发酵大米乳制备工艺研究

文/马德平 刘宝华

（黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司）

关键字：发酵大米乳；料水比；双酶法；稳定性；感官评价

大米是世界上39 个国家的主要食品，养活了世界近一半的人口，尤其是生活在东南亚地区的人们。我国是世界上最大的大米生产和消费大国，稻谷是我国的主要粮食品种，2016年我国稻谷年产量已达2.07 亿吨，约占全国粮食总产量的34%。水稻是我国粮食工业的支柱性产业之一[1]。大米是重要的粮食作物，价格低廉，不仅富含优质的低过敏性蛋白质和给人体提供主要热量的淀粉，还富含丰富的维生素、矿物质、膳食纤维等营养成分[2]。目前存在的问题是食用方法单一，品种缺乏，当前提高大米的精深加工水平，增加其附加价值已经成为必须面对的问题。

谷物类的液态化食品是市场所需，大势所向。发酵食品及饮料的历史可以追溯到4 000多年前[3]。发酵乳是利用微生物抑制食品腐败变质，分解蛋白质，并产生特殊的风味[4，5]。发酵乳制品因品种多、营养全面、风味独特、易吸收等特点已成为消费的热点[5]，各乳品企业也在不断改进现有产品和研制新产品，以满足人们对发酵乳制品日益增长的需求。从经济角度看，以最少的成本获得最优的产品，是带动大米为原料的食品产业的必然要求。从健康角度来看，健康己成为食品开发的主题,研究食物功能成分、开发功能性食品已成为国际上食品研究的热点和发展趋势，有报道指出当前国外已将功能性食品研究作为新世纪增强国际竞争力的具有战略意义的研究课题[6]。

本文以新鲜大米为主要原料，利用物理和生物的方法生产出一种口感风味独特、稳定性良好的谷物发酵乳。对原有工艺进行改进，利用双酶水解法进行发酵大米乳的工艺研究及优化。制得的大米乳外观乳白色，有大米的清香，乳酸风味，稳定性良好，是一种极易为人体吸收的保健饮品。本试验工艺简单，原料丰富，为消化和解决次粮或陈化粮资源开辟了一条新的途径，具有巨大的经济效益和广阔的应用前景。

1 试验材料与设备

1.1 试验材料

乳粉；大米；白砂糖；龙丹松花江牧场风味发酵乳；糖化酶；ɑ-淀粉酶；柠檬酸；小苏打。

1.2 试验仪器与设备

500 克摇摆式高速中药粉碎机（DFY-500）；奔腾电磁炉（POVOS）；电子分析天平（ACCULAB）；电热恒温培养箱（DHP-9162型）；电热恒温水浴箱（DK-98-1型）；医用型洁净工作台（DL-CJ-1N型）；冰箱（BCD-248WDCSLA型）；小型台式高速离心机（80-Z）；微波炉；实验室用pH计。烧杯、三角瓶等玻璃器皿。移液管、量筒、温度计等玻璃计量器具。铁锅、酒精灯、吸耳球、打火机、记号笔、玻璃棒、药匙、保鲜膜和一次性塑料杯。

2 试验流程与方法

2.1 制作工艺流程

原有米乳和双酶水解法米乳制作工艺流程见图1和图2.

2.1.1 原有米乳制作工艺要点

操作要点如下：（1）粉碎，将大米用粉碎机粉碎后过60 目筛子，得到细腻、颗粒均一的粉末。（2）糊化，将米粉和水按比例混合后放置在100 ℃水浴中，隔一段时间搅拌，糊化30 min。（3）液化，将糊化好的米糊冷却至65 ℃，调pH值至6.5，加入α-淀粉酶（10 U/g），酶解30 min。（4）糖化，将液化好的原料冷却至59 ℃，调pH值至4.5，加入糖化酶（100 U/g），糖解30 min。（5）灭菌，100 ℃，灭菌20 min。（6）接种发酵，无菌条件下向灭菌后的原料中添加蔗糖和乳粉，接入菌种,保鲜膜封口，42 ℃下发酵4 h后冷却。（7）后熟，4 ℃，后熟时间为1.5～2 d。

图1 原有米乳制作工艺流程

图2 双酶水解法米乳制作工艺流程

2.1.2 双酶水解法米乳制作工艺要点

操作要点如下：（1）粉碎，将大米用粉碎机粉碎后过60 目筛子，得到细腻、颗粒均一的粉末。（2）糊化，将米粉和水按比例混合后放置在100 ℃水浴中，隔一段时间搅拌，糊化30 min。（3）双酶水解，将糊化好的米糊冷却至一定温度，pH值调至一定数值，加入α-淀粉酶和糖化酶，酶解1 h。（4）灭菌，100 ℃，灭菌20 min。（5）接种发酵，无菌条件下向灭菌后的原料中添加蔗糖和乳粉，接入菌种,保鲜膜封口，42 ℃下发酵4 h后冷却。（6）后熟，4 ℃，后熟时间为1.5～2 d。

2.2 试验方法

2.2.1 感官评定

感官评定如表1[7]和表2所示。

2.2.2 稳定性测定

采用离心法。离心管中准确加入发酵米乳5 mL，3 000 r/min离心15 min，弃去上部溶液，称量底部沉淀质量，做2 组平行试验，利用下式计算稳定性（S）。

3 试验内容

3.1 工艺条件、原料配比对大米乳品质的影响

3.1.1 大米的糊化

将大米用微波炉杀菌烤熟，再用粉碎机粉碎，经60 目筛子筛选得到细腻、颗粒均一的米粉粉末，将米粉和蒸馏水按1∶8、1∶10、1∶12比例混合，置于100 ℃水浴锅里糊化30 min，并且不定时搅拌。

表1 风味感官评定标准

表2 稳定性感官评价

表3 大米乳发酵原料配比优化试验

3.1.2 大米的水解

将糊化好的米糊冷却至65 ℃，用小苏打调pH值至6.5，加入α-淀粉酶，酶解液化30 min。将液化好的原料冷却至59 ℃，用柠檬酸调pH值至4.5，加入糖化酶，糖解糖化30 min。随后放入100 ℃水浴锅中灭菌20 min。

3.1.3 大米的发酵

将灭菌后的米汁在无菌条件下冷却至室温，加入一定比例的乳粉和蔗糖，采用三因素三水平正交试验设计[8]（表3），混合均匀，接入菌种，保鲜膜封口，放入恒温箱，42 ℃下发酵4 h，冷却，随后4 ℃下后熟1.5～2 d。

3.2 双酶水解法条件对大米乳品质的影响

将米粉和蒸馏水按1∶8混合制作米糊，采用两因素三水平试验设计（表4）优化酶解温度和pH值，同时加入糖化酶和α-淀粉酶，水解1 h，得到的水解产物加糖和乳粉制作成大米乳，观察其状态，以便得到最优的米乳发酵方法。

3.3 2 种制作工艺对大米乳稳定性的影响

用3.1得到的最优原料比例，按照传统工艺制作大米乳作为对照组；用最优原料比例和最优双酶水解法条件制作大米乳作为样品组。向离心管中准确加入2 种大米乳米乳各5 mL，3 000r/min离心15 min，弃去上部溶液，称量底部沉淀重量，利用2.2.2的公式计算稳定性（S），并进行比较。

表4 酶解条件优化试验

表5 正交试验感官综合评定结果

表6 原料配比正交实验极差分析表

4 结果与讨论

4.1 原料配比优化试验

取出成品大米乳，观察其组织状态，闻其香味，品尝其口感，进行评分并制作极差表，得到最佳原料配比及料水比、乳粉量和蔗糖量的重要程度，结果见表5和表6。最佳的原料配比是料水比1∶8、乳粉量3%、蔗糖量0.5%，原料配比中料水比最重要，对大米乳的品质好坏起到关键作用。

由于使用糖化酶对淀粉进行糖化，增加了大米乳本身的甜度，使口感更加丰富美味，蔗糖的添加量也因此减少，少量蔗糖即可满足口感风味的需求。随着米浆浓度增大，液化时黏度随之增加，影响了酶与底物的进一步结合[9]，因此米粉量过多可能会造成酶解后甜度降低。这就是选择该料水比和低蔗糖添加量的原因。

添加乳粉不仅增加了大米乳的营养价值，而且丰富了大米乳的口感，也使大米乳的组织状态更加稳定，但是过多的乳酸发酵会影响大米的独特风味，这是乳粉量少的一个原因。

4.2 双酶水解法条件对大米乳品质的影响

对制得大米乳的色泽、香味和状态进行打分；然后将大米乳静置1 天，看其是否分层，结果见表7，从而得到最优的酶解温度和pH值。

含水量、蔗糖量、乳粉量及不同的水解程度对大米乳的稳定性均有影响。在相同物料配比下，双酶水解温度55 ℃、pH值5.5时大米乳的品质最佳。水解温度65 ℃、pH值4.5时大米乳出现严重分层，且气味难闻，可能原因是液化不充分，使淀粉颗粒过大，出现沉淀。

酶解温度65 ℃时所有大米乳的香味都不理想，可能原因是温度过高破坏其中成分，影响大米乳的风味；酶解温度45 ℃时大米乳的色泽和状态都不理想，可能是因为温度过低，糖化酶和α-淀粉酶都无法充分反应，从而降低了品质。

表7 大米乳感官综合评定

表8 大米乳稳定性试验结果

此外，酸性条件对淀粉的老化有一定延缓作用,可能是由于在氢离子作用下淀粉分子老化速度降低[10]，因此较低pH值有利于大米乳的组织状态。但pH值4.5时液化酶不能很好地发挥作用，导致颗粒过大，出现分层等问题，pH值5.5是最优参数。

4.3 2 种工艺对大米乳稳定性的影响

大米乳的稳定性直接关系着发酵工艺的成败。由表8可知，样品组大米乳的稳定性高于对照组，可能原因是双酶水解法促进了样品的液化，使大米乳中颗粒更加均匀，反应更加充分，颗粒能更好地悬浮在液体中，减少了分层；也可能是因为更长的液化时间使大米充分液化，提高了大米乳的稳定性。液化充分是影响稳定性的一个重要因素。

采用双酶水解法，不但缩短了制作时间，而且提高了稳定性，使糖化和液化得到了最优组合。

5 结论

料水比1:8、乳粉量3%、蔗糖量0.5%时，发酵大米乳的口感、风味、状态是最佳的，并具有独特的口味。酶解温度55 ℃、pH值5.5时，双酶水解法制作的大米乳组织状态稳定，风味良好。

与传统工艺制作的大米乳相比，双酶水解法制作的大米乳稳定性有所提高，且生产时间缩短，在大米乳生产中值得推广。