方便米線分步發酵工藝

孟資寬，任元元，張鑫，鄒育，張星燦，王擁軍

四川省食品發酵工業研究設計院（成都 611130）

米線是一類條狀、絲狀米制品的統稱，在中國有著悠久的傳統和歷史[1]。米線以早秈稻為主要原料，其生產工藝主要包括浸泡（發酵）、磨漿、蒸坯、擠絲、成型、老化、干燥等[2]。發酵食品在食用品質、風味以及營養上有很大的提升[3-4]。經過微生物一定時間的發酵后，微生物會結合原料，在一系列的生化反應后，生成大量的有機酸類、各種酶系、低分子糖類和其他發酵產物，這些產物不斷積累，影響發酵產品的品質感官和理化性質[5]。米線發酵分為自然發酵和純種發酵，對自然發酵的米漿進行微生物分析，研究發現其中的優勢菌株為乳酸菌和酵母菌[6]。而純種發酵比自然發酵可以讓米線的品質在更短時間內達到最佳狀態，且發酵后米線的質構性能如拉伸力、硬度、彈性、內聚力、咀嚼性、回復性等明顯更好[7-8]。同時，直鏈淀粉含量直接影響米線最終品質[9]，研究表明枯草芽孢桿菌代謝可以產生普魯蘭酶[10]，其可以將支鏈淀粉有效分解為直鏈淀粉[11]。

目前在如何利用枯草芽孢桿菌和不同菌種發酵特性分段進行發酵改善米線品質方面研究較少，缺乏生產的工藝基礎，使高品質方便米線加工發展比較緩慢。該項目利用實驗室優選菌株枯草芽孢桿菌（B.s-6）和植物乳桿菌（L.p-3）進行米線分步發酵法研究，分析接種順序和優化發酵工藝，為方便米線工藝創新和品質進一步提升提供技術基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售早秈米、枯草芽孢桿菌（B.s-6）、植物乳桿菌（L.p-3）（實驗室從傳統自然米漿中分離、篩選得到）。

1.2 儀器與設備

電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9076A，上海百典儀器設備有限公司）；水分測定儀（MOC63u，島津菲律賓工廠）；電子天平（CP114，奧豪斯儀器有限公司）；數顯恒溫水浴鍋（HHS型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；電熱恒溫培養箱（DNP-9082，常州諾基儀器有限公司）；粉碎機（ND30，成都啟洲包裝設備有限公司）；米粉機（DZ47-63）、質構測定儀（TA-XT 型，上海騰拔儀器科技有限公司）；離心機（DL-6MB，上海安亭科學儀器廠）。

1.3 試驗方法

1.3.1 米線的工藝

原料粉碎→加水混料→接種發酵→擠壓→切斷→老化→開粉→干燥→冷卻→檢驗→包裝→成品

1.3.2 種子液制備[12]

把活化增殖培養后的枯草芽孢桿菌（B.s-6）、植物乳桿菌（L.p-3）分別接種到MRS液體培養基上，然后在30 ℃溫度下恒溫培養24～48 h，直至菌懸液中植物乳桿菌的濃度達到5×108CFU/mL。

1.3.3 菌劑接種順序的確定

試驗采用微生物分步發酵，在加水混料后的米漿中按照設定順序加入2%枯草芽孢桿菌種子液和2%植物乳桿菌種子液，具體方案如表1所示。

表1 菌種接種方案

1.3.4 發酵工藝優化

1) 枯草芽孢桿菌發酵單因素試驗

根據接種方案分析，選用方案2為米漿發酵方法。在后期發酵條件不變前提下，通過前期預試驗確定影響枯草芽孢桿菌發酵米漿單因素試驗的基本參數：接種量1.5%、米漿含水量50%、初始pH 6.5、發酵時間12 h。分別變動基本參數中的單一因素進行米漿發酵，然后對發酵后制得的米線制品進行感官評定和復水時間測定。

2) 枯草芽孢桿菌發酵正交試驗

表2 枯草芽孢桿菌發酵正交試驗

3) 植物乳桿菌發酵試驗

在枯草芽孢桿菌前期發酵后繼續添加植物乳桿菌發酵，考慮實際試驗及連續化生產情況，僅有植物乳桿菌接種量及發酵時間具有方便操作性，后期發酵條件研究主要涉及植物乳桿菌接種量和發酵時間，根據預試驗結果設定后期發酵植物乳桿菌接種量（0.5%，1%，1.5%，2%，2.5%和3%）和發酵時間（5，6，7，8，9和10 h）。對不同條件下發酵米線制品進行感官評定，并測定米線的復水時間。

1.3.5 米線品質比較

將優化條件下分步發酵所得米線與自然發酵米線、4種優選市售方便米線進行對比，根據感官評分、彈性、復水時間、沖泡損失率進行評價。

1.3.6 感官評分

取制備好的方便米線試樣進行編號，再把100 g米線分別加入200 mL沸水，泡至米線白芯消失后撈出觀察色澤，并咀嚼品嘗進行感官評價（表3），記錄評分結果，并整理數據。

表3 方便米線感官評價標準

1.3.7 復水時間

復水時間的測定：按SN/T 0395—2018[13]。

1.3.8 質構特性[14-15]

分別取50 g米線樣品放入保溫杯中，加入約300 mL的沸水，加蓋靜置10 min，用濾紙吸干表面水分，待測。取3根無物理損傷、粗細均勻的米線放在質構儀平臺的固定位置上測定其彈性，每個樣品測定6次，去除最大和最小值后取平均值。參數設置：P/50探頭，設定測試速度1.00 mm/s，應變75%，停留時間1 s，觸發力5 g。

1.3.9 沖泡損失率

參照SN/T 0395—2018《進出口米粉檢驗規程》[13]中米粉絲損失率進行測定。

蒸煮損失率的測定：稱取100 g米線樣品，放入500 mL已沸騰的開水中，浸泡7 min，用不銹鋼漏勺撈起全部米線，用玻璃棒攪勻米線湯，量取米線湯總量的1/10，放入已恒重的稱量器中，于水浴蒸干后放入105±2 ℃的烘箱中直至恒重，稱取干物質質量，精確至0.01 g。

式中：m為浸泡后試樣質量，g；m1為干米線的質量，g；X為米線的含水量，%；m2為小于10 cm米線條質量，g。

2 結果與分析

2.1 接種順序

由表4可知，方案2發酵所得米線的感官評分和復水時間更好，分別為90.5±2.3分和210±10 s，說明先接種枯草芽孢桿菌后接種植物乳桿菌更有利于米線品質提升。原因可能是枯草芽孢桿菌在前期單獨發酵種生長及代謝較為旺盛，產生了普魯蘭酶進而分解出大量直鏈淀粉，后期兩種菌發酵所產生的協同作用改變了米線淀粉組成、結構[16]和米線物質組成[17]。

表4 不同接種方案對米線感官和復水時間的影響

2.2 枯草芽孢桿菌單因素試驗

2.2.1 接種量確定

由圖1可知，當枯草芽孢桿菌種子液接種量為1.5%時，米線的感官評分為90.5±2.3分，此時復水時間為210±10 s；當接種量高于或低于1.5%時，米線的感官評分降低，復水時間增大。因此選擇1.5%為枯草芽孢桿菌種子接種量。

圖1 枯草芽孢桿菌接種量對米線感官及復水的影響

2.2.2 米漿含水量確定

由圖2可知，當米漿含水量為52%時，米線的感官評分為91.7±2.3分，此時復水時間為190±10 s；當米漿含水量高于或低于52%時，米線的感官評分降低，復水時間增大。因此選擇52%為枯草芽孢桿菌發酵米漿含水量。

圖2 米漿含水量對米線感官及復水的影響

2.2.3 枯草芽孢桿菌發酵初始pH確定

由圖3可知，當初始pH為6.5時，米線的感官評分為90.5±2.3分，此時復水時間為210±10 s。因此，選擇pH 6.5為枯草芽孢桿菌發酵初始pH。

圖3 初始pH對米線感官及復水的影響

2.2.4 枯草芽孢桿菌發酵時間確定

由圖4可知，當發酵時間為12 h時，米線的感官評分為90.5±2.3分，此時復水時間為210±10 s，結果好于其他發酵時間。因此，選擇12 h為枯草芽孢桿菌發酵米漿時間。

圖4 枯草芽孢桿菌發酵時間對米線感官和復水的影響

2.3 正交試驗結果

表5顯示的正交試驗數據表明，影響米線感官評分因素主次順序為D＞A＞B＞C，最佳組合為D2A2B1C3，即初始pH 7，米漿含水量50%，接種量1.5%，發酵時間12 h。影響米線復水時間因素主次順序為A＞D＞C＞B，最佳組合為D2A2B1C3，即接種量1.5%，發酵時間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%。綜合生產方便性考慮，枯草芽孢桿菌前期發酵條件為A2D2C3B1，即接種量1.5%，發酵時間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%。

表5 正交試驗結果及分析

對最優組合A2D2C3B1做驗證試驗，并做3個平行，結果取平均值。結果顯示：感官評分為92±1.5分，復水時間為220±10 s，優于正交試驗組合。說明正交結果具有可靠性，具有一定實用價值。

2.4 植物乳桿菌發酵條件研究

2.4.1 植物乳桿菌接種量的確定

由圖5可知，隨著接種量的增加，米線感官評分先上升后下降，米線復水時間先下降后升高。當后期植物乳桿菌接種量為2%時，米線的感官評分最高，為90.5±2.3分；此時復水時間較低，為210±10 s。因此選擇2%為植物乳桿菌接種量。

圖5 植物乳桿菌接種量對米線感官及復水時間的影響

2.4.2 后期發酵的確定

由圖6可知，當后期發酵時間為7 h時，米線的感官評分為92.2±2.2分，此時復水時間為210±10 s，整體結果好于其他發酵時間。因此，選擇7 h為后期米漿發酵時間。

圖6 發酵時間對米線感官及復水時間的影響

2.5 米線產品品質比較

根據2.3及2.4試驗結果總結，米線分步發酵條件優化結果為前期枯草芽孢桿菌接種量1.5%，發酵時間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%，后期繼續添加2%植物乳桿菌接種量，發酵時間7 h。

將優化條件下分步發酵所得米線與自然發酵米線、優選4種市售米線進行品質比較，結果如表6所示。分步發酵所得米線的感官評分、彈性、復水時間和沖泡損失率等指標均明顯優于其他產品（p≤0.05），說明利用枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌進行米漿分步發酵法生產米線可以顯著提高其食用品質。

表6 米線產品品質比較

3 結論

將實驗室優選菌株枯草芽孢桿菌（B.s-6）和植物乳桿菌（L.p-3）進行米漿發酵接種順序研究，判定前期接種枯草芽孢桿菌（B.s-6）、后期接種植物乳桿菌（L.p-3）有利于提升方便米線品質。

按照確定的先后順序分步發酵米漿，優化后發酵條件為前期枯草芽孢桿菌接種量1.5%、發酵時間12 h、初始pH 7、米漿含水量50%，后期繼續添加2%植物乳桿菌接種量、發酵時間7 h。優化后發酵法所制得的米線感官評分、彈性、復水時間和沖泡損失率等指標明顯優于自然發酵和市售產品（p＜0.05）。說明分步純種發酵明顯提高了米線的感官品質和蒸煮品質，改善了米線的彈性。

目前，國內方便米線的研究和生產多采用一次純種發酵或自然發酵，在以后的發展中，改變發酵方式提升米線品質的方法將有可能會成為一種趨勢。