糯米發酵產醪糟粒物性及其懸浮飲品配方研究

朱建華，夏 頡，鄒秀容，劉日斌，蔡媛妍，洪日華，譚韋娟，古麗容，劉 波

(1.韶關學院 英東食品學院，廣東 韶關 512005；2.廣東金友米業股份有限公司，廣東 韶關 512005)

稻米及其副產物精深加工程度不高一直是我國糧油加工領域的一個短板，目前國內稻米加工總體有效利用率為60%～65%，稻米加工副產品的深加工利用少，發達國家目前稻谷加工前后的產值比可達1∶4，增值近4倍，而我國目前稻谷加工前后的產值比約為1∶1.2，稻米及其副產物資源的綜合利用水平不高[1-4]。因此如何采取各種先進技術對稻米產業鏈相應環節開展精深加工日益成為該領域學術及工業界的重點關注方向之一[5]。

醪糟是以糯米為主要原料，通過添加酒曲進行酒精發酵制備的稻米深加工產品之一，因其富含多糖、小分子糖類、蛋白質、多肽、維生素、礦物質等營養元素，風味口感獨特而為消費者所青睞[6-7]。懸浮飲品是近年來興起的一類低黏低稠弱凝膠型可吸飲料，通常添加微量結冷膠等多糖親水膠體作為懸浮增稠劑，將橙子或柚子肉囊粒、蘆薈粒、決明子等目標物質懸浮在水溶液中，并在貨架期內保持均勻懸浮狀態，因其具有獨特的外觀品相和口感等特性而受到消費者的歡迎[8-9]。

本文以糯米為主料，通過酒精發酵制備醪糟基料，結合懸浮飲品工藝流程，采用單因素試驗、正交試驗優化、穩態剪切流變測試，獲得醪糟制備的最優工藝參數和醪糟懸浮飲品配方，以期為稻米深加工和醪糟懸浮飲品研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米：由廣東金友米業股份有限公司提供；酒曲：市售；白砂糖：市售；檸檬酸鉀：由濰坊英軒實業有限公司生產；低乙酰基結冷膠：由廣州科城有限食品公司生產；MCR92旋轉流變儀：由奧地利安東帕流變儀公司生產；飛利浦手持式攪拌機：由飛利浦電子香港有限公司生產；恒溫培養箱：由上海一恒儀器設備有限公司生產。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程 原料選取→清洗→糯米潤脹→蒸煮→攤晾冷卻→接種→裝罐→搭窩→恒溫發酵→醪糟分離→懸浮劑水化→配料、滅菌→選瓶、洗瓶→熱灌裝→冷卻→成品。

1.2.2 操作要點 (1)原料挑選與清洗

原料選擇：選無霉爛、無碎粒的優質糯米。清洗：用清水淘洗2～3遍。

(2)糯米潤脹及蒸熟

用清水浸潤糯米12～14 h，以手指能捏碎為度。瀝干水后的糯米在蒸煮鍋上隔水蒸熟，籠屜上放干凈的紗布，將米直接放在紗布上蒸約15 min至熟透。

(3)攤涼冷卻

蒸熟的糯米飯須先冷卻到30 ℃，然后方可添加酒曲接種。具體操作方法：將米飯盛入一個或多個容器中，攤開散熱，用手觸摸米飯表面已冷即可，可加入適量的涼開水加速冷卻。

(4)接種、裝罐及搭窩

將酒曲碾成粉末，散入米飯中攪拌均勻。將加好酒曲的米飯裝入水封發酵罐并輕輕壓平米飯，在米飯中間挖一個“U”形空洞，以利通氣，加蓋水封后置于30 ℃恒溫培養箱中發酵。

(5)恒溫發酵及醪糟分離

在30 ℃恒溫發酵至甜米酒成熟，然后冷卻中止發酵，通過非壓榨方式將醪糟與酒分離，以保持醪糟粒的完整性。

(6)懸浮劑的溶解、配料及滅菌

在適量熱純水中加入一定量的懸浮劑并攪拌，加熱至90～95 ℃，并在此溫度下保持5～10 min。然后加入白砂糖并攪拌至其完全溶解，再加入檸檬酸和甜蜜素調味，并加入醪糟粒，然后在石鍋爐上加熱5 min殺滅醪糟中的酵母菌，以停止發酵同時起滅菌的作用，迅速將料液放入冰水中浸泡，使其溫度下降至85 ℃。試驗通過前期試驗確定醪糟用量均為8.0%(w/w，本文濃度均為質量濃度。下同)，此醪糟粒添加量既可提供懸浮飲品的飽滿外觀，又可在不添加較濃懸浮劑濃度條件下實現懸浮。

(7)選瓶、洗瓶、熱灌裝、冷卻、成品

檢查將要使用的空瓶，剔除次瓶并清洗后，倒放在干凈的塑料筐中備用。采用熱灌裝的方法，將上述滅菌料液于85 ℃熱灌裝進PET瓶中，封蓋，倒立10 min后用冷水冷卻后得到成品。

1.2.3 發酵產醪糟粒感官及物性評價的單因素試驗設計 選取浸米時間、發酵時間和酒曲添加量作為考察因素,浸米時間16 h、發酵時間48 h、酒曲添加量0.5%為基礎參數，單因素試驗過程分別考察浸米時間(10、13、16、19、22 h)、酒精發酵時間(24、48、72、96、120 h)、酒曲添加量(0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%)對發酵產醪糟粒感官及物性評價的影響。

1.2.4 正交試驗設計 (1)發酵產醪糟粒物性優化正交試驗設計

通過單因素試驗各選取3個水平的浸米時間、酒曲添加量、發酵時間，設置一個因素為空列，采用L9(34)正交試驗。以感官評分及醪糟粒物性評價指標確定最優的發酵工藝參數(表1)。

表1 發酵產醪糟粒感官評價正交試驗L9(34)設計

(2)醪糟懸浮飲品配方最優正交試驗設計

為了優化醪糟懸浮飲料的口感，在懸浮飲料中加入適量的甜蜜素、白砂糖、檸檬酸進行配方調整。采用表2的L9(34)正交試驗方案，以色澤、口味、香氣為評價指標，確定甜蜜素、白砂糖、檸檬酸為正交試驗因素，設置一個因素為空列。

表2 醪糟懸浮飲品配方優化正交試驗設計 %

1.2.5 感官評價標準 酒精發酵產醪糟粒感官評價項由外觀、口感、香氣、懸浮效果4個部分構成，滿分100分，各指標賦分值見表3。醪糟懸浮飲品色澤及風味評分項由色澤、口感、香氣3個部分構成，滿分100分，各指標賦分值見表4。由7人組成感官評定小組進行評定，感官評價前用兩位數隨機數字對試樣進行編號，把適量試樣放入帶有編號的品評杯中，提供給評價員，在光線良好試驗室進行感官評價。

表3 酒精發酵產醪糟粒感官評分標準

表4 醪糟懸浮飲品色澤及風味評分標準

1.2.6 發酵產醪糟粒形及粒重的測定 隨機選取每組發酵參數條件下制備的醪糟粒10粒，用游標卡尺(精確到0.01 mm)測定醪糟粒長徑和寬徑，粒重采用0.0001 g的天平稱重法測定10粒醪糟粒重。

1.2.7 穩態剪切試驗測定結冷膠懸浮劑表觀黏度 采用錐角為4°的安東帕MCR92旋轉流變儀在控制速率模式下，每個測量點停留10 s，測定樣品溶液黏度(η)隨剪切速率的變化關系。試驗在30 ℃下進行，剪切速率范圍為0.1～100.0 s-1。

1.3 數據處理

數據利用SPSS 19.0軟件進行統計分析，通過Origin 10.0進行作圖分析，每個試驗平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 發酵工藝參數對醪糟粒感官及物性評價的影響

2.1.1 浸米時間 浸米的主要目的是讓糯米充分吸水膨脹以利蒸煮。浸米時間對醪糟粒的大小有重要的影響，如浸米時間短則醪糟粒吸水不夠，蒸出的米飯偏硬，但浸米時間過長，則易導致糯米吸水多，容易導致糯米飯蒸爛，從而不利醪糟粒成型[10]。從圖1可以看出，隨著浸米時間增加，感官總評分先上升再下降，當浸米時間為16 h時，發酵后醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果評價較好。在浸米時間13～19 h時，醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果的評價都比較好，浸米時間超過19 h則得分呈降低趨勢。在浸米時間10～16 h時，醪糟粒的重量(10粒)、長徑、寬徑呈上升趨勢，而在19 h后上升得較緩慢，說明醪糟粒吸水飽和及發酵完全了，因此綜合選擇浸米時間13、16、19 h為正交試驗中浸米時間變量的考察梯度。

圖1 浸米時間對發酵產醪糟粒的感官評價(a)、長寬徑及粒重(b)的影響

2.1.2 酒曲添加量 糯米酒釀造過程添加酒曲主要起淀粉糖化及發酵產生酒精的作用，酒曲添加量如果過小，釀制的糯米甜酒的酒精度易偏低和口感不佳，但酒曲添加量過大時，易因雜菌量多使得糯米酒含酸量增加，導致糯米酒口感酸苦，影響糯米酒制品品質。從圖2a可以看出，酒曲添加量0.4%和0.5%時醪糟粒感官評價最高，超過0.6%后則呈下降趨勢，主要因為在酒曲添加量0.4%～0.5%時，醪糟粒的外觀、口感、香氣以及懸浮效果的評價都比較好所致。圖2b顯示醪糟粒重量在添加酒曲0.3%～0.6%范圍內呈增加趨勢，繼續增加至0.6%～0.7%時，醪糟粒重量增加不明顯。酒曲添加量對醪糟粒的長徑、寬徑變化影響不大。綜合選擇較適宜的酒曲添加量為0.4%、0.5%、0.6%的3個考察水平。

圖2 酒曲添加量對發酵產醪糟粒感官評價(a)、長寬徑及粒重(b)的影響

2.1.3 發酵時間的影響 糯米發酵過程因在不同時段產生的醇類、醛類及芳香族化合物等化合物種類及豐度存在差異，繼而會影響到糯米酒的酸、苦、澀形成的綜合感官性狀。由圖3a可以看出，發酵時間48～96 h時，醪糟粒的外觀、口感、香氣、懸浮效果的感官評價都比較高。從圖3b可看出，發酵96、120 h時，醪糟粒的重量沒什么變化，同時對醪糟粒徑的變化影響不大，所以選擇比較適宜的發酵時間48、72、96 h為該因素正交試驗中的3個考察水平。

圖3 發酵時間對發酵產醪糟粒感官評價(a)、長寬徑及粒重量(b)的影響

2.2 正交試驗

2.2.1 醪糟粒形優化發酵工藝參數正交試驗 由表5可知，浸米時間(A)、酒曲添加量(B)、發酵時間(C)3個因素對評分結果影響的主次依次為A>C>B，這說明浸米時間是影響醪糟粒口感風味的主要因素。其最優組合是A2B1C3，即最優工藝條件：浸米時間16 h、酒曲添加量0.4%、發酵時間96 h。驗證性試驗結果表明，在最優工藝條件下制備的醪糟粒粒形完整、膨脹適中、口感松軟。

表5 醪糟粒制備L9(34)正交試驗結果

2.2.2 醪糟懸浮飲品配方的優化正交試驗 由表6的極差分析可知，甜蜜素用量(A)、白砂糖用量(B)、檸檬酸用量(C)3個因素的影響順序為B>A>C，即白砂糖添加量和檸檬酸添加量對飲品的感官評定影響相對較大。其最優組合為A1B1C3，即最優配方為：甜蜜素0.02%、白砂糖5.0%、檸檬酸0.2%。驗證性試驗結果表明，在最優配方條件下制備的醪糟懸浮飲品色澤及風味甜酸適度、味道清爽、色澤乳白色、質構均一，感官評價總分值高。

表6 醪糟懸浮飲品配方L9(34)正交試驗結果

2.3 適合懸浮效果結冷膠濃度的確定

懸浮飲料中合適的懸浮劑種類和濃度選擇非常重要，懸浮劑主要來源于包括多糖及蛋白的各種親水膠體，因分子量的大小、分子鏈構型等差異相同濃度條件下產生的懸浮效果存在明顯差異。研究人員發現結冷膠是一種理想的懸浮劑，較低的濃度可形成弱凝膠結構，產生可克服待懸浮目標物質重力，從而在貨架期保障懸浮飲品不分層[11-13]。懸浮力的大小可以通過測定懸浮劑的穩態剪切黏度或弱凝膠結構流變性質來表征。在固定醪糟粒濃度為8.0%條件下，測定了結冷膠濃度對其溶液表觀黏度的影響，并在此基礎上評估了蔗糖濃度及檸檬酸濃度對結冷膠溶液黏度的影響。

由圖4可知，所有測試樣品的表觀黏度均隨著剪切速率的增大而降低，為典型剪切變稀特征。由圖4a表明，在相同剪切速率下，溶液的表現黏度隨著結冷膠濃度的增大而增大，當結冷膠濃度為0.5%時，溶液的表觀黏度隨著剪切速率的增加而變小。根據醪糟的懸浮效果情況，在0.3%結冷膠濃度時，醪糟粒幾乎完全下沉，且上清液澄清透明，增加至0.4%時，醪糟粒仍有部分下沉。當結冷膠溶液的濃度為0.5%時，懸浮效果最好，超過0.5%后飲品口感稠度增強，適口性顯著降低，因此后續試樣選擇0.5%結冷膠為懸浮劑濃度值。

由圖4b可知，在相同的剪切速率下，結冷膠溶液的黏度隨著白砂糖濃度的增大而增大；溶液的表觀黏度隨著剪切速率的增加而逐漸增大，表觀黏度的變化量逐漸減少，表明向結冷膠溶液中添加白砂糖能增大結冷膠溶液的黏度，根據醪糟在溶液的懸浮效果和甜度的適合效果下考慮，當白砂糖的濃度在5%～7%下的效果相對較好。

由圖4c可知，在相同的剪切速率下，結冷膠溶液的黏度隨著檸檬酸濃度的增大而增大。根據醪糟在不同的檸檬酸濃度的懸浮效果和酸度口味的適合度分析，當檸檬酸的濃度在0.15%～0.25%下效果較好。因此從懸浮效果考慮配方中選擇0.5%結冷膠添加量、5%蔗糖及0.20%檸檬酸添加量條件下可以獲得良好懸浮效果，與正交試驗中蔗糖及檸檬酸添加量兩因素的感官評價結果趨勢相一致。

圖4 結冷膠(a)、蔗糖(b)及檸檬酸(c)添加量對結冷膠溶液表觀黏度的影響

2.4 產品質量指標

產品在25 ℃下，貯存30 d后進行質量測定。

2.4.1 感官指標 色澤：醪糟懸浮飲料呈米白色，在飲料中懸浮著乳白色的醪糟。

香氣：具有米酒特有的清香，無異味。

滋味：獨特醪糟的特征風味，酸甜適口，無苦澀味，無異味。

組織狀態：醪糟懸浮均勻，無沉淀，無肉眼可見的雜質。

2.4.2 理化指標 醪糟含量≥5%，酒精含量≤0.5%，懸浮飲品液相表觀黏度介于15～30 mPa·s(30 rad/s轉速，30 ℃下測定)。

2.4.3 微生物指標 細菌總數低于100 CFU/L；大腸桿菌低于3 MPN/100 mL；致病菌檢測須為陰性。

3 結論

通過采用單因素和正交試驗獲得醪糟粒制備的最佳工藝參數為浸米時間16 h、酒曲添加量0.4%、發酵時間96 h，此最佳工藝參數條件下制備的醪糟粒粒形完整、膨脹適中、乳白色、口感松軟，有良好嚼勁和甜味、酒味清香，懸浮效果好。綜合醪糟制備最優工藝參數及醪糟添加量、懸浮劑添加量測定及風味評定，優化出醪糟懸浮飲品中的主要成分的最優配方：醪糟8.0%、結冷膠0.5%、白砂糖5.0%、檸檬酸添加量0.2%、甜蜜素添加量0.02%。據最優配方制備的醪糟懸浮飲料醪糟粒分散均勻、甜酸適度、味道清爽、營養豐富，具有廣闊的市場前景，本研究將為開發米酒懸浮飲料市場化技術和產品開發提供一定的參考。