糯米发酵产醪糟粒物性及其悬浮饮品配方研究

朱建华，夏 颉，邹秀容，刘日斌，蔡媛妍，洪日华，谭韦娟，古丽容，刘 波

(1.韶关学院 英东食品学院，广东 韶关 512005；2.广东金友米业股份有限公司，广东 韶关 512005)

稻米及其副产物精深加工程度不高一直是我国粮油加工领域的一个短板，目前国内稻米加工总体有效利用率为60%～65%，稻米加工副产品的深加工利用少，发达国家目前稻谷加工前后的产值比可达1∶4，增值近4倍，而我国目前稻谷加工前后的产值比约为1∶1.2，稻米及其副产物资源的综合利用水平不高[1-4]。因此如何采取各种先进技术对稻米产业链相应环节开展精深加工日益成为该领域学术及工业界的重点关注方向之一[5]。

醪糟是以糯米为主要原料，通过添加酒曲进行酒精发酵制备的稻米深加工产品之一，因其富含多糖、小分子糖类、蛋白质、多肽、维生素、矿物质等营养元素，风味口感独特而为消费者所青睐[6-7]。悬浮饮品是近年来兴起的一类低黏低稠弱凝胶型可吸饮料，通常添加微量结冷胶等多糖亲水胶体作为悬浮增稠剂，将橙子或柚子肉囊粒、芦荟粒、决明子等目标物质悬浮在水溶液中，并在货架期内保持均匀悬浮状态，因其具有独特的外观品相和口感等特性而受到消费者的欢迎[8-9]。

本文以糯米为主料，通过酒精发酵制备醪糟基料，结合悬浮饮品工艺流程，采用单因素试验、正交试验优化、稳态剪切流变测试，获得醪糟制备的最优工艺参数和醪糟悬浮饮品配方，以期为稻米深加工和醪糟悬浮饮品研制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糯米：由广东金友米业股份有限公司提供；酒曲：市售；白砂糖：市售；柠檬酸钾：由潍坊英轩实业有限公司生产；低乙酰基结冷胶：由广州科城有限食品公司生产；MCR92旋转流变仪：由奥地利安东帕流变仪公司生产；飞利浦手持式搅拌机：由飞利浦电子香港有限公司生产；恒温培养箱：由上海一恒仪器设备有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程 原料选取→清洗→糯米润胀→蒸煮→摊晾冷却→接种→装罐→搭窝→恒温发酵→醪糟分离→悬浮剂水化→配料、灭菌→选瓶、洗瓶→热灌装→冷却→成品。

1.2.2 操作要点 (1)原料挑选与清洗

原料选择：选无霉烂、无碎粒的优质糯米。清洗：用清水淘洗2～3遍。

(2)糯米润胀及蒸熟

用清水浸润糯米12～14 h，以手指能捏碎为度。沥干水后的糯米在蒸煮锅上隔水蒸熟，笼屉上放干净的纱布，将米直接放在纱布上蒸约15 min至熟透。

(3)摊凉冷却

蒸熟的糯米饭须先冷却到30 ℃，然后方可添加酒曲接种。具体操作方法：将米饭盛入一个或多个容器中，摊开散热，用手触摸米饭表面已冷即可，可加入适量的凉开水加速冷却。

(4)接种、装罐及搭窝

将酒曲碾成粉末，散入米饭中搅拌均匀。将加好酒曲的米饭装入水封发酵罐并轻轻压平米饭，在米饭中间挖一个“U”形空洞，以利通气，加盖水封后置于30 ℃恒温培养箱中发酵。

(5)恒温发酵及醪糟分离

在30 ℃恒温发酵至甜米酒成熟，然后冷却中止发酵，通过非压榨方式将醪糟与酒分离，以保持醪糟粒的完整性。

(6)悬浮剂的溶解、配料及灭菌

在适量热纯水中加入一定量的悬浮剂并搅拌，加热至90～95 ℃，并在此温度下保持5～10 min。然后加入白砂糖并搅拌至其完全溶解，再加入柠檬酸和甜蜜素调味，并加入醪糟粒，然后在石锅炉上加热5 min杀灭醪糟中的酵母菌，以停止发酵同时起灭菌的作用，迅速将料液放入冰水中浸泡，使其温度下降至85 ℃。试验通过前期试验确定醪糟用量均为8.0%(w/w，本文浓度均为质量浓度。下同)，此醪糟粒添加量既可提供悬浮饮品的饱满外观，又可在不添加较浓悬浮剂浓度条件下实现悬浮。

(7)选瓶、洗瓶、热灌装、冷却、成品

检查将要使用的空瓶，剔除次瓶并清洗后，倒放在干净的塑料筐中备用。采用热灌装的方法，将上述灭菌料液于85 ℃热灌装进PET瓶中，封盖，倒立10 min后用冷水冷却后得到成品。

1.2.3 发酵产醪糟粒感官及物性评价的单因素试验设计 选取浸米时间、发酵时间和酒曲添加量作为考察因素,浸米时间16 h、发酵时间48 h、酒曲添加量0.5%为基础参数，单因素试验过程分别考察浸米时间(10、13、16、19、22 h)、酒精发酵时间(24、48、72、96、120 h)、酒曲添加量(0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%)对发酵产醪糟粒感官及物性评价的影响。

1.2.4 正交试验设计 (1)发酵产醪糟粒物性优化正交试验设计

通过单因素试验各选取3个水平的浸米时间、酒曲添加量、发酵时间，设置一个因素为空列，采用L9(34)正交试验。以感官评分及醪糟粒物性评价指标确定最优的发酵工艺参数(表1)。

表1 发酵产醪糟粒感官评价正交试验L9(34)设计

(2)醪糟悬浮饮品配方最优正交试验设计

为了优化醪糟悬浮饮料的口感，在悬浮饮料中加入适量的甜蜜素、白砂糖、柠檬酸进行配方调整。采用表2的L9(34)正交试验方案，以色泽、口味、香气为评价指标，确定甜蜜素、白砂糖、柠檬酸为正交试验因素，设置一个因素为空列。

表2 醪糟悬浮饮品配方优化正交试验设计 %

1.2.5 感官评价标准 酒精发酵产醪糟粒感官评价项由外观、口感、香气、悬浮效果4个部分构成，满分100分，各指标赋分值见表3。醪糟悬浮饮品色泽及风味评分项由色泽、口感、香气3个部分构成，满分100分，各指标赋分值见表4。由7人组成感官评定小组进行评定，感官评价前用两位数随机数字对试样进行编号，把适量试样放入带有编号的品评杯中，提供给评价员，在光线良好试验室进行感官评价。

表3 酒精发酵产醪糟粒感官评分标准

表4 醪糟悬浮饮品色泽及风味评分标准

1.2.6 发酵产醪糟粒形及粒重的测定 随机选取每组发酵参数条件下制备的醪糟粒10粒，用游标卡尺(精确到0.01 mm)测定醪糟粒长径和宽径，粒重采用0.0001 g的天平称重法测定10粒醪糟粒重。

1.2.7 稳态剪切试验测定结冷胶悬浮剂表观黏度 采用锥角为4°的安东帕MCR92旋转流变仪在控制速率模式下，每个测量点停留10 s，测定样品溶液黏度(η)随剪切速率的变化关系。试验在30 ℃下进行，剪切速率范围为0.1～100.0 s-1。

1.3 数据处理

数据利用SPSS 19.0软件进行统计分析，通过Origin 10.0进行作图分析，每个试验平行测定3次。

2 结果与分析

2.1 发酵工艺参数对醪糟粒感官及物性评价的影响

2.1.1 浸米时间 浸米的主要目的是让糯米充分吸水膨胀以利蒸煮。浸米时间对醪糟粒的大小有重要的影响，如浸米时间短则醪糟粒吸水不够，蒸出的米饭偏硬，但浸米时间过长，则易导致糯米吸水多，容易导致糯米饭蒸烂，从而不利醪糟粒成型[10]。从图1可以看出，随着浸米时间增加，感官总评分先上升再下降，当浸米时间为16 h时，发酵后醪糟粒的外观、口感、香气、悬浮效果评价较好。在浸米时间13～19 h时，醪糟粒的外观、口感、香气、悬浮效果的评价都比较好，浸米时间超过19 h则得分呈降低趋势。在浸米时间10～16 h时，醪糟粒的重量(10粒)、长径、宽径呈上升趋势，而在19 h后上升得较缓慢，说明醪糟粒吸水饱和及发酵完全了，因此综合选择浸米时间13、16、19 h为正交试验中浸米时间变量的考察梯度。

图1 浸米时间对发酵产醪糟粒的感官评价(a)、长宽径及粒重(b)的影响

2.1.2 酒曲添加量 糯米酒酿造过程添加酒曲主要起淀粉糖化及发酵产生酒精的作用，酒曲添加量如果过小，酿制的糯米甜酒的酒精度易偏低和口感不佳，但酒曲添加量过大时，易因杂菌量多使得糯米酒含酸量增加，导致糯米酒口感酸苦，影响糯米酒制品品质。从图2a可以看出，酒曲添加量0.4%和0.5%时醪糟粒感官评价最高，超过0.6%后则呈下降趋势，主要因为在酒曲添加量0.4%～0.5%时，醪糟粒的外观、口感、香气以及悬浮效果的评价都比较好所致。图2b显示醪糟粒重量在添加酒曲0.3%～0.6%范围内呈增加趋势，继续增加至0.6%～0.7%时，醪糟粒重量增加不明显。酒曲添加量对醪糟粒的长径、宽径变化影响不大。综合选择较适宜的酒曲添加量为0.4%、0.5%、0.6%的3个考察水平。

图2 酒曲添加量对发酵产醪糟粒感官评价(a)、长宽径及粒重(b)的影响

2.1.3 发酵时间的影响 糯米发酵过程因在不同时段产生的醇类、醛类及芳香族化合物等化合物种类及丰度存在差异，继而会影响到糯米酒的酸、苦、涩形成的综合感官性状。由图3a可以看出，发酵时间48～96 h时，醪糟粒的外观、口感、香气、悬浮效果的感官评价都比较高。从图3b可看出，发酵96、120 h时，醪糟粒的重量没什么变化，同时对醪糟粒径的变化影响不大，所以选择比较适宜的发酵时间48、72、96 h为该因素正交试验中的3个考察水平。

图3 发酵时间对发酵产醪糟粒感官评价(a)、长宽径及粒重量(b)的影响

2.2 正交试验

2.2.1 醪糟粒形优化发酵工艺参数正交试验 由表5可知，浸米时间(A)、酒曲添加量(B)、发酵时间(C)3个因素对评分结果影响的主次依次为A>C>B，这说明浸米时间是影响醪糟粒口感风味的主要因素。其最优组合是A2B1C3，即最优工艺条件：浸米时间16 h、酒曲添加量0.4%、发酵时间96 h。验证性试验结果表明，在最优工艺条件下制备的醪糟粒粒形完整、膨胀适中、口感松软。

表5 醪糟粒制备L9(34)正交试验结果

2.2.2 醪糟悬浮饮品配方的优化正交试验 由表6的极差分析可知，甜蜜素用量(A)、白砂糖用量(B)、柠檬酸用量(C)3个因素的影响顺序为B>A>C，即白砂糖添加量和柠檬酸添加量对饮品的感官评定影响相对较大。其最优组合为A1B1C3，即最优配方为：甜蜜素0.02%、白砂糖5.0%、柠檬酸0.2%。验证性试验结果表明，在最优配方条件下制备的醪糟悬浮饮品色泽及风味甜酸适度、味道清爽、色泽乳白色、质构均一，感官评价总分值高。

表6 醪糟悬浮饮品配方L9(34)正交试验结果

2.3 适合悬浮效果结冷胶浓度的确定

悬浮饮料中合适的悬浮剂种类和浓度选择非常重要，悬浮剂主要来源于包括多糖及蛋白的各种亲水胶体，因分子量的大小、分子链构型等差异相同浓度条件下产生的悬浮效果存在明显差异。研究人员发现结冷胶是一种理想的悬浮剂，较低的浓度可形成弱凝胶结构，产生可克服待悬浮目标物质重力，从而在货架期保障悬浮饮品不分层[11-13]。悬浮力的大小可以通过测定悬浮剂的稳态剪切黏度或弱凝胶结构流变性质来表征。在固定醪糟粒浓度为8.0%条件下，测定了结冷胶浓度对其溶液表观黏度的影响，并在此基础上评估了蔗糖浓度及柠檬酸浓度对结冷胶溶液黏度的影响。

由图4可知，所有测试样品的表观黏度均随着剪切速率的增大而降低，为典型剪切变稀特征。由图4a表明，在相同剪切速率下，溶液的表现黏度随着结冷胶浓度的增大而增大，当结冷胶浓度为0.5%时，溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而变小。根据醪糟的悬浮效果情况，在0.3%结冷胶浓度时，醪糟粒几乎完全下沉，且上清液澄清透明，增加至0.4%时，醪糟粒仍有部分下沉。当结冷胶溶液的浓度为0.5%时，悬浮效果最好，超过0.5%后饮品口感稠度增强，适口性显著降低，因此后续试样选择0.5%结冷胶为悬浮剂浓度值。

由图4b可知，在相同的剪切速率下，结冷胶溶液的黏度随着白砂糖浓度的增大而增大；溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而逐渐增大，表观黏度的变化量逐渐减少，表明向结冷胶溶液中添加白砂糖能增大结冷胶溶液的黏度，根据醪糟在溶液的悬浮效果和甜度的适合效果下考虑，当白砂糖的浓度在5%～7%下的效果相对较好。

由图4c可知，在相同的剪切速率下，结冷胶溶液的黏度随着柠檬酸浓度的增大而增大。根据醪糟在不同的柠檬酸浓度的悬浮效果和酸度口味的适合度分析，当柠檬酸的浓度在0.15%～0.25%下效果较好。因此从悬浮效果考虑配方中选择0.5%结冷胶添加量、5%蔗糖及0.20%柠檬酸添加量条件下可以获得良好悬浮效果，与正交试验中蔗糖及柠檬酸添加量两因素的感官评价结果趋势相一致。

图4 结冷胶(a)、蔗糖(b)及柠檬酸(c)添加量对结冷胶溶液表观黏度的影响

2.4 产品质量指标

产品在25 ℃下，贮存30 d后进行质量测定。

2.4.1 感官指标 色泽：醪糟悬浮饮料呈米白色，在饮料中悬浮着乳白色的醪糟。

香气：具有米酒特有的清香，无异味。

滋味：独特醪糟的特征风味，酸甜适口，无苦涩味，无异味。

组织状态：醪糟悬浮均匀，无沉淀，无肉眼可见的杂质。

2.4.2 理化指标 醪糟含量≥5%，酒精含量≤0.5%，悬浮饮品液相表观黏度介于15～30 mPa·s(30 rad/s转速，30 ℃下测定)。

2.4.3 微生物指标 细菌总数低于100 CFU/L；大肠杆菌低于3 MPN/100 mL；致病菌检测须为阴性。

3 结论

通过采用单因素和正交试验获得醪糟粒制备的最佳工艺参数为浸米时间16 h、酒曲添加量0.4%、发酵时间96 h，此最佳工艺参数条件下制备的醪糟粒粒形完整、膨胀适中、乳白色、口感松软，有良好嚼劲和甜味、酒味清香，悬浮效果好。综合醪糟制备最优工艺参数及醪糟添加量、悬浮剂添加量测定及风味评定，优化出醪糟悬浮饮品中的主要成分的最优配方：醪糟8.0%、结冷胶0.5%、白砂糖5.0%、柠檬酸添加量0.2%、甜蜜素添加量0.02%。据最优配方制备的醪糟悬浮饮料醪糟粒分散均匀、甜酸适度、味道清爽、营养丰富，具有广阔的市场前景，本研究将为开发米酒悬浮饮料市场化技术和产品开发提供一定的参考。