原料配比对米酸汤品质的影响及米浆制备工艺优化

王 容 赵良忠 谢春平 欧红艳

(1. 邵阳学院食品与化学工程学院，湖南 邵阳 422000；2. 豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室，湖南 邵阳 422000；3. 湖南省果蔬清洁加工工程技术研究中心，湖南 邵阳 422000)

米酸汤是一款在民间广为流传的特殊调味品，是由米浆通过乳酸菌发酵而制成[1-2]。由米酸汤制成的饮料具有解暑的功效[3-4]；将米酸汤作为调味品加入食品中，能大大改善食品口感并使其具有独特的风味，深受人民群众喜爱[5-7]。

米浆是由大米经过一段时间的浸泡后加水磨浆变成米面，在高温条件下糊化，最后经液化酶的液化和糖化酶的糖化得出的大米加工产物[8-9]。尽管现在对淀粉液化和糖化的研究[10-12]很多，但由于原料不同，各因素对淀粉酶解效果的影响还需要进一步探究。邹秀容等[13]对发酵米乳饮料米浆制备工艺条件进行了优化，为发酵米乳饮料的加工提供了优质原料；后立琼等[14]采用大米、糯米、玉米为原料，以老酸汤为菌种的接种方法对米酸汤的制作工艺进行了优化，制得了具有苗族风味的米酸汤产品。但目前对米酸汤不同原料配比品质的研究鲜有报道，不同原料配比对米酸汤品质的影响和米浆的制备工艺仍需要进一步研究优化。

试验拟以糯米、粳米、面粉为原料，研究不同原料配比对米酸汤品质的影响，通过不同原料配比米酸汤理化指标与感官评价相关性的研究，确定最佳原料配比，并优化米浆液化和糖化的工艺的参数，以期为米酸汤的加工生产研究提供技术方案。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鼠李糖乳杆菌、玉米乳杆菌、植物乳杆菌：湖南省果蔬清洁加工重点实验室；

糯米、粳米、高筋面粉：市售；

液化酶(酶活4 000 U/g)、糖化酶(酶活12万U/g)：南京百斯杰生物工程有限公司；

紫外可见分光光度计：UV-1 780型，日本岛津公司；

色彩色差计：CR-400型，常州三丰仪器科技有限公司；

旋转黏度计：NDJ-5S型，天津永利达试验机有限公司；

激光粒度仪：WJL-628型，无锡杰博仪器科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 米酸汤制作工艺流程

原料→浸泡→研磨→糊化(105 ℃，5 min)→液化糖化→灭菌(105 ℃，8 min)→接种(鼠李糖乳杆菌、玉米乳杆菌、植物乳杆菌比例为1∶1∶1，混合接种量为5 mL/100 mL)→发酵(培养温度36 ℃，发酵5 d)→米酸汤

1.2.2 原料配比对米酸汤品质的影响 将糯米、粳米、面粉3种原料配比设置为1∶1∶1，1∶2∶1，1∶3∶1，2∶1∶1，2∶2∶1，2∶3∶1，3∶1∶1，3∶2∶1，3∶3∶1，将原料总质量固定为100 g，将其与水的质量比设定为1∶9进行试验，并用以上比例发酵成米酸汤，通过比较米酸汤品质，得出最佳原料配比。

1.2.3 糯米、粳米浸泡条件的确定 取糯米、粳米，按米与水的质量比为1∶9分别置于25 ℃和35 ℃的温度下进行浸泡，每隔3 h测定米粒的硬度特性，并对试验数据进行分析，得到粳米与糯米最适的浸泡条件。

1.2.4 米浆液化工艺优化

(1) 单因素试验：在液化pH 6.0、液化酶添加量40 U/g、液化时间30 min的条件下，考察液化温度(70，75，80，85，90 ℃)对还原糖和可溶性固形物含量(TSS)的影响；在液化温度85 ℃、液化酶添加量40 U/g、液化时间30 min的条件下，考察液化pH(5.0，5.5，6.0，6.5，7.0)对还原糖和TSS的影响；在液化温度85 ℃、液化pH 6.0、液化时间30 min的条件下，考察液化酶添加量(20，30，40，50，60 U/g)对还原糖和TSS的影响；在液化温度85 ℃、液化pH 6.0、液化酶添加量40 U/g的条件下，考察液化时间(10，20，30，40，50 min)对还原糖和TSS的影响[15]。

(2) 正交试验：以液化温度、液化pH值、液化酶添加量、液化时间为因素，以还原糖为评价指标，采用四因素三水平的正交试验，优化米浆液化工艺。

1.2.5 米浆糖化工艺优化

(1) 单因素试验：在糖化pH 5、糖化酶添加量1 000 U/g、糖化时间1.5 h的条件下，考察糖化温度(50，55，60，65，70 ℃)对还原糖含量和可溶性固形物含量(TSS)的影响；在糖化温度60 ℃、糖化酶添加量1 000 U/g、糖化时间1.5 h的条件下，考察糖化pH(3.5，4.0，4.5，5.0，5.5)对还原糖和TSS的影响；在糖化温度60 ℃、糖化pH 5、糖化时间1.5 h的条件下，考察糖化酶添加量(700，800，900，1 000，1 100 U/g)对还原糖和TSS的影响；在糖化温度60 ℃、糖化pH 5、糖化酶添加量1 000 U/g 的条件下，考察糖化时间(0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h)对还原糖和TSS的影响[16]。

(2) 正交试验：以糖化温度、糖化pH值、糖化酶添加量、糖化时间为因素，以还原糖为评价指标，采用四因素三水平的正交试验，优化米浆液化工艺。

1.2.6 理化指标测定

(1) 还原糖含量：3, 5-二硝基水杨酸比色法[17]。

(2) 可溶性固形物含量：用手持式折光仪测定[18]。

(3) 色差值：参照文献[19]。

(4) 黏度：取20 mL样品，采用NDJ-5S旋转黏度计进行测试[20]。

(5) 粒径：取1 mL样品，采用WJL-628型激光粒径仪进行测定[21]。

(6) 总酸含量：按GB/T 12456—2008执行。

(7) 蛋白质含量：按GB 5009.5—2016的凯氏定氮法执行。

(8) 硬度：取10 g样品，利用LS系1186型质构仪采用TPA模型进行检测[22]。

(9) 感官评定：对米酸汤的4个因素采用百分制进行评定，具体见表1。

表1 米酸汤感官评定指标

1.3 数据处理

运用Excel制图和SPSS 22软件进行数据处理分析(显著性和相关性分析)。

2 结果与分析

2.1 浸泡条件对糯米、粳米硬度的影响

由图1可知，2种温度条件下糯米、粳米的硬度均随浸泡时间的增加而逐渐减小，且浸泡9 h后硬度的变化不再显著(P>0.05)；相同条件下，不同温度样品之间的硬度差异不显著(P>0.05)。说明糯米和粳米的硬度主要受浸泡时间的影响。基于工厂生产米酸汤过程中的实际需求，节约成本，后续试验的浸泡条件均为25 ℃浸泡时间9 h。

字母不同表示不同水平之间有显著性差异(P<0.05)

2.2 原料配比对米酸汤品质的影响

2.2.1 理化指标 如表2所示，糯米∶粳米∶面粉为1∶1∶1的还原糖、TSS、蛋白质、黏度、粒径、总酸含量最高，糯米∶粳米∶面粉为3∶3∶1的L*最高、b*最低，结合米酸汤色泽、内部形态、滋味、香气进行综合比较，糯米∶粳米∶面粉为2∶1∶1的米酸汤感官评分最高，故以此比例进行后续试验。

表2 不同原料配比米酸汤理化指标检测结果†

2.2.2 品质相关性分析 由表3可知：感官评分与蛋白质、TSS、b*、黏度、总酸、还原糖、粒径呈极显著正相关系(r为0.892，0.862，0.861，0.861，0.841，0.822)，即黏度、总酸、还原糖、粒径、蛋白质、TSS、b*越高米酸汤感官评分越高；黏度与还原糖、粒径呈极显著正相关(r为0.983，0.991)，可能是糯米中含支链淀粉的比例比直链淀粉多，在水解的过程中支链淀粉未完全水解，其水解的还原糖含量低，由于水解不彻底，黏度则大，粒径则大。粳米则相反，直链淀粉的含量比支链淀粉多，在糖化的过程中，直链淀粉首先被液化酶切断成短链，再在糖化酶的作用下水解成单糖，其水解比较彻底，黏度则小，粒径则小[23-24]；总酸与还原糖、蛋白质呈极显著正相关(r为0.994，0.990)，微生物发酵产酸主要是受氮源、碳源的影响，面粉自身的蛋白质含量高于糯米和粳米，其面粉含量高，产酸能力越高；感官评分与L*呈极显著负相关(r为-0.885)，L*又与还原糖、蛋白质呈极显著负相关(r为-0.979，-0.966)，可能是在发酵过程中发生了Mailard反应[25]，使颜色发生变化，其还原糖和蛋白质含量越高，影响米酸汤的色泽越显著，从而影响感官评分。综上所述，不同原料配比米酸汤品质指标之间有着非常复杂的关系。

表3 米酸汤品质指标之间的相关性分析†

2.3 米浆液化工艺优化

2.3.1 单因素试验 由图2可知，米浆液化最适温度为85 ℃，最适pH值为6，液化酶最适添加量为40 U/g，最适液化时间为30 min。

字母不同表示不同水平之间有显著性差异(P<0.05)

2.3.2 正交试验 根据单因素试验结果确定的试验因素水平取值见表4。由表5、6可知：其中影响米浆液化作用效果的因素主次顺序为液化温度>pH值>液化酶添加量>液化时间，最佳工艺组合为液化温度85 ℃、pH值6、液化酶添加量40 U/g，液化时间30 min；液化温度、pH值、液化酶添加量和液化时间4个因素对还原糖含量的影响均极显著。

表4 液化正交试验因素水平设计

2.3.3 验证实验 按最佳因素水平组合A2B2C2D2(液化时间30 min，液化温度85 ℃，液化酶添加量40 U/g，pH值6)，进行3次平行验证实验，其还原糖含量分别为34.26，34.75，34.82 g/L，TSS分别为8.7，8.6，8.7 °Brix，优于表5中的其他试验组。

表5 液化正交试验设计与结果

2.4 米浆糖化工艺优化

2.4.1 单因素试验 由图3可知，米浆糖化最适温度为60 ℃，最适pH值为5，糖化酶最适添加量为1 000 U/g，最适时间为1.5 h。

字母不同表示不同水平之间有显著性差异(P<0.05)

2.4.2 正交试验 根据单因素试验结果确定的试验因素水平取值见表7。由表8、9可知：影响糖化效果的因素主次顺序为糖化温度>pH值>糖化酶添加量>糖化时间，最佳工艺组合为糖化温度60 ℃、pH值5、糖化酶添加量1 000 U/g，糖化时间1.5 h；糖化温度、pH值、糖化酶添加量和糖化时间4个因素对还原糖含量的影响均极显著。

表6 液化还原糖方差分析†

表7 糖化正交试验因素水平设计

表8 糖化正交试验设计与结果

表9 糖化还原糖方差分析†

2.4.3 验证实验 按最佳因素水平组合A2B2C2D2(糖化时间1.5 h，糖化温度60 ℃，糖化酶添加量1 000 U/g，pH值5)，进行3次平行验证实验，其还原糖含量分别为84.37，84.69，84.44 g/L，TSS分别为11.7，11.6，11.8 °Brix，优于表8中的其他试验组。

3 结论

试验考察了糯米、粳米、高筋面粉配比对米酸汤品质的影响，分析了品质指标之间的相关性并对米浆制备工艺进行优化。结果表明，感官评分最高的原料配比是糯米∶粳米∶面粉为2∶1∶1。米浆液化的最佳工艺条件为液化时间30 min，液化温度85 ℃，液化酶添加量40 U/g，pH 6。米浆糖化的最佳工艺条件为糖化时间1.5 h，糖化温度60 ℃，糖化酶添加量1 000 U/g，pH 5。后续将进一步研究米浆制备工艺对米酸汤风味的影响。