乳酸菌與酵母菌混合發酵麥芽汁飲料工藝分析

□ 符楨華 中國輕工業廣州工程有限公司

飲料是食品的一種，作用是解渴、提神、提供營養物質。發酵型飲料指的是發酵原材料添加（或不加）酸、糖和食品添加劑等，經過微生物發酵制成的液體飲品，或者通過向發酵液添加其他如酸、糖和食品添加劑調制成的飲品[1]。最為常見的發酵菌種包括酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等。

1 麥芽汁飲料的市場前景

當今社會人們越來越重視健康問題，對飲料的口味和營養也提出了更高的要求，他們更愿意購買口感風味絕佳，又有益于身體健康的飲品。大麥富含多種營養成分，包括碳水化合物、蛋白質、維生素等，具有高蛋白、高維生素、高膳食纖維、低糖與低脂肪的特點，是粗糧類食品中的全價營養食品之一。麥芽由大麥成熟果實發芽而得，不僅保留了大麥的營養成分，還兼具藥用價值。目前麥芽汁發酵飲料的研發不少，但是尚未出現口感風味極佳的麥芽汁飲品，大眾接受度不高，所以麥芽汁飲料的研發是一個機遇，該類型飲料擁有巨大的市場空間。

2 乳酸菌、酵母菌發酵工藝現狀

麥芽汁飲料需要經過發酵才能形成良好的口味，發酵是飲品的關鍵工藝之一。麥芽汁原液口感不佳，只有經過微生物菌發酵才能去除原來的生澀味，達到理想的口感。目前人們已經掌握了多種單一菌種發酵的技術，逐漸轉向多菌種的混合研發，以求彌補單一菌種發酵的不足及更多口味的開發。混合發酵有明顯的優點，能夠有效縮短發酵周期，發酵后酸、醇、醛與酯類化合物的種類和含量比單一菌種發酵豐富，可以增加飲料的口感層次，比較容易成功研發出新的飲料產品。酵母菌和乳酸菌是飲料發酵中常用的菌種，在葡萄酒中的運用已有很長歷史，葡萄酒中酵母菌以無氧發酵為主，產生酒精；乳酸菌以三羧酸循環中的蘋果酸-乳酸發酵為主，產生乳酸，使葡萄酒擁有獨特的風味及豐富的營養[2]。但是用于麥芽汁混合發酵技術還不成熟，有待進一步研究。

3 影響麥芽汁飲料風味口感的因素

3.1 麥芽汁制作工藝的影響

從麥芽汁飲料的制作工藝流程上來看，影響飲料成品品質的因素緊扣著制作流程的每一環節。原料是構成飲料品質風味的最重要組成元素，在發酵飲料中，原料是飲料口感的主體部分，原料中的各組分也是飲料發酵中微生物生長所必需的營養物質。研究表明不同品種的麥芽配比糖化得到的麥汁浸出物含量高低有一定差異，麥汁濃度和總酸濃度都不同，在黑啤制作中，選擇普通麥芽∶黑麥芽∶焦香麥芽=92∶2∶6的配比，麥芽汁的濃度和總酸都比較適合[3]。糖化溫度的高低對麥汁的浸出率高低和組成也有著直接的影響，由于不同的酶的最適反應溫度不一樣，選擇不一樣的糖化溫度得到的分解產物也就不同，導致得到的麥汁組成就不一樣，從而影響飲料制作下一步驟的結果。肖連冬等的研究表明在65 ℃進行糖化，可以獲得較高的還原糖含量和浸出物收率[4]。

3.2 發酵工藝的影響

乳酸菌是益生菌，主要作用是產酸，酵母菌則代謝產生乙醇和羧基化合物，混合發酵可以產生獨特的風味。最常用于食品中的乳酸菌有嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等，應用最廣泛的酵母菌為黃酒酵母、啤酒酵母、果酒酵母和面包酵母，不同的菌種代謝能力、產生物質的能力有一定的差異，發酵制得的飲料產品口味千差萬別。

接菌量的多少直接影響發酵的速度和發酵液的顏色、香味、口味等，乳酸菌接種量的多少直接影響產酸量，乳酸菌接種量越大，產酸量越多。酵母菌接種量過少會降低發酵液中的雜醇、脂肪酸酯、脂肪酸等揮發性物質的生成量，接種量太多則醇味過重，掩蓋其他呈香物質。王波等研究表明在相同發酵時間條件下，不同乳酸菌添加量的發酵液pH相差不大；酵母菌發酵初期會產生蛋白質等營養物質，可溶性固形物含量隨著發酵時間而增加，到了一定時長后，因發酵液中的糖類被消耗，可溶性固形物含量有所下降，所以酵母菌接種量越大，對其的影響越大[5]。

發酵時間、溫度同樣也是影響發酵工藝的重要因素，隨著發酵的進行，可溶性固形物含量和pH基本呈現出先升高后降低的趨勢。溫度則影響著發酵的速度，溫度過高會使蛋白質變性失活，過低又會抑制酶的活性，導致菌種生長緩慢，從而影響發酵速度。

4 乳酸菌與酵母菌混合發酵麥芽汁飲料工藝優化探討

麥芽汁的組成成分對發酵及飲料產品的口感有明顯影響，而影響麥芽汁組成的最重要工藝就是糖化過程。糖化是一個復雜的過程，包括物理、化學反應，因此對于發酵所用的麥芽汁，在糖化的工藝流程中，應該盡可能提高糖化物的浸出率，保留更多的糖類以增加產品風味，并促進蛋白質的分解，使飲料產品中含有更多的營養成分，提高營養價值。麥芽汁的濃度對發酵過程中產酸也有重要影響，研究表明，當麥汁濃度由6 °P升到14 °P時，產酸效率明顯增強[6]。酸度過高感官上會受到尖銳刺激，而酸度太低則會感覺口味寡淡，酸度作為衡量發酵麥芽汁飲料的一個重要量度，將酸度控制在適當的范圍內，能有效提高產品的風味。

在雙菌混合發酵的操作工藝上，可以考慮用乳酸菌與酵母菌同時進行一次發酵，也可以分開兩菌種的接種時間進行二次發酵。一次發酵得到的飲品口感往往較差，而二次發酵效率較高，酸度和醇度更易于控制，按照先乳酸菌發酵后酵母菌發酵的順序，比一次發酵工藝得到的飲品口感風味更佳。單一乳酸菌發酵產酸，導致口感單調且會產生異味，直接影響飲品的口感，酵母菌二次發酵可以產生醇，醇與酸反應會轉化為酯，從而改變飲品的口感，提高飲品的愉悅感。但也有研究認為先接種酵母菌進行一次發酵，再接種乳酸菌進行二次發酵的工藝流程較好[7]。在雙菌混合發酵的工藝上，應該結合發酵感官評價、酸度、揮發性風味物質等指標，確認發酵的接種順序。

乳酸菌、酵母菌的菌種種類可以通過實驗進行優化選擇。確定完菌種后，接種量和發酵溫度、時間等發酵條件也需要進一步優化。如果乳酸菌接種量偏低，酵母菌占發酵體系中的主導地位，則會造成醇味較重；若乳酸菌接種量高于酵母菌，則乳酸菌產酸過多，抑制酵母菌活動，從而導致缺乏酯類物質，所以兩種菌類相互制衡，需要進一步對比優化。兩種菌種的最佳生長溫度有一定的差異，應該根據菌種選擇最適發酵溫度，提高發酵效率。發酵時間的優化對麥芽汁飲料口味的影響很大，乳酸菌發酵時間不足的話，則會產酸不足，而后發酵的酵母菌產醇量大；若乳酸菌發酵時間太長，產酸量太大，酵母菌產醇就變少，發酵時間應該根據麥芽汁飲料的口味定位進行嚴格控制。

綜上所述，麥芽汁飲料生產技術還是存在著很大的開發和優化空間，乳酸菌與酵母菌混合發酵麥芽汁飲料適宜采用二次發酵工藝，其菌種選擇、接種量的大小、發酵溫度和時間應根據所要開發的產品口味目標進行調整。