時嗜酸乳桿菌數達到 4.0×108 CFU/mL。

3討論與結論

3.1發酵劑對小米酸乳風味的影響

在酸乳制品中起風味作用的主要是乙醛、丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等羰基化合物。嗜酸乳桿菌含有乙醇脫氫酶，能夠將乙醛轉變為乙醇，導致嗜酸乳桿菌的風味較差。對本產品來說，起風味作用的主要是丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等，前兩者主要是由嗜熱鏈球菌和丁二酮乳酸鏈球菌產生的，檸檬酸鹽的轉化是前兩者的主要來源，乳糖的分解也可成為這2種香味物質的供給源；而后兩者主要是由丁二酮乳酸鏈球菌產生的，它們賦予酸奶極為良好的風味，是該酸乳制品良好風味的主要原因。

3.2小米中的氨基酸對小米酸乳風味的影響

小米中的氨基酸為嗜熱鏈球菌提供必需的營養物質，促進嗜熱鏈球菌生長，滿足了嗜熱鏈球菌的營養要求；小米中的蘇氨酸可通過甘氨酸途徑轉變成乙醛，使產品的風味得到改善。

本試驗對小米酸乳進行研究，優選出發酵劑的最佳組合為0.90%丁二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，此時綜合評分最高，為92.567；其中丁二酮鏈球菌作用極顯著，嗜酸乳桿菌作用顯著。通過乳酸菌計數，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL。

參考文獻：

[1]薛月圓，李鵬，林勤保. 小米的化學成分及物理性質的研究進展[J]. 中國糧油學報，2008，23（3）：199-203.

[2]張超，張暉，李冀新. 小米的營養以及應用研究進展[J]. 中國糧油學報，2007，22（1）：51-55.

[3]劉麗萍. 小米營養及小米食品的開發[J]. 糧油加工與食品機械，2003，1（1）：48-49.

[4]郭本恒. 嗜酸乳桿菌在乳品中的應用技術[J]. 食品工業，1999（1）：18-19

[5]呂兵，張國農，楊瑞歡. 嗜酸乳桿菌生物學特性及其發酵乳的研究[J]. 中國乳品工業，2002，30（5）：37-39.

[6]鄭堅強，司俊玲. 餐奶的研制[J]. 食品工業科技，2003，24（10）：116-117.

[7]張剛. 乳酸細菌：基礎、技術和應用[M]. 北京：化學工業出版社，2006：212-233.

摘要：通過試驗優選出小米雜糧酸乳發酵劑的最佳配比為丁0.90%二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，并研究了各發酵劑對小米雜糧酸乳品質的影響；經檢測，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL以上。

關鍵詞：小米；雜糧酸乳；發酵劑；最佳配比

中圖分類號：TS252.54文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）02-0229-03

收稿日期：2013-06-11

基金項目：河南省教育廳科技攻關項目（編號：2011A550016）。

作者簡介：司俊玲（1976—），女，山西孝義人，碩士，副教授，主要從事谷物雜糧研究。E-mail：jlsi76@126.com。酸乳因其營養價值高、口感細膩、含有健康功能因子而深受人們喜愛。近年來，我國相關研究者為了提高雜糧的營養功效，對我國特有的雜糧產品進行了部分研究，開發了雜糧酸乳制品，為市場上提供了新型的酸乳制品[1-3]。加入雜糧（小米）降低了鮮奶中蛋白質的含量，只用傳統發酵劑（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌）會影響酸乳的滋味和香氣，而丁二酮乳酸鏈球能夠增加香味成分。嗜酸乳桿菌能在腸道內定殖，可以改善腸道菌群，抑制致癌物質的產生，起到整腸作用；嗜酸乳桿菌及其代謝物活化了免疫功能，可抑制癌細胞的形成和增殖[4-5]。因此，本研究在傳統發酵劑的基礎上添加嗜酸乳桿菌和丁二酮乳酸鏈球菌，研究適合小米雜糧酸乳的新型發酵劑，為雜糧發酵制品的開發提供研究基礎。

1材料與方法

1.1材料

小米選用山西省長治市沁州黃小米；鮮奶由河南農業大學畜牧站提供。

1.2供試菌種

嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、丁二酮乳酸鏈球菌（Str diacetilactis）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）由中國食品發酵工業研究院提供，由凍干菌種活化5代制成工業發酵劑。

1.3方法

1.3.1雜糧發酵原料液制備[6]

1.3.1.1制備工藝

小米→凈化→熟化→磨漿

鮮牛奶→凈化→標準化調配→殺菌→冷卻→均質→冷卻→無菌包裝

1.3.1.2雜糧發酵原料液的配比小米熟化液（小米 ∶水=1 g ∶9 mL）25%，鮮奶75%。

1.3.2雜糧發酵產品的制作在已研制出的米奶產品[6]中分別按照設計的添加量加入菌種，加糖量為7.0%，在38～42 ℃ 恒溫箱中發酵。以滴定酸度0.7%～0.8%為發酵終點。

1.3.3雜糧發酵制品的質量評定采用感官評分（60%）、酸度滴定（30%）和乳酸菌數（10%）的綜合評價方法。

發酵制品的感官評定標準為60分，由10個經培訓的感官小組人員從以下5個方面隨機評價編碼的酸乳：（1）色。色澤為乳白色或略帶淡黃色（5分）。（2）香。天然乳脂香氣濃郁，有食欲感（15分）。（3）味。酸中有甜、甜中帶酸、酸甜含香的復合滋味（15分）。（4）形。凝固如玉，用勺取出部分觀察，切面呈瓷狀，表面光滑，無粗顆粒或雜質出現，于手中不是一觸就散，是凝立而不破坍；取出后，杯內出現凹坑深而不變形，約20 min后，坑底有少量乳清析出，但坑仍不變形（20分）。（5）異味。無霉味、酵母味或非酸乳味（5分）。

1.3.4微生物測定乳酸菌總數測定采用MRS培養基，溫度37 ℃，時間24～48 h[7]。

1.3.5酸度測定pH值用pH酸度計測定；TA（滴定酸度）用0.1 mol/L的NaOH滴定。

1.3.6全營養雜糧小米酸乳復合發酵劑的優選試驗全營養雜糧小米酸乳所需發酵劑為丁二酮乳酸鏈球菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌。試驗采用三因子二次通用旋轉組合設計，編碼水平見表1。

2結果與分析

2.1小米酸乳復合發酵劑的優選試驗結果

2.1.1模型的建立與統計分析試驗結果見表2。將所得到綜合評分數據經多元回歸分析，用三因子二次通用旋轉組合設計統計軟件處理，結果見表3。從表3數據可以得出以3種穩定劑編碼值為自變量的回歸方程：

2.1.2單因子分析在因子效應分析中，采用降維分析，將其他因子固定在零水平，分別描述單因子變動時對雜糧酸乳綜合評分的影響，3個因子的單效應方程如下：

2.1.3邊際效應分析對單因子效應方程本身求一階偏導數，得到單因子邊際效應方程：

2.2小米酸乳復合發酵劑的最佳添加量確定

對三因子二次通用旋轉設計的試驗結果進行分析，可以得到感官評分最大時，3種發酵劑添加量的編碼值分別為x1=0.483，x2=0.102，x3=0.505。此時，產品綜合評分y值為92.567。將編碼值換算為實際值，可以得到3種發酵劑最佳添加量為0.90%丁二酮乳酸鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌。經檢測，此時嗜酸乳桿菌數達到 4.0×108 CFU/mL。

3討論與結論

3.1發酵劑對小米酸乳風味的影響

在酸乳制品中起風味作用的主要是乙醛、丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等羰基化合物。嗜酸乳桿菌含有乙醇脫氫酶，能夠將乙醛轉變為乙醇，導致嗜酸乳桿菌的風味較差。對本產品來說，起風味作用的主要是丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等，前兩者主要是由嗜熱鏈球菌和丁二酮乳酸鏈球菌產生的，檸檬酸鹽的轉化是前兩者的主要來源，乳糖的分解也可成為這2種香味物質的供給源；而后兩者主要是由丁二酮乳酸鏈球菌產生的，它們賦予酸奶極為良好的風味，是該酸乳制品良好風味的主要原因。

3.2小米中的氨基酸對小米酸乳風味的影響

小米中的氨基酸為嗜熱鏈球菌提供必需的營養物質，促進嗜熱鏈球菌生長，滿足了嗜熱鏈球菌的營養要求；小米中的蘇氨酸可通過甘氨酸途徑轉變成乙醛，使產品的風味得到改善。

本試驗對小米酸乳進行研究，優選出發酵劑的最佳組合為0.90%丁二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，此時綜合評分最高，為92.567；其中丁二酮鏈球菌作用極顯著，嗜酸乳桿菌作用顯著。通過乳酸菌計數，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL。

參考文獻：

[1]薛月圓，李鵬，林勤保. 小米的化學成分及物理性質的研究進展[J]. 中國糧油學報，2008，23（3）：199-203.

[2]張超，張暉，李冀新. 小米的營養以及應用研究進展[J]. 中國糧油學報，2007，22（1）：51-55.

[3]劉麗萍. 小米營養及小米食品的開發[J]. 糧油加工與食品機械，2003，1（1）：48-49.

[4]郭本恒. 嗜酸乳桿菌在乳品中的應用技術[J]. 食品工業，1999（1）：18-19

[5]呂兵，張國農，楊瑞歡. 嗜酸乳桿菌生物學特性及其發酵乳的研究[J]. 中國乳品工業，2002，30（5）：37-39.

[6]鄭堅強，司俊玲. 餐奶的研制[J]. 食品工業科技，2003，24（10）：116-117.

[7]張剛. 乳酸細菌：基礎、技術和應用[M]. 北京：化學工業出版社，2006：212-233.

摘要：通過試驗優選出小米雜糧酸乳發酵劑的最佳配比為丁0.90%二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，并研究了各發酵劑對小米雜糧酸乳品質的影響；經檢測，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL以上。

關鍵詞：小米；雜糧酸乳；發酵劑；最佳配比

中圖分類號：TS252.54文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）02-0229-03

收稿日期：2013-06-11

基金項目：河南省教育廳科技攻關項目（編號：2011A550016）。

作者簡介：司俊玲（1976—），女，山西孝義人，碩士，副教授，主要從事谷物雜糧研究。E-mail：jlsi76@126.com。酸乳因其營養價值高、口感細膩、含有健康功能因子而深受人們喜愛。近年來，我國相關研究者為了提高雜糧的營養功效，對我國特有的雜糧產品進行了部分研究，開發了雜糧酸乳制品，為市場上提供了新型的酸乳制品[1-3]。加入雜糧（小米）降低了鮮奶中蛋白質的含量，只用傳統發酵劑（嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌）會影響酸乳的滋味和香氣，而丁二酮乳酸鏈球能夠增加香味成分。嗜酸乳桿菌能在腸道內定殖，可以改善腸道菌群，抑制致癌物質的產生，起到整腸作用；嗜酸乳桿菌及其代謝物活化了免疫功能，可抑制癌細胞的形成和增殖[4-5]。因此，本研究在傳統發酵劑的基礎上添加嗜酸乳桿菌和丁二酮乳酸鏈球菌，研究適合小米雜糧酸乳的新型發酵劑，為雜糧發酵制品的開發提供研究基礎。

1材料與方法

1.1材料

小米選用山西省長治市沁州黃小米；鮮奶由河南農業大學畜牧站提供。

1.2供試菌種

嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）、丁二酮乳酸鏈球菌（Str diacetilactis）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）由中國食品發酵工業研究院提供，由凍干菌種活化5代制成工業發酵劑。

1.3方法

1.3.1雜糧發酵原料液制備[6]

1.3.1.1制備工藝

小米→凈化→熟化→磨漿

鮮牛奶→凈化→標準化調配→殺菌→冷卻→均質→冷卻→無菌包裝

1.3.1.2雜糧發酵原料液的配比小米熟化液（小米 ∶水=1 g ∶9 mL）25%，鮮奶75%。

1.3.2雜糧發酵產品的制作在已研制出的米奶產品[6]中分別按照設計的添加量加入菌種，加糖量為7.0%，在38～42 ℃ 恒溫箱中發酵。以滴定酸度0.7%～0.8%為發酵終點。

1.3.3雜糧發酵制品的質量評定采用感官評分（60%）、酸度滴定（30%）和乳酸菌數（10%）的綜合評價方法。

發酵制品的感官評定標準為60分，由10個經培訓的感官小組人員從以下5個方面隨機評價編碼的酸乳：（1）色。色澤為乳白色或略帶淡黃色（5分）。（2）香。天然乳脂香氣濃郁，有食欲感（15分）。（3）味。酸中有甜、甜中帶酸、酸甜含香的復合滋味（15分）。（4）形。凝固如玉，用勺取出部分觀察，切面呈瓷狀，表面光滑，無粗顆粒或雜質出現，于手中不是一觸就散，是凝立而不破坍；取出后，杯內出現凹坑深而不變形，約20 min后，坑底有少量乳清析出，但坑仍不變形（20分）。（5）異味。無霉味、酵母味或非酸乳味（5分）。

1.3.4微生物測定乳酸菌總數測定采用MRS培養基，溫度37 ℃，時間24～48 h[7]。

1.3.5酸度測定pH值用pH酸度計測定；TA（滴定酸度）用0.1 mol/L的NaOH滴定。

1.3.6全營養雜糧小米酸乳復合發酵劑的優選試驗全營養雜糧小米酸乳所需發酵劑為丁二酮乳酸鏈球菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌。試驗采用三因子二次通用旋轉組合設計，編碼水平見表1。

2結果與分析

2.1小米酸乳復合發酵劑的優選試驗結果

2.1.1模型的建立與統計分析試驗結果見表2。將所得到綜合評分數據經多元回歸分析，用三因子二次通用旋轉組合設計統計軟件處理，結果見表3。從表3數據可以得出以3種穩定劑編碼值為自變量的回歸方程：

2.1.2單因子分析在因子效應分析中，采用降維分析，將其他因子固定在零水平，分別描述單因子變動時對雜糧酸乳綜合評分的影響，3個因子的單效應方程如下：

2.1.3邊際效應分析對單因子效應方程本身求一階偏導數，得到單因子邊際效應方程：

2.2小米酸乳復合發酵劑的最佳添加量確定

對三因子二次通用旋轉設計的試驗結果進行分析，可以得到感官評分最大時，3種發酵劑添加量的編碼值分別為x1=0.483，x2=0.102，x3=0.505。此時，產品綜合評分y值為92.567。將編碼值換算為實際值，可以得到3種發酵劑最佳添加量為0.90%丁二酮乳酸鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌。經檢測，此時嗜酸乳桿菌數達到 4.0×108 CFU/mL。

3討論與結論

3.1發酵劑對小米酸乳風味的影響

在酸乳制品中起風味作用的主要是乙醛、丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等羰基化合物。嗜酸乳桿菌含有乙醇脫氫酶，能夠將乙醛轉變為乙醇，導致嗜酸乳桿菌的風味較差。對本產品來說，起風味作用的主要是丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮和丁酮-2等，前兩者主要是由嗜熱鏈球菌和丁二酮乳酸鏈球菌產生的，檸檬酸鹽的轉化是前兩者的主要來源，乳糖的分解也可成為這2種香味物質的供給源；而后兩者主要是由丁二酮乳酸鏈球菌產生的，它們賦予酸奶極為良好的風味，是該酸乳制品良好風味的主要原因。

3.2小米中的氨基酸對小米酸乳風味的影響

小米中的氨基酸為嗜熱鏈球菌提供必需的營養物質，促進嗜熱鏈球菌生長，滿足了嗜熱鏈球菌的營養要求；小米中的蘇氨酸可通過甘氨酸途徑轉變成乙醛，使產品的風味得到改善。

本試驗對小米酸乳進行研究，優選出發酵劑的最佳組合為0.90%丁二酮鏈球菌、0.62%嗜熱鏈球菌、1.60%嗜酸乳桿菌，此時綜合評分最高，為92.567；其中丁二酮鏈球菌作用極顯著，嗜酸乳桿菌作用顯著。通過乳酸菌計數，嗜酸乳桿菌數達到4.0×108 CFU/mL。

參考文獻：

[1]薛月圓，李鵬，林勤保. 小米的化學成分及物理性質的研究進展[J]. 中國糧油學報，2008，23（3）：199-203.

[2]張超，張暉，李冀新. 小米的營養以及應用研究進展[J]. 中國糧油學報，2007，22（1）：51-55.

[3]劉麗萍. 小米營養及小米食品的開發[J]. 糧油加工與食品機械，2003，1（1）：48-49.

[4]郭本恒. 嗜酸乳桿菌在乳品中的應用技術[J]. 食品工業，1999（1）：18-19

[5]呂兵，張國農，楊瑞歡. 嗜酸乳桿菌生物學特性及其發酵乳的研究[J]. 中國乳品工業，2002，30（5）：37-39.

[6]鄭堅強，司俊玲. 餐奶的研制[J]. 食品工業科技，2003，24（10）：116-117.

[7]張剛. 乳酸細菌：基礎、技術和應用[M]. 北京：化學工業出版社，2006：212-233.