發芽糙米風味發酵乳的研制與品質分析

李家瑩，杜昭換，劉清玄，涂向輝，姜忠麗

沈陽師范大學糧食學院，遼寧 沈陽 110034

0 引言

糙米是指稻谷經脫殼后，經少量加工甚至不加工所獲得的全谷粒米。發芽糙米是在一定條件下，所含大量酶被激活和釋放，含豐富的γ-氨基丁酸、多酚類物質、黃酮類物質。γ-氨基丁酸是一種重要的中樞神經系統抑制性神經遞質，具有改善機體睡眠質量、降血壓等生理功效。多酚類物質是一組植物中化學物質的統稱，具有多個酚類基團，對慢性病、心腦血管疾病及動脈硬化起預防作用。黃酮類物質是多酚類化合物的一種，是抗氧化劑，能清除體內氧自由基，有效預防心腦血管疾病。

發酵乳是以牛乳、羊乳或復原乳為原料，經乳酸菌發酵劑保溫發酵而制得乳制品，主要起調節腸道菌群和促進胃腸蠕動作用。本試驗將發芽糙米及助眠物質山藥、百合、茯苓、酸棗仁等添加到牛奶中，利用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌等混合菌發酵劑進行發酵，采用單因素試驗和正交試驗分析產品感官指標，并對最佳配方的發酵乳進行生物活性成分分析，研制出既符合大眾口味，又具有助眠功能的發酵乳。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

五常糙米購自于五常市興旺米業有限公司；全脂滅菌乳購自于蒙牛乳業（沈陽）有限責任公司；乳酸菌酸奶復合菌發酵粉（麥芽糊精、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌）購自于北京川秀國際貿易有限公司；山藥粉購自于源興堂（安徽）健康產業有限公司；茯苓粉購自于棗莊百澤貿易有限公司；百合粉購自于咸寧市旺業農產品有限公司；酸棗仁購自于亳州關東場久中藥材種植有限公司。

無水乙醇購自于天津市恒興化學試劑制造有限公司；福林酚購自于上海金穗生物科技有限公司；蘆丁標準品購自于合肥博美生物科技有限責任公司；γ-氨基丁酸標準品購自于上海如吉生物科技發展有限公司；碳酸鈉購自于天津市大茂化學試劑廠；亞硝酸鈉購自于沈陽市東興試劑廠；硝酸鋁購自于福晨（天津）化學試劑有限公司；氫氧化鈉購自于天津市北聯精細化學品開發有限公司；硼酸購自于天津市瑞金特化學品有限公司；鄰苯二甲醛購自于酷爾化學科技（北京）有限公司；β-巰基乙醇、甲醇、乙腈購自于上海麥克林生化科技有限公司；乙酸鈉購自于沈陽市東興試劑廠。

1.2 主要儀器、設備和用具

恒溫培養箱SLI-700購自于上海慧泰儀器制造公司；鼓風干燥箱HG-9146A購自于上海精宏實驗設備有限公司；紫外輻射光線分光光度計UV-1200S購自于翱藝儀器（上海）有限公司；烤箱OMG 3/9 5*6購自于河北歐美佳食品機械有限公司；恒溫振動培養箱ZQBW-70購自于天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司；H1850系列離心機購自于湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；LC-16高效液相色譜儀購自于島津儀器（蘇州）有限公司；另準備了酸奶發酵罐、鍋、搪瓷盤、紗布。

1.3 工藝流程

發芽糙米風味發酵乳工藝流程圖1。

圖1 發芽糙米風味發酵乳工藝流程圖

1.4 操作要點

1.4.1 發芽糙米的制備

選取色澤晶瑩、顆粒飽滿的糙米，洗凈后，在20 ℃下用無菌水浸泡8 h。瀝水后均勻攤于盤內并蓋上紗布，加入適量無菌水，置于32 ℃恒溫培養箱中發芽。當芽長為0.5～1 mm時發芽結束，迅速將發芽糙米放在75～85 ℃熱水10 min進行滅菌處理，然后將發芽糙米瀝干放入鼓風干燥箱內，65 ℃條件下干燥4 h。選擇芽長0.5～1.0 mm的發芽糙米，加入適量清水，鍋中煮制10 min后，放入烤箱內175 ℃烘烤15 min，取出備用[1]。

1.4.2 助眠粉的制備

參考張薇等[2]、李萍等[3]文獻，確定助眠粉比例為酸棗仁粉∶山藥粉∶茯苓粉∶百合粉=1∶1∶3∶4，首先將酸棗仁用粉碎機打成粉末，按照比例將上述粉末混合，放入蒸鍋中蒸10 min，熟化粉末和殺菌。

1.5 試驗設計

1.5.1 單因素試驗

查閱發酵乳制作相關文獻及前期多次預試驗結果，確定助眠粉比例為酸棗仁粉、山藥粉、茯苓粉、百合粉按1 ∶1 ∶3 ∶4，發酵乳發酵溫度42 ℃，發酵時間10 h[4]。牛奶按100 mL計，發芽糙米添加量5 g、助眠粉添加量1.5 g、白砂糖添加量6 g、發酵劑添加量0.2 g為發酵乳的理想發酵參數，以感官為評價指標，分別考察發芽糙米添加量、助眠粉添加量、白砂糖添加量、發酵劑添加量對發酵乳品質影響。考慮單一因素對發酵乳影響時，其他參數固定不變，以感官評價確定最優參數。發芽糙米添加量設置為1、3、5、7、9 g/100 mL；助眠粉添加量設置為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/100 mL；白砂糖添加量設置為2、4、6、8、10 g/100 mL；發酵劑添加量設置為0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/100 mL。

1.5.2 正交試驗

在單因素試驗基礎上，利用正交試驗對發酵乳配方進行優化。選取發芽糙米添加量、助眠粉添加量、白砂糖添加量為考察變量，以感官為評價指標，進行L9（33）正交試驗（表1）。

表1 正交因素水平表 單位：g/100 mL

1.6 感官評價標準

根據《食品安全國家標準 發酵乳（GB 19302-2010）》對風味發酵乳的感官要求，及樊秀花等[5]對發芽糙米酸奶的感官評定要求，制定感官評價標準（表2）。選擇有品鑒經驗且具食品相關知識10 人，組成感官評定小組，進行感官評價。檢驗方法：取適量試樣置于50 mL燒杯中，在自然光下觀察色澤和組織狀態。聞氣味，用溫開水漱口，品嘗滋味。

表2 感官評價標準

1.7 生物活性成分的測定

1.7.1 γ-氨基丁酸的測定

γ-氨基丁酸測定采用高效液相色譜法。首先配制10、20、50、100、200 μg/mLγ-氨基丁酸標準溶液備用。參照劉宗樂等[6]研究配制pH值=10.4的硼酸緩沖液及OPA衍生液。提取參照《稻米中γ-氨基丁酸的測定 高效液相色譜法（NY/T 2890—2016）》。檢測時，取1 mL硼酸緩沖液，加入0.2 mL OPA衍生液，再加入0.2 mL標準溶液或待測液，衍生5 min后過膜進樣，其衍生物保留時間如圖2所示，γ-氨基丁酸標準曲線方程為y=53 788x+266 225，R2=0.999 1，如圖3所示。

圖2 50 mg/mL γ-氨基丁酸標準品高效液相色譜圖

圖3 γ-氨基丁酸標準曲線

液相色譜條件為：流速1.0 mL/min；波長228 nm；流動相A（乙腈）：流動相B（20 mmol/L乙酸鈉）=21∶79；柱溫30 ℃；進樣量20 μL。

1.7.2 總多酚的測定

多酚提取參考劉曉飛等[7]的方法并修改。取5 mL樣品，加入20 mL無水乙醇，65 ℃下恒溫振蕩90 min，7 000 r/min離心15 min，取上清液。再用相同方法提取沉淀物，最后合并上清液、離心，取上清液測量體積，備用。測定采用Folin-Ciocalteu法[8]，根據白瓊[9]的標準曲線y=0.016x-0.002 6，R2=0.999 8，計算待測液中多酚含量，換算發酵乳中總多酚含量。

1.7.3 總黃酮的測定

總黃酮標準曲線參照姜忠麗[10]等的方法。在510 nm下測定吸光度，繪制標準曲線。標準曲線回歸方程為y=11.968x-0.036 5，R2= 0.999 8，如圖4所示。提取參考張靜等[11]的方法并稍作修改。取10 mL樣品于離心管中，加入10 mL無水乙醇，振蕩5 min，7 000 r/min離心15 min。取上清液1 mL于25 mL容量瓶中，加入0.7 mL的5%亞硝酸鈉溶液，搖勻后靜置5 min，加入0.7 mL的10%硝酸鋁溶液，搖勻后靜置6 min，加入5 mL的1%氫氧化鈉溶液，用30%乙醇溶液定容至25 mL，靜置10 min。以加入0 mL沒食子酸標準品并進行上述定容操作的試劑為參比，在510 nm下測定吸光度，計算發酵乳中總黃酮含量。

圖4 總黃酮標準曲線

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 白砂糖添加量對發酵乳感官的影響

隨著白砂糖添加量的增加，發酵乳感官評分出現先升高后降低的現象（圖5）。白砂糖添加量過低時，發酵乳味酸且凝乳效果不佳；白砂糖添加量過高時，發酵乳口感過甜。發酵乳在白砂糖添加量為6 g/100 mL時，感官評分達峰值。因此，發酵乳的白砂糖最優添加量為6 g/100 mL。

圖5 白砂糖添加量對發酵乳品質的影響

2.1.2 助眠粉添加量對發酵乳感官的影響

助眠粉是由酸棗仁粉、山藥粉、茯苓粉、百合粉按照1∶1∶3∶4比例混合而成。隨著助眠粉添加量的增加，發酵乳感官評分出現先升高后降低的現象（圖6）。助眠粉添加量過低時，品嘗不到助眠粉的特有味道；助眠粉添加量過高時，粉末沉底且顆粒感過重，口感不佳。助眠粉添加量為1.5 g/100 mL時，達到感官最優值。因此，發酵乳的助眠粉添加量為1.5 g/100 mL。

圖6 助眠粉添加量對發酵乳品質的影響

2.1.3 發芽糙米添加量對發酵乳感官的影響

隨著發芽糙米添加量的增加，感官評分先下降再上升之后再下降（圖7）。發芽糙米添加量過低時，發酵乳味道醇正，但沒有糙米特有味道；發芽糙米添加量過高時，入口糙米過多，影響口感。發芽糙米添加量為7 g/100 mL時，達到感官最優值。因此，發酵乳的發芽糙米添加量7 g/100 mL。

圖7 發芽糙米添加量對發酵乳品質的影響

2.1.4 發酵劑添加量對發酵乳感官的影響

隨著發酵劑添加量的增加，感官評分先上升后下降，但變化趨勢不大（圖8），因此發芽糙米風味發酵乳的發酵劑添加量為0.15 g/100 mL。

圖8 發酵劑添加量對發酵乳品質的影響

2.2 正交試驗結果

發芽糙米風味發酵乳優良口感的形成，可能與上述因素相互制約有關。因此在以上單因素試驗基礎上，選擇影響最大的3個因素（即白砂糖添加量、助眠粉添加量、發芽糙米添加量）進行正交試驗，優化獲得最佳配方。正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗結果

根據表3正交試驗的極差分析，各因素對產品的影響依次為：A（助眠粉添加量）＞B（發芽糙米添加量）＞C（白砂糖添加量）。

由表3可知，正交試驗中最高評分組合A1B2C2的感官評分為88.8分，高于最優組合A1B1C2感官評分86.2分，因此選擇A1B2C2為最佳配比，即按100 mL計，助眠粉添加1 g、發芽糙米添加5 g、白砂糖添加6 g。

2.3 生物活性成分分析

經測定，A1B2C2組合發酵乳中γ-氨基丁酸含量（0.096 76±0.001 43）mg/mL，總多酚含量（1.121 9±0.002 1）mg/mL，其中，總黃酮含量（0.407 1±0.001 3）mg/mL；A1B1C2組合發酵乳中γ-氨基丁酸含量（0.058 26±0.000 45）mg/mL，總多酚含量（0.982 9±0.000 8）mg/mL，其中，總黃酮含量（0.386 9±0.036 0）mg/mL；市售發酵乳中γ-氨基丁酸0 mg/mL，總多酚含量（0.543 4±0.000 7）mg/mL，其中，總黃酮含量（0.238 1±0.001 2）mg/mL。三種發酵乳的γ-氨基丁酸高效液相色譜圖見圖9～11。

圖9 A1B2C2 組合高效液相色譜圖

圖10 A1B1C2 組合高效液相色譜圖

圖11 市售發酵乳高效液相色譜圖

將A1B2C2、A1B1C2及市售發酵乳的生物活性成分含量對比，如表4所示。結合上述項目含量，A1B2C2明顯高于其他兩組，其γ-氨基丁酸含量（0.096 76±0.001 43）mg/mL，總多酚含量（1.121 9±0.002 1）mg/mL，總黃酮含量（0.407 1±0.001 3）mg/mL。

表4 三種發酵乳的生物活性成分對比 單位：mg/mL

3 結論

通過試驗確定發芽糙米風味發酵乳最優配方，即以100 mL牛奶計，添加助眠粉1 g、發芽糙米7 g、白砂糖6 g，接種0.2 g乳酸菌發酵劑，42 ℃發酵10 h。此時，發酵乳口感最佳，無沉淀、雜質及乳清析出，口感細膩，糙米有嚼勁，酸甜適中。與市售酸奶相比，本產品生物活性成分γ-氨基丁酸、多酚類和黃酮類成分含量相對較高，具有很大商業潛力。