響應面法優化萌發藜麥芽乳發酵工藝

陳樹俊，石 玥，胡 潔，徐曉霞，李 樂，張君梅，李佳益，王翠蓮

響應面法優化萌發藜麥芽乳發酵工藝

陳樹俊，石 玥，胡 潔，徐曉霞，李 樂，張君梅，李佳益，王翠蓮

（山西大學生命科學學院，山西 太原 030006）

以萌發藜麥芽為原料，研究發酵條件對藜麥芽發酵乳酸度和活菌數的影響。選用植物乳桿菌和干酪乳桿菌2 種混合菌進行發酵，通過單因素試驗、響應面優化試驗探究菌種比例、接種量和發酵時間對發酵的影響。結果表明，萌發藜麥芽乳混合菌發酵最佳工藝條件為植物乳桿菌和干酪乳桿菌比例2.5∶1、接種量3%、發酵時間10.3 h，得到的萌發藜麥芽發酵乳酸度為85.32 °T，活菌數為9.21（lg（CFU/mL）），與預測值吻合，表明萌發藜麥芽的勻漿發酵培養基適合乳酸菌生長。

藜麥芽乳；發酵工藝；酸度；活菌數；響應面法

藜麥（Chenopodium quinoa），又稱南美藜、藜谷、奎奴亞藜等，原產于南美洲安第斯山區，歸屬藜科草本植物，已有5 000多年種植歷史[1]。藜麥作為一種“類全谷物”被譽為“健康食品”[2]，有預防肥胖、心血管疾病、糖尿病和癌癥等功效[3]。與其他谷物相比，藜麥蛋白含量較高，幾乎含有全部天然氨基酸，尤其是一般谷物中缺乏的賴氨酸和嬰兒必需的組氨酸，與聯合國糧食與農業組織推薦的理想蛋白相接近，并且比例平衡有益于吸收[4-6]；富含鈣、鐵、鋅、銅、鎂、鉀、硒等礦物質[7-8]；藜麥中不飽和脂肪酸的比例達83%，藜麥中的抗氧化活性物質如VE等同時維持了這些不飽和脂肪酸的穩定性[9-10]。藜麥中酚類物質等功能成分遠高于其他谷物[11-12]，具有良好開發利用前景。藜麥種子極易萌發，其營養成分也會隨之改變。苗靈香[13]研究發現淀粉和脂肪在藜麥萌發過程中含量下降，蛋白質和可溶性糖含量隨著萌發時間的延長在合成和消耗的雙重作用下不斷變化，總體呈上升趨勢，同時藜麥中活性物質黃酮、多酚隨著萌發含量增加，與Pasko等[14]研究結果一致。

谷類食物自古以來就是中國傳統膳食主體，隨著人們生活水平提高，營養健康意識增強，谷物飲料已成為飲料行業發展的新機遇[15]。通過現代加工工藝制成的益生菌發酵谷物飲料，既保存了谷物原有營養價值，又具有益生菌發酵制品的保健作用，風味良好，口感獨特，對人體有明顯的營養保健作用，如改善腸道內菌群[16]、預防腸道疾病[17]、降低膽固醇水平等[18]，并且經過發酵后，營養成分更容易被人體消化吸收[19]。藜麥目前在食品中的應用主要有早餐粥、藜麥粉、甜點等形式[20]，但對藜麥及藜麥芽的發酵工藝研究鮮見報道。藜麥芽乳經過發酵，其中的營養成分如蛋白質、淀粉等大分子物質部分被分解為小分子，可以增加游離氨基酸消化率，同時提高淀粉消化率，有助于調節人體血糖變化。除此之外，在發酵過程中藜麥芽乳的活性物質成分得到釋放和利用，如多酚含量的增加，可以使抗氧化能力得到一定程度的提高。本實驗旨在探索萌發藜麥芽乳最佳發酵工藝，為藜麥食品研發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藜麥 山西稼祺農業科技有限公司；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、干酪乳桿菌（L. casei）、瑞士乳桿菌（L. helveticus） 中國菌種保藏中心；MRS瓊脂 北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

SCIENTZ-10N冷凍干燥機 寧波新芝生物科技股份有限公司；JYL-c010料理機 九陽股份有限公司；XL-600B多功能粉碎機 小寶電器有限公司；SC-3610低速離心機 安徽中科中佳儀器有限公司；HRHS24電熱恒溫水浴鍋 青島海爾醫用低溫科技有限公司；YXQ-LS-75SII全自動高壓滅菌鍋 上海博訊實業有限公司醫療設備廠；HPS-250生化培養箱 哈爾濱市東明醫療儀器廠；FE20實驗室pH計 上海梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 藜麥芽乳制作的工藝流程

藜麥種子→過60 目篩、挑選→浸泡→萌發→收芽→清洗→冷凍干燥→粉碎→磨漿→糊化→滅菌→冷卻→接種→保溫發酵→成品→檢驗

1.3.2 工藝操作要點

藜麥種子：要求新鮮、飽滿。

過篩、挑選：將新鮮、飽滿的藜麥種子過60 目篩，同時經細致挑選去除雜質。

萌發、收芽：在白磁盤內鋪兩層濾紙，蒸餾水浸濕，藜麥均勻平鋪在濾紙上，放入30 ℃恒溫恒濕培養箱中培養，使其萌發，24 h后收集藜麥芽。

冷凍干燥、粉碎：將清洗后的藜麥芽預凍24 h，放入真空冷凍干燥機中凍干至水分含量不大于6%，24 h后取出并粉碎低溫保藏。

磨漿：用藜麥芽粉與60 ℃蒸餾水以1∶6（g/mL）比例混合，磨漿1.5 min。以蛋白提取率為指標得到最佳磨漿工藝，在此磨漿條件下制得的藜麥芽乳蛋白含量高達2.056 g/100 mL。

糊化：將經過磨漿的藜麥芽乳置于80 ℃水浴鍋中糊化50 min。經過糊化工藝，藜麥芽乳中還原糖含量提高至3.345 g/100 mL。

滅菌、冷卻：將經過糊化的藜麥芽乳，121 ℃高壓滅菌20 min，待冷卻。

接種：將植物乳桿菌和干酪乳桿菌按體積比2∶1，以3%的接種量接種。

保溫發酵：在37 ℃恒溫恒濕培養箱中進行發酵培養，培養時間10 h。

1.3.3 指標測定

1.3.3.1 pH值的測定

采用實驗室精密pH計測定。

1.3.3.2 酸度的測定

參照GB 5413.34—2010《乳和乳制品酸度的測定》。

1.3.3.3 活菌數的測定

將發酵菌株接種到谷物原料中，發酵到一定時間取0.5 mL菌懸液用4.5 mL滅菌生理鹽水稀釋至適當倍數后，采用MRS固體培養基，37 ℃需氧培養48 h，計算其活菌數。

1.3.4 單因素試驗

以活菌數和酸度為指標，考察菌種比例（植物乳桿菌和干酪乳桿菌體積比1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1）、接種量（1%、2%、3%、4%、5%）和發酵時間（8、9、10、11、12 h）3 個因素對發酵效果的影響。采用控制變量法，其中發酵的初始條件為菌種比例2∶1、接種量3%、發酵時間10 h。

1.3.5 響應面優化試驗

基于單因素試驗結果，依據Box-Behnken試驗設計原理，考察因素之間的交互作用并得到最佳發酵工藝條件。以活菌數和酸度為響應值，設計三因素三水平的試驗見表1。

表1 響應面試驗因素及水平Table 1 Codes and levels of independent variables used for response surface analysis

1.4 數據處理

每組實驗重復3 次，數據均以平均值表示。實驗圖表采用Origin 6.0繪制，響應面試驗設計與分析采用Design-Expert 8.0軟件。

2 結果與分析

2.1 菌種選擇

圖1 不同菌種對酸度的影響Fig. 1 Effect of different tarter cultures on acidity

由圖1可知，單一菌種發酵的產酸能力排序為植物乳桿菌＞干酪乳桿菌＞瑞士乳桿菌，從產酸能力上來看，瑞士乳桿菌與其他兩菌種相比明顯不占優勢，考慮放棄使用。將植物乳桿菌與干酪乳桿菌按2∶1比例混合接種，產酸能力得到提高，且使得發酵到12 h酸度低于植物乳桿菌單獨發酵酸度，酸度達到適宜范圍。適宜的酸度不僅有利于提升口感，還可以有效地提高乳酸菌活菌數，提升益生功能。

圖2 不同菌種對活菌數的影響Fig. 2 Effect of different starter cultures on viable count

由圖2可知，單一植物乳桿菌發酵產品活菌數比干酪乳桿菌高，混合菌發酵產品活菌數略大于單菌發酵活菌數，生長情況良好，說明植物乳桿菌和干酪乳桿菌具有協同作用，可以促進彼此生長[21]，且產生酸度適宜。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 菌種比例對發酵的影響

圖3 菌種比例對活菌數的影響Fig. 3 Effect of starter culture composition on viable count

從圖3不同比例混合菌發酵情況來看，隨著干酪乳桿菌含量增多，活菌數對數值明顯減少，當植物乳桿菌與干酪乳桿菌比例為2∶1和3∶1時，活菌數達到最高，與其他比例有極顯著差異（P＜0.01），且2∶1與3∶1之間無顯著差異（P＞0.05）。隨干酪乳桿菌比例增加，體系產酸能力降低，影響活菌生長速率從而使活菌數較低。隨植物乳桿菌比例增加，酸度上升較快，在適宜酸度下活菌生長速率提升，活菌數上升。而酸度過高活菌數受到抑制，出現逐漸平緩甚至下降的趨勢。

圖4 菌種比例對酸度的影響Fig. 4 Effect of starter culture composition on acidity

混合菌不僅可以提高活菌數，對于產品的酸度風味等方面也有不同影響[22-23]。隨著干酪乳桿菌比例增多，發酵培養基酸度呈現降低趨勢。在菌種比例為2∶1時，發酵培養基酸度可達到79 °T，與3∶1達到的酸度已無顯著差異（P＞0.05），同時發酵培養基酸度在菌種比例為1∶1、1∶2、1∶3之間有顯著性差異（P＜0.05），但2∶1與1∶1無顯著性差異（P＞0.05）。出現此情況的原因可能是植物乳桿菌產酸能力高于干酪乳桿菌，所以活菌數增長速率大于干酪乳桿菌。隨著干酪乳桿菌比例增多，混合菌活菌數的增長速率降低，產酸能力也隨之降低。綜合菌種比例對兩指標的影響，選擇植物乳桿菌與干酪乳桿菌的比例為2∶1進行后續試驗。

2.2.2 接種量對發酵的影響

圖5 接種量對活菌數的影響Fig. 5 Effect of inoculum concentration on viable count

接種量對菌體的活菌數有一定影響，過大或過小都不利于發酵過程的進行[24]。由圖5可知，隨著接種量增加，活菌數呈現上升趨勢，當接種量達到3%之后，隨著接種量增大，活菌數對數值顯示無顯著差異（P＞0.05），說明接種量3%時發酵到10 h時，植物乳桿菌和干酪乳桿菌生長已經進入穩定期，活菌數已達到穩定值，增加接種量沒有明顯變化。由圖6可知，當接種量達到3%之后，酸度增長不顯著（P＞0.05），符合活菌數變化趨勢。綜合圖5、6可知接種量對活菌數和酸度的影響，選擇接種量為3%進行后續試驗。

圖6 接種量對酸度的影響Fig. 6 Effect of inoculum concentration on acidity

2.2.3 發酵時間對發酵的影響

圖7 發酵時間對活菌數的影響Fig. 7 Effect of fermentation time on viable count

由圖7可知，隨著發酵時間延長，活菌數呈現上升趨勢，當發酵時間達到10 h之后，活菌數變化呈不顯著（P＞0.05），說明發酵10～12 h，復合菌在發酵培養基中生長已經進入穩定期，達到穩定狀態，與楊杰[25]和王剛[26]等的研究結果一致。

圖8 發酵時間對酸度的影響Fig. 8 Effect of fermentation time on acidity

由圖8可知，隨著發酵時間的延長，pH值逐漸降低，酸度逐漸升高，且有顯著性差異（P＜0.05）。可能是益生菌在發酵過程中不斷利用發酵基質中的營養物質產酸，乳酸累積使酸度上升。酸度變化到10 h基本穩定，隨時間延長略有增加，基本已經呈現平緩趨勢。綜合發酵時間對各指標影響，選擇發酵時間為10 h進行后續試驗。

2.3 藜麥芽發酵乳發酵條件響應面優化結果

2.3.1 響應面試驗設計與結果

為了確定藜麥芽發酵乳最佳發酵條件，選擇菌種比例、接種量與發酵時間3 個因素，以活菌數和酸度為評價指標進行響應面回歸分析，Box-Behnken試驗設計及結果如表2所示。

表2 響應面試驗設計及結果Table 2 Experimental designs and results for response surface analysis

2.3.2 回歸方程及參數分析

利用Design-Expert 8.0軟件對表的數據進行二次多元回歸擬合，分別得到各個因素對樣品活菌數和酸度兩個指標的二次回歸方程分別如下：

Y1＝85.08+0.024A+0.029B+1.58C-0.11AB-0.73AC-0.14BC-3.38A2-1.72B2-1.98C2（R2＝0.978 2，＝0.950 1）

Y2＝9.26+0.02A+0.011B+0.091C+0.02AB-0.05AC-7.5×10-3BC-0.12A2-0.096B2-0.11C2（R2＝0.962 4，0.939 8）

表3 回歸方程方差分析Table 3 Analysis of variance of regression model

由表3可知，失擬項不顯著（P＝0.224 4＞0.05），模型的P值小于0.000 1，表明模型極顯著；軟件分析的復相關系數R2為97.82%（96.24%），校正后為95.01%（91.41%），表明模型擬合程度良好，試驗誤差小，該模型成立，可以用此模型進行分析和預測。模型方差分析結果如表3所示，根據表3中給出F值大小，可以判斷3 個因素對兩個響應值影響的主次順序，其中，影響樣品酸度因素主次為C＞B＞A，影響樣品活菌數因素主次為C＞B＞A；再觀察各響應值P值變化，從P值可以了解到，C、A2、B2、C2對樣品酸度有極顯著影響（P＜0.01），AC對酸度有顯著影響（P＜0.05）；C、A2、B2、C2對樣品活菌數有極顯著影響（P＜0.01），B、AC對樣品活菌數有顯著影響（P＜0.05）。

2.3.3 響應面優化及分析

圖9 三因素交互作用對藜麥芽發酵乳酸度的影響Fig. 9 Surface response plots showing the effect of three factors on acidity

2.3.3.1 三因素交互作用對樣品酸度的影響由圖9a可知，隨著接種量和菌種比例增加，酸度先增加后減少。由圖9b可知，在以接種量為中心水平值時，樣品酸度隨著發酵時間延長而呈現先上升再趨于平緩趨勢，圖9b中等高線呈橢圓形，表明菌種比例與發酵時間交互作用顯著。同樣在圖9c中樣品酸度隨發酵時間延長呈先上升再平緩趨勢，隨著菌種比例增加，酸度先上升后下降。菌種比例增加，會使植物乳桿菌在接種菌液中所占比例大大增加，而植物乳桿菌前期產酸速率較快，因此會使得發酵培養基pH值降低速率偏快，隨發酵時間延長，pH值越來越小，以至到后期活菌數會受到抑制，從而導致了酸度降低的可能。接種量與菌種比例影響方式類似，隨著接種量增加，乳酸菌在發酵前期迅速增長，產酸速率快，到發酵后期使得活菌生長受到抑制，從而使酸度降低。

2.3.3.2 三因素交互作用對樣品活菌數的影響

圖10 三因素交互作用對藜麥芽發酵乳活菌數的影響Fig. 10 Surface response plots showing the effect of three factors on viable count

如圖10a所示，樣品活菌數隨接種量和菌種比例增大均呈現先增加后減少趨勢；在接種量為中心水平時，菌種比例和發酵時間的交互影響如圖10b所示，隨著發酵時間變化，響應面坡度較大，說明活菌數受發酵時間影響較大，并且活菌數隨著發酵時間延長先增高后基本不變，到11 h略有下降；在圖10c中，活菌數隨著發酵時間和接種量增加先增大后緩慢減小，而且發酵時間對活菌數影響更加顯著。隨著菌種比例和接種量增加，使發酵培養基在發酵前期產酸速率加快，隨著發酵時間的增長，pH值越來越小，過酸環境不利于乳酸菌生長，從而導致發酵時間越長，活菌數呈現下降趨勢，因此酸度也會跟著下降，與酸度響應面分析結果一致。

2.3.4 最佳發酵工藝條件的確定

對發酵產品評價指標來說，酸度范圍適宜情況下，酸度越高，活菌數越高說明產品質量越高。通過Design-Expert 8.0軟件分析，得到發酵最佳工藝條件為：植物乳桿菌和干酪乳桿菌比例2.42∶1、接種量3.04%、發酵時間10.33 h，在該工藝條件下，萌發藜麥芽發酵乳酸度理論值可達84.70 °T，活菌數可達9.26（lg（CFU/mL））。考慮到實驗實際操作，將最優工藝條件調整為：植物乳桿菌和干酪乳桿菌比例2.5∶1、接種量3%、發酵時間10.3 h。為檢驗響應面法所得結果可靠性，采用調整得到最優發酵工藝條件，經過3次平行實驗，實際測得萌發藜麥芽發酵乳酸度為85.32 °T，活菌數為9.21（lg（CFU/mL）），其相對誤差小于1%，說明回歸模型的擬合度較高，可以利用響應面法對萌發藜麥芽發酵乳發酵工藝進行優化。

3 結 論

以藜麥芽乳為原料，通過接種植物乳桿菌和干酪乳桿菌進行混菌發酵，研究菌種比例、接種量和發酵時間對藜麥芽乳酸度和活菌數影響，確定最佳發酵工藝。通過Box-Behnken試驗，建立混菌發酵藜麥芽乳最佳工藝條件數學模型。結果表明對酸度和活菌數影響最大因素為發酵時間。經回歸分析及實際操作可行性，確定藜麥芽乳混菌發酵最佳參數為植物乳桿菌和干酪乳桿菌比例2.5∶1、接種量3%、發酵時間10.3 h，在此發酵條件下測得萌發藜麥芽發酵乳酸度為85.32 °T，活菌數為9.21（lg（CFU/mL））。

經過萌發的藜麥芽乳中還原糖含量較高，正好為乳酸菌在其中生長提供條件，采用混菌發酵可以改變藜麥芽乳體系，還原糖含量由4.002 g/100 mL降低至3.702 g/100 mL，多酚含量由0.570 mg/mL增加至0.587 mg/mL，減少的還原糖可能產生了有機酸[27]，多酚含量增加可以提高藜麥芽乳的抗氧化能力。蛋白質、淀粉和脂肪在發酵前后含量變化不明顯，主要是因為乳酸菌在生長過程中可利用的營養物質類型有限。發酵后，藜麥芽乳中的黃酮含量由0.294 mg/mL降低至0.036 mg/mL，原因可能是藜麥中的黃酮類化合物在自然狀態下不是很穩定，在發酵過程中，乳酸菌在一定溫度和多酚氧化酶等的作用下發生轉化或者降解。經過發酵的藜麥芽乳口感得到改善，更適宜人體消化吸收，在谷物飲料創新發展領域具有良好的應用前景。

[1] 肖正春, 張廣倫. 藜麥及其資源開發利用[J]. 中國野生植物資源, 2014, 33(2): 62-66. DOI:10.3969/j.issn.1006-9690.2014.02.015.

[2] 魏志敏, 李順國, 夏雪巖, 等. 藜麥的特性及其發展建議[J]. 河北農業科學, 2016, 20(5): 14-17.

[3] 譚斌, 譚洪卓, 劉明, 等. 糧食(全谷物)的營養與健康[J]. 中國糧油學報, 2010, 25(4): 100-107.

[4] 雷潔瓊. 藜麥功能成分研究及利用[J]. 青海畜牧獸醫雜志, 2016, 46(3): 42-47. DOI:10.3969/j.issn.1003-7950.2016.03.020.

[5] GONZALEZ J A, KONISHI Y, BRUNO M, et al. Interrelationships among seed yield, total protein and amino acid composition of ten quinoa (Chernopodium quinoa) cultivars from two different agroecological regions[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 2012, 92(6): 1222-1229. DOI:10.1002/jsfa.4686.

[6] NOWAK V, DU J, CHARRONDIèRE U R. Assessment of the nutritional composition of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.)[J].Food Chemistry, 2016, 193: 47-54. DOI:10.1016/ j.foodchem.2015.02.111.

[7] BHARGRVA A, SHUKLA S, OHRI D. Chenopodium quinoa: an Indian perspective[J]. Industrial Crops and Products, 2006, 23(1): 73-87. DOI:10.1016/j.indcrop.2005.04.002.

[8] ABUGOCH J L E. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): composition, chemistry, nutritional, and functional properties[J]. Advances in Food and Nutrition Research, 2009, 58: 1-31. DOI:10.1016/S1043-4526(09)58001-1.

[9] VEGA-GáLVEZ A, MIRABDA M, VERGARA J, et al. Nutrition facts and functional potential of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.), an ancient Andean grain: a review[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 2010, 90(15): 2541-2547. DOI:10.1002/jsfa.4158.

[10] YOUDIM K A, MARTIN A, JOSEPH J A. Essential fatty acids and the brain: possible health implications[J]. International Journal of Developmental Neuroscience, 2000, 18(4/5): 383-399. DOI:10.1016/ S0736-5748(00)00013-7.

[11] ALVAREZ-JUBETE L, WIJNGAARD H, ARENDT E K, et a1. Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa, buckwheat and wheat as affected by sprouting and backing[J]. Food Chemistry, 2010, 119(2): 770-778. DOI:10.1016/ j.foodchem.2009.07.032.

[12] HIROSE Y, FUJITA T, ISHIII T, et al. Antioxidative properties and flavonoid composition of Chenopodium quinoa seeds cultivated in Japan[J]. Food Chemistry, 2010, 119(4): 1300-1306. DOI:10.1016/ j.foodchem.2009.09.008.

[13] 苗靈香. 萌發藜麥成分動態分析及其多酚的研究[D]. 晉中: 山西農業大學, 2015.

[14] PASKO P, BARTON H, ZAGRODZKI P, et al. Anthocyanins, total polyphenol composition and in vitro antioxidant activity in amaranth and quinoa seeds and sprouts during their growth[J]. Food Chemistry, 2009, 155(3): 994-998. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.01.037.

[15] 姬萬里, 龐玉艷. 玉米在飲料工業中的應用[J]. 黑龍江農業科學, 2010(3): 126-127. DOI:10.3969/j.issn.1002-2767.2010.03.045.

[16] 曹振輝, 劉永仕, 潘洪彬, 等. 乳酸菌的益生功能及作用機制研究進展[J]. 食品工業科技, 2015, 36(24): 366-370; 377. DOI:10.13386/ j.issn1002-0306.2015.24.072.

[17] 董懿櫻, 陳臣, 任婧, 等. 乳酸菌對腸免疫調節功能研究進展[J].中國微生態學雜志, 2014, 26(2): 221-224; 242. DOI:10.13381/j.cnki. cjm.201402027.

[18] 國立東, 王麗群, 蔣琛, 等. 乳酸菌調控體內膽固醇代謝綜述[J]. 中國乳品工業, 2016, 42(2): 32-36. DOI:10.3969/j.issn.1001-2230.2016.02.007.

[19] 安莉. LB、ST和LA混菌發酵酸乳的研究[D]. 西安: 陜西科技大學, 2010.

[20] 王黎明, 馬寧, 李頌, 等. 藜麥的營養價值及其應用前景[J]. 食品工業科技, 2014, 35(1): 381-384; 389. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.01.007.

[21] 劉蕓, 劉波, 朱育菁, 等. 黑豆酸奶發酵微生物鑒定與發酵特性的研究[J]. 福建農業學報, 2011, 26(3): 450-456. DOI:10.3969/ j.issn.1008-0384.2011.03.023.

[22] 王振強, 申森. 利用瑞士乳桿菌制作酸奶的研究[J]. 食品研究與開發, 2007, 28(6): 91-94. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2007.06.027.

[23] 王玉華, 王立梅, 陳小平, 等. 嗜酸乳桿菌酸奶的研制[J]. 吉林農業大學學報, 2002, 24(4): 113-115. DOI:10.3969/j.issn.1000-5684.2002.04.029.

[24] 周小莉, 王淼. 乳酸菌在燕麥基質中生長特性的研究[J]. 食品與發酵工業, 2011, 37(9): 64-69.

[25] 楊杰, 谷新晰, 李晨, 等. 響應面法優化植物乳桿菌綠豆乳增殖培養基[J]. 中國食品學報, 2015, 15(12): 83-90.

[26] 王剛, 杭鋒, 邢家溧, 等. 干酪乳桿菌CCFM1566發酵制備麥芽乳酸菌飲料的工藝研究[J]. 中國乳品工業, 2013, 41(12): 4-7. DOI:10.3969/j.issn.1001-2230.2013.12.001.

[27] 李琦, 張蘭威, 張英春, 等. 高效液相色譜法測定發酵乳中的乳糖、葡萄糖和半乳糖[J]. 食品科學, 2012, 33(4): 162-166. DOI:10.7666/ d.y1799232.

Process Optimization by Response Surface Methodology for the Development of a Beverage Based on Lactic Acid Fermentation of Quinoa Malt

CHEN Shujun, SHI Yue, HU Jie, XU Xiaoxia, LI Le, ZHANG Junmei, LI Jiayi, WANG Cuilian
(College of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

The purpose of this study was to investigate the effect of fermentation conditions on the acidity and viable bacterial count of a beverage developed from quinoa malt fermented with lactic acid bacteria. Mixed starter cultures of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei were used for the fermentation. One-factor-at-a-time method and response surface methodology were used to explore the effect of starter culture composition, inoculum amount and fermentation time on fermentation. A ratio of L. plantarum to L. casei of 2.5:1, an inoculum amount of 3% and a fermentation time of 10.3 h were found to be optimal. Under these conditions, the acidity of fermented quinoa malt was 85.32 °T and the viable count was 9.21 (lg(CFU/mL)), which were in good agreement with the predicted values. The result showed that homogenized quinoa malt was suitable for the growth of lactic acid bacteria.

quinoa malt; fermentation process; lactic acidity; viable count; response surface methodology

10.7506/spkx1002-6630-201716010

TS252.54

A

1002-6630（2017）16-0064-07

陳樹俊, 石玥, 胡潔, 等. 響應面法優化萌發藜麥芽乳發酵工藝[J]. 食品科學, 2017, 38(16): 64-70. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201716010. http://www.spkx.net.cn

CHEN Shujun, SHI Yue, HU Jie, et al. Process optimization by response surface methodology for the development of a beverage based on lactic acid fermentation of quinoa malt[J]. Food Science, 2017, 38(16): 64-70. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201716010. http://www.spkx.net.cn

2016-11-10

山西省重點研發計劃項目（201603D221033-1）

陳樹俊（1964—），男，副教授，學士，研究方向為食品新工藝與功能食品。E-mail：chenshujun515@163.com