玉米甜酒的發酵特征與米酒酸奶生產工藝優化

王涵欣，喬發東，*，劉孟健，荊孝永

（1.河南工業大學生物工程學院，河南鄭州450001；2.鄭州防空兵學院，河南鄭州450052）

玉米甜酒的發酵特征與米酒酸奶生產工藝優化

王涵欣1，喬發東1，*，劉孟健1，荊孝永2

（1.河南工業大學生物工程學院，河南鄭州450001；2.鄭州防空兵學院，河南鄭州450052）

用優化的甜酒曲發酵工藝參數對玉米糝進行發酵，發酵產物具有米酒風味特征，總酸度（49°T）和還原糖含量（50.88%）低于糯米發酵產物。用玉米糝和糯米（4∶6或6∶4）混合原料制備的發酵產物，其風味特征、酸度（70°T～72°T）和還原糖含量（56.61%～63.33%）與糯米發酵產物相似。乳酸菌在米酒發酵過程中沒有顯著的發酵產酸活性，而甜酒曲在酸奶發酵過程中有發酵活性。制備米酒風味酸奶簡單可行的工藝是將玉米甜酒汁液添加到酸奶生產原料中，用正交試驗設計法獲得的最佳生產工藝條件為：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培養溫度42℃，培養時間為5h。

玉米甜酒；風味；酸奶；工藝優化

米酒是我國的傳統食品，制作歷史悠久，營養豐富、酒香濃郁、口感醇厚、增食欲、助消化，深受廣大消費者推崇和喜愛[1-2]。米酒的生產原料一般以糯米為主，也常應用普通大米制備米酒。在我國南部地區仍有食用米酒的習慣。玉米是我國北部地區的主要糧食作物，被公認為“黃金作物”。資源豐富、價格低廉，富含營養保健成分[3-4]，曾是人們食物結構中的主要成分。隨著人民生活水平的提高，玉米在膳食結構中所占的比例日趨減少，人們逐漸失去從玉米中攝取營養保健成分的機會。應用甜酒曲發酵玉米糝[5]，制備具有米酒風味的工業化食品，對改進玉米的食用品質，提高營養保健成分的攝取量具有重要意義。

酸奶隨著我國人民生活水平的提高而迅速達到普及，其特殊的口感和營養保健特性，已經成為老少皆宜的食品[6]。將甜酒曲的發酵特性及米酒的風味保健特征引入到酸奶生產中，對于改進和豐富酸奶的營養和風味特征，滿足消費者日益提高的消費需求具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料

糯米、玉米糝、鮮牛奶均為市售；乳酸菌：市售酸奶中分離；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；等。

1.1.2 試劑

硫酸銅、次甲基藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、濃鹽酸、酚酞等均為分析純。

1.1.3 主要器具

DNP-9082電熱恒溫培養箱、DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；PHS-3C精密酸度計：上海大普儀器有限公司；LDZX-50FAS立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；MVS-1旋渦混合器：北京金北德工貿有限公司；VD-650-U潔凈工作臺：蘇州安泰空氣技術有限公司；實驗室常規玻璃儀器、蒸煮設備等。

1.2 方法

1.2.1 工藝過程及操作要點

1.2.1.1 米酒制作工藝與操作

糯米（玉米）→浸泡→沖淋→蒸熟→冷卻→混合→拌酒曲→搭窩→發酵→成品

將糯米、玉米糝分別浸泡4 h后瀝水，汽蒸30min，用涼開水沖淋至室溫，接入甜酒曲，拌勻、搭窩，恒溫培養（28℃，36 h～48 h），風味濃厚時，停止培養。

1.2.1.2 酸奶制備工藝與操作

原料乳→預處理→殺菌→冷卻→添加發酵劑→恒溫培養→冷卻貯藏

將鮮牛乳預熱至95℃，加入白砂糖溶解均勻，采用煮沸法殺菌（100℃，5min～10min），水浴冷卻至45℃左右，接種乳酸菌發酵劑（1%～3%），攪拌均勻、灌裝密封，恒溫培養（41℃～43℃，4 h），凝乳后，在4℃后熟12 h～24 h。

1.2.2 內容

1.2.2.1 甜酒曲發酵工藝條件的優化

以糯米為發酵原料，分別以酒曲添加量、發酵溫度和發酵時間為試驗因素，采用L9（34）正交試驗設計法，設計甜酒曲發酵工藝試驗，確立適宜的發酵工藝參數。

1.2.2.2 甜酒曲發酵玉米的性能研究

將玉米糝（1mm～2mm顆粒）和糯米分別以10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10的配合比例，按照米酒生產工藝進行發酵試驗，通過測定發酵產物的總酸度、還原糖含量，結合感官評價結果，確立玉米甜酒的發酵工藝。

1.2.2.3 甜酒曲與乳酸菌共培養的效果

將玉米糝和糯米分別以10∶0、8∶2、6∶4、4∶6、2∶8和0∶10的比例配合，按照米酒生產工藝進行發酵試驗。甜酒曲和乳酸菌發酵劑分別采用同步接種和分步接種（米酒發酵24 h后接種乳酸菌發酵劑）法，觀察乳酸菌在米酒發酵過程中的作用；此外，也將米酒發酵過程與酸奶發酵過程融合，觀察甜酒曲在酸奶發酵過程中的作用。

1.2.2.4 米酒風味酸奶生產工藝優化：以米酒汁、蔗糖、培養溫度和培養時間為試驗因素，采用L9（34）正交試驗設計法，設計米酒風味酸奶生產工藝試驗，結合綜合感官評定結果，確立適宜的生產工藝參數。

1.2.3 檢測項目與方法

1.2.3.1 感官評定

選擇10名具有鑒評經驗的專業人員，分別對米酒及米酒風味酸奶進行感官評定。每類產品綜合評分滿分為100分，取平均值為最終結果。

米酒的感官評定：根據黃酒國家標準[7-8]，參考相關米酒評定方法及米酒評定標準的文獻報道進行[9-10]。評定標準見表1。

表1 米酒感官評定標準Table1 Sensory evaluation standard of rice wine

米酒酸奶感官評定：根據發酵乳國家標準[11-13]，結合文獻報道風味酸奶的評定辦法[14-15]，確定米酒風味酸奶的感官評定標準，評定標準見表2。

表2 米酒酸奶感官評定標準Table2 Sensory evaluation standard of rice wine yogurt

1.2.3.2 總酸度測定

采用酸堿滴定法[11]。

1.2.3.3 還原糖含量測定

采用菲林試劑熱滴定法（GB/T 13662-2008）[7]。

2 結果與分析

2.1 甜酒曲發酵工藝條件的優化

以糯米為發酵原料，按照L9（34）的正交試驗設計表，分別以甜酒曲接種量（A）、培養溫度（B）和培養時間（C）為試驗因素，進行米酒發酵工藝參數設計。各個試驗因素的3個水平值設置及發酸產物的感官評分見表3。

表3 甜酒曲發酵工藝條件正交試驗結果及分析Table3 Orthogonal experiment results and analysis of Rhizopus sp.fermenting technological conditions

由表3正交試驗結果分析可知，影響甜酒曲發酵性能因素的主次順序為：甜酒曲接種量、培養時間和培養溫度；最佳工藝組合為：酒曲接種量0.4%，培養溫度28℃，培養時間為48 h。

2.2 甜酒曲發酵玉米的性能

分別將蒸熟的玉米糝、糯米按照試驗設計的原料配合比例進行混合，接種0.4%的甜酒曲，然后分裝到發酵容器中進行恒溫培養（28℃，48 h）。發酵產物的總酸度和還原糖測定結果見表4。

表4 甜酒曲發酵玉米的性能Table4 Properties of fermented corn with Angel Rhizopus sp.

表4的試驗結果表明，按照米酒生產工藝，玉米糝能夠在甜酒曲的作用下，制備成玉米甜酒。感官分析表明，玉米甜酒具有糯米酒（對照樣品）發酵風味。不同原料配比組的發酵產物之間，發酵風味的感官評價差異不顯著（P＞0.05），均表現出米酒的特征性發酵風味。因此，用玉米替代、或部分替代糯米制備米酒是可行的，既可以降低生產米酒的成本，也可提高玉米的附加值。

發酵產物總酸度和還原糖測定結果表明，玉米和糯米發酵產物之間差異顯著（P＜0.05）。在原料配比中，隨著糯米比例的增加，發酵產物中總酸度和還原糖的測定值呈明顯增加趨勢。這一現象說明，玉米糝特殊的質構特性，如質地較堅硬，影響了甜酒曲中微生物對所含營養成分的有效利用。從另一角度分析，試驗使用的玉米糝是將玉米進行粉碎、去掉種皮和面粉后篩分出的1mm～2mm小顆粒，習慣上稱為玉米糝，由于一部分淀粉隨面粉被分離出去，可能會影響甜酒曲的發酵結果。此外，傳統甜酒曲的微生物菌種是在以糯米為基質的環境下生存，玉米與糯米中直鏈與支鏈淀粉分量的差異也是影響甜酒曲發酵性能的原因之一。因此，在相同的培養條件下，以玉米糝為原料的發酵物，其總酸度（49°T）和還原糖含量（50.88%）均低于糯米的發酵產物（75°T和69.97%），而且發酵產物的酸味和甜味均低于糯米發酵產物。

總之，原料配合比例影響發酵產物的感官品質。純玉米的發酵產物具有米酒的風味特征。玉米與糯米混合物（6∶4～4∶6）與糯米發酵產物的風味特征相似，即可用玉米糝替代40%～60%的糯米進行玉米甜酒的生產，降低生產成本，提高經濟效益。

2.3 甜酒曲與乳酸菌共培養的效果

2.3.1 乳酸菌在米酒發酵過程中的作用

分別將蒸熟的玉米糝、糯米按照試驗設計的原料配合比例進行混合，甜酒曲的接種量為0.4%。乳酸菌發酵劑（2%）分別與甜酒曲按照同步接種和分步接種（培養24 h后接種）方式進行。恒溫培養條件為28℃，48 h，觀察乳酸菌對米酒發酵過程的影響。發酵產物的總酸度和還原糖測定結果見表5。

表5 乳酸菌在米酒發酵過程中的作用Table5 The effect of lactic acid bacteria in the fermentation of rice wine

從表5看出，每個試驗組合的總酸度和還原糖含量不受乳酸菌接種方式的影響（P＞0.05），與表1的實驗結果比較，也無顯著差異。初步判定在米酒發酵過程中，乳酸菌不是優勢菌種，不能有效利用米酒發酵過程中產生的還原糖而促進產酸。此外，還原糖的含量無明顯減少，也證實這一結論。

2.3.2 甜酒曲在酸奶發酵過程中的作用

鑒于乳酸菌在米酒發酵過程中的作用不顯著，進一步驗證甜酒曲與乳酸菌共培養的效果，將米酒發酵與酸奶過程融合，觀察甜酒曲在酸奶發酵過程中的作用。

將接種0.4%甜酒曲的糯米和接種2%乳酸菌發酵劑的牛乳分別按1∶3、1∶1和3∶1的比例，分別采用同步混合和分步混合（米酒發酵24 h后混合）法，培養條件為28℃，48 h。對發酵產物進行總酸度測定及感官評定，檢驗甜酒曲在酸奶發酵過程中的作用。結果見表6。

表6 米酒酸奶共培養結果Table6 Co-cultivating result of rice wine yogurt

表6的實驗結果表明，米酒和酸奶共培養時，原料配合方式顯著影響產品的風味和口感。糯米酸奶（1∶1）同步混合的培養物盡管總酸度達到141°T，感官風味品質仍較好，酸奶和酒香風味明顯。鮮奶比例高的試驗組合，不能有效表現出酒香風味，而鮮奶比例低的試驗給合，雖然酒香風味顯著，但是也表現出米酒的苦澀味。同步混合原料的試驗結果好于分步混合，主要原因是甜酒曲生長24 h后，積累有一定數量的代謝產物，再與含乳酸菌乳混合培養至48 h，乳酸發酵的實際時間只有24 h，因此，發酵產物的總酸度低于同步混合組。分步混合組表現出的刺鼻辛喇味，可能與培養中間階段原料混合時菌種的污染，以及甜酒曲發酵占優勢而導致酒精過度發酵或乳酸菌異型發酵有關。此外，甜酒曲的發酵過程有氣體生成，導致酸奶發生脹包現象。總之，從實驗現象與結果判定，甜酒曲能夠在酸奶發酵過程中進行生長繁殖，產生代謝產物。

2.4 米酒酸奶生產工藝條件的優化

根據甜酒曲在酸發酵過程中的表現，在工業化規模生產條件下，難以實現米酒酸奶風味質量的穩定控制。因此，單獨進行米酒發酵過程，然后將發酵成熟米酒汁液用于米酒風味酸奶的生產過程中，是簡單可行的措施。本試驗將發酵成熟的玉米甜酒以（1∶1）的比例加水，加熱至95℃，保持5min，然后冷卻至45℃，過濾出米酒汁液。按照L9（34）的正交試驗設計表，分別以米酒汁液添加量（A）、蔗糖添加量（B）、培養溫度（C）和培養時間（D）為試驗因素，進行米酒風味酸奶發酵工藝參數設計。試驗因素的水平值設置及發酵產品的感官分析評分結果見表7。

表7 米酒酸奶生產工藝條件優化試驗結果Table7 Results of optimized productive technology of rice wine yogurt

由表7正交試驗結果分析可知，影響米酒風味酸奶生產因素的主次順序為：培養時間、米酒汁添加量、加糖量以及培養溫度；最佳工藝組合為：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培養溫度42℃，培養時間為5 h。

3 結論

用市售甜酒曲發酵糯米的適宜條件為：接種量0.4%，培養溫度28℃，培養時間為48 h，制備出的米酒酸度為75°T，還原糖含量為69.97%。

甜酒曲能夠發酵熟化的玉米糝，發酵產物的酸度（49°T）和還原糖含量（50.88%）低于糯米發酵產物。在熟化玉米糝中增加糯米含量，發酵產物的風味特征逐漸接近糯米發酵產物。用玉米糝替代40%～60%的糯米進行玉米甜酒的生產，發酵產物的風味特征、酸度（70°T～72°T）和還原糖含量（56.61%～63.33%）與糯米發酵產物相似。

采用同步和分步接種法，證明乳酸菌在米酒發酵過程中沒有顯著地利用還原糖促進發酵產酸作用。而甜酒曲與含乳酸菌鮮奶（1∶1）同步混合，進行酸奶發酵過程，證明甜酒曲在酸奶發酵過程中表現出發酵活性，由于酒精發酵、產氣等現象難以穩定控制發酵產物的風味特征，同步混合發酵不適宜應用于工業化生產中。單獨進行米酒發酵，提取出米酒汁液用于凝固型米酒風味酸奶生產，是簡單可行的工藝措施。最佳生產工藝條件為：米酒汁添加量15%，蔗糖添加量5%，培養溫度42℃，培養時間為5 h。

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Fermenting Properties of Corn Liqueur and Optimized Technology of Yogurt with Rice Wine Flavor

WANG Han-xin1，QIAO Fa-dong1，*，LIU Meng-jian1，JING Xiao-yong2
（1.Bio-engineering College，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，Henan，China；2.Zhengzhou Institute of Air Defense Forces，Zhengzhou 450001，Henan，China）

Corn grits were fermented by the optimized fermenting craft parameter of Angel Rhizopus sp.，the fermented product was marked by rice wine flavor.The total acidity（49°T）and reducing sugar content（50.88%）of corn liqueur were lower than those of the product fermented by glutinous rice.The flavor，acidity（70°T～72°T）and reducing sugar（56.61%～63.33%）of the fermentation mixed by corn and glutinous rice（4∶6 or6∶4）was similar to those fermented by pure glutinous rice.The lactic acid bacteria in the process of fermentation of rice wine did not show significant acid activity but Angel Rhizopus sp.did in the yogurt fermentation.The optimum process condition of corn liqueur yogurt was determined through orthogonal design:corn liqueur 15%，sucrose content5%，fermenting at 42℃，incubating for5h.

corn liqueur；flavor；yogurt；optimized technology

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.16.018

2013-05-09

河南省教育廳科技攻關項目（13B550943）

王涵欣（1987—），女（漢），碩士研究生，研究方向：發酵工程。

*通信作者：喬發東，教授。