原料配比對米酸湯品質的影響及米漿制備工藝優化

王 容 趙良忠 謝春平 歐紅艷

(1. 邵陽學院食品與化學工程學院，湖南 邵陽 422000；2. 豆制品加工與安全控制湖南省重點實驗室，湖南 邵陽 422000；3. 湖南省果蔬清潔加工工程技術研究中心，湖南 邵陽 422000)

米酸湯是一款在民間廣為流傳的特殊調味品，是由米漿通過乳酸菌發酵而制成[1-2]。由米酸湯制成的飲料具有解暑的功效[3-4]；將米酸湯作為調味品加入食品中，能大大改善食品口感并使其具有獨特的風味，深受人民群眾喜愛[5-7]。

米漿是由大米經過一段時間的浸泡后加水磨漿變成米面，在高溫條件下糊化，最后經液化酶的液化和糖化酶的糖化得出的大米加工產物[8-9]。盡管現在對淀粉液化和糖化的研究[10-12]很多，但由于原料不同，各因素對淀粉酶解效果的影響還需要進一步探究。鄒秀容等[13]對發酵米乳飲料米漿制備工藝條件進行了優化，為發酵米乳飲料的加工提供了優質原料；后立瓊等[14]采用大米、糯米、玉米為原料，以老酸湯為菌種的接種方法對米酸湯的制作工藝進行了優化，制得了具有苗族風味的米酸湯產品。但目前對米酸湯不同原料配比品質的研究鮮有報道，不同原料配比對米酸湯品質的影響和米漿的制備工藝仍需要進一步研究優化。

試驗擬以糯米、粳米、面粉為原料，研究不同原料配比對米酸湯品質的影響，通過不同原料配比米酸湯理化指標與感官評價相關性的研究，確定最佳原料配比，并優化米漿液化和糖化的工藝的參數，以期為米酸湯的加工生產研究提供技術方案。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鼠李糖乳桿菌、玉米乳桿菌、植物乳桿菌：湖南省果蔬清潔加工重點實驗室；

糯米、粳米、高筋面粉：市售；

液化酶(酶活4 000 U/g)、糖化酶(酶活12萬U/g)：南京百斯杰生物工程有限公司；

紫外可見分光光度計：UV-1 780型，日本島津公司；

色彩色差計：CR-400型，常州三豐儀器科技有限公司；

旋轉黏度計：NDJ-5S型，天津永利達試驗機有限公司；

激光粒度儀：WJL-628型，無錫杰博儀器科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 米酸湯制作工藝流程

原料→浸泡→研磨→糊化(105 ℃，5 min)→液化糖化→滅菌(105 ℃，8 min)→接種(鼠李糖乳桿菌、玉米乳桿菌、植物乳桿菌比例為1∶1∶1，混合接種量為5 mL/100 mL)→發酵(培養溫度36 ℃，發酵5 d)→米酸湯

1.2.2 原料配比對米酸湯品質的影響 將糯米、粳米、面粉3種原料配比設置為1∶1∶1，1∶2∶1，1∶3∶1，2∶1∶1，2∶2∶1，2∶3∶1，3∶1∶1，3∶2∶1，3∶3∶1，將原料總質量固定為100 g，將其與水的質量比設定為1∶9進行試驗，并用以上比例發酵成米酸湯，通過比較米酸湯品質，得出最佳原料配比。

1.2.3 糯米、粳米浸泡條件的確定 取糯米、粳米，按米與水的質量比為1∶9分別置于25 ℃和35 ℃的溫度下進行浸泡，每隔3 h測定米粒的硬度特性，并對試驗數據進行分析，得到粳米與糯米最適的浸泡條件。

1.2.4 米漿液化工藝優化

(1) 單因素試驗：在液化pH 6.0、液化酶添加量40 U/g、液化時間30 min的條件下，考察液化溫度(70，75，80，85，90 ℃)對還原糖和可溶性固形物含量(TSS)的影響；在液化溫度85 ℃、液化酶添加量40 U/g、液化時間30 min的條件下，考察液化pH(5.0，5.5，6.0，6.5，7.0)對還原糖和TSS的影響；在液化溫度85 ℃、液化pH 6.0、液化時間30 min的條件下，考察液化酶添加量(20，30，40，50，60 U/g)對還原糖和TSS的影響；在液化溫度85 ℃、液化pH 6.0、液化酶添加量40 U/g的條件下，考察液化時間(10，20，30，40，50 min)對還原糖和TSS的影響[15]。

(2) 正交試驗：以液化溫度、液化pH值、液化酶添加量、液化時間為因素，以還原糖為評價指標，采用四因素三水平的正交試驗，優化米漿液化工藝。

1.2.5 米漿糖化工藝優化

(1) 單因素試驗：在糖化pH 5、糖化酶添加量1 000 U/g、糖化時間1.5 h的條件下，考察糖化溫度(50，55，60，65，70 ℃)對還原糖含量和可溶性固形物含量(TSS)的影響；在糖化溫度60 ℃、糖化酶添加量1 000 U/g、糖化時間1.5 h的條件下，考察糖化pH(3.5，4.0，4.5，5.0，5.5)對還原糖和TSS的影響；在糖化溫度60 ℃、糖化pH 5、糖化時間1.5 h的條件下，考察糖化酶添加量(700，800，900，1 000，1 100 U/g)對還原糖和TSS的影響；在糖化溫度60 ℃、糖化pH 5、糖化酶添加量1 000 U/g 的條件下，考察糖化時間(0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h)對還原糖和TSS的影響[16]。

(2) 正交試驗：以糖化溫度、糖化pH值、糖化酶添加量、糖化時間為因素，以還原糖為評價指標，采用四因素三水平的正交試驗，優化米漿液化工藝。

1.2.6 理化指標測定

(1) 還原糖含量：3, 5-二硝基水楊酸比色法[17]。

(2) 可溶性固形物含量：用手持式折光儀測定[18]。

(3) 色差值：參照文獻[19]。

(4) 黏度：取20 mL樣品，采用NDJ-5S旋轉黏度計進行測試[20]。

(5) 粒徑：取1 mL樣品，采用WJL-628型激光粒徑儀進行測定[21]。

(6) 總酸含量：按GB/T 12456—2008執行。

(7) 蛋白質含量：按GB 5009.5—2016的凱氏定氮法執行。

(8) 硬度：取10 g樣品，利用LS系1186型質構儀采用TPA模型進行檢測[22]。

(9) 感官評定：對米酸湯的4個因素采用百分制進行評定，具體見表1。

表1 米酸湯感官評定指標

1.3 數據處理

運用Excel制圖和SPSS 22軟件進行數據處理分析(顯著性和相關性分析)。

2 結果與分析

2.1 浸泡條件對糯米、粳米硬度的影響

由圖1可知，2種溫度條件下糯米、粳米的硬度均隨浸泡時間的增加而逐漸減小，且浸泡9 h后硬度的變化不再顯著(P>0.05)；相同條件下，不同溫度樣品之間的硬度差異不顯著(P>0.05)。說明糯米和粳米的硬度主要受浸泡時間的影響。基于工廠生產米酸湯過程中的實際需求，節約成本，后續試驗的浸泡條件均為25 ℃浸泡時間9 h。

字母不同表示不同水平之間有顯著性差異(P<0.05)

2.2 原料配比對米酸湯品質的影響

2.2.1 理化指標 如表2所示，糯米∶粳米∶面粉為1∶1∶1的還原糖、TSS、蛋白質、黏度、粒徑、總酸含量最高，糯米∶粳米∶面粉為3∶3∶1的L*最高、b*最低，結合米酸湯色澤、內部形態、滋味、香氣進行綜合比較，糯米∶粳米∶面粉為2∶1∶1的米酸湯感官評分最高，故以此比例進行后續試驗。

表2 不同原料配比米酸湯理化指標檢測結果?

2.2.2 品質相關性分析 由表3可知：感官評分與蛋白質、TSS、b*、黏度、總酸、還原糖、粒徑呈極顯著正相關系(r為0.892，0.862，0.861，0.861，0.841，0.822)，即黏度、總酸、還原糖、粒徑、蛋白質、TSS、b*越高米酸湯感官評分越高；黏度與還原糖、粒徑呈極顯著正相關(r為0.983，0.991)，可能是糯米中含支鏈淀粉的比例比直鏈淀粉多，在水解的過程中支鏈淀粉未完全水解，其水解的還原糖含量低，由于水解不徹底，黏度則大，粒徑則大。粳米則相反，直鏈淀粉的含量比支鏈淀粉多，在糖化的過程中，直鏈淀粉首先被液化酶切斷成短鏈，再在糖化酶的作用下水解成單糖，其水解比較徹底，黏度則小，粒徑則小[23-24]；總酸與還原糖、蛋白質呈極顯著正相關(r為0.994，0.990)，微生物發酵產酸主要是受氮源、碳源的影響，面粉自身的蛋白質含量高于糯米和粳米，其面粉含量高，產酸能力越高；感官評分與L*呈極顯著負相關(r為-0.885)，L*又與還原糖、蛋白質呈極顯著負相關(r為-0.979，-0.966)，可能是在發酵過程中發生了Mailard反應[25]，使顏色發生變化，其還原糖和蛋白質含量越高，影響米酸湯的色澤越顯著，從而影響感官評分。綜上所述，不同原料配比米酸湯品質指標之間有著非常復雜的關系。

表3 米酸湯品質指標之間的相關性分析?

2.3 米漿液化工藝優化

2.3.1 單因素試驗 由圖2可知，米漿液化最適溫度為85 ℃，最適pH值為6，液化酶最適添加量為40 U/g，最適液化時間為30 min。

字母不同表示不同水平之間有顯著性差異(P<0.05)

2.3.2 正交試驗 根據單因素試驗結果確定的試驗因素水平取值見表4。由表5、6可知：其中影響米漿液化作用效果的因素主次順序為液化溫度>pH值>液化酶添加量>液化時間，最佳工藝組合為液化溫度85 ℃、pH值6、液化酶添加量40 U/g，液化時間30 min；液化溫度、pH值、液化酶添加量和液化時間4個因素對還原糖含量的影響均極顯著。

表4 液化正交試驗因素水平設計

2.3.3 驗證實驗 按最佳因素水平組合A2B2C2D2(液化時間30 min，液化溫度85 ℃，液化酶添加量40 U/g，pH值6)，進行3次平行驗證實驗，其還原糖含量分別為34.26，34.75，34.82 g/L，TSS分別為8.7，8.6，8.7 °Brix，優于表5中的其他試驗組。

表5 液化正交試驗設計與結果

2.4 米漿糖化工藝優化

2.4.1 單因素試驗 由圖3可知，米漿糖化最適溫度為60 ℃，最適pH值為5，糖化酶最適添加量為1 000 U/g，最適時間為1.5 h。

字母不同表示不同水平之間有顯著性差異(P<0.05)

2.4.2 正交試驗 根據單因素試驗結果確定的試驗因素水平取值見表7。由表8、9可知：影響糖化效果的因素主次順序為糖化溫度>pH值>糖化酶添加量>糖化時間，最佳工藝組合為糖化溫度60 ℃、pH值5、糖化酶添加量1 000 U/g，糖化時間1.5 h；糖化溫度、pH值、糖化酶添加量和糖化時間4個因素對還原糖含量的影響均極顯著。

表6 液化還原糖方差分析?

表7 糖化正交試驗因素水平設計

表8 糖化正交試驗設計與結果

表9 糖化還原糖方差分析?

2.4.3 驗證實驗 按最佳因素水平組合A2B2C2D2(糖化時間1.5 h，糖化溫度60 ℃，糖化酶添加量1 000 U/g，pH值5)，進行3次平行驗證實驗，其還原糖含量分別為84.37，84.69，84.44 g/L，TSS分別為11.7，11.6，11.8 °Brix，優于表8中的其他試驗組。

3 結論

試驗考察了糯米、粳米、高筋面粉配比對米酸湯品質的影響，分析了品質指標之間的相關性并對米漿制備工藝進行優化。結果表明，感官評分最高的原料配比是糯米∶粳米∶面粉為2∶1∶1。米漿液化的最佳工藝條件為液化時間30 min，液化溫度85 ℃，液化酶添加量40 U/g，pH 6。米漿糖化的最佳工藝條件為糖化時間1.5 h，糖化溫度60 ℃，糖化酶添加量1 000 U/g，pH 5。后續將進一步研究米漿制備工藝對米酸湯風味的影響。