玉米甜酒的发酵特征与米酒酸奶生产工艺优化

王涵欣，乔发东，*，刘孟健，荆孝永

（1.河南工业大学生物工程学院，河南郑州450001；2.郑州防空兵学院，河南郑州450052）

玉米甜酒的发酵特征与米酒酸奶生产工艺优化

王涵欣1，乔发东1，*，刘孟健1，荆孝永2

（1.河南工业大学生物工程学院，河南郑州450001；2.郑州防空兵学院，河南郑州450052）

用优化的甜酒曲发酵工艺参数对玉米糁进行发酵，发酵产物具有米酒风味特征，总酸度（49°T）和还原糖含量（50.88%）低于糯米发酵产物。用玉米糁和糯米（4∶6或6∶4）混合原料制备的发酵产物，其风味特征、酸度（70°T～72°T）和还原糖含量（56.61%～63.33%）与糯米发酵产物相似。乳酸菌在米酒发酵过程中没有显著的发酵产酸活性，而甜酒曲在酸奶发酵过程中有发酵活性。制备米酒风味酸奶简单可行的工艺是将玉米甜酒汁液添加到酸奶生产原料中，用正交试验设计法获得的最佳生产工艺条件为：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培养温度42℃，培养时间为5h。

玉米甜酒；风味；酸奶；工艺优化

米酒是我国的传统食品，制作历史悠久，营养丰富、酒香浓郁、口感醇厚、增食欲、助消化，深受广大消费者推崇和喜爱[1-2]。米酒的生产原料一般以糯米为主，也常应用普通大米制备米酒。在我国南部地区仍有食用米酒的习惯。玉米是我国北部地区的主要粮食作物，被公认为“黄金作物”。资源丰富、价格低廉，富含营养保健成分[3-4]，曾是人们食物结构中的主要成分。随着人民生活水平的提高，玉米在膳食结构中所占的比例日趋减少，人们逐渐失去从玉米中摄取营养保健成分的机会。应用甜酒曲发酵玉米糁[5]，制备具有米酒风味的工业化食品，对改进玉米的食用品质，提高营养保健成分的摄取量具有重要意义。

酸奶随着我国人民生活水平的提高而迅速达到普及，其特殊的口感和营养保健特性，已经成为老少皆宜的食品[6]。将甜酒曲的发酵特性及米酒的风味保健特征引入到酸奶生产中，对于改进和丰富酸奶的营养和风味特征，满足消费者日益提高的消费需求具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原料

糯米、玉米糁、鲜牛奶均为市售；乳酸菌：市售酸奶中分离；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；等。

1.1.2 试剂

硫酸铜、次甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氰化钾、葡萄糖、浓盐酸、酚酞等均为分析纯。

1.1.3 主要器具

DNP-9082电热恒温培养箱、DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；PHS-3C精密酸度计：上海大普仪器有限公司；LDZX-50FAS立式压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；MVS-1旋涡混合器：北京金北德工贸有限公司；VD-650-U洁净工作台：苏州安泰空气技术有限公司；实验室常规玻璃仪器、蒸煮设备等。

1.2 方法

1.2.1 工艺过程及操作要点

1.2.1.1 米酒制作工艺与操作

糯米（玉米）→浸泡→冲淋→蒸熟→冷却→混合→拌酒曲→搭窝→发酵→成品

将糯米、玉米糁分别浸泡4 h后沥水，汽蒸30min，用凉开水冲淋至室温，接入甜酒曲，拌匀、搭窝，恒温培养（28℃，36 h～48 h），风味浓厚时，停止培养。

1.2.1.2 酸奶制备工艺与操作

原料乳→预处理→杀菌→冷却→添加发酵剂→恒温培养→冷却贮藏

将鲜牛乳预热至95℃，加入白砂糖溶解均匀，采用煮沸法杀菌（100℃，5min～10min），水浴冷却至45℃左右，接种乳酸菌发酵剂（1%～3%），搅拌均匀、灌装密封，恒温培养（41℃～43℃，4 h），凝乳后，在4℃后熟12 h～24 h。

1.2.2 内容

1.2.2.1 甜酒曲发酵工艺条件的优化

以糯米为发酵原料，分别以酒曲添加量、发酵温度和发酵时间为试验因素，采用L9（34）正交试验设计法，设计甜酒曲发酵工艺试验，确立适宜的发酵工艺参数。

1.2.2.2 甜酒曲发酵玉米的性能研究

将玉米糁（1mm～2mm颗粒）和糯米分别以10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10的配合比例，按照米酒生产工艺进行发酵试验，通过测定发酵产物的总酸度、还原糖含量，结合感官评价结果，确立玉米甜酒的发酵工艺。

1.2.2.3 甜酒曲与乳酸菌共培养的效果

将玉米糁和糯米分别以10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10的比例配合，按照米酒生产工艺进行发酵试验。甜酒曲和乳酸菌发酵剂分别采用同步接种和分步接种（米酒发酵24 h后接种乳酸菌发酵剂）法，观察乳酸菌在米酒发酵过程中的作用；此外，也将米酒发酵过程与酸奶发酵过程融合，观察甜酒曲在酸奶发酵过程中的作用。

1.2.2.4 米酒风味酸奶生产工艺优化：以米酒汁、蔗糖、培养温度和培养时间为试验因素，采用L9（34）正交试验设计法，设计米酒风味酸奶生产工艺试验，结合综合感官评定结果，确立适宜的生产工艺参数。

1.2.3 检测项目与方法

1.2.3.1 感官评定

选择10名具有鉴评经验的专业人员，分别对米酒及米酒风味酸奶进行感官评定。每类产品综合评分满分为100分，取平均值为最终结果。

米酒的感官评定：根据黄酒国家标准[7-8]，参考相关米酒评定方法及米酒评定标准的文献报道进行[9-10]。评定标准见表1。

表1 米酒感官评定标准Table1 Sensory evaluation standard of rice wine

米酒酸奶感官评定：根据发酵乳国家标准[11-13]，结合文献报道风味酸奶的评定办法[14-15]，确定米酒风味酸奶的感官评定标准，评定标准见表2。

表2 米酒酸奶感官评定标准Table2 Sensory evaluation standard of rice wine yogurt

1.2.3.2 总酸度测定

采用酸碱滴定法[11]。

1.2.3.3 还原糖含量测定

采用菲林试剂热滴定法（GB/T 13662-2008）[7]。

2 结果与分析

2.1 甜酒曲发酵工艺条件的优化

以糯米为发酵原料，按照L9（34）的正交试验设计表，分别以甜酒曲接种量（A）、培养温度（B）和培养时间（C）为试验因素，进行米酒发酵工艺参数设计。各个试验因素的3个水平值设置及发酸产物的感官评分见表3。

表3 甜酒曲发酵工艺条件正交试验结果及分析Table3 Orthogonal experiment results and analysis of Rhizopus sp.fermenting technological conditions

由表3正交试验结果分析可知，影响甜酒曲发酵性能因素的主次顺序为：甜酒曲接种量、培养时间和培养温度；最佳工艺组合为：酒曲接种量0.4%，培养温度28℃，培养时间为48 h。

2.2 甜酒曲发酵玉米的性能

分别将蒸熟的玉米糁、糯米按照试验设计的原料配合比例进行混合，接种0.4%的甜酒曲，然后分装到发酵容器中进行恒温培养（28℃，48 h）。发酵产物的总酸度和还原糖测定结果见表4。

表4 甜酒曲发酵玉米的性能Table4 Properties of fermented corn with Angel Rhizopus sp.

表4的试验结果表明，按照米酒生产工艺，玉米糁能够在甜酒曲的作用下，制备成玉米甜酒。感官分析表明，玉米甜酒具有糯米酒（对照样品）发酵风味。不同原料配比组的发酵产物之间，发酵风味的感官评价差异不显著（P＞0.05），均表现出米酒的特征性发酵风味。因此，用玉米替代、或部分替代糯米制备米酒是可行的，既可以降低生产米酒的成本，也可提高玉米的附加值。

发酵产物总酸度和还原糖测定结果表明，玉米和糯米发酵产物之间差异显著（P＜0.05）。在原料配比中，随着糯米比例的增加，发酵产物中总酸度和还原糖的测定值呈明显增加趋势。这一现象说明，玉米糁特殊的质构特性，如质地较坚硬，影响了甜酒曲中微生物对所含营养成分的有效利用。从另一角度分析，试验使用的玉米糁是将玉米进行粉碎、去掉种皮和面粉后筛分出的1mm～2mm小颗粒，习惯上称为玉米糁，由于一部分淀粉随面粉被分离出去，可能会影响甜酒曲的发酵结果。此外，传统甜酒曲的微生物菌种是在以糯米为基质的环境下生存，玉米与糯米中直链与支链淀粉分量的差异也是影响甜酒曲发酵性能的原因之一。因此，在相同的培养条件下，以玉米糁为原料的发酵物，其总酸度（49°T）和还原糖含量（50.88%）均低于糯米的发酵产物（75°T和69.97%），而且发酵产物的酸味和甜味均低于糯米发酵产物。

总之，原料配合比例影响发酵产物的感官品质。纯玉米的发酵产物具有米酒的风味特征。玉米与糯米混合物（6∶4～4∶6）与糯米发酵产物的风味特征相似，即可用玉米糁替代40%～60%的糯米进行玉米甜酒的生产，降低生产成本，提高经济效益。

2.3 甜酒曲与乳酸菌共培养的效果

2.3.1 乳酸菌在米酒发酵过程中的作用

分别将蒸熟的玉米糁、糯米按照试验设计的原料配合比例进行混合，甜酒曲的接种量为0.4%。乳酸菌发酵剂（2%）分别与甜酒曲按照同步接种和分步接种（培养24 h后接种）方式进行。恒温培养条件为28℃，48 h，观察乳酸菌对米酒发酵过程的影响。发酵产物的总酸度和还原糖测定结果见表5。

表5 乳酸菌在米酒发酵过程中的作用Table5 The effect of lactic acid bacteria in the fermentation of rice wine

从表5看出，每个试验组合的总酸度和还原糖含量不受乳酸菌接种方式的影响（P＞0.05），与表1的实验结果比较，也无显著差异。初步判定在米酒发酵过程中，乳酸菌不是优势菌种，不能有效利用米酒发酵过程中产生的还原糖而促进产酸。此外，还原糖的含量无明显减少，也证实这一结论。

2.3.2 甜酒曲在酸奶发酵过程中的作用

鉴于乳酸菌在米酒发酵过程中的作用不显著，进一步验证甜酒曲与乳酸菌共培养的效果，将米酒发酵与酸奶过程融合，观察甜酒曲在酸奶发酵过程中的作用。

将接种0.4%甜酒曲的糯米和接种2%乳酸菌发酵剂的牛乳分别按1∶3、1∶1和3∶1的比例，分别采用同步混合和分步混合（米酒发酵24 h后混合）法，培养条件为28℃，48 h。对发酵产物进行总酸度测定及感官评定，检验甜酒曲在酸奶发酵过程中的作用。结果见表6。

表6 米酒酸奶共培养结果Table6 Co-cultivating result of rice wine yogurt

表6的实验结果表明，米酒和酸奶共培养时，原料配合方式显著影响产品的风味和口感。糯米酸奶（1∶1）同步混合的培养物尽管总酸度达到141°T，感官风味品质仍较好，酸奶和酒香风味明显。鲜奶比例高的试验组合，不能有效表现出酒香风味，而鲜奶比例低的试验给合，虽然酒香风味显著，但是也表现出米酒的苦涩味。同步混合原料的试验结果好于分步混合，主要原因是甜酒曲生长24 h后，积累有一定数量的代谢产物，再与含乳酸菌乳混合培养至48 h，乳酸发酵的实际时间只有24 h，因此，发酵产物的总酸度低于同步混合组。分步混合组表现出的刺鼻辛喇味，可能与培养中间阶段原料混合时菌种的污染，以及甜酒曲发酵占优势而导致酒精过度发酵或乳酸菌异型发酵有关。此外，甜酒曲的发酵过程有气体生成，导致酸奶发生胀包现象。总之，从实验现象与结果判定，甜酒曲能够在酸奶发酵过程中进行生长繁殖，产生代谢产物。

2.4 米酒酸奶生产工艺条件的优化

根据甜酒曲在酸发酵过程中的表现，在工业化规模生产条件下，难以实现米酒酸奶风味质量的稳定控制。因此，单独进行米酒发酵过程，然后将发酵成熟米酒汁液用于米酒风味酸奶的生产过程中，是简单可行的措施。本试验将发酵成熟的玉米甜酒以（1∶1）的比例加水，加热至95℃，保持5min，然后冷却至45℃，过滤出米酒汁液。按照L9（34）的正交试验设计表，分别以米酒汁液添加量（A）、蔗糖添加量（B）、培养温度（C）和培养时间（D）为试验因素，进行米酒风味酸奶发酵工艺参数设计。试验因素的水平值设置及发酵产品的感官分析评分结果见表7。

表7 米酒酸奶生产工艺条件优化试验结果Table7 Results of optimized productive technology of rice wine yogurt

由表7正交试验结果分析可知，影响米酒风味酸奶生产因素的主次顺序为：培养时间、米酒汁添加量、加糖量以及培养温度；最佳工艺组合为：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培养温度42℃，培养时间为5 h。

3 结论

用市售甜酒曲发酵糯米的适宜条件为：接种量0.4%，培养温度28℃，培养时间为48 h，制备出的米酒酸度为75°T，还原糖含量为69.97%。

甜酒曲能够发酵熟化的玉米糁，发酵产物的酸度（49°T）和还原糖含量（50.88%）低于糯米发酵产物。在熟化玉米糁中增加糯米含量，发酵产物的风味特征逐渐接近糯米发酵产物。用玉米糁替代40%～60%的糯米进行玉米甜酒的生产，发酵产物的风味特征、酸度（70°T～72°T）和还原糖含量（56.61%～63.33%）与糯米发酵产物相似。

采用同步和分步接种法，证明乳酸菌在米酒发酵过程中没有显著地利用还原糖促进发酵产酸作用。而甜酒曲与含乳酸菌鲜奶（1∶1）同步混合，进行酸奶发酵过程，证明甜酒曲在酸奶发酵过程中表现出发酵活性，由于酒精发酵、产气等现象难以稳定控制发酵产物的风味特征，同步混合发酵不适宜应用于工业化生产中。单独进行米酒发酵，提取出米酒汁液用于凝固型米酒风味酸奶生产，是简单可行的工艺措施。最佳生产工艺条件为：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培养温度42℃，培养时间为5 h。

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Fermenting Properties of Corn Liqueur and Optimized Technology of Yogurt with Rice Wine Flavor

WANG Han-xin1，QIAO Fa-dong1，*，LIU Meng-jian1，JING Xiao-yong2
（1.Bio-engineering College，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，Henan，China；2.Zhengzhou Institute of Air Defense Forces，Zhengzhou 450001，Henan，China）

Corn grits were fermented by the optimized fermenting craft parameter of Angel Rhizopus sp.，the fermented product was marked by rice wine flavor.The total acidity（49°T）and reducing sugar content（50.88%）of corn liqueur were lower than those of the product fermented by glutinous rice.The flavor，acidity（70°T～72°T）and reducing sugar（56.61%～63.33%）of the fermentation mixed by corn and glutinous rice（4∶6 or6∶4）was similar to those fermented by pure glutinous rice.The lactic acid bacteria in the process of fermentation of rice wine did not show significant acid activity but Angel Rhizopus sp.did in the yogurt fermentation.The optimum process condition of corn liqueur yogurt was determined through orthogonal design:corn liqueur 15%，sucrose content5%，fermenting at 42℃，incubating for5h.

corn liqueur；flavor；yogurt；optimized technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.018

2013-05-09

河南省教育厅科技攻关项目（13B550943）

王涵欣（1987—），女（汉），硕士研究生，研究方向：发酵工程。

*通信作者：乔发东，教授。