糯米發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒物性及其懸浮飲品配方研究

朱建華，夏 頡，鄒秀容，劉日斌，蔡媛妍，洪日華，譚韋娟，古麗容，劉 波

(1.韶關(guān)學(xué)院 英東食品學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005；2.廣東金友米業(yè)股份有限公司，廣東 韶關(guān) 512005)

稻米及其副產(chǎn)物精深加工程度不高一直是我國(guó)糧油加工領(lǐng)域的一個(gè)短板，目前國(guó)內(nèi)稻米加工總體有效利用率為60%～65%，稻米加工副產(chǎn)品的深加工利用少，發(fā)達(dá)國(guó)家目前稻谷加工前后的產(chǎn)值比可達(dá)1∶4，增值近4倍，而我國(guó)目前稻谷加工前后的產(chǎn)值比約為1∶1.2，稻米及其副產(chǎn)物資源的綜合利用水平不高[1-4]。因此如何采取各種先進(jìn)技術(shù)對(duì)稻米產(chǎn)業(yè)鏈相應(yīng)環(huán)節(jié)開展精深加工日益成為該領(lǐng)域?qū)W術(shù)及工業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注方向之一[5]。

醪糟是以糯米為主要原料，通過添加酒曲進(jìn)行酒精發(fā)酵制備的稻米深加工產(chǎn)品之一，因其富含多糖、小分子糖類、蛋白質(zhì)、多肽、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)元素，風(fēng)味口感獨(dú)特而為消費(fèi)者所青睞[6-7]。懸浮飲品是近年來興起的一類低黏低稠弱凝膠型可吸飲料，通常添加微量結(jié)冷膠等多糖親水膠體作為懸浮增稠劑，將橙子或柚子肉囊粒、蘆薈粒、決明子等目標(biāo)物質(zhì)懸浮在水溶液中，并在貨架期內(nèi)保持均勻懸浮狀態(tài)，因其具有獨(dú)特的外觀品相和口感等特性而受到消費(fèi)者的歡迎[8-9]。

本文以糯米為主料，通過酒精發(fā)酵制備醪糟基料，結(jié)合懸浮飲品工藝流程，采用單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)優(yōu)化、穩(wěn)態(tài)剪切流變測(cè)試，獲得醪糟制備的最優(yōu)工藝參數(shù)和醪糟懸浮飲品配方，以期為稻米深加工和醪糟懸浮飲品研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米：由廣東金友米業(yè)股份有限公司提供；酒曲：市售；白砂糖：市售；檸檬酸鉀：由濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)；低乙酰基結(jié)冷膠：由廣州科城有限食品公司生產(chǎn)；MCR92旋轉(zhuǎn)流變儀：由奧地利安東帕流變儀公司生產(chǎn)；飛利浦手持式攪拌機(jī)：由飛利浦電子香港有限公司生產(chǎn)；恒溫培養(yǎng)箱：由上海一恒儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料選取→清洗→糯米潤(rùn)脹→蒸煮→攤晾冷卻→接種→裝罐→搭窩→恒溫發(fā)酵→醪糟分離→懸浮劑水化→配料、滅菌→選瓶、洗瓶→熱灌裝→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點(diǎn) (1)原料挑選與清洗

原料選擇：選無霉?fàn)€、無碎粒的優(yōu)質(zhì)糯米。清洗：用清水淘洗2～3遍。

(2)糯米潤(rùn)脹及蒸熟

用清水浸潤(rùn)糯米12～14 h，以手指能捏碎為度。瀝干水后的糯米在蒸煮鍋上隔水蒸熟，籠屜上放干凈的紗布，將米直接放在紗布上蒸約15 min至熟透。

(3)攤涼冷卻

蒸熟的糯米飯須先冷卻到30 ℃，然后方可添加酒曲接種。具體操作方法：將米飯盛入一個(gè)或多個(gè)容器中，攤開散熱，用手觸摸米飯表面已冷即可，可加入適量的涼開水加速冷卻。

(4)接種、裝罐及搭窩

將酒曲碾成粉末，散入米飯中攪拌均勻。將加好酒曲的米飯裝入水封發(fā)酵罐并輕輕壓平米飯，在米飯中間挖一個(gè)“U”形空洞，以利通氣，加蓋水封后置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵。

(5)恒溫發(fā)酵及醪糟分離

在30 ℃恒溫發(fā)酵至甜米酒成熟，然后冷卻中止發(fā)酵，通過非壓榨方式將醪糟與酒分離，以保持醪糟粒的完整性。

(6)懸浮劑的溶解、配料及滅菌

在適量熱純水中加入一定量的懸浮劑并攪拌，加熱至90～95 ℃，并在此溫度下保持5～10 min。然后加入白砂糖并攪拌至其完全溶解，再加入檸檬酸和甜蜜素調(diào)味，并加入醪糟粒，然后在石鍋爐上加熱5 min殺滅醪糟中的酵母菌，以停止發(fā)酵同時(shí)起滅菌的作用，迅速將料液放入冰水中浸泡，使其溫度下降至85 ℃。試驗(yàn)通過前期試驗(yàn)確定醪糟用量均為8.0%(w/w，本文濃度均為質(zhì)量濃度。下同)，此醪糟粒添加量既可提供懸浮飲品的飽滿外觀，又可在不添加較濃懸浮劑濃度條件下實(shí)現(xiàn)懸浮。

(7)選瓶、洗瓶、熱灌裝、冷卻、成品

檢查將要使用的空瓶，剔除次瓶并清洗后，倒放在干凈的塑料筐中備用。采用熱灌裝的方法，將上述滅菌料液于85 ℃熱灌裝進(jìn)PET瓶中，封蓋，倒立10 min后用冷水冷卻后得到成品。

1.2.3 發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官及物性評(píng)價(jià)的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取浸米時(shí)間、發(fā)酵時(shí)間和酒曲添加量作為考察因素,浸米時(shí)間16 h、發(fā)酵時(shí)間48 h、酒曲添加量0.5%為基礎(chǔ)參數(shù)，單因素試驗(yàn)過程分別考察浸米時(shí)間(10、13、16、19、22 h)、酒精發(fā)酵時(shí)間(24、48、72、96、120 h)、酒曲添加量(0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官及物性評(píng)價(jià)的影響。

1.2.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) (1)發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒物性優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過單因素試驗(yàn)各選取3個(gè)水平的浸米時(shí)間、酒曲添加量、發(fā)酵時(shí)間，設(shè)置一個(gè)因素為空列，采用L9(34)正交試驗(yàn)。以感官評(píng)分及醪糟粒物性評(píng)價(jià)指標(biāo)確定最優(yōu)的發(fā)酵工藝參數(shù)(表1)。

表1 發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官評(píng)價(jià)正交試驗(yàn)L9(34)設(shè)計(jì)

(2)醪糟懸浮飲品配方最優(yōu)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了優(yōu)化醪糟懸浮飲料的口感，在懸浮飲料中加入適量的甜蜜素、白砂糖、檸檬酸進(jìn)行配方調(diào)整。采用表2的L9(34)正交試驗(yàn)方案，以色澤、口味、香氣為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定甜蜜素、白砂糖、檸檬酸為正交試驗(yàn)因素，設(shè)置一個(gè)因素為空列。

表2 醪糟懸浮飲品配方優(yōu)化正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) %

1.2.5 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 酒精發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官評(píng)價(jià)項(xiàng)由外觀、口感、香氣、懸浮效果4個(gè)部分構(gòu)成，滿分100分，各指標(biāo)賦分值見表3。醪糟懸浮飲品色澤及風(fēng)味評(píng)分項(xiàng)由色澤、口感、香氣3個(gè)部分構(gòu)成，滿分100分，各指標(biāo)賦分值見表4。由7人組成感官評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)定，感官評(píng)價(jià)前用兩位數(shù)隨機(jī)數(shù)字對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)，把適量試樣放入帶有編號(hào)的品評(píng)杯中，提供給評(píng)價(jià)員，在光線良好試驗(yàn)室進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表3 酒精發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表4 醪糟懸浮飲品色澤及風(fēng)味評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.6 發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒形及粒重的測(cè)定 隨機(jī)選取每組發(fā)酵參數(shù)條件下制備的醪糟粒10粒，用游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm)測(cè)定醪糟粒長(zhǎng)徑和寬徑，粒重采用0.0001 g的天平稱重法測(cè)定10粒醪糟粒重。

1.2.7 穩(wěn)態(tài)剪切試驗(yàn)測(cè)定結(jié)冷膠懸浮劑表觀黏度 采用錐角為4°的安東帕MCR92旋轉(zhuǎn)流變儀在控制速率模式下，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)停留10 s，測(cè)定樣品溶液黏度(η)隨剪切速率的變化關(guān)系。試驗(yàn)在30 ℃下進(jìn)行，剪切速率范圍為0.1～100.0 s-1。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過Origin 10.0進(jìn)行作圖分析，每個(gè)試驗(yàn)平行測(cè)定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵工藝參數(shù)對(duì)醪糟粒感官及物性評(píng)價(jià)的影響

2.1.1 浸米時(shí)間 浸米的主要目的是讓糯米充分吸水膨脹以利蒸煮。浸米時(shí)間對(duì)醪糟粒的大小有重要的影響，如浸米時(shí)間短則醪糟粒吸水不夠，蒸出的米飯偏硬，但浸米時(shí)間過長(zhǎng)，則易導(dǎo)致糯米吸水多，容易導(dǎo)致糯米飯蒸爛，從而不利醪糟粒成型[10]。從圖1可以看出，隨著浸米時(shí)間增加，感官總評(píng)分先上升再下降，當(dāng)浸米時(shí)間為16 h時(shí)，發(fā)酵后醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果評(píng)價(jià)較好。在浸米時(shí)間13～19 h時(shí)，醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果的評(píng)價(jià)都比較好，浸米時(shí)間超過19 h則得分呈降低趨勢(shì)。在浸米時(shí)間10～16 h時(shí)，醪糟粒的重量(10粒)、長(zhǎng)徑、寬徑呈上升趨勢(shì)，而在19 h后上升得較緩慢，說明醪糟粒吸水飽和及發(fā)酵完全了，因此綜合選擇浸米時(shí)間13、16、19 h為正交試驗(yàn)中浸米時(shí)間變量的考察梯度。

圖1 浸米時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒的感官評(píng)價(jià)(a)、長(zhǎng)寬徑及粒重(b)的影響

2.1.2 酒曲添加量 糯米酒釀造過程添加酒曲主要起淀粉糖化及發(fā)酵產(chǎn)生酒精的作用，酒曲添加量如果過小，釀制的糯米甜酒的酒精度易偏低和口感不佳，但酒曲添加量過大時(shí)，易因雜菌量多使得糯米酒含酸量增加，導(dǎo)致糯米酒口感酸苦，影響糯米酒制品品質(zhì)。從圖2a可以看出，酒曲添加量0.4%和0.5%時(shí)醪糟粒感官評(píng)價(jià)最高，超過0.6%后則呈下降趨勢(shì)，主要因?yàn)樵诰魄砑恿?.4%～0.5%時(shí)，醪糟粒的外觀、口感、香氣以及懸浮效果的評(píng)價(jià)都比較好所致。圖2b顯示醪糟粒重量在添加酒曲0.3%～0.6%范圍內(nèi)呈增加趨勢(shì)，繼續(xù)增加至0.6%～0.7%時(shí)，醪糟粒重量增加不明顯。酒曲添加量對(duì)醪糟粒的長(zhǎng)徑、寬徑變化影響不大。綜合選擇較適宜的酒曲添加量為0.4%、0.5%、0.6%的3個(gè)考察水平。

圖2 酒曲添加量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官評(píng)價(jià)(a)、長(zhǎng)寬徑及粒重(b)的影響

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間的影響 糯米發(fā)酵過程因在不同時(shí)段產(chǎn)生的醇類、醛類及芳香族化合物等化合物種類及豐度存在差異，繼而會(huì)影響到糯米酒的酸、苦、澀形成的綜合感官性狀。由圖3a可以看出，發(fā)酵時(shí)間48～96 h時(shí)，醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果的感官評(píng)價(jià)都比較高。從圖3b可看出，發(fā)酵96、120 h時(shí)，醪糟粒的重量沒什么變化，同時(shí)對(duì)醪糟粒徑的變化影響不大，所以選擇比較適宜的發(fā)酵時(shí)間48、72、96 h為該因素正交試驗(yàn)中的3個(gè)考察水平。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵產(chǎn)醪糟粒感官評(píng)價(jià)(a)、長(zhǎng)寬徑及粒重量(b)的影響

2.2 正交試驗(yàn)

2.2.1 醪糟粒形優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)正交試驗(yàn) 由表5可知，浸米時(shí)間(A)、酒曲添加量(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)3個(gè)因素對(duì)評(píng)分結(jié)果影響的主次依次為A>C>B，這說明浸米時(shí)間是影響醪糟粒口感風(fēng)味的主要因素。其最優(yōu)組合是A2B1C3，即最優(yōu)工藝條件：浸米時(shí)間16 h、酒曲添加量0.4%、發(fā)酵時(shí)間96 h。驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果表明，在最優(yōu)工藝條件下制備的醪糟粒粒形完整、膨脹適中、口感松軟。

表5 醪糟粒制備L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 醪糟懸浮飲品配方的優(yōu)化正交試驗(yàn) 由表6的極差分析可知，甜蜜素用量(A)、白砂糖用量(B)、檸檬酸用量(C)3個(gè)因素的影響順序?yàn)锽>A>C，即白砂糖添加量和檸檬酸添加量對(duì)飲品的感官評(píng)定影響相對(duì)較大。其最優(yōu)組合為A1B1C3，即最優(yōu)配方為：甜蜜素0.02%、白砂糖5.0%、檸檬酸0.2%。驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果表明，在最優(yōu)配方條件下制備的醪糟懸浮飲品色澤及風(fēng)味甜酸適度、味道清爽、色澤乳白色、質(zhì)構(gòu)均一，感官評(píng)價(jià)總分值高。

表6 醪糟懸浮飲品配方L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 適合懸浮效果結(jié)冷膠濃度的確定

懸浮飲料中合適的懸浮劑種類和濃度選擇非常重要，懸浮劑主要來源于包括多糖及蛋白的各種親水膠體，因分子量的大小、分子鏈構(gòu)型等差異相同濃度條件下產(chǎn)生的懸浮效果存在明顯差異。研究人員發(fā)現(xiàn)結(jié)冷膠是一種理想的懸浮劑，較低的濃度可形成弱凝膠結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生可克服待懸浮目標(biāo)物質(zhì)重力，從而在貨架期保障懸浮飲品不分層[11-13]。懸浮力的大小可以通過測(cè)定懸浮劑的穩(wěn)態(tài)剪切黏度或弱凝膠結(jié)構(gòu)流變性質(zhì)來表征。在固定醪糟粒濃度為8.0%條件下，測(cè)定了結(jié)冷膠濃度對(duì)其溶液表觀黏度的影響，并在此基礎(chǔ)上評(píng)估了蔗糖濃度及檸檬酸濃度對(duì)結(jié)冷膠溶液黏度的影響。

由圖4可知，所有測(cè)試樣品的表觀黏度均隨著剪切速率的增大而降低，為典型剪切變稀特征。由圖4a表明，在相同剪切速率下，溶液的表現(xiàn)黏度隨著結(jié)冷膠濃度的增大而增大，當(dāng)結(jié)冷膠濃度為0.5%時(shí)，溶液的表觀黏度隨著剪切速率的增加而變小。根據(jù)醪糟的懸浮效果情況，在0.3%結(jié)冷膠濃度時(shí)，醪糟粒幾乎完全下沉，且上清液澄清透明，增加至0.4%時(shí)，醪糟粒仍有部分下沉。當(dāng)結(jié)冷膠溶液的濃度為0.5%時(shí)，懸浮效果最好，超過0.5%后飲品口感稠度增強(qiáng)，適口性顯著降低，因此后續(xù)試樣選擇0.5%結(jié)冷膠為懸浮劑濃度值。

由圖4b可知，在相同的剪切速率下，結(jié)冷膠溶液的黏度隨著白砂糖濃度的增大而增大；溶液的表觀黏度隨著剪切速率的增加而逐漸增大，表觀黏度的變化量逐漸減少，表明向結(jié)冷膠溶液中添加白砂糖能增大結(jié)冷膠溶液的黏度，根據(jù)醪糟在溶液的懸浮效果和甜度的適合效果下考慮，當(dāng)白砂糖的濃度在5%～7%下的效果相對(duì)較好。

由圖4c可知，在相同的剪切速率下，結(jié)冷膠溶液的黏度隨著檸檬酸濃度的增大而增大。根據(jù)醪糟在不同的檸檬酸濃度的懸浮效果和酸度口味的適合度分析，當(dāng)檸檬酸的濃度在0.15%～0.25%下效果較好。因此從懸浮效果考慮配方中選擇0.5%結(jié)冷膠添加量、5%蔗糖及0.20%檸檬酸添加量條件下可以獲得良好懸浮效果，與正交試驗(yàn)中蔗糖及檸檬酸添加量?jī)梢蛩氐母泄僭u(píng)價(jià)結(jié)果趨勢(shì)相一致。

圖4 結(jié)冷膠(a)、蔗糖(b)及檸檬酸(c)添加量對(duì)結(jié)冷膠溶液表觀黏度的影響

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

產(chǎn)品在25 ℃下，貯存30 d后進(jìn)行質(zhì)量測(cè)定。

2.4.1 感官指標(biāo) 色澤：醪糟懸浮飲料呈米白色，在飲料中懸浮著乳白色的醪糟。

香氣：具有米酒特有的清香，無異味。

滋味：獨(dú)特醪糟的特征風(fēng)味，酸甜適口，無苦澀味，無異味。

組織狀態(tài)：醪糟懸浮均勻，無沉淀，無肉眼可見的雜質(zhì)。

2.4.2 理化指標(biāo) 醪糟含量≥5%，酒精含量≤0.5%，懸浮飲品液相表觀黏度介于15～30 mPa·s(30 rad/s轉(zhuǎn)速，30 ℃下測(cè)定)。

2.4.3 微生物指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù)低于100 CFU/L；大腸桿菌低于3 MPN/100 mL；致病菌檢測(cè)須為陰性。

3 結(jié)論

通過采用單因素和正交試驗(yàn)獲得醪糟粒制備的最佳工藝參數(shù)為浸米時(shí)間16 h、酒曲添加量0.4%、發(fā)酵時(shí)間96 h，此最佳工藝參數(shù)條件下制備的醪糟粒粒形完整、膨脹適中、乳白色、口感松軟，有良好嚼勁和甜味、酒味清香，懸浮效果好。綜合醪糟制備最優(yōu)工藝參數(shù)及醪糟添加量、懸浮劑添加量測(cè)定及風(fēng)味評(píng)定，優(yōu)化出醪糟懸浮飲品中的主要成分的最優(yōu)配方：醪糟8.0%、結(jié)冷膠0.5%、白砂糖5.0%、檸檬酸添加量0.2%、甜蜜素添加量0.02%。據(jù)最優(yōu)配方制備的醪糟懸浮飲料醪糟粒分散均勻、甜酸適度、味道清爽、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有廣闊的市場(chǎng)前景，本研究將為開發(fā)米酒懸浮飲料市場(chǎng)化技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)提供一定的參考。