杂粮乳酸饮料的研制

Research ofcoarse cereals lactic acid beverage

李琼*（山西省食品工业研究所，山西太原　030024）

杂粮乳酸饮料的研制

Research ofcoarse cereals lactic acid beverage

李琼*
（山西省食品工业研究所，山西太原030024）

*李琼，女，1986年出生，2011年毕业于石河子大学食品科学与工程专业，助理工程师。

随着经济的发展，人们的膳食结构发生了明显变化。城市居民营养摄入失衡，动物性食物摄入量过高，而谷物杂粮等植物性食物摄入不足，从而导致肥胖、糖尿病、高血压和高血脂等慢性病发病率上升。《中国居民膳食指南》提出平衡膳食、合理营养、促进健康，其中第一条即是“食物多样，谷类为主，粗细搭配”。

营养学家研究发现，食物的营养成分结构与食物本身的色彩有密切的关系，色彩颜色越深，则食物的营养价值越高。黑豆中蛋白质含量高达36%~40%，含有18种氨基酸，特别是人体必需的8种氨基酸，还含有19种油酸，其不饱和脂肪酸含量达80%，吸收率高达95%以上，有降低血中胆固醇的作用。黑米所含锰、锌、铜等无机盐大都比大米高1~3倍，更含有大米所缺乏的VC、叶绿素、花青素、胡萝卜素以及强心甙等特殊成分，具有滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血等疗效，因此被称为“补血米”、“长寿米”。黑芝麻含有多种人体必需氨基酸、VE、VB、不饱和脂肪酸、铁等微量元素，具有润肠胃、滋养肝肾、补血补钙、降血糖等功效。乳酸发酵饮料含有乳酸、其他有机酸、可溶性糖、17种氨基酸、维生素以及人体必需的多种矿物质营养元素，具有调理肠胃、降低胆固醇、增强机体免疫力、防癌抗癌和延年益寿等功效。

本试验以黑豆、黑米、黑芝麻为主要原料，白砂糖、牛奶等为辅料进行研究。将黑豆、黑米、黑芝麻经过灭酶、浸泡等处理后打浆，以保加利亚乳杆菌和嗜热乳酸链球菌为混合发酵剂在一定的条件下进行乳酸发酵，并通过正交试验得出原料比例、发酵温度、发酵时间、发酵剂接种量等最佳工艺条件，研制出口感爽口、酸甜适口、风味较佳并具有保健功能的杂粮乳酸饮料。

1　试验材料和方法

1.1试验原料和试剂

黑豆、黑米、黑芝麻，市购；白砂糖，广西上上糖业有限公司；纯牛奶、酸牛奶，内蒙古伊利实业集团股份有限公司。

酚酞、NaOH，国药集团化学试剂有限公司。

1.2主要仪器及设备

PHS- 10B酸度计，上海精科仪器有限公司；手持折光仪，成都太华光学有限公司；Satorius BS2000S型电子秤，北京赛多利斯天平有限公司；HH- 42快速恒温数显水箱，常州国华电器有限公司；HR2838打浆机，珠海飞利浦家庭电器有限公司；JMS- 50胶体磨，廊坊通用机械有限公司；容声CR- 16B电磁炉，广东容声电器股份有限公司；冰柜，广东三洋科龙冷柜有限公司。

1.3检测方法

1.3.1 pH值测定

用PHS- 10B酸度计测定。

1.3.2可溶性固形物的测定

手持式糖度计测定，以折光浓度°Bx表示。

1.3.3酸度的测定

称取5 g试样，加入50 mL煮沸并冷却至室温的蒸馏水，加2 ~ 3滴酚酞指示剂，用0.1 mol /LNaOH标准溶液滴定至微红色，以30 s不褪色为终点，记下消耗NaOH标准溶液的体积（V），计算出酸度。酸度用吉尔涅尔度（°T）表示，乳酸含量用%表示。

°T=V×20；乳酸含量=[（0.1×V×0.09）/5]× 100%。

1.3.4感官评分

根据黑豆发酵乳的组织状态、色泽、乳清析出情况、口感、风味等进行综合评分。样品随机提供给10位专业评分人员分别打分，取平均分为总感官评分，总分为100分。杂粮乳酸饮料的感官评分标准见表1。

表1　杂粮乳酸饮料的评分指标与标准

1.4试验方法与内容

1.4.1黑豆浆的加工工艺

黑豆→去杂、清洗→灭酶→浸泡→提取汁液→磨浆→再次提取汁液→过滤→煮浆→黑豆乳

a）预处理：黑豆去杂后进行清洗，除去黑豆表面尘土及微生物。

b）灭酶：以110℃蒸汽灭酶5 min。

c）浸泡：将灭酶后的黑豆放入其重量2.5~3.0倍的水中浸泡10 h~12 h。

d）提取汁液：黑豆吸水完全膨胀后，加入干豆量1~2倍的热水（85℃~90℃）提取黑豆汁液（含花青素、黑色素等）。

e）磨浆、再提取：浸泡后的黑豆，加入干豆量2~3倍的热水（85℃~90℃）磨浆，提取蛋白质和黑色素。

f）过滤：将提取的黑豆汁液和磨浆后的料液混合，经120目过滤后制得黑豆奶备用，滤渣作为其他用途。

g）煮浆：将制备好的黑豆浆采用100℃蒸汽间接加热20 min，加热时不断搅拌，使豆浆受热均匀，防止结块。

1.4.2黑米乳的加工工艺

黑米→去杂、清洗→浸泡→磨浆→过滤→煮浆→黑米乳

a）预处理：选用优质黑米，去杂后进行清洗，除去黑米表面杂物。

b）浸泡：浸泡时黑米与水的比例1∶3，浸泡时间5 h~6 h。

c）打浆、过滤：将黑米与水1∶4进行打浆，制得黑米乳过120目筛网备用。

d）煮浆：防止黑米糊化，对产品的稳定性产生影响，采用水浴加热，水浴温度80℃~85℃，加热时间20 min。

1.4.3黑芝麻酱加工工艺

黑芝麻→清洗沥干→烘烤→磨浆→过滤→黑芝麻酱

a）预处理：挑选品质优良的黑芝麻，进行去杂、清洗。

b）烘焙：将清洗沥干的芝麻放在120℃～150℃下烘焙30 min，以提升芝麻特有的香味。烘烤时注意火候，烘烤后有芝麻的香味，火候过大会使黑芝麻焦化发苦，影响风味。

c）磨浆、过滤：烘烤后加1∶4的水，将其磨浆过120目筛网备用。

1.4.4复合饮料发酵工艺流程

白砂糖、纯牛奶

↓

黑豆乳、黑米乳、黑芝麻酱→调配→灭菌→冷却→灌装→接种→发酵→冷藏→后熟→成品

↑

酸牛奶

a）调配：先将牛奶按一定的比例加入黑豆、黑米与黑芝麻的混合浆中，再将一定量蔗糖加水热溶解，搅拌均匀。

b）接种、发酵：灭菌后的料液冷却至40℃~ 45℃，在无菌操作条件下按7%的量接种发酵剂。然后灌装于灭菌后的容器中，在39℃的恒温箱发酵5 h左右，当pH值为3.8~4.2时终止发酵。

c）冷藏、后熟：将发酵凝固后的混合发酵乳冷却到10℃左右后放入2℃~4℃的冰箱中保藏24 h进行后熟。

2　结果与分析

2.1原料配比对产品风味的影响

黑豆乳和芝麻乳混合比的选择为了既能体现芝麻特有的香味，又不掩盖黑豆乳的香味，达到一种大多数消费者都能接受的良好口味。经查阅资料可知，黑豆乳和芝麻乳比例4∶1最适宜。现在主要研究黑豆与黑米之间的比例，得到既有黑豆香味又有黑米香味的乳酸饮料。把黑豆乳与黑米乳以不同比例混合后对产品进行感官评定，确定两者的最佳配比，试验结果见表2。

表2　黑豆乳、黑米乳配比试验结果

由表2可知，当黑豆乳与黑米乳的比例为2:1时产品口感柔和、爽口、细腻，黑豆、黑米、黑芝麻三者风味协调，色泽呈黑紫色，此条件下的产品无论从口感还是色泽上比较受人们的喜欢。

2.2原料与水的配比对发酵的影响

试验结果表明，浓度过低产酸较慢、凝固性较差，有较多的乳清析出，感官品质不理想，而且蛋白质含量也达不到理化指标；浓度过高硬度过大，口感较粗糙，影响发酵。将浸泡好的黑豆与水按1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10（g/mL）混合，磨浆杀菌后，接入菌种发酵，测定其pH值，通过pH值与感官评价确定原料与水的最适比例。多次试验得出结论，当原料与水的比例为1∶4时发酵效果最好，口感细腻、爽口、凝固均匀、无分层、无乳清析出、稳定性良好。

2.3蔗糖添加量对产品品质的影响

将原辅料按一定比例混匀，接种量为7%，在40℃下发酵5 h，白砂糖添加量分别为6%、8%、10%、12%和14%，不同蔗糖添加量对产品品质的影响结果见表3。

表3　蔗糖添加量对产品品质的影响

由表3可知，在相同条件下，蔗糖的添加量在10%时酸甜可口、凝块细腻、口感较好，产品评价较高。添加量过少会使产品酸度较重，产生涩味，影响质量；而添加量过多则会导致产品过甜，口感粗糙。

2.4发酵温度的确定

由于该饮料制作过程中用的发酵剂是乳酸菌（保加利亚乳杆菌∶乳酸链球菌=1∶1），保加利亚乳杆菌生长的最适温度为42℃，而乳酸链球菌生长的最适温度为32℃，因此乳酸菌作为发酵剂温度应控制在32℃~42℃之间。通过测定乳酸饮料的pH值和感官评定来确定发酵的最佳温度。不同温度下杂粮乳酸饮料发酵情况如表4所示。

表4　发酵温度对产品的影响

由表4知，当发酵温度低时，有利于乳酸链球菌生长，而当温度较高时，有利于保加利亚乳杆菌生长，且温度较低时凝块质量好。结果表明，温度为38℃~40℃时，产品风味较好，发酵情况良好。

2.5接种量对发酵的影响

产品发酵时接入的菌种量过大时，发酵快、产酸快、培养时间短，但成品风味不佳，口感粗糙、有砂粒感；接种量过少，则发酵时间过长，成品有酸败味，并且有较多的乳清析出。经试验将发酵剂的添加量定为3%、5%、7%、9%、11%。选用当天生产的酸牛奶，黑豆黑米比2∶1，加1∶4的水，10%的蔗糖，发酵剂接种量分别为3%、5%、7%、9%、11%，39℃发酵5 h。不同接种量结果比较分别见表5、表6。

表5　不同接种量发酵的结果比较

表6　不同接种量发酵的结果比较

由表5、表6可知，在相同条件下，接种量在7%~9%的产品评价较高。接种量较少的黑豆浆中，发酵不完全，质地不均匀，凝固状态较差，口感粗糙；接种量过大，发酵过度，乳清析出较多，使产品过酸。

2.6发酵时间和温度的确定

选择上述最佳配方，以发酵剂接种量、发酵温度、发酵时间作为因素做正交试验。对其结果进行感官评定，评分标准参考表1。其因素水平和正交试验结果分别见表7、表8。

表7　试验因素水平

表8　正交试验结果

结果表明，对杂粮乳酸饮料影响因素的主次顺序为B>C>A，即发酵温度>发酵时间>发酵剂量。最佳发酵工艺条件为A2B2C2，即发酵剂量7%，发酵温度39℃，发酵时间5 h，其组织形态、风味、口感都明显优于其他几组。

2.7杂粮乳酸饮料最佳配方和工艺条件的确定

为了确定最佳工艺条件，根据前面的单因素试验分析，以黑豆∶黑米、蔗糖添加量、牛乳添加量、发酵剂接种量为影响产品品质的重要因素，采用四因素三水平L9（34）进行正交试验。将发酵后的样品，由10个专业人员进行感官评定，评分标准参考表1。正交试验因素水平见表9，试验结果见表10。

表9　试验因素水平

表10　正交试验结果

由表10可知，4个因素的主次顺序为：A>B>C>D。杂粮乳酸饮料最佳配方和工艺条件为A1B3C2D2，即黑豆∶黑米2∶1，牛乳添加量30%，蔗糖添加量10%，接种量7%。此条件下发酵速度快，凝固效果好，组织形态、色泽、风味、口感都明显优于其他几组。

2.8产品检测

2.8.1感官评定

色泽：均匀一致，呈黑紫色。

外观：组织均匀，无分层，无气泡及沉淀现象。

口感与风味：口感细腻，酸甜适宜，有独特的酸奶发酵风味，黑豆、黑米、黑芝麻三者风味协调，无异味。

2.8.2理化检测

可溶性固形物含量12%~14%；酸度45°T~65°T；乳酸含量8%~11%；pH值4.1~4.3。

3　结论

试验结果表明，配方的最优组合为：黑豆、黑米、黑芝麻的比例4∶2∶1，打浆时原料与水的比例为1∶4，牛奶的添加量30%，蔗糖的添加量10%，发酵剂的接种量7%。在这种工艺条件下，乳酸饮料口感细腻、酸甜适中、稳定性良好。

发酵工艺的最优组合为：发酵剂的接种量7%，发酵温度39℃，发酵时间5 h。此时发酵速度快、凝结效果好、稳定性好。

以黑豆、黑米、黑芝麻为主要原料的杂粮乳酸饮料风味良好、口感细腻、酸甜适中，是一种很好的杂粮保健饮料，其颜色独特，食用方便，在人们追求保健食品的今天，定会受到广大消费者的喜爱，具有好的发展前景。

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LI Qiong*
（Shanxi food industryresearch institute，Shanxi Taiyuan 030024，China）

摘要以具有保健功能的黑豆、黑米、黑芝麻为主要原料，对杂粮乳酸饮料的加工工艺进行了研究。试验采用L9（34）正交试验确定加工工艺参数，对不同配方的产品进行感观评定，筛选出最优组合。研究结果表明，将黑豆、黑米、黑芝麻分别与水4∶1打浆、过滤，将制得的浆以4∶2∶1混合均匀，添加30%的牛奶，10%蔗糖和7%发酵剂，在39℃发酵5 h，制得口感细腻、爽口、酸甜适中、风味较佳并具有保健功能的杂粮乳酸饮料。

关键词黑豆乳；黑米乳；乳酸发酵

AbstractIn the paper, processing of coarse cereals lactic acid beverage taking black beans, black rice and black sesame as the main rawmaterial was studied. L9(34)orthogonal test was used to determine the process parameters, and the product of different formulations was evaluated, and the optimal combination was selected. The results show that, the black beans, black rice, black sesame respectivelywith water 4:1, pulping, filtering, pulp of4:2:1 mixed evenly, and then adding 30% milk, 10% sugar and 7% fermentation agent, fermenting at 39℃about 5 h, the coarse cereals lactic acid beverage with delicate texture, refreshingtaste, sweet and sour flavor and health function can be gotten.

Keywordsblack soymilk；black rice milk；lactic acid fermentation

收稿日期：2015- 05- 11

DOI：10.3969/j.issn.1673- 6044.2015.02.003

文章编号：1673- 6044（2015）02- 0006- 05

文献标识码：A

中图分类号：TS252.54