珍珠薏米乳酸发酵饮料的研究

金黎明，刘雨晴，郝 苗，何煜波，夏 婷，胡文忠

(1.大连民族学院 生命科学学院，辽宁大连116605;

2.大连市产品质量监督检验所，辽宁大连 116021)

珍珠薏米乳酸发酵饮料的研究

金黎明1，刘雨晴1，郝 苗2，何煜波1，夏 婷1，胡文忠1

(1.大连民族学院 生命科学学院，辽宁大连116605;

2.大连市产品质量监督检验所，辽宁大连 116021)

研究了以珍珠和薏米为主要原料制作乳酸发酵饮料的工艺。通过正交试验，确定最佳调配组合为:蔗糖10%，香精0.1%，薏米发酵液与珍珠水解液的体积比为2∶1。对饮料的可溶性固形物、酸度、还原糖、金属元素、氨基酸含量等指标进行了测定。结果表明，还原糖质量浓度为11.9 mg·mL－1;可溶性固形物为 4.6%;pH 值为 4.97(16.5 ℃ 时);Zn、Mg、Fe、Mn、Na、Ca、K 的质量浓度分别为 0.1672，5.1434，0.2326，0.2933，241.76，136.09，34.87 μg·mL－1;Cd、Pb、Cr、Cu 和 Co 等均未测出;且含有 Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys、His、Arg 和 Pro 等 16 种氨基酸。

珍珠;薏米;酶解;乳酸发酵;饮料

珍珠(Pearl)是由珍珠贝科动物马氏珍珠贝、蚌科动物三角帆蚌或褶纹冠蚌等双壳类动物软体部受刺激而形成的一种结晶体［1］。中国是世界上最早采集和利用珍珠的国家之一［2］。在祖国医学中，认为珍珠具有镇心安神、养阴熄风、清热堕痰、去聆明目、解毒生肌等功效。

薏米(Coix Seed)又名薏苡仁，为禾本科植物薏苡(Coix lacryma－jobi L.)的种仁。薏米营养丰富，含有优质蛋白、多种氨基酸、维生素及矿物元素［3］。早期药理研究表明薏米有解热、镇静、镇痛的作用，对离体心脏、肠管、子宫有兴奋作用。现代药理学研究表明，薏米具有抗肿瘤、提高免疫力、降血糖血钙、降压、抗病毒及抑制胰蛋白酶、诱发排卵等方面的药理活性［4］。

近年来，随着健康食品的风行，利用乳酸菌制备饮料已引起各国关注。乳酸发酵饮料以其特殊的风味和保健作用而深受人们喜爱［5］。目前，有关以珍珠和薏米为主原料制备乳酸发酵饮料的研究，国内尚未见报道。本文对珍珠薏米乳酸发酵饮料的制作工艺进行了研究，并对其产品质量和营养成分进行了测定和评价，为其大规模生产提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

珍珠粉:圣泰珍珠制品有限公司。

薏米:超市购买。

乳酸菌:实验室自行从泡菜中分离并保藏。使用前采用MRS培养基活化，培养温度30℃。

1.2 仪器及试剂

1.2.1 仪器

Z－2000型原子吸收分光光度计(日本Hitachi公司);微波消解装置(意大利 Milestone公司);L8900型氨基酸自动检测仪(日本Hitachi有限公司);PAL－1型数字手持袖珍折射仪(日本ATAGO公司);SevenEasy pH计(梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司);IKA AII型分析用研磨机(广州仪科实验室技术有限公司);DF－101S型集热式恒温加热磁力搅拌器(上海予英仪器有限公司);DHG－9070A型电热恒温鼓风干燥器(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2.2 试剂

胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、α－淀粉酶、糖化酶(枣庄市杰诺蛇生物酶有限公司);蔗糖、小苏打、无水氯化钙、乳酸等(河南金润食品添加剂有限公司);氢氧化钠、硫酸铜、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、浓盐酸、亚甲基蓝、葡萄糖、过氧化氢、硝酸等，均为国产试剂分析纯。

1.3 珍珠薏米乳酸饮料制备及指标测定

1.3.1 珍珠酶解液的制备

将珍珠粉放入烧杯中，加入85%的乳酸并搅拌至液清，将酸化液过滤去除沉淀，加入量为滤液3%的复合酶［m(胰蛋白酶)∶m(木瓜蛋白酶)=1∶4］，在 pH7.0，50 ℃条件下水解 24 h，再加热到90℃，20 min灭酶，得到珍珠酶解液［5］。

1.3.2 薏米发酵液的制备

(1)调浆、糊化、酶解:粉碎的薏米加入10倍左右的水，升温至80℃保温1.5 h，然后冷却至70℃，加入α－淀粉酶和糖化酶(50 000 U·g－1)，酶解1 h后煮沸3 min灭酶，冷却后的薏米醪作为发酵基质，要求薏米醪中干物质的浓度大于 200 g·L－1。

(2)均质:酶解制得的薏米醪在60℃进行均质，均质压力为20 MPa。

(3)巴氏杀菌:薏米液在90℃灭菌10 min，然后冷却至42℃。

(4)接种、发酵:将乳酸菌接种到薏米液中，接种量为1%，混合均匀后立即发酵，发酵温度42℃。发酵约24 h后，发酵基质的pH接近4.2时即可。

1.3.3 正交试验

选择3因素按L9(33)设计正交试验，以感观评分法为指标，确定最佳配方，见表1。感观质量评分标准见表2。

表1 珍珠薏米乳酸发酵饮料配方正交试验L9(33)因素水平表

表2 珍珠薏米乳酸发酵饮料感观质量评分标准

1.3.4 分析方法

可溶性固形物测定:用数字手持袖珍折射仪测定。

酸度测定:用精密pH计测定。

还原糖测定:用斐林试剂法 GB/T 15038－2006测定。

氨基酸含量测定:用国标GB/T 5009.124－2003方法进行测定。

金属元素测定:用原子吸收分光光度计测定。仪器条件见表3。

表3 原子分光光度计使用条件

2 结果与讨论

2.1 珍珠薏米乳酸发酵饮料的正交试验结果

以蔗糖含量、香精含量和薏米发酵液与珍珠水解液的体积比为3因素，设计正交试验，以感观评分法为指标，确定最佳配方。从正交试验结果可知，RC＞RB＞RA，C3B2A2为最佳组合。采用此组合为最佳配方，即蔗糖10%，香精0.1%，薏米发酵液与珍珠水解液体积为2∶1。具体见表4。

表4 珍珠薏米乳酸发酵饮料配方正交实验结果

2.2 珍珠薏米乳酸发酵饮料的质量标准

2.2.1 感观指标

成品饮料外观奶黄色，稍有光泽，无沉淀或悬浮物。薏米香气纯正，并带有乳酸发酵香味。酸甜可口，口感协调，无涩味、异味。

2.2.2 理化指标

(1)还原糖质量浓度:11.9 mg·m L－1;

(2)可溶性固形物:4.6%;

(3)pH 值:4.97(16.5 ℃);

(4)Pb、Cd、Cr、Co、Cu 均未测出。

2.3 珍珠薏米乳酸发酵饮料的营养成分分析

2.3.1 金属元素含量

经过测定可知，制得的饮料中含有丰富的金属元素。Zn、Mg、Fe、Mn、Na、Ca、K 的质量浓度分别为 0.1672，5.1434，0.2326，0.2933，241.76，136.09，34.874 μg·mL－1。其中，钙的含量较高。钙是珍珠粉中的主要成分，一些医学专家特别强调了珍珠作为补钙剂的重要意义，不仅可防治各种缺钙引起的疾病，如抽筋、骨质疏松、痴呆病等，且具美容保健的综合效果［6］。锰可以防治心血管疾病和调节神经系统，并促进人体对钙的吸收。铁是人体必需微量元素，在人体中参与造血，在血红蛋白的合成上是一个活化剂。锌能活化人体过氧化物歧化酶(SOD)，从而清除易引起人体衰老的过氧化脂质。镁在生命过程中促进骨及细胞的形成，参与所有膜的结构，催化或激活机体300多种酶系，是体内所有能量代谢中的关键元素。

笔者前期的研究表明，薏米中 Zn、Na、Fe、Ca、Mg、Mn 的质量分数分别为 43.24，118.64，212.90，749.00，1 193.60，36.06 μg·g－1［7］。而珍珠粉中 Zn、Na、Fe、Ca、Mg、Mn 的质量分数分别为 6.46，98.86，170.88，377 084.00，8.34，589.78 μg·g－1［8］。可以看出，珍珠薏米乳酸发酵饮料中保留了原料中全部的金属元素种类，因为珍珠酶解过程中添加了碳酸氢钠调节pH值，使得饮料中Na的含量有所增加。

2.3.2 氨基酸含量

经过测定可知，饮料中含有16种人体所需氨基酸，总量达64.5 μg· mL－1，其中必须氨基酸占总氨基酸的23.57%，符合FAO/WAO提出的参考模式［3］。珍珠薏米乳酸发酵饮料及原料珍珠、薏米中的氨基酸含量测定结果见表5。

表5 氨基酸含量测定结果

续表

3 结语

本研究选用珍珠、薏米为主要原料研制乳酸发酵饮料，生产工艺简便，制品融合了两者的营养及生理活性成分，色、香、味俱全。经检验，该饮料含有多种氨基酸和微量元素。乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸，饮用后能抑制肠道中有害微生物的生长繁殖，对缓解肠胃疾病具有良好的效果，实属营养保健佳品。

［1］钱俊青，竺少铭.淡水珍珠功能成分的水提取工艺［J］.氨基酸和生物资源，2009，31(4):8 －11.

［2］谢玉坎，闵志勇.我国的珍珠研究进展［J］.莆田学院学报，2003，10(3):34 －38.

［3］李晶，贾君.薏米乳酸饮料的研究［J］.中国乳品工业，2004，32(6):24 －26.

［4］金黎明，刘垠孜，赵晓蕾，等.薏苡仁的有效成分研究进展［J］.安徽农业科学，2011，39(10):5734，5750.

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［6］张杰魁，陈治清.珍珠及其在生物医学等领域中的研究进展［J］.天然产物研究与开发，1996，8(2):63 －67.

［7］杨梓晨，梁婧，刘雨晴，等.薏米的成分分析［J］.安徽农业科学，2011，39(2):756，758.

［8］董娜，梁婧，刘雨晴，等.珍珠粉中微量元素测定［J］.安徽农业科学，2011，39(1):315 －316.

Study on the Lactic Acid Fermentation Beverage Made from Pearl and Coix Seed

JIN Li－ ming1，LIU Yu －qing1，HAO Miao2，HE Yu－bo1，XIA Ting1，HU Wen－zhong1
(1.College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian Liaoning 116605，China;
2.Dalian Institute of Product Quality Supervision and Inspection，Dalian Liaoning 116021，China)

The technology of making lactic acid fermentation beverage with pearl and coix seed as the chief raw materials has been studied.With the help of the orthogonal test，the best formula is that sugar was 10%，essence was 0.1%，coix seed:pearl was 2∶1.The properties of beverage have been tested.The results show that reducing sugar is 11.9mg/mL，the soluble solid is 4.6%，pH is 4.97(16.5 ℃).The contents of metal elements of Zn，Mg，Fe，Mn，Na，Ca，K are 0.1672，5.1434，0.2326，0.2933，241.76，136.09 ，34.874 μg/mL，respectively.There are no metal elements such as Cd，Pb，Cr，Cu and Co.The amino acids have been also tested.The results show that there are 16 kinds of amino acids，for exemple，Asp，Thr，Ser，Glu，Gly，Ala，Val，Met，Ile，Leu，Tyr，Phe，Lys，His，Arg and Pro.

Pearl;coix seed;zymohydrolysis;lactic acid fermentation;beverage

TS 252.54

A

1009－315X(2011)05－0450－04

2011－6－28;最后

2011－07－12

国家自然科学基金项目(30972038)。

金黎明(1979－)，女，黑龙江牡丹江人，副教授，博士，主要从事生物活性物质研究。

(责任编辑 邹永红)