方便米线分步发酵工艺

孟资宽，任元元，张鑫，邹育，张星灿，王拥军

四川省食品发酵工业研究设计院（成都 611130）

米线是一类条状、丝状米制品的统称，在中国有着悠久的传统和历史[1]。米线以早籼稻为主要原料，其生产工艺主要包括浸泡（发酵）、磨浆、蒸坯、挤丝、成型、老化、干燥等[2]。发酵食品在食用品质、风味以及营养上有很大的提升[3-4]。经过微生物一定时间的发酵后，微生物会结合原料，在一系列的生化反应后，生成大量的有机酸类、各种酶系、低分子糖类和其他发酵产物，这些产物不断积累，影响发酵产品的品质感官和理化性质[5]。米线发酵分为自然发酵和纯种发酵，对自然发酵的米浆进行微生物分析，研究发现其中的优势菌株为乳酸菌和酵母菌[6]。而纯种发酵比自然发酵可以让米线的品质在更短时间内达到最佳状态，且发酵后米线的质构性能如拉伸力、硬度、弹性、内聚力、咀嚼性、回复性等明显更好[7-8]。同时，直链淀粉含量直接影响米线最终品质[9]，研究表明枯草芽孢杆菌代谢可以产生普鲁兰酶[10]，其可以将支链淀粉有效分解为直链淀粉[11]。

目前在如何利用枯草芽孢杆菌和不同菌种发酵特性分段进行发酵改善米线品质方面研究较少，缺乏生产的工艺基础，使高品质方便米线加工发展比较缓慢。该项目利用实验室优选菌株枯草芽孢杆菌（B.s-6）和植物乳杆菌（L.p-3）进行米线分步发酵法研究，分析接种顺序和优化发酵工艺，为方便米线工艺创新和品质进一步提升提供技术基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售早籼米、枯草芽孢杆菌（B.s-6）、植物乳杆菌（L.p-3）（实验室从传统自然米浆中分离、筛选得到）。

1.2 仪器与设备

电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9076A，上海百典仪器设备有限公司）；水分测定仪（MOC63u，岛津菲律宾工厂）；电子天平（CP114，奥豪斯仪器有限公司）；数显恒温水浴锅（HHS型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；电热恒温培养箱（DNP-9082，常州诺基仪器有限公司）；粉碎机（ND30，成都启洲包装设备有限公司）；米粉机（DZ47-63）、质构测定仪（TA-XT 型，上海腾拔仪器科技有限公司）；离心机（DL-6MB，上海安亭科学仪器厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 米线的工艺

原料粉碎→加水混料→接种发酵→挤压→切断→老化→开粉→干燥→冷却→检验→包装→成品

1.3.2 种子液制备[12]

把活化增殖培养后的枯草芽孢杆菌（B.s-6）、植物乳杆菌（L.p-3）分别接种到MRS液体培养基上，然后在30 ℃温度下恒温培养24～48 h，直至菌悬液中植物乳杆菌的浓度达到5×108CFU/mL。

1.3.3 菌剂接种顺序的确定

试验采用微生物分步发酵，在加水混料后的米浆中按照设定顺序加入2%枯草芽孢杆菌种子液和2%植物乳杆菌种子液，具体方案如表1所示。

表1 菌种接种方案

1.3.4 发酵工艺优化

1) 枯草芽孢杆菌发酵单因素试验

根据接种方案分析，选用方案2为米浆发酵方法。在后期发酵条件不变前提下，通过前期预试验确定影响枯草芽孢杆菌发酵米浆单因素试验的基本参数：接种量1.5%、米浆含水量50%、初始pH 6.5、发酵时间12 h。分别变动基本参数中的单一因素进行米浆发酵，然后对发酵后制得的米线制品进行感官评定和复水时间测定。

2) 枯草芽孢杆菌发酵正交试验

表2 枯草芽孢杆菌发酵正交试验

3) 植物乳杆菌发酵试验

在枯草芽孢杆菌前期发酵后继续添加植物乳杆菌发酵，考虑实际试验及连续化生产情况，仅有植物乳杆菌接种量及发酵时间具有方便操作性，后期发酵条件研究主要涉及植物乳杆菌接种量和发酵时间，根据预试验结果设定后期发酵植物乳杆菌接种量（0.5%，1%，1.5%，2%，2.5%和3%）和发酵时间（5，6，7，8，9和10 h）。对不同条件下发酵米线制品进行感官评定，并测定米线的复水时间。

1.3.5 米线品质比较

将优化条件下分步发酵所得米线与自然发酵米线、4种优选市售方便米线进行对比，根据感官评分、弹性、复水时间、冲泡损失率进行评价。

1.3.6 感官评分

取制备好的方便米线试样进行编号，再把100 g米线分别加入200 mL沸水，泡至米线白芯消失后捞出观察色泽，并咀嚼品尝进行感官评价（表3），记录评分结果，并整理数据。

表3 方便米线感官评价标准

1.3.7 复水时间

复水时间的测定：按SN/T 0395—2018[13]。

1.3.8 质构特性[14-15]

分别取50 g米线样品放入保温杯中，加入约300 mL的沸水，加盖静置10 min，用滤纸吸干表面水分，待测。取3根无物理损伤、粗细均匀的米线放在质构仪平台的固定位置上测定其弹性，每个样品测定6次，去除最大和最小值后取平均值。参数设置：P/50探头，设定测试速度1.00 mm/s，应变75%，停留时间1 s，触发力5 g。

1.3.9 冲泡损失率

参照SN/T 0395—2018《进出口米粉检验规程》[13]中米粉丝损失率进行测定。

蒸煮损失率的测定：称取100 g米线样品，放入500 mL已沸腾的开水中，浸泡7 min，用不锈钢漏勺捞起全部米线，用玻璃棒搅匀米线汤，量取米线汤总量的1/10，放入已恒重的称量器中，于水浴蒸干后放入105±2 ℃的烘箱中直至恒重，称取干物质质量，精确至0.01 g。

式中：m为浸泡后试样质量，g；m1为干米线的质量，g；X为米线的含水量，%；m2为小于10 cm米线条质量，g。

2 结果与分析

2.1 接种顺序

由表4可知，方案2发酵所得米线的感官评分和复水时间更好，分别为90.5±2.3分和210±10 s，说明先接种枯草芽孢杆菌后接种植物乳杆菌更有利于米线品质提升。原因可能是枯草芽孢杆菌在前期单独发酵种生长及代谢较为旺盛，产生了普鲁兰酶进而分解出大量直链淀粉，后期两种菌发酵所产生的协同作用改变了米线淀粉组成、结构[16]和米线物质组成[17]。

表4 不同接种方案对米线感官和复水时间的影响

2.2 枯草芽孢杆菌单因素试验

2.2.1 接种量确定

由图1可知，当枯草芽孢杆菌种子液接种量为1.5%时，米线的感官评分为90.5±2.3分，此时复水时间为210±10 s；当接种量高于或低于1.5%时，米线的感官评分降低，复水时间增大。因此选择1.5%为枯草芽孢杆菌种子接种量。

图1 枯草芽孢杆菌接种量对米线感官及复水的影响

2.2.2 米浆含水量确定

由图2可知，当米浆含水量为52%时，米线的感官评分为91.7±2.3分，此时复水时间为190±10 s；当米浆含水量高于或低于52%时，米线的感官评分降低，复水时间增大。因此选择52%为枯草芽孢杆菌发酵米浆含水量。

图2 米浆含水量对米线感官及复水的影响

2.2.3 枯草芽孢杆菌发酵初始pH确定

由图3可知，当初始pH为6.5时，米线的感官评分为90.5±2.3分，此时复水时间为210±10 s。因此，选择pH 6.5为枯草芽孢杆菌发酵初始pH。

图3 初始pH对米线感官及复水的影响

2.2.4 枯草芽孢杆菌发酵时间确定

由图4可知，当发酵时间为12 h时，米线的感官评分为90.5±2.3分，此时复水时间为210±10 s，结果好于其他发酵时间。因此，选择12 h为枯草芽孢杆菌发酵米浆时间。

图4 枯草芽孢杆菌发酵时间对米线感官和复水的影响

2.3 正交试验结果

表5显示的正交试验数据表明，影响米线感官评分因素主次顺序为D＞A＞B＞C，最佳组合为D2A2B1C3，即初始pH 7，米浆含水量50%，接种量1.5%，发酵时间12 h。影响米线复水时间因素主次顺序为A＞D＞C＞B，最佳组合为D2A2B1C3，即接种量1.5%，发酵时间12 h，初始pH 7，米浆含水量50%。综合生产方便性考虑，枯草芽孢杆菌前期发酵条件为A2D2C3B1，即接种量1.5%，发酵时间12 h，初始pH 7，米浆含水量50%。

表5 正交试验结果及分析

对最优组合A2D2C3B1做验证试验，并做3个平行，结果取平均值。结果显示：感官评分为92±1.5分，复水时间为220±10 s，优于正交试验组合。说明正交结果具有可靠性，具有一定实用价值。

2.4 植物乳杆菌发酵条件研究

2.4.1 植物乳杆菌接种量的确定

由图5可知，随着接种量的增加，米线感官评分先上升后下降，米线复水时间先下降后升高。当后期植物乳杆菌接种量为2%时，米线的感官评分最高，为90.5±2.3分；此时复水时间较低，为210±10 s。因此选择2%为植物乳杆菌接种量。

图5 植物乳杆菌接种量对米线感官及复水时间的影响

2.4.2 后期发酵的确定

由图6可知，当后期发酵时间为7 h时，米线的感官评分为92.2±2.2分，此时复水时间为210±10 s，整体结果好于其他发酵时间。因此，选择7 h为后期米浆发酵时间。

图6 发酵时间对米线感官及复水时间的影响

2.5 米线产品品质比较

根据2.3及2.4试验结果总结，米线分步发酵条件优化结果为前期枯草芽孢杆菌接种量1.5%，发酵时间12 h，初始pH 7，米浆含水量50%，后期继续添加2%植物乳杆菌接种量，发酵时间7 h。

将优化条件下分步发酵所得米线与自然发酵米线、优选4种市售米线进行品质比较，结果如表6所示。分步发酵所得米线的感官评分、弹性、复水时间和冲泡损失率等指标均明显优于其他产品（p≤0.05），说明利用枯草芽孢杆菌和植物乳杆菌进行米浆分步发酵法生产米线可以显著提高其食用品质。

表6 米线产品品质比较

3 结论

将实验室优选菌株枯草芽孢杆菌（B.s-6）和植物乳杆菌（L.p-3）进行米浆发酵接种顺序研究，判定前期接种枯草芽孢杆菌（B.s-6）、后期接种植物乳杆菌（L.p-3）有利于提升方便米线品质。

按照确定的先后顺序分步发酵米浆，优化后发酵条件为前期枯草芽孢杆菌接种量1.5%、发酵时间12 h、初始pH 7、米浆含水量50%，后期继续添加2%植物乳杆菌接种量、发酵时间7 h。优化后发酵法所制得的米线感官评分、弹性、复水时间和冲泡损失率等指标明显优于自然发酵和市售产品（p＜0.05）。说明分步纯种发酵明显提高了米线的感官品质和蒸煮品质，改善了米线的弹性。

目前，国内方便米线的研究和生产多采用一次纯种发酵或自然发酵，在以后的发展中，改变发酵方式提升米线品质的方法将有可能会成为一种趋势。