小米苦蕎涼茶復合發酵飲料工藝及配方研究

◎ 薛恩玉，馬涵珂，王 秋，姜 妍，王紹東

（1.黑龍江省農業產業發展與對外經濟合作中心，黑龍江 哈爾濱 150036；2.東北農業大學 食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030；3.黑龍江省雞西市農業綜合技術中心，黑龍江 雞西 158100；4.東北農業大學 農學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

小米的營養成分豐富，是谷物中蛋白質含量較高的作物之一，其蛋白質中含有人體所必需的8種氨基酸。此外，小米中含有豐富的維生素，如維生素B12、維生素A、維生素D和維生素C，食用小米可以促進消化，明目養眼，補充精力等[1]。苦蕎含有蘆丁、黃酮類化合物，可軟化血管，具有降血脂、降血糖、降血壓以及激活胰島素分泌等藥理作用[2]。苦蕎中含有豐富的必需氨基酸，其甲硫氨酸含量較高，苦蕎蛋白被稱為理想的膳食蛋白[3]。雖然苦蕎營養價值高，但其味道偏苦澀，性平寒，大量飲用會引起反酸腹瀉，而小米為暖性食物，口味清香，可與苦蕎互補，二者搭配口味平和恰到好處。目前市場上的發酵飲品以果蔬原料為主，而谷物復合發酵飲品市場仍處空白[4]。苦蕎和小米都是營養價值較高的糧谷原料，隨著我國經濟的發展和人口素質的提高，人們對于自身健康和營養攝入愈發關注，以粗糧為時尚的消費結構正在悄然興起[5]。本文以小米和苦蕎作為原料，經糖化處理，采用乳酸菌和酵母菌復合發酵制得一款口味清甜、營養全面的復合發酵飲料，旨在為市場開發復合糧谷發酵飲品奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

市售小米；苦蕎茶；蜂蜜；啤酒活性干酵母；植物乳桿菌；糖化酶；檸檬酸。榨汁機；水浴鍋；電子分析天平；蒸汽滅菌鍋；隔熱式恒溫培養箱；高壓蒸汽滅菌鍋；均質機。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

小米苦蕎涼茶復合發酵飲料工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

1.2.2 植物乳桿菌、安琪活性干酵母的培養與活化

（1）植物乳桿菌培養基。蛋白胨10.0 g、牛肉粉5.0 g、酵母粉4.0 g、葡萄糖20.0 g、吐溫1.0 mL、K2HPO4·7H2O 2.0 g、NaAC·3H2O 5.0 g、檸檬酸三銨2.0 g、MgSO4·7H2O 0.2 g、MnSO4·4H2O 0.05 g 以及瓊脂粉15.0 g，培養基成分加入到1 000 mL蒸餾水中，加熱溶解，調節pH至6.2±0.2，分裝后121 ℃高壓滅菌 15～20 min。

（2）菌種活化與擴大。在無菌條件下，取純培養的植物乳桿菌保藏管，活化2代后按4%接菌量逐級擴大培養，最終在1 000 mL MRS液體培養基中37 ℃靜置培養24 h后，進行接種。

1.2.3 植物乳桿菌、安琪活性干酵母復合發酵工藝優化

設置發酵時間、發酵溫度、復合菌接種比例作為影響pH和酒精度的因素，觀察各因素對感官評價得分的影響。

（1）發酵溫度。培養液pH為5.0，接種量為4%，植物乳桿菌、安琪活性干酵母接種比例為1∶1，分別在34 ℃、36 ℃、38 ℃、40 ℃和42 ℃的溫度下靜置發酵12 h，觀察不同發酵溫度對感官評價得分的影響。

（2）發酵時間。培養液pH為5.0，接種量為4%，植物乳桿菌、安琪活性干酵母接種比例為1∶1，在30 ℃溫度下分別靜置發酵8 h、12 h、16 h、20 h和24 h，觀察不同發酵時間對感官評價得分的影響。

（3）復合菌接種比例。培養液pH為5.0，接種量為4%，植物乳桿菌、安琪活性干酵母復合菌配比分別為1.0∶0.5、1.0∶1.0、1.0∶1.5、1.0∶2.0和1.0∶3.0，在30 ℃溫度下靜置發酵12 h，觀察不同發酵菌配比對感官評價得分的影響。

在單因素試驗基礎上，以發酵菌配比（植物乳桿菌∶安琪活性干酵母）、發酵時間和發酵溫度3因素設置3水平正交試驗設計，見表1，確定方案后根據感官評分高低以確定最佳工藝條件。

表1 正交試驗因素水平表

1.2.4 添加劑對小米苦蕎涼茶穩定性的影響

分別取殺菌滅酶后的小米苦蕎涼茶300 mL于6個燒杯中，探究酸味劑、甜味劑及穩定劑對于小米苦蕎涼茶感官品質的影響。

（1）酸味劑。添加2%的甜味劑與0.4%的穩定劑后，分別加入質量分數為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的檸檬酸，不加酸味劑作為空白，探究酸味劑對于小米苦蕎涼茶感官品質的影響。

（2）甜味劑。添加0.4%的酸味劑與0.4%的穩定劑后，分別加入質量分數為2%、4%、6%、8%和10%的蔗糖，不加甜味劑作為空白。

（3）穩定劑。添加0.4%的酸味劑與2%的甜味劑后，分別加入質量分數為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%的海藻酸鈉，不加穩定劑作為空白。

在單因素試驗基礎上，以酸味劑、甜味劑和穩定劑3個因素設置3個水平，采用L9(33)正交設計試驗方案，確定方案后根據感官評分高低以確定最佳工藝條件。具體見表2。

表2 正交試驗因素水平表

1.3 檢測方法

①酸度按照GB 5009.239—016的方法測定，結果以°T表示。②pH值使用PHS-3C型pH計測定。③可溶性固形物含量使用HMS35型號糖度計測定。④取成品飲料離心，穩定性=計算，其中W0為剩余固形物質量，g；W為所取飲料總質量，g。

1.4 感官評定標準

感官評定標準具體見表3。

表3 感官評定標準表

1.5 數據處理

采用隨機取樣方法，至少3次測定的平均值，利用Origin進行作圖，用SPSS 22.0分析正交試驗數據。

2 結果與分析

2.1 發酵溫度、時間及復合菌比對發酵的影響

隨著發酵溫度的升高感官評價值呈現先上升后下降的趨勢，見圖2。發酵溫度較低時，菌種活力弱，代謝緩慢，產酸量少，酸甜不協調；當發酵溫度為40 ℃時，飲料色澤均一，黃色透明，酸甜適口，評分最高；溫度過高反而會抑制乳酸菌的生長，甚至發生菌體死亡，降低酸度，影響飲料口感、香味及組織狀態，感官評價值下降。發酵時間8～16 h內，感官評價值逐漸升高，當發酵時間為16 h時，感官評價值最高；超過16 h后，發酵時間延長，感官評價值逐漸下降，見圖3。復合菌配比對小米苦蕎涼茶復合發酵碳酸飲料感官評價值隨著復合菌配比的升高呈現先上升后下降的趨勢，當復合菌配比為1∶1時感官評價值最高，見圖4。由表4可知，最優方案為A2B1C3，感官評價結果最優方案為A3B1C3，由于安琪活性干酵母市場可以購買且成本較低，以1.0∶1.5的比例可以獲得風味更佳的飲品，因此選擇感官評分較高的方案A3B1C3，即復合菌配比1.0∶1.5，發酵時間12 h，發酵溫度42 ℃。

表4 L9(33)正交試驗設計及結果表

圖2 發酵溫度對發酵程度的影響圖

圖3 發酵時間對發酵程度的影響圖

2.2 添加劑對小米苦蕎涼茶穩定性的影響

酸味劑、甜味劑和穩定劑的感官評價值的曲線變化規律一致，隨著添加劑的升高呈現先上升后下降的趨勢，當酸味劑為0.3%、甜味劑為4%、穩定劑為0.3%時感官評價值最高（圖5～圖7）。

圖5 酸味劑對小米苦蕎涼茶感官評價的影響圖

圖7 穩定劑對小米苦蕎涼茶感官評價的影響圖

由正交試驗分析結果可知，最優方案為A2B2C3，由表5可知其感官評價分數平均分為84.1，小于方案A3B1C3的感官評分，考慮到飲品更側重于口感風味，得出以0.4%的酸味劑與2%的甜味劑能夠獲得風味更佳的飲品，因此選擇感官評分較高的方案A3B1C3。因此最優方案為酸味劑為0.4%，甜味劑為2%，穩定劑為0.4%，酸味劑、甜味劑和穩定劑對飲料風味感官評價的影響顯著。

圖6 甜味劑對小米苦蕎涼茶感官評價的影響圖

表5 L9(33)正交試驗設計及結果表

3 結論

開發復合糧谷發酵飲品可以滿足人們的健康營養需求，具有一定市場前景。以小米和苦蕎作為原料，試驗優化處理制得一款口味清甜、營養全面的復合發酵飲料。發酵溫度、發酵時間、發酵菌配比是影響發酵結果的主要因素。最佳條件為發酵溫度42 ℃，發酵時間12 h，復合菌配比1∶1.5；酸味劑、甜味劑和穩定劑是影響飲料風味的主要因素，添加劑最佳添加量為酸味劑0.4%、甜味劑2%和穩定劑0.4%。