大米酵子生产工艺优化

张煌，马永生，李仁和

（1.河南牧业经济学院食品工程学院，河南郑州450044；2.无锡太湖可可食品有限公司，江苏无锡214000）

大米酵子生产工艺优化

张煌1，马永生1，李仁和2

（1.河南牧业经济学院食品工程学院，河南郑州450044；2.无锡太湖可可食品有限公司，江苏无锡214000）

为了探讨大米酵子的生产工艺优化条件，以大米粉为原料，以发酵力为主要评价指标，通过单因素试验和正交试验，得到大米酵子生产最佳工艺。实验结果表明，影响大米酵子生产条件的主次顺序为米酒添加量＞大曲添加量＞发酵时间＞水添加量，最优酵子制作参数为米酒添加量30%，大曲添加量4%，水添加量80%（以米粉质量为基准），发酵时间12 h，此最佳工艺条件下，酵子发酵力为653 mL。

大米酵子；发酵力；工艺

馒头是我国传统主食，历史悠久，在我国日常生活中占有重要地位[1]。大米酵子作为馒头的发酵剂，在我国已有上千年的历史，有文献曾提到西周时期记载的“酏食”就是一种发酵面食制品[2]。公元二世纪，《齐民要术》中就记载过一种发酵剂的制作方法，取白米熬制成粥，通过加入甜酒酿发酵，发酵后取其滤汁和面，这样面团就可以发起来，这就是最早记录的酵子[3]。传统发酵剂中，酿酒酵母是最早被人们用来酿酒和发面的一类菌种[4-5]。随着主食产业化的推进，人们对馒头的研究也越来越深入[6-9]。近年来，国内研究人员对馒头的研究主要集中在如何提高馒头的传统风味方面。面粉虽然是制作馒头的原料，是影响馒头品质的重要因素[10-11]，但是不同优质面粉对馒头的风味影响很小。乳酸菌是传统发酵剂中重要的菌群[12]，乳酸菌产生的胞外多糖能够作为食品乳化剂和增稠剂[13]，对馒头风味有着至关重要的影响[14]。

大米酵子作为传统的面食发酵剂，虽然出现很早，但是发展比较缓慢，国内主要是以家庭作坊生产为主，生产方式不一，酵子的品质、产量都得不到保证，难以在工业化生产中大批量生产。本实验在前期实验的基础上，以发酵力作为酵子的评价指标，对传统酵子生产方法进行了优化，确定最佳的生产工艺，为酵子的工业化生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金苑特一粉：由郑州金苑面业有限公司提供；米粉：自制；蒸馏水：郑州市中天实验仪器有限公司；糯米：汉川市竹园精米加工厂提供；大曲：新乡市鸿福酒业有限公司提供；米酒：自制。

1.2 仪器与设备

VF-12C型面包醒发箱：广州旭众食品机械有限公司；B10型三功能搅拌机：广州市番禺力丰食品机械厂；DS-671型电子秤：上海寺冈电子有限公司；AY120岛津托盘分析天平：日本岛津制作所。

1.3 试验方法

1.3.1 大米酵子的制作方法

米酒、大曲、米粉、温水（30℃）混合均匀→慢速搅拌（＜15 r/min）条件下发酵6 h→补加米粉100%、水100%慢速搅拌发酵4 h→补加175%米粉成型，30℃热风干燥48 h。（各配料比例均以第一次添加米粉总质量为基准，下同）

1.3.2 发酵力的测定

测定参照GB/T 20886—2007《食品加工用酵母》中酵母发酵力的测定方法[15]，发酵力测定装置如图1所示。

取5 g自制酵子，溶解于25 mL蒸馏水中，取1 g NaCl和1.4 g的蔗糖溶于40 mL蒸馏水，再取140 g特一粉于干燥烧杯中，都放于30℃恒温水浴锅中保温30 min。把发酵剂、氯化钠和蔗糖溶液倒入面粉中，用和面机和面15 min制成面团。制作的面团放入2中密封，再在30℃水浴恒温条件下发酵6 h。对右侧量筒中的水量进行纪录，每隔30 min纪录一次，同一样品平行测试3次，取量筒中液体体积平均值作为发酵力，单位是mL。

1.3.3 酵子生产工艺优化单因素试验

分别考察不同的米酒添加量（10%、20%、30%、40%、50%）（以米粉总质量为基准），大曲添加量（1%、2%、3%、4%、5%）、水添加量（60%、80%、100%、120%、140%）、发酵时间（8 h、10 h、12 h、14 h、16 h）对酵子发酵力的影响。

1.3.4 酵子生产工艺优化正交试验

通过单因素试验[16]选取米酒添加量、大曲添加量、水添加量、发酵时间为评价因素，编号为A、B、C、D，每个因素选取3个水平，利用L9（34）正交试验设计正交试验。试验各因素与水平见表1。

表1 酵子发酵条件优化正交试验因素水平Table 1 Factors and levels of Jiaozi fermentation conditions optimization

2 结果与分析

2.1 米酒添加量对酵子发酵力的影响

米酒作为酵子中微生物的主要来源，其添加量的多少决定酵子品质的好坏，米酒中富含的根霉菌会在发酵过程中产生淀粉酶，淀粉酶会将淀粉分解成低分子糖，使得米酒中的还原糖增加，有利于酵母菌的繁殖代谢。根据上文酵子生产工艺，选取米酒的添加量分别为10%、20%、30%、40%、50%，考察米酒添加量对酵子发酵力的影响，结果见图2。

图2 米酒添加量对发酵力的影响Fig.2 Effect of rice wine addition on fermenting power of Jiaozi

由图2可以看出，产气量在90min内增长较为缓慢，90～240 min产气量较大，在240 min时10%米酒添加量组的产气量最少，30%米酒添加组的产气量最大。米酒的添加量为10%时，大量产气的时间较晚，米酒添加量为30%时，大量产气的时间开始最早，40%和50%的米酒添加量条件下发酵力差别不大。这可能是因为米酒中含有大量的微生物，包括酵母菌、霉菌和乳酸菌，当米酒的添加量较少时，酵子中引入的微生物也较少，酵母菌含量较少，酵子的发酵力弱；随着米酒添加量的增加，当菌种引入达到一定数量之后，微生物在发酵结束前达到生长稳定期，微生物数量和产气能力达到最佳，产生的各种代谢产物会有可能会抑制微生物的生长，所以240 min以后产气量较少。米酒添加量在30%时发酵力最好。

2.2 大曲添加量对酵子发酵力的影响

大曲含有多种酵母菌、霉菌和各种酶系，是酿酒的内在动力。大曲也是一种特殊的酶制剂，能够对目标物产生酯化、糖化等多种反应，它能够促进酵母菌的繁殖生长，同时起到改善酵子品质的作用。本实验根据实验室研究的基础之上选取了1%、2%、3%、4%、5%的添加量（以米粉总质量为基准）五个水平，考察不同大曲添加量对酵子发酵力的影响，结果见图3。

图3 大曲添加量对酵子发酵力的影响Fig.3 Effect ofDaquaddition on fermenting power of Jiaozi

由图3可以看出，在90 min前，不同大曲添加量的酵子发酵力增长比较平缓，90～240 min，酵子的发酵力急速增加，在300min时，大曲添加量4%的发酵力最大，3%的其次，5%的最小。在大曲的添加量为1%～4%时，各个酵子样品发酵力差别小，变化趋势类似；大曲添加量为5%时，样品的发酵力没有其他样品强，发酵力急剧增加的时间出现也较晚；由此可知，对于酵子发酵力而言并非大曲添加量越多越好，在大曲添加量为4%时酵子的发酵力最强。

2.3 水添加量对酵子品质的影响

对微生物而言，水是影响微生物生长的重要因素，水通过溶解营养物质为微生物提供生长因子，同时也控制发酵过程中氧气的含量。因此，本实验将水添加量作为考察因素，通过选取60%、80%、100%、120%、140%（以米粉总质量为基准）五水平进行单因素试验，得到结果见图4。

图4 水添加量对酵子发酵力的影响Fig.4 Effect of water addition on fermenting power of Jiaozi

由图4可以看出，总体上加水量60%和80%的两个酵子发酵力相差不大，在180 min以内比其他样品更早更多产气，180min以后产气量趋于平缓；加水量为100%和120%时样品的发酵力较弱，大量产气出现的时间最晚；在300 min时五个不同样品的发酵力相差不大，加水量为80%时产气量最大，这可能是因为加水量≥80%时，在慢速搅拌发酵过程中接触空气的面积几乎没有变化，溶解氧气的量有限，不利于酵母菌的繁殖。结果表明，酵子的加水量为80%时产气速度最快，在300min时酵子的发酵力最好。

2.4 发酵时间对酵子品质的影响

酵子之所以能作为传统风味发酵剂，第一是因为通过长时间发酵，里面繁殖了大量的酵母菌，在醒发时产生大量二氧化碳，是馒头具有蜂窝状结构，第二是因为通过长时间发酵，形成各种各样的风味物质，使得酵子馒头具有传统味。发酵时间长短就决定了酵子的品质。发酵时间短，酵母菌少，风味物质少，发酵时间长则会使酵子积累过多代谢产物，影响微生物的活性。本实验在第一次发酵时间为6h的前体下，通过改变第二次发酵时间，选取了8h、10h、12 h、14 h、16 h五个水平作为第二次发酵时间进行研究，得到结果见图5。

图5 发酵时间对酵子发酵力的影响Fig.5 Effect of fermentation time on fermenting power of Jiaozi

由图5可以看出，90 min内前五个样品发酵力增加比较平缓，90 min后迅速增加，在300 min时二次发酵时间10 h的发酵力最强，12 h的发酵力其次，8 h的发酵力最弱。发酵时间为12 h和10 h大量产气的时间出现最早，发酵时间为8 h时大量产气时间出现最晚，且产气量较弱。由试验结果可知，五个样品中，在300 min时，二次发酵时间为8 h酵子的的发酵力最弱，二次发酵时间为10 h酵子的发酵力最强，选择二次发酵时间10 h时制作酵子较好。

2.5 酵子生产工艺正交试验结果与分析

根据上述试验结果，选择米酒添加量、大曲添加量、水添加量、发酵时间四个因素进行正交试验，以作好酵子6 h后的发酵力作为评价指标，设计出最佳工艺水平。正交试验结果与分析见表2，方差分析结果见表3。

表2 酵子发酵条件优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for Jiaozi fermentation conditions optimization

由表2可知，4个因素对酵子发酵力影响的主次顺序为A（米酒添加量）＞B（大曲添加量）＞D（发酵时间）＞C（水添加量），最优酵子制作参数为A2B2C2D3，即米酒添加量为30%，大曲添加量为4%，水添加量为80%，发酵时间为12 h。由于最优条件和正交试验结果不一致，故需要用上述正交试验得到的最佳工艺条件进行验证试验，结果表明，最佳条件下得到的酵子发酵力为653 mL，发酵力优于直观分析结果A2B1C2D3，说明经过正交改良的酵子生产工艺生产的酵子品质更好。

表3 正交试验结果方差分析Table 3 Variance analysis results of orthogonal experiments

由表3可知，米酒添加量、大曲添加量及发酵时间对结果影响显著（P＜0.05）。

3 结论

本实验在单因素试验的基础上，利用正交试验进一步优化了传统酵子的生产工艺，结果表明，影响酵子发酵力的主次顺序为米酒添加量＞大曲添加量＞发酵时间＞水添加量，最优酵子制作工艺为米酒添加量30%，大曲添加量4%，水添加量80%，发酵时间为12 h，在此条件下生产的酵子发酵力较好，且品质稳定，适合工业化生产，其制作的馒头比酵母制作的馒头富有更多的传统风味。

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Optimization of production technology of rice Jiaozi

In order to explore the optimum conditions for the production of rice Jiaozi,using rice flour as raw material and fermenting power as main evaluation index,the rice Jiaozi production technology was obtained by single factor and orthogonal experiments.The experimental results showed that the factors affecting rice Jiaozi production conditions in order was rice wine addition,Daquaddition,fermentation time and water addition.The optimal processing conditions were rice wine 30%,Daqu4%,water addition 80%(based on rice flour mass)and fermentation time 12 h.Under these optimal conditions,the fermenting power of Jiaozi was 653 ml.

rice Jiaozi;fermenting power;process

TS213.2

0254-5071（2017）03-0197-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.03.040

2016-10-12

河南省科技攻关项目（162102210107）

张煌（1988-），男，助教，硕士，主要从事食品资源开发与利用的工作。

ZHANG Huang1,MA Yongsheng1,LI Renhe2

(1.College of Food Engineering,Henan University of Animal Husbandry and Economy,Zhengzhou 450044,China; 2.Wuxi Taihu Cocoa Food Co.,Ltd.,Wuxi 214000,China)