米粉加工過程中的發酵工藝研究進展

傅亞平

長沙商貿旅游職業技術學院（長沙 410116）

米粉是以大米為原料，經過浸泡、磨漿、熟化、成型等工藝而成的一種米制食品。米粉可分為干米粉和鮮濕米粉2類，而傳統米粉一般為干米粉，需要經過浸泡復水后才能食用，鮮濕米粉則省去浸泡復水的過程[1]。鮮濕米粉又可分為發酵米粉和非發酵米粉，發酵米粉的口感和品質均優于非發酵米粉。米粉的發酵工藝可分為傳統的自然發酵和純種強化發酵2種方式，雖然自然發酵也可改善米粉的感官和質構特性，但產品仍存在易糊湯、光澤度差、斷條率高等缺點，且產品質量的穩定性較差，環境影響因素多[2]。基于此，主要對發酵米粉的主要微生物組成進行分析，并總結純種發酵在米粉加工中的應用情況。

1 米粉的傳統發酵工藝

自然發酵米粉的生產工藝流程：大米→清洗→浸泡→加水磨漿→預糊化→擠絲→煮制→冷水浸泡→定長切斷→鮮濕米粉成品。

原料：一般多選用直鏈淀粉含量較多的秈米，且以早秈陳米為主。與新米相比，陳米生產出的米粉更具韌性和彈性[3]。

浸泡：時間一般為幾天不等，長時間浸泡往往伴隨著自然發酵的過程，隨著發酵的進行，浸泡水的pH降低，并賦予大米原料特殊的風味。夏季氣溫高，一般浸泡2～3 d；冬季氣溫低，浸泡時間則延至4～7 d。浸泡時間過長，米粉被蠟樣芽孢桿菌或霉菌等雜菌污染，易變餿變壞，影響米粉產品的風味和安全性；浸泡時間太短會降低產品韌性，影響產品品質[4]。

煮制：目的是使成型的米粉完全糊化，糊化工藝對米粉品質有著重要影響，其工藝參數一般與大米品種有關。

冷水浸泡：煮制后的米粉進入冷水槽中浸泡，使其快速降溫冷卻，冷卻條件對米粉品質有著重要影響，目的是為得到黏彈性較好的米粉產品。

綜上所述，自然發酵米粉產品品質受溫度等外部環境因素影響很大。因此，為提高發酵米粉工業化及標準化生產技術，必須深入了解大米自然發酵過程中的微生物種類及其發酵作用對米粉的營養成分和食用品質的影響。

2 米粉的發酵作用

相關研究[2,5]表明，微生物發酵作用可改善米粉的營養特性和食用品質。如發酵能顯著降低米粉中脂肪、蛋白質、支鏈淀粉和灰分，大米中蛋白質含量是影響米粉硬度的重要因素，而灰分的降低能使米粉外觀更潔白，降低大米中的脂肪含量可使淀粉被純化，也能改善米粉的口感[1]。

2.1 發酵對米粉營養成分的影響

隨著發酵的進行，米粉中脂肪、蛋白質、灰分均隨著發酵時間的延長而降低，但不同菌種對蛋白質含量下降趨勢的影響有所差異[6]。植物乳桿菌強化發酵米粉的蛋白質含量相較未發酵米粉下降10.81%，而植物乳桿菌強化發酵米粉的總淀粉含量和直鏈淀粉含量相較自然發酵米粉分別增加2.12%和7.18%，這說明純種發酵對淀粉的純化作用更強且更有利于提高發酵米粉品質[7-8]。耿棟輝[9]研究發現，不同發酵方式對米粉中蛋白質含量的影響具有明顯差異，且純種發酵米粉比自然發酵米粉具有更高的營養價值。相對單一菌種發酵而言，多菌種協同發酵米粉中直鏈淀粉含量增長更明顯，且協同發酵更利于蛋白質和脂肪的降解[10]。

綜上所述，發酵作用能在不同程度上降低米粉中蛋白質、脂肪和灰分，并使總淀粉和直鏈淀粉含量顯著增加。大米發酵后營養成分的改變與米粉食用品質的改善有一定關聯性。

2.2 發酵對米粉質構的影響

與非發酵米粉相比，發酵米粉品質明顯改善[11]，在質構特性方面，發酵米粉的硬度提高55.61%、彈性提高4.34%、內聚性提高6.46%、回復性提高8.46%、咀嚼性提高125.89%、黏性降低92.88%[12]。且植物乳桿菌純種發酵能進一步提高米粉的質構品質，與自然發酵米粉相比，植物乳桿菌純種發酵米粉的黏附性降低51.61%、硬度提高10.28%、咀嚼性提高6.40%[1]，且不同來源的植物乳桿菌對發酵米粉質構品質的影響不同[6]。純種發酵米粉在保持食用品質的同時，進一步提高生產效率，并有效改善了米粉產品的風味[13]。任元元等[10]利用干酪乳桿菌、植物乳桿菌和釀酒酵母菌協同發酵大米，在測定米粉產品的質構特性時發現，多菌種協同發酵米粉的彈性、硬度、咀嚼性、黏聚性和回復性均優于自然發酵米粉和植物乳桿菌純種發酵米粉。

3 發酵過程中微生物的種類及應用

3.1 米粉發酵過程中的微生物種類

發酵米粉屬于我國南方地區的特色美食，近年來，越來越多的學者對自然發酵米粉中微生物菌群組成進行了研究，分析發現微生物種類具有多樣性，且不同地區樣品的研究結果具有差異性，研究樣品主要來源于湖南省的米粉廠。熊香元等[14]對湖南一鮮濕米粉發酵液進行研究，結果發現乳桿菌屬在整個發酵過程中占絕對優勢，同時還存在明串珠菌屬和乳球菌屬。對湖南常德鮮濕米粉發酵液進行分析，從中分離出118株產乳酸細菌，最終得到7株發酵性能優良的菌株，分別為5種戊糖片球菌、1種發酵乳桿菌和1種枯草芽孢桿菌[15]。但李路遙[16]從大米發酵液中分離純化得到的優勢菌株為乳酸乳球菌、植物乳桿菌、唾液鏈球菌和釀酒酵母菌。李蕓[3]同樣對常德市米粉廠的發酵液進行研究，結果發現植物乳桿菌、發酵乳桿菌、熱帶假絲酵母和枯草芽孢桿菌是米粉浸泡發酵過程中的優勢菌種。陳荻等[17]對桂林發酵米粉中的微生物進行分析，結果發現乳桿菌、魏斯菌、乳球菌、明串珠菌、戊糖片球菌、醋酸桿菌和曲霉菌等均為優勢菌種，其中乳桿菌屬的應用潛力最大。楊有望[4]采用高通量測序技術對常德金健米粉廠的發酵液進行分析，結果發現發酵乳桿菌和德式乳桿菌是大米自然發酵過程中的主要菌種。

綜上所述，乳酸菌和酵母菌是米粉自然發酵過程中的優勢菌種，這與佟立濤等[18]的研究結果一致。在自然發酵液中乳酸菌和酵母菌能互利共生，且乳酸菌表現出的發酵性能更好，其中乳桿菌被一致認為具有更大的市場應用潛力。這為開發鮮濕米粉專用發酵劑，實施鮮濕米粉的純種發酵，實現發酵米粉工業化、規模化、高效化生產奠定理論基礎。

3.2 純種發酵在米粉中的應用

純種發酵又稱為強化發酵，是利用自然發酵中的優勢菌種對米粉的發酵工藝進行人為控制，以縮短發酵時間，控制雜菌生長，使發酵米粉產品形成穩定的風味和品質。基于眾多學者對自然發酵米粉中微生物菌群的研究，已有利用單一或者多種微生物對米粉進行純種發酵的研究報道。席慧婷等[19]利用釀酒酵母菌和胚芽乳桿菌混合發酵米粉，通過正交試驗得出最優工藝條件：發酵溫度30 ℃、發酵時間16 h、胚芽乳桿菌和釀酒酵母菌比例1︰1、接漿量10%。此條件下得到的復合菌發酵米粉相比自然發酵米粉香氣更為濃郁。任元元等[20]利用植物乳桿菌和釀酒酵母菌復合發酵米粉，通過響應面法得到最佳工藝條件：釀酒酵母菌和植物乳桿菌活菌數比1︰1、接種量0.14%、發酵溫度37 ℃、發酵時間8 h，在此條件下得到彈性、蒸煮特性、色澤風味等品質較好的發酵米粉。程穎等[21]利用乳酸菌和酵母菌協同發酵生產半干米粉，乳酸菌與酵母菌活菌數2︰1時，最佳工藝參數為菌液添加量4%、發酵溫度35 ℃、發酵時間18 h、糊化溫度95 ℃、糊化時間4 min、加水量60%、粒度120目（約0.125 mm）。此條件下，產品的斷條率低、品質較好。周永升等[12]利用植物乳桿菌強化發酵生產半干米粉，通過響應面法分析得出最優發酵工藝參數：菌種添加量106CFU/g、發酵溫度35 ℃、發酵時間52 h，與未發酵米粉相比，在此條件下半干米粉的質構特性和蒸煮品質均有顯著提高。

近年來，純種發酵在米粉加工中的應用案例越來越多，它不僅大幅縮短發酵時間（純種發酵時間一般為數小時至3 d不等，已報道最短時間為8 h），還顯著提升發酵米粉產品的品質。

4 結語

發酵工藝是研究米粉產品的熱點之一，它也是加工大米制品的傳統方法[22-25]。發酵對米粉產品品質影響的相關報道較多，研究結果幾乎一致，即發酵作用能在不同程度上降低米粉中蛋白質、脂肪和灰分，并使總淀粉和直鏈淀粉含量顯著增加[26-27]，達到純化淀粉的效果，從而改善并提高發酵米粉產品品質。發酵微生物種類具有多樣性，乳酸菌和酵母菌是米粉自然發酵過程中的優勢菌種[28-29]，且乳桿菌被認為是最具有應用潛力的鮮濕米粉專用發酵劑。因此，近年來眾多學者利用乳桿菌單一菌種或復配其他菌種發酵米粉，通過優化工藝條件或發酵條件生產出品質穩定且質量佳的發酵米粉產品。這不僅避免微生物污染的安全問題，還能促進發酵米粉由手工生產向規模化生產的轉變，提高生產效率，并對解決我國陳糧、次糧的有效利用，以及早秈米的積壓問題起到積極推動作用。雖然發酵米粉的純化發酵工藝逐漸成熟，但食品的營養和功能性已成為社會關注的焦點，發酵米粉產品的營養成分較為單一，如何進一步提高發酵米粉的營養品質，相關研究報道鮮少，這將成為今后的研究方向之一。