乳酸菌发酵米乳工艺研究

王晓冬，余倩云，刘艳霜，陈奥玲

（信阳学院，河南信阳 464000）

米乳是以大米为主要原料、以乳酸菌为发酵剂生产的含乳饮料，具有独特的风味和营养价值，绿色健康、老少皆宜[1]。乳酸菌是一种以糖类为碳源、发酵产生乳酸的革兰氏阳性菌，在乳制品发酵中应用广泛[2]。乳酸菌发酵米乳过程中，可以将大米中的多糖、蛋白质、脂类等大分子分解成更易于人体吸收的单糖和氨基酸等小分子物质，能促进营养物质的吸收利用，有利于缓解便秘、乳糖不耐受、腹泻等症状[3-4]。此外，乳酸菌还可以调节肠道微生物菌群，增强人体免疫能力。研究乳酸菌发酵米乳的工艺条件，不仅可以为米乳的生产提供一定的数据参考，还可以增加大米中营养物质的利用率，提高大米的附加值，对大米深加工具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售大米、脱脂奶粉、蔗糖、直投式乳酸菌菌粉、α-淀粉酶等。

1.2 仪器与设备

恒温水浴锅、电子天平、豆浆机、发酵瓶、恒温发酵箱、冰箱等。

1.3 制作步骤

1.3.1 制作米乳的工艺流程

制作米乳的工艺流程为：大米→清洗→磨浆→浸透→过滤→加辅料→糊化→糖化→巴氏消毒→冷却→接种→静置恒温培养→成品保存。

1.3.2 操作要点

（1）原料的预处理。大米清洗后用豆浆机粉碎，室温下浸泡2 h，60 目筛子过滤得米浆。

（2）添加辅料。计算过滤后米浆的质量，按不同比例添加辅料（脱脂奶粉∶蔗糖）后，将其与米浆搅拌均匀。

（3）糊化。将添加辅料后的米浆放入75 ℃恒温水浴锅，糊化30 min[5]。米浆糊化时会溶胀，需要及时添加等温的水，边加水边搅拌，直到米浆黏稠度均匀。

（4）添加α-淀粉酶与糖化。按不同比例添加α-淀粉酶后，置于60 ℃恒温水浴锅中糖化[6]。

（5）灭菌与接种。采用巴氏消毒法灭菌，将发酵瓶放入恒温水浴锅中加热到85 ～90 ℃，保持10 ～15 min。冷却至42 ℃以下，按不同比例接种乳酸菌菌粉。

（6）发酵与保存。接种后将发酵瓶置于42 ℃恒温发酵箱，发酵完成后于4 ℃冷藏保存。

1.3.3 米乳感官品质鉴评标准

米乳的感官评分参考《含乳饮料》（GB/T 21732—2008）[7]，由20 位专业感官鉴评人员评分，评分标准见表1。

表1 乳酸菌发酵米乳的评分标准

1.4 乳酸菌发酵米乳的研制方法

1.4.1 单因素试验设计

根据基础配方，通过单因素试验考察辅料添加比、α-淀粉酶添加量、糖化时间、乳酸菌接种量和发酵时间对米乳品质的影响[8]。辅料添加比（脱脂奶粉∶蔗糖）分别为2 ∶8（脱脂奶粉占60 目筛子过滤后米浆质量的2%，蔗糖占60 目筛子过滤后米浆质量的8%，下文辅料添加比计算方法相同）、3 ∶7、4 ∶6、5 ∶5、6 ∶4、7 ∶3 和8 ∶2；α-淀粉酶添加比例分别为0%、0.25%、0.50%、0.75%和1.00%；糖化时间分别为7.0 h、7.5 h、8.0 h、8.5 h 和9.0 h；乳酸菌接种量分别为1.00%、1.25%、1.50%、1.75%和2.00%；发酵时间分别为9.0 h、9.5 h、10.0 h、10.5 h 和11.0 h。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验基础上，从辅料添加比、α-淀粉酶添加量、糖化时间、乳酸菌接种量和发酵时间中选择3 个最佳水平，进行5 因素3 水平的L18(35)正交试验，以感官评分为指标，进行最佳工艺条件的选取。正交因素水平表见表2。

表2 正交因素水平表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 辅料添加比对产品的影响

在α-淀粉酶0.50%、糖化时间7.0 h、接种量1.50%和发酵9.0 h 的情况下，研究不同辅料添加比对产品的影响，结果见图1。

由图1 可知，随着脱脂奶粉添加量的升高，蔗糖添加量的降低，感官评分呈现先上升后下降的趋势，其中辅料添加比为3 ∶7（脱脂奶粉添加比例为60 目筛子过滤后米浆质量的3%，蔗糖添加比例为60 目筛子过滤后米浆质量的7%）时，感官评分最高，口感酸甜适中、微黏，外观呈乳白色、无分层。当辅料添加比为5 ∶5 时，成品口感微酸，蔗糖的甜味被发酵的酸味所覆盖。当辅料添加比为8 ∶2 时，成品口感偏甜。脱脂奶粉和蔗糖的添加比例主要影响米乳的酸甜度，蔗糖添加过多则口感偏甜，添加过少则口感偏酸。

图1 辅料添加比对产品感官评分的影响

2.1.2 α-淀粉酶添加量对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6（脱脂奶粉4%和蔗糖6%）、糖化7.0 h、接种量1.50%以及发酵9.0 h 的情况下，研究不同α-淀粉酶添加量对产品的影响，结果见图2。

由图2 可知，随着α-淀粉酶添加量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，其中α-淀粉酶的添加量为0.50%时，感官评分最高，口感酸甜适中、黏度适中，外观呈乳白色、无分层。当α-淀粉酶添加量大于0.75%时，酸甜味下降，外观呈现淡黄色。当α-淀粉酶添加量大于1.00%时，口感开始呈现出涩味，黏度偏稀。当α-淀粉酶添加量低于0.25%时，酸甜味下降，黏度偏黏。α-淀粉酶的添加量会影响米乳的酸甜度、黏度及外观颜色，添加量过少则口感偏酸、黏度偏黏，添加量过多则口感变涩、黏度微稀，外观颜色偏黄。

图2 α-淀粉酶比例对产品的影响

2.1.3 糖化时间对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6（脱脂奶粉4%和蔗糖6%）、α-淀粉酶0.50%、接种量1.50%以及发酵9.0 h 的情况下，研究不同糖化时间对产品的影响，结果见图3。

由图3 可知，随着糖化时间的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，其中糖化时间为8.0 h 时，感官评分最高，口感酸甜适中、黏度适中，外观呈乳白色、无分层。当糖化时间低于7.5 h 时，口感酸甜味降低，黏度偏黏；当糖化时间高于8.0 h，黏度偏稀，高于9.0 h 时，口感开始偏酸，且外观会出现微分层现象。糖化时间对米乳的酸甜度、黏度及分层均有影响，时间过短淀粉酶解太少，米乳黏度偏黏，时间过长口感偏酸、黏度微稀，且外观出现分层现象。

图3 糖化时间对产品的影响

2.1.4 接种量对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6（脱脂奶粉4%和蔗糖6%）、α-淀粉酶0.50%、糖化7.0 h 以及发酵9.0 h的情况下，研究不同接种量对产品的影响，结果见图4。

由图4 结果可知，随着乳酸菌接种量的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，其中接种量为1.75%时，感官评分最高，口感有甜味、偏酸、黏度适中，外观呈偏乳白色、无分层。当乳酸菌接种量达到2.00%时，口感偏酸、黏度微稀；当乳酸菌低于1.50%时，口感微酸甜、微黏或偏黏。乳酸菌接种量对米乳的酸甜度、黏度均会产生影响，接种量偏低时，发酵不彻底，酸甜度偏弱，黏度偏黏；接种量过高时，产酸增加，口感偏酸，黏度偏稀。

图4 菌种接种量对产品的影响

2.1.5 发酵时间对产品的影响

在辅料添加比为4 ∶6（脱脂奶粉4%和蔗糖6%）、α-淀粉酶0.50%、糖化7.0 h 以及接种量1.50%的情况下，研究不同发酵时间对产品的影响，结果见图5。

由图5 结果可知，随着发酵时间的增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，其中发酵时间为10.0 h 时，感官评分最高，口感微酸甜、黏度适中，外观呈乳白色、无分层。当发酵时间低于9.5 h 时，口感微酸甜、黏度微黏；当发酵时间高于10.5 h 时，口感偏酸、黏度微稀。发酵时间对米乳的酸甜度、黏度均会产生影响，发酵时间过短，发酵不彻底，酸甜度不够，黏度微黏；发酵时间过长，产酸量增加，口感偏酸且有涩味，黏度微稀。

图5 发酵时间对产品的影响

2.2 正交试验结果与分析

根据单因素试验选取的各因素中最优的3 个水平，进行L18(35)正交试验，以感官评分为指标，进一步确定乳酸菌发酵米乳的最佳配方。正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果

由表3 可知，各因素对乳酸菌发酵米乳品质影响程度的主次顺序为D接种量＞Bα-淀粉酶＞C糖化时间＞A辅料添加比＞E发酵时间，k值分析发现最佳工艺组合为A2B2C2D1E2，即脱脂奶粉与蔗糖比为3 ∶7，α-淀粉酶的添加量为0.50%，糖化时间为8.0 h，乳酸菌接种量为1.50%，发酵时间为10.0 h，该条件下生产的米乳感官评分最高（3.9 分），品质最佳。通过验证试验，结果表明最佳工艺组合A2B2C2D1E2条件下生产的米乳酸甜可口、米香醇厚，质地均匀，外观呈乳白色，且不分层。

3 结论

通过试验发现，乳酸菌发酵米乳的最佳工艺参数为：辅料添加比为3∶7（脱脂奶粉3%和蔗糖7%），糊化30 min，α-淀粉酶0.50%，糖化8.0 h，乳酸菌接种量1.50%，42 ℃发酵10.0 h。在此条件下可得酸甜可口、米香醇厚、质地均匀的米乳。

通过优化乳酸菌发酵米乳的工艺流程，探究其最优参数，不仅可以为米乳的生产提供一定的数据参考，同时也对大米的深加工利用具有重要意义。