玉米發酵面條的研制

張 軍，張莉莉，馬 驍，張 哲，王 江，高 揚

（1. 黑龍江省農業科學院 鄉村振興科技研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2. 黑龍江省農業科學院 食品加工研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

玉米發酵即食產品是一種粗糧細做的產品，特別是玉米面條有黃金面條之稱。玉米面條不如小麥面條受眾面廣，但其在東北很多地區已經成為特色的當地主食[1-2]。發酵玉米面條改變了玉米初加工產品口感粗糙、口味辛辣、不受歡迎等問題。發酵是谷物加工利用的傳統工藝，常用來提高產品口感、增強風味、改善質構，并提高制品的微生物安全性和營養價值[3-5]。發酵玉米產品利用這一原理，以其獨特的芳香酸味解決了口感問題，同時產品富含更多對人體有益的營養成分，而且其良好的風味還可以促進食欲，成為風尚美食[6-8]。研制發酵玉米面條，改變民間原始加工中原料浪費、熱源浪費、清洗費工、品質不一、商品差等諸多問題，賦予這一古樸食物新的生命力，會開創廣闊的市場[9-10]。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

玉米糝（粒徑為2～8 mm）：自制。純凈水：自制。安琪高活性干酵母菌、保加利亞乳桿菌：北京川秀科技有限公司；NaOH、亞硫酸、酚酞、碳酸鉀（分析純）：天津大茂化學試劑廠；預糊化玉米淀粉、甘油、葵花籽食用油、黃原膠、復合磷酸鹽等：市售。

1.2 儀器與設備

T2型玉米脫皮制糝機：山東曹縣魯創機械制造有限公司；VE-BS純水機：深圳市宏森環保科技有限公司；30L發酵罐：江蘇科海生物工程設備有限公司；DRH-A100電熱恒溫培養箱：上海仙象儀器儀表有限公司；不銹鋼分體式膠體磨KJM-180：北京錕捷玉誠機械設備有限公司；TDL-40B型離心機：上海安亭科學儀器廠；CT3質構儀：美國Brookfield公司；C21S18-A型電磁爐：東莞蘇泊爾電器有限公司提供；011A-3E型電熱鼓風干燥箱：北京賽多利斯天平有限公司；60型玉米叉條機：山東曲阜亞冠農業機械有限公司；西美特-15和面機：石家莊米允酒店飲事機械有限公司；ZHW-100蒸汽恒溫箱：南京泰斯特試驗設備有限公司；單室真空包裝機：諸城市泰威機械有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

玉米脫皮去胚→制糝→亞硫酸處理→純菌種發酵→磨漿→脫水→后發酵→加入改良劑→高濕擠壓→包裝→冷鏈

1.3.2 操作要點

剔除玉米中的霉爛粒和雜質等，經過脫皮制糝機打、擦、篩等工序，做成粒徑為2～8 mm的玉米糝。定量玉米糝用 0.20%亞硫酸液處理，加入酵母菌、乳酸菌雙菌種無氧發酵，溫度控制在28～32 ℃，時間70～80 h。將發酵好的玉米糝清水洗滌2遍后瀝干，用磨粉機磨粉，要求粒度均勻、通過80目篩。用離心機分離過多水分，面團含水量以40%～45%為宜。用拌粉機內調節好水分，加入配料，持續攪拌3～4 min。將調拌好的原料喂入擠壓機料斗內，擠壓成條或片狀。擠出的面條立即冷卻、固定。合格的樣品應該粗細均勻，表面光滑，有彈性，無夾生，無氣泡，色澤金黃色。剪成適當的長度，放入蒸柜內熟化，時間為3～5 min。整理好產品以不粘手、可自由松散、柔軟有彈性為佳。400 g定量PVC袋，真空包裝。整體微波殺菌。冷鏈貯運，要求溫度–18～ –20 ℃。

1.3.3 亞硫酸處理實驗

各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別用0.15%、0.20%、0.25%、0.30%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡，ck為清水，密封。處理時間為48、60、72、84、96、108 h，考察對發酵玉米糝硬度、狀態、風味、浸出物的影響。

1.3.4 玉米糝發酵單因素實驗

添加純菌種對玉米發酵面條品質的影響。各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，分別添加安琪高活性干酵母菌（0.2%）、保加利亞乳桿菌(0.1%)、安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%）三個處理，ck為無添加，進行96 h厭氧發酵,然后按上述方法制作面團及面條。分析發酵結果與常規發酵（ck）的差別。

發酵時間對玉米發酵面條品質的影響。取3 000 g玉米糝（平均粒徑 0.5 cm），加入 0.25%亞硫酸溶液4.0～4.5 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），進行 48、60、72、84、96、108 h厭氧發酵，分別取樣制作面團及面條。分析發酵時間對玉米面條品質的影響。

玉米糝粒度對發酵醪品質的影響。各取平均粒徑2、4、6、8 mm玉米糝1 000 g，分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），進行96 h厭氧發酵。分析玉米糝粒度對發酵醪品質的影響。

發酵溫度對發酵醪品質的影響。各取1 000 g玉米糝（平均粒徑5 mm），分別加入0.25%亞硫酸溶液1.4～1.6 L浸泡6 h后，添加安琪高活性干酵母菌（0.15%）+保加利亞乳桿菌（0.1%），分別在20、25、30、35 ℃下進行96 h厭氧發酵。分析發酵溫度對玉米發酵醪品質的影響。

1.3.5 玉米糝發酵正交實驗

根據單因素實驗的基礎與經驗，以菌種添加量A、發酵時間B、玉米糝粒度C、發酵溫度D為主要影響因素，以成品感觀品質綜合評分為指標，進行L9（34）正交實驗，優化發酵工藝條件。正交實驗因素與水平見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 Factor level of orthogonal test

1.3.6 防混湯、斷條實驗

分別取按正交實驗最佳組合制取的發酵玉米面團500 g，添加不同濃度、不同組合的預糊化玉米淀粉、甘油、葵花籽油、黃原膠、六偏磷酸鈉（先少許溫水溶解）后，按上述方法做成成品面條，檢驗對混湯、斷條的影響。

1.3.7 擠壓方式實驗

取500 g面團（按正交實驗最佳組合制取），然后進行燙面（面團在沸水中燙煮5～6 min），再次對面團進行和面處理，然后進行手工（傳統）擠壓；取500 g面團（同上）添加3.5%預糊化玉米淀粉+0.25%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花籽油和勻，直接手工（改進）擠壓；取 2 500 g面團（同上）添加3.5%預糊化玉米淀粉+0.25%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花油，用和面機和勻，加入叉條機擠壓出成品。分析不同擠壓方式對玉米發酵面條品質的影響。

1.3.8 保質期實驗

取1.3.6機械擠壓的成品，PVC袋真空包裝每袋 400g，在常溫（18～22 ℃）避光貯存、冷藏（3～5 ℃）、凍藏（–18～20 ℃），每個處理20袋。分析貯存方式及時間對玉米發酵面條品質的影響。

1.3.9 主要指標測試

總酸度測定：滴定法[11]；

蛋白質測定：采用凱氏定氮法[12]；

維生素B6測定[6]：維生素B6可以與2,6-二氯醌亞銨的醇溶液發生特點的顯色（棕色）反應，采用標準加入法在460 nm處測定吸光值，以加入硼酸的樣品處理液為空白；

乳酸含量測定：EDTA滴定乳酸鈣法[14]；

硬度、咀嚼性測定[15]：用質構儀測試，進行TPA實驗來表征發酵玉米面條的品質；

熟斷條率：量取500 mL凈水，取20根15 cm長的面條（手工擠壓的生面條或貯存期的熟面條），放入鍋中烹煮6～7 min后，撈出并置于冷水中，記錄斷掉的面條數，重復實驗3次，取平均值。D/%=ZD/20×100，式中 D為斷條率，ZD為煮熟斷掉的面條根數；

煮熟損失率：取20根15 cm長的面條稱重，記為W1。然后放入500 g凈水鍋中烹煮6～7 min后撈出，剩余的烹煮液冷卻后在離心機上分離，將沉積物稱重記為 W2。重復實驗 3次，取平均值。煮熟損失率/%=W2/W1×100，式中W1為20根面條的重量，W2為20根面條烹煮損失的重量；

感官品質評價：聘請黑龍江省農業科學院農產品質量檢驗中心專業評價人員對發酵玉米面條的感官品質進行評價。發酵玉米醪感觀品質評價參照表2，發酵玉米面條產品感觀品質評價參照表3。

表2 發酵玉米醪感觀品質評價標準Table 2 Evaluation standard of sensory quality of fermented corn mash 分

表3 發酵玉米面條產品感觀品質評價Table 3 Sensory quality evaluation of fermented corn noodle products 分

1.4 數據處理

采用SPSS 18.0和Excel進行數據處理及分析。

2 結果與分析

2.1 亞硫酸浸泡實驗結果

從表4得出，0.2%亞硫酸濃度、浸泡時間84～96 h浸泡處理表現最佳，其硬度、狀態、風味、浸出物達到原料處理要求。實驗結果也表明亞硫酸濃度高于0.3%時，抑制乳酸發酵，浸出物過多。浸泡時間過長，浸出物過多，造成原料損失，雜菌污染機率增加。清水（ck）浸泡有明顯的雜菌感染現象以及蛋白發酵的臭味，是目前家庭制作此類產品普遍存在的問題。亞硫酸浸泡一是可有效抑制玉米原料帶來的微生物活動，起到抑制雜菌、防腐作用，保護純菌種（安琪高活性干酵母菌、保加利亞乳桿菌）發酵。特別有利于乳酸發酵，增加風味、抑制其它微生物繁殖，防止浸泡液中腐敗物的產生（霉菌、臭味），控制其食用產品中毒現象（米酵酸素中毒）的發生。二是軟化玉米顆粒，降低玉米的機械強度，有利于濕面團的制作。又能分散玉米細胞中的蛋白質網，消弱保持淀粉的聯結鍵，改善其產品的質構，提高面條產品的適口性。

表4 原料亞硫酸浸泡效果Table 4 Soaking effect of raw material sulfite

2.2 玉米糝發酵單因素實驗結果

2.2.1 添加純菌種對玉米發酵醪的影響

從表5得出，隨著純發酵菌種的加入其酸度明顯增高、蛋白質含量變化差距不大、微生素含量增加明顯、乳酸含量成倍增加、硬度差距不大、咀嚼性提高、斷條率降低。雙菌種復合發酵效果較佳，不僅強化了營養成分、改善口感與風味，而且加快了原料的軟化、轉化速度，從而提高了生產效率和產品安全性。

表5 菌種對玉米發酵醪的影響Table 5 Effect of strains on corn mash

2.2.2 發酵時間對玉米發酵面條品質的影響

從表6得出，總酸度發酵 84 h后會超過1.0 g/100 g；隨著發酵時間的延長其硬度、咀嚼性呈下降趨勢，但其差異不顯著；酵香感發酵至72 h后就可達到產品設計要求；斷條率隨著發酵時間的延長其呈現增長趨勢，其差異不顯著。

表6 發酵時間對產品品質的影響Table 6 Effect of fermentation time on product quality

品鑒時發酵超過84 h的樣品，其口中留酸時間過長、酸感強。發酵72～84 h其綜合效果較佳，84 h可設為發酵時間關鍵點。

2.2.3 玉米糝粒度對發酵醪品質的影響

從表7得出，當玉米糝粒度小于6 mm時發酵產生的總酸度大于1.0 g/100 g，并且浸出物顯著增高，因浸出物增加易造成原料浪費及生產成本增高。綜合指標表明，原料選用玉米糝粒度在6～8 mm為佳。

表7 粒度對發酵醪品質的影響Table 7 Effect of particle size on the quality of fermented mash

2.2.4 發酵溫度對發酵醪品質的影響

從表8得出，當發酵時間84 h，發酵溫度超過30 ℃時，酸度超過1.0 g/100 g，硬度隨發酵溫度增加而呈下降趨勢，浸出物隨著發酵溫度增加而呈增加狀態，酵香感以 30 ℃表現最佳。各項指標綜合表明30 ℃發酵溫度較適合。

表8 發酵溫度對發酵醪品質的影響Table 8 Effect of fermentation temperature on the quality of fermented mash

2.3 玉米糝發酵正交實驗結果

由表9得出，影響玉米發酵面條感觀品質因素的主要順序為A>D>C>B，即復合菌種添加量>發酵溫度>發酵粒度>發酵時間。最佳工藝參數為A3B1C3D2,即復合菌種添加量0.2%+0.1%，發酵時間78 h，玉米糝粒度8 mm，發酵溫度30 ℃。對A3B1C3D2與A3B2C1D3進行3次比較驗證實驗，結果取平均值，得到感觀品質綜合評分A3B1C3D2為93.40分、A3B2C1D3為90.60分，仍高于正交實驗中其它組合。

表9 正交實驗結果Table 9 Results of orthogonal test

2.4 防混湯、斷條實驗結果

防混湯、斷條實驗結果見表10，3.5%預糊化玉米淀粉+0.30%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%食用油組合綜合效果最佳，斷條率為4.5%，烹煮損失率4.5%。其色澤、口感、硬度均符合標準要求，酵香味不受影響。食用油的防凍、防回生效果高于甘油，又能減小因黃原膠粘度影響其效率的不利因素。

表10 配方實驗結果Table 10 Formula test results

2.5 擠壓方式實驗結果

從表11中得出，改進手工擠壓方式減去了燙面工藝，避免了熱量浪費和費時，并顯著提高其商品性，是即食產品進入市場的前提。機械熱擠壓方式其斷條率表現最低、感觀評分表現最高，96.6分感觀品質評分，達到商品產品的要求。

表11 不同擠壓方式對產品的影響Table 11 Effect of different extrusion methods on products

2.6 保質期實驗結果

從表12中得出，真空包裝常溫貯存期不易超出14 d，超出14 d后其口感、香味、酸味均達不到食用要求。冷藏溫度2～5 ℃，30 d內品質基本無差別，而時間在60 d內其品質與商品性仍符合產品要求。凍藏溫度–18～ –20 ℃，時間控制180 d以內，品質基本符合產品要求，超過180 d，產品品質不達標。

表12 保質期實驗結果Table 12 Shelf life test results

3 結論

本實驗優化傳統玉米發酵面條制作工藝，在單因素實驗的基礎上，通過正交實驗篩選玉米發酵面條面團的最佳工藝條件。同時，進行了防混湯、斷條保護劑的篩選，以及擠壓方式和保鮮方式實驗。研究結果表明，原料用0.2%亞硫酸溶液處理，可抑制雜菌、防腐，保護純菌種（酵母菌、乳酸菌）發酵。發酵面團最佳工藝參數為復合菌種添加量 0.2%（酵母菌）+0.1%（保加利亞乳桿菌，發酵時間78 h，發酵粒度8 mm，發酵溫度30 ℃。3.5%預糊化玉米淀粉+0.30%六偏磷酸鈉+1.0%黃原膠+3%葵花籽食用油組合防混湯、斷條的綜合效果最佳，斷條率為 4.5%，烹煮損失率4.5%。通過把發酵面團進行機械熱擠壓，得到的面條的斷條率最低，為4.3%，感觀品質評分達到96.6%商品產品的要求。真空包裝常溫貯存期不易超出14 d，超出14 d后其口感、香味、酸味均達不到食用要求。冷藏溫度 2～5 ℃，時間在 60 d內其品質與商品性仍達到產品要求。