玉米波雜飲料穩(wěn)定性研究

祖木拉·艾力，艾乃圖拉·馬合木提，阿特爾古麗·沙布爾江，熱合滿·艾拉*

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052）

玉米波雜飲料穩(wěn)定性研究

祖木拉·艾力，艾乃圖拉·馬合木提，阿特爾古麗·沙布爾江，熱合滿·艾拉*

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊830052）

該試驗(yàn)研究磨漿時(shí)間對(duì)玉米波雜顆粒微觀結(jié)構(gòu)均勻性的影響，并以分層率和離心沉淀率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討不同增稠劑的穩(wěn)定效果，解決玉米波雜儲(chǔ)藏過(guò)程中分層、口感粗糙等問(wèn)題。通過(guò)單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，優(yōu)化復(fù)合增稠劑的配比。結(jié)果表明，最適磨漿時(shí)間為80 s，最佳增稠劑配比為黃原膠0.02%，海藻酸鈉0.02%，卡拉膠0.03%。在（4±1)℃冷藏25 d無(wú)分層，第30天的分層率為0.6%，離心沉淀率為50%，玉米波雜口感細(xì)膩，穩(wěn)定性良好。

玉米波雜；分層；增稠劑；穩(wěn)定性

波雜（博扎）是糊狀、一致性好的傳統(tǒng)發(fā)酵飲料之一，它是由各種谷物（小麥、玉米、小米、大麥、燕麥等）和酵母菌、乳酸菌發(fā)酵的天然混合物[1]。波雜制作和保藏工藝天然傳統(tǒng)，是一種酒精度較低，有CO2殺口感，低糖度，質(zhì)地濃稠的天然發(fā)酵飲料，具有食療保健作用，不僅能幫助消化、安神補(bǔ)腦、提高免疫力、補(bǔ)腎，對(duì)胃病、高血脂、高血壓、冠心病、糖尿病、貧血、失眠等病癥也都有一定的療效[2]。

波雜飲料主要分布于吉爾吉斯坦、阿爾巴尼亞、土耳其等國(guó)家[2-3]及國(guó)內(nèi)新疆克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃菘κ病⒖颂K、塔城、伊犁等多個(gè)游牧地區(qū)。不同地區(qū)釀造波雜工藝及原料有所差異，其中玉米粉和小米粉發(fā)酵波雜味道最好[4]。本試驗(yàn)所使用的原料為玉米，玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效最高，它不僅含有較多的蛋白質(zhì)、碳水化合物和豐富的粗纖維，還含有谷胱甘肽、B族維生素、維生素E、胡蘿卜素、鈣、鎂、鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中所含的谷胱甘肽被稱為“抗癌因子”，具有護(hù)眼明目、抗癌、預(yù)防心腦血管疾病、調(diào)節(jié)血糖等作用[5-8]。

有學(xué)者對(duì)波雜飲料中微生物多樣性及成分分析進(jìn)行了研究，吾爾恩·阿合別爾迪等[9]報(bào)道博扎中有植物乳桿菌（Lactobacterium plantarum）、短乳桿菌（Lactobacillus brevis）、蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）、巴氏醋酸桿菌（Acetobacer pasteurianus）、啤酒酵母（Saccharomy cescerevisiae）等微生物。努爾古麗·熱合曼等[10]報(bào)道伊寧市波雜中有3個(gè)屬，分別是隱球酵母屬（Cryptococcus）、釀酒酵母屬（Scerevisiae）、假絲酵母屬（Candida）等。ZORBA M等[11]通過(guò)研究混合培養(yǎng)波雜得知，釀酒酵母：腸系膜明串珠菌：乳桿菌（1∶1∶1）為最佳發(fā)酵組合，發(fā)酵溫度、時(shí)間為30℃、40 h，在此條件發(fā)酵得出波雜的品質(zhì)最好。YEGIN S等[12]對(duì)土耳其的10種波雜樣品中的生物胺含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，不同波雜樣品中生物胺差異極大，總生物胺含量在25～69 mg/kg。目前有關(guān)波雜貯藏穩(wěn)定性方面的研究較少，本實(shí)驗(yàn)以玉米自然發(fā)酵波雜飲料為樣品，研究膠體磨磨漿時(shí)間對(duì)玉米波雜飲料顆粒微觀結(jié)構(gòu)均勻性的影響，以分層率和離心沉淀率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)優(yōu)化增稠劑的配比，并對(duì)復(fù)合增稠劑對(duì)波雜飲料穩(wěn)定性的影響進(jìn)行研究，旨在解決貯藏過(guò)程中常出現(xiàn)的分層、口感粗糙等問(wèn)題，為進(jìn)提高波雜飲料品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米粉（伊利10號(hào)）、酵母粉：市售丹寶利高性干酵母；小麥胚芽粉（酶制劑）：新源縣家庭自制。

黃原膠：上海源葉生物科技有限公司、羧甲基纖維素鈉(carboxymethyl cellulose-Na，CMC-Na)：西安裕華生物科技有限公司、海藻酸鈉：夏新化工有限公司、卡拉膠：鄭州厲瑞達(dá)化工產(chǎn)品有限公司、瓜豆膠：西安裕華生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AN133號(hào)電子天平：上海明橋精密儀器有限公司；DL-1電子萬(wàn)用爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；HH-S數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋：金壇市醫(yī)療儀器廠；DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；EYELA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海青浦瀘西儀器廠；ELD酒精計(jì)：冀州市耀華器械儀表廠；JM-100立式膠體磨：溫嶺市蘇林機(jī)電有限公祠；GL-20C高速冷凍離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 樣品預(yù)處理

玉米波雜飲料用20目的篩子過(guò)篩后用膠體磨磨漿，磨漿時(shí)間分別為0、20 s、40 s、60 s、80 s、100 s，用電子顯微鏡觀察波雜顆粒微觀結(jié)構(gòu)，確定最適磨漿時(shí)間。

1.3.3 增稠劑溶液的制備

在分析天平中準(zhǔn)確稱取增稠劑1 g，放入燒杯中，加入100 mL去離子水，用電動(dòng)攪拌器攪拌，且保持溶解溫度始終為80℃，一直到膠體完全溶解[13]。

1.3.3 分析檢測(cè)

（1）分層率的測(cè)定[14]

出庫(kù)的樣品靜置10 min后測(cè)樣品高度和上清液高度，按如下公式計(jì)算分層率：

式中：h為上清液高度，cm；H為樣品高度，cm。

（2）離心沉淀率的測(cè)定[15]

以離心管取樣品10 mL，并稱樣品質(zhì)量W0后，放入離心機(jī)，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心20 min，取出離心管，靜置10 min后，除去上清液，測(cè)殘余物的質(zhì)量W。按如下公式計(jì)算離心沉淀率：

式中：W樣品溶液離心后沉淀物的質(zhì)量，g；W0為樣品溶液離心前的質(zhì)量，g。

1.3.4 增稠劑配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為確定最適的增稠劑種類及最佳添加量，進(jìn)行了單因素試驗(yàn)。研究5種增稠劑增稠效果及最佳添加量，增稠劑分別為黃原膠、CMC-Na、海藻酸鈉、卡拉膠、瓜兒豆膠，其中每種增稠劑添加量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，無(wú)添加增稠劑的波雜作為對(duì)照，每5天測(cè)定樣品的分層率和離心沉淀率，并重復(fù)3次，取平均值。

1.3.5 增稠劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以A黃原膠、B海藻酸鈉、C卡拉膠添加量作為影響因素，以分層率和離心沉淀率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 增稠劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for thickener formula optimization

2 結(jié)果與分析

2.1 磨漿時(shí)間的確定

圖1 無(wú)磨漿（A）、磨漿20 s（B）、40 s（C）、60 s（D）、80 s（E）和100 s（F）樣品的顆粒微觀圖Fig.1 Particle microgram of sample without grinding(A)and with grinding 20 s(B),40 s(C),60 s(D),80 s(E)and 100 s(F)

由圖1可知，磨漿時(shí)間對(duì)波雜顆粒微觀結(jié)構(gòu)有較大的影響，隨著磨漿時(shí)間的延長(zhǎng)波雜顆粒粒徑變小、均勻性越好，口感細(xì)膩。磨漿時(shí)間達(dá)到80 s時(shí)，波雜顆粒粒徑最小并均勻，口感細(xì)膩，磨漿時(shí)間超過(guò)80 s時(shí)，波雜顆粒的粒徑和口感沒(méi)有明顯變化，因此波雜最適磨漿時(shí)間確定為80 s。

2.2 單一增稠劑對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

2.2.1 黃原膠添加量對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

圖2 黃原膠添加量對(duì)波雜分層率（A）及離心沉淀率（B）的影響Fig.2 Effect of xanthan gum addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由圖2A可知，黃原膠添加量對(duì)波雜分層率的影響較大，黃原膠添加量為0.02%～0.03%時(shí)，波雜冷藏第20天開(kāi)始分層，分層率較小，黃原膠添加量為0.01%時(shí)冷藏第10天開(kāi)始分層并分層率較高，這可能是與增稠劑的濃度過(guò)低，增稠效果達(dá)不到最佳水平，而添加量為0.04%～0.05%時(shí)波雜第10天開(kāi)始分層，分層率大。由圖2B可知，黃原膠添加量對(duì)波雜離心沉淀率有一定的影響，隨著黃原膠添加量的增加，波雜離心沉淀率呈現(xiàn)先減少后增加趨勢(shì)，黃原膠添加量為0.05%時(shí)離心沉淀率達(dá)到最大值，在添加量為0.01%～0.02%時(shí)，波雜的離心沉淀率最小，而黃原膠添加量對(duì)波雜冷藏期間的離心分層率影響不太明顯。綜合考慮，最終黃原膠最佳添加量為0.02%。

2.2.2 CMC-Na添加量對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

由圖3A可知，CMC-Na添加量對(duì)波雜分層率的影響較大，CMC-Na添加量為0.02%時(shí)波雜第15天開(kāi)始分層，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)分層率緩慢上升，分層率小，CMC-Na添加量為0.04%～0.05%時(shí)波雜冷藏第5天開(kāi)始分層，分層率較大。由圖3B可知，隨著CMC-Na添加量的增加及冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，波雜的離心沉淀率呈現(xiàn)先減少后增大的趨勢(shì)，但這種趨勢(shì)不明顯，CMC-Na添加量為0.04%～0.05%時(shí)冷藏的波雜離心沉淀率達(dá)到最大值，在添加量為0.01%～0.03%時(shí)，波雜的離心沉淀率較小，而隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)也無(wú)顯著變化。綜合考慮，最終CMC-Na最佳添加量為0.02%。

圖3 CMC-Na添加量對(duì)分層率（A）及離心沉淀率（B）的影響Fig.3 Effects of CMC-Na addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

2.2.3 海藻酸鈉添加量對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

圖4 海藻酸鈉添加量對(duì)分層率（A）及離心沉淀率（B）的影響Fig.4 Effect of sodium alginate addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由圖4A可知，海藻酸鈉添加量對(duì)波雜分層率的影響較大，隨著添加量的增加，分層率的變化有所不同，海藻酸鈉添加量為0.02%時(shí)波雜第20天開(kāi)始分層，分層率最小，添加量分別為0.01%、0.04%、0.05%時(shí)波雜第10天開(kāi)始分層，分層率較大。由圖4B可知，隨著海藻酸鈉添加量的增加及冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，離心沉淀率呈現(xiàn)先減少后增大的趨勢(shì)，海藻酸鈉添加量為0.02%時(shí)波雜的離心沉淀率最小，在添加量為0.04%～0.05%時(shí)離心沉淀率最大，而隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)離心沉淀率無(wú)顯著變化。綜合考慮，最終海藻酸鈉最佳添加量為0.02%。

2.2.4 卡拉膠添加量對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

圖5 卡拉膠添加量對(duì)分層率（A）及離心沉淀率（B）的影響Fig.5 Effect of carrageenan addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由圖5A可知，卡拉膠添加量對(duì)波雜分層率的影響較大，卡拉膠添加量為0.02%～0.03%時(shí)，波雜冷藏第15天開(kāi)始分層，分層率較小，添加量0.04%～0.05%時(shí)第10天開(kāi)始分層，分層率較大。由圖5B可知，隨著卡拉膠添加量的增加及時(shí)間的延長(zhǎng)，波雜的離心沉淀率呈先減少后增大的趨勢(shì)，卡拉膠添加量為0.01%、0.04%、0.05%時(shí)離心沉淀率較大，添加量為0.02%～0.03%時(shí)，離心沉淀率較小，而隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)無(wú)顯著變化。綜合考慮，最終卡拉膠最佳添加量為0.02%。

2.2.5 瓜爾豆膠添加量對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響

由圖6A可知，卡拉膠添加量對(duì)波雜分層率的影響較大，瓜爾豆膠添加量為0.03%時(shí)波雜冷藏第15天開(kāi)始分層，并分層率小，添加量為0.01%、0.02%、0.04%、0.05%時(shí)波雜第10天開(kāi)始分層，并分層率較大。由圖6B可知，隨著瓜爾豆膠添加量的增加及冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，波雜離心沉淀率呈現(xiàn)先減少后增大的趨勢(shì)，在添加量為0.04%～0.05%時(shí)離心沉淀率較大，在添加量為0.02%～0.03%時(shí)，波雜的離心沉淀率最小，而隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，離心沉淀率無(wú)顯著變化。綜合考慮，最終卡拉膠最佳添加量為0.03%。

圖6 瓜爾豆膠添加量對(duì)分層率（A）及離心沉淀率（B）的影響Fig.6 Effects of guar gum addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

2.3 增稠劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取（A）黃原膠、（B）海藻酸鈉、（C）卡拉膠添加量3個(gè)影響因素，應(yīng)用L9（33）正交設(shè)計(jì)進(jìn)行正交試驗(yàn)，以分層率及離心沉淀率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，3次重復(fù)，取平均值，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見(jiàn)表2。

表2 增稠劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for thickener formula optimization

由表2可知，從分層率方面考慮因素作用主次順序?yàn)锳＞B＞C，增稠劑最優(yōu)組合為A2B2C1，即黃原膠添加量為0.02%，海藻酸鈉添加量為0.02%，卡拉膠添加量為0.01%。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，分層率為0.7%，離心沉淀率為52%。從離心沉淀率方面考慮因素作用主次順序?yàn)锽＞C＞A，增稠劑最優(yōu)組合為A2B2C3，即黃原膠添加量為0.02%，海藻酸鈉添加量為0.02%，卡拉膠添加量為0.03%。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，分層率為0.6%，離心沉淀率為52%。因此，選擇最優(yōu)增稠劑組合為A2B2C3，即黃原膠添加量為0.02%，海藻酸鈉添加量為0.02%，卡拉膠添加量為0.03%。在（4±1）℃條件下波雜冷藏25 d無(wú)分層，無(wú)明顯品質(zhì)變化；第30天的分層率為0.6%，離心沉淀率為50%。

3 結(jié)論

本研究以玉米波雜為原料，探討波雜膠體磨磨漿時(shí)間對(duì)顆粒微觀結(jié)果的影響，以及增稠劑種類及濃度對(duì)波雜穩(wěn)定性的影響，最終選出3種增稠效果最好的增稠劑（黃原膠，海藻酸鈉，卡拉膠），確定3種增稠劑的最佳配比為黃原膠0.02%，海藻酸鈉0.02%，卡拉膠0.03%時(shí)在（4±1）℃冷藏25 d無(wú)分層，口感細(xì)膩，品質(zhì)無(wú)明顯變化，第30天的分層率為0.6%，離心沉淀率為50%。通過(guò)多次試驗(yàn)，證明該研究結(jié)果是可靠的，并此研究結(jié)果對(duì)今后波雜在貯藏品質(zhì)提升方面提供有益參數(shù)。

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Research on the stability of corn boza beverage

ZUMULA Aili,AINAITULA Mahemuti,ATEERGULI Shabuerjiang,REHEMAN Aila*
(College of Food Sciences and Pharmacy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

The effect of grinding time on the uniformity of the microstructure of corn boza was researched.Using the stratification rate and centrifugal precipitationrateastheevaluationindexes,thethickeningeffectofdifferentthickenerswasdiscussedtosolvetheproblemofstratification,roughtaste,etc incornbozastorage.Theratio ofcompound thickenerswasoptimized bysingle factor and orthogonalexperiments.The resultsshowed thatthe optimum grindingtimewas80s,theoptimumratioofcompoundthickenerwasxanthangum0.02%,sodiumalginate0.02%andcarrageenan0.03%.Thecornboza hadnostratificationatthe(4±1)℃refrigeratedstoragefor25d.Thestratificationofcornbozaratewas0.6%onthe30thday,thecentrifugalsedimentation ratewas50%.Thecornbozahadsmoothtasteandgoodstability.

corn boza;stratification;thickener;stability

TS261.2

0254-5071（2017）02-0140-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.02.031

2016-11-18

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAD29B00）

祖木拉·艾力（1992-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

*通訊作者：熱合滿·艾拉（1961-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称芳庸ぜ夹g(shù)。