姜汁发酵米乳饮料的研制

邹秀容，朱建华，周敏玲

（韶关学院英东食品科学与工程学院，广东韶关512005）

姜汁发酵米乳饮料的研制

邹秀容，朱建华*，周敏玲

（韶关学院英东食品科学与工程学院，广东韶关512005）

以大米为原料，经焙炒、粉碎、磨浆、糊化、糖化等预处理后与姜汁、脱脂乳粉、蔗糖进行调配，接入保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行发酵得到姜汁发酵米乳饮料。通过单因素试验和正交试验优化该饮料的加工工艺，确定产品的最佳配方为：料水比为1∶9（g/mL）、姜汁量为5%、奶粉量为8%、蔗糖量为7%、接种量为6%、发酵时间为6 h。产品口感细腻、风味独特、富有营养。

大米；发酵；姜汁；饮料

大米是我国的主食之一，其营养价值丰富，除含有丰富的碳水化合物外，还含有蛋白质、维生素、脂肪以及多种矿物质。以大米为原料，以乳酸菌为主要发酵剂加工成的乳酸发酵米饮料是近年来米饮料的加工研究热点［1］，例如傅亮［2］、黄亮［3］、余稳稳［4］等就对发酵型糙米饮料的生产及其工艺优化做了详细的研究，在国外Coda R等［5］用谷物、大豆粉和红葡萄汁研制果蔬酸奶饮料，并证实发酵可以提高谷物饮料的营养价值和改善感官品质，Ghosh K等［6-7］对印度传统大米发酵饮料发酵过程中的菌落及营养素变化进行研究，并证实该饮料有很强的抗氧化活性。生姜是受到国人偏爱的药食同源植物，其对人体有行气、开窍、杀菌、消炎、通血、驱毒、抗氧化的功效［8］，Hashim M M等［9］从生姜中提取生姜凝集素并证实其比小牛凝乳酶具有更好的凝乳活性，李梅芝等［10］的研究表明少量添加姜汁可促进乳酸发酵。本文在前期研究的基础上，以大米为主要原料，辅以姜汁和奶粉，以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌作为发酵剂，研究姜汁发酵米乳饮料的生产工艺和配方，成功研制出一种米香浓郁、口感独特、酸甜适口的新型营养型饮料，为大米精深加工提供一条新的途径。

1　材料与方法

1.1原辅材料

生姜：市售；脱脂奶粉：新西兰，Fonterra Ltd；淀粉酶（活力为40 000 U/mL）：江苏锐阳生物科技有限公司；糖化酶（活力为50 000 U/mL）：江门市亚东生物化工有限公司；蔗糖（分析纯）：天津市大茂化学试剂厂；抗坏血酸（分析纯）：天津市百世化工有限公司；嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌：韶关学院英东食品科学与工程学院实验室提供。

1.2主要设备

JM80-UL胶体磨：温州市胶体磨厂；DFY-500摇摆式高速万能粉碎机：温岭市林大机械有限公司；YXQ-LS-18SI手提式压力蒸汽灭菌器：上海博迅实业有限公司；SW-CJ-ICU超净工作台：苏州安泰空气技术有限公司；GZ-150S生化培养箱：韶关市广智科技设备发展有限公司；BS210S电子分析天平：北京赛多利斯天平有限公司。

1.3工艺流程

生姜→选料→清洗→切片→打浆→浸提→过滤粗渣→二次浸提→过滤→合并滤液→杀菌→静置→抽取上清液→姜汁

大米→焙炒→粉碎→浸泡→磨浆→糊化、液化、糖化→过滤→配料（蔗糖、奶粉）→巴氏杀菌→加姜汁→接种→发酵培养→后熟

1.4操作要点

1.4.1姜汁的制备［11］

选用市售新鲜肥厚、出汁率高、无腐烂的生姜，除去淤泥、须根等，用流动水清洗干净并削皮。将生姜切片，厚度为2 mm～3 mm，按生姜∶蒸馏水比例为1∶1（g/mL），并加入0.05%的抗坏血酸，用捣碎机打浆2 min，然后置于50℃水浴锅浸提2 h后进行抽滤，粗渣用2倍的蒸馏水浸提1 h后抽滤，合并滤液。滤液在90℃，10 min条件下杀菌，冷却到45℃时加入0.01%的柠檬酸，静置24 h后吸取上清液，在4℃下储藏备用。

1.4.2米乳的制备［12］

焙炒：用文火焙炒至米粒散发出正常的米香并且呈浅黄色。

粉碎：用粉碎机把大米粉碎，得到细腻的米粉，从而缩短粳米的浸泡时间。

浸泡：向炒制粉碎后的米粉加入9倍物料重的蒸馏水，并在30℃的水浴锅中浸泡2 h。磨浆：将浸泡过的米粉用胶体磨进行磨浆3 min。糊化：将磨浆后的浆料放在70℃的水浴锅中糊化30 min，边糊化边搅拌。

液化糖化：按每克淀粉用15个单位添加淀粉酶，在80℃下进行液化1 h，然后按300 U/g米粉添加糖化酶，在60℃下进行糖化1 h。

过滤：用4层纱布进行过滤以除去粗渣，得到米浆。

调配：添加一定量奶粉和蔗糖到米浆中，搅拌均匀至全部溶解。

灭菌：95℃水浴加热10 min后自然冷却。

接种发酵：在无菌操作下，加入一定量姜汁和菌种后放入40℃的培养箱发酵一定的时间。

后熟：发酵完成后，将成品放入温度为4℃的冰箱冷藏16 h。

1.5品质评价指标

1.5.1感官评定

选定10个人组成评分小组，根据评分标准对姜汁发酵米乳的色泽、组织状态、香味、滋味、口感等各项指标进行评分。满分为100分，其评分标准如表1所示。

表1　姜汁发酵米乳的感官评分标准Table 1Sensory evaluation table of the beverage

1.5.2生理生化指标的测定

可溶性固形物含量的测定［13］：用手持折光仪进行测定。

pH的测定［13］：用PH3-3C数显酸度计进行测定。

粘度的测定：用NDJ-8S旋转粘度计，3号转子，转速为60 r/min进行测定。

蛋白质的测定：参照GB 5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，用石墨消解仪和凯氏定氮仪进行测定。

酸度的测定：参照GB 5413.34-2010《食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定》。

总糖的测定［14］：采用蒽酮比色法。

乳酸菌活菌数的测定［15］：采用MRS培养基平板计数。

大肠菌群的测定：参照GB 4789.39-2013《食品安全国家标准食品微生物学检验粪大肠菌群计数》。

2　结果与讨论

2.1米水比例对姜汁发酵米乳品质的影响米水比例对产品品质的影响见表2。

表2　米水比例对产品品质的影响Table 2Effect of ratio of rice to water on quality of the beverage

加入不同比例的蒸馏水，糊化后的米浆组织状态影响很小，但在加入淀粉酶、糖化酶分别经过液化、糖化后，米浆的组织状态和香气明显不同。随着米水比例的增加，米浆中的固形物含量递减，分别为12.5%、11.2%、10.5%、10%、9.1%，产品口感变得细腻柔滑，米香味也逐渐变淡。通过感官评定结果表明，米水比例为1∶6（g/mL）的产品存在大量乳清，质地不均匀，米香味太浓，产品风味较差；而米水比例为1∶10（g/mL）的产品很稀，缺少乳酸饮料特有的粘稠状，米香不足。试验结果表明，1∶9（g/mL）为最适宜的米水比例，所得的姜汁发酵米乳米香味适中，口感较为细腻，总分81分。

2.2姜汁添加量对姜汁发酵米乳品质的影响

姜汁添加量对产品品质的影响见表3。

姜汁的添加量对产品的风味影响较大，添加量过低时，姜汁所特有的香味几乎完全被米香、奶香所掩盖，产品风味不佳；当姜汁添加量过高时，具有浓郁的姜辣味，米香味很淡，后劲强烈，喉咙会出现不适。随着姜汁添加量的增加，产品的酸度逐渐变大，当添加量为6%时，酸度达到最高，随后有所下降。原因可能是适当姜汁可以促进乳酸发酵，但姜汁过多时影响到乳酸菌的生长，进而影响发酵酸度，这与张钟等［16］的研究一致。通过感官评定结果表明，当姜汁添加量6%时，感官评价最好，总分为81分。

表3　姜汁添加量对产品品质的影响Table 3Effect of ginger juice volume on quality of the beverage

2.3脱脂乳粉添加量对姜汁发酵米乳品质的影响

乳粉添加量对产品品质的影响见表4。

表4　乳粉添加量对产品品质的影响Table 4Effect of milk power content on quality of the beverage

脱脂乳粉乳糖含量丰富，占54.1%，脱脂乳粉添加量一定程度上会影响保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的发酵作用，进而影响产品的凝乳状态和口感。通过试验发现，随着脱脂乳粉添加量的增加，产品上清液的量会逐渐减少，而且摇匀后的米乳较粘稠，口感较细腻。感官评定表明，7%的脱脂乳粉添加量的产品上清液少，口感细腻，总分85分。

2.4蔗糖添加量对姜汁发酵米乳品质的影响

蔗糖添加量对产品品质的影响见表5。

表5　蔗糖添加量对产品品质的影响Table 5Effect of sucrose content on quality of the beverage

在制作姜汁发酵米乳时，蔗糖作为其中一种辅料，其添加量会影响到乳酸菌的生长和米乳的甜度，进而影响产品的风味。结果显示，当蔗糖添加量为6%时，得到的米乳饮料的香味、口感都比较好，甜度适中，总分80分。

2.5接种量对姜汁发酵米乳品质的影响

接种量对产品品质的影响见表6。

表6　接种量对产品品质的影响Table 6Effect of inoculation quantity on quality of the beverage

接种量直接影响着产品的组织状态和风味。通过试验发现，随着接种量的增加，产品的pH逐渐下降，酸度逐渐上升，产品的凝乳状态越来越好，变得均匀结实，口感酸味变大。当接种量为6%时，所得产品凝乳均匀，表面光滑平整，摇匀后无块状或颗粒状，酸味适中，总分80分。

2.6发酵时间对姜汁发酵米乳品质的影响

发酵时间对产品品质的影响见表7。

表7　发酵时间对产品品质的影响Table 7Effect of fermentation time on quality of the beverage

从表7可知，发酵时间对产品的滋味和组织状态的影响都很大。随着发酵时间的延长，pH不断减小。发酵时间少于6 h，凝乳状态不均一，酸甜味较淡；发酵时间超过8 h，凝乳比较结实，但是乳清较多，酸味重，甜味淡。试验结果表明，当发酵时间在6 h～8 h时，姜汁发酵米乳的酸甜味比较适中，而且具有米乳饮料独特的风味。

2.8正交试验结果

通过单因素试验结果可知，米水比例，姜汁量、乳粉量、蔗糖量、接种量、发酵时间、后熟时间对姜汁发酵米乳饮料的品质有不同程度的影响，但其中影响较大的因素是蔗糖添加量、脱脂奶粉添加量、姜汁添加量和发酵的时间。为进一步优化试验，选取蔗糖添加量、脱脂奶粉添加量、姜汁添加量、发酵的时间为研究因素，进行正交优化试验，正交试验因素水平见表8，结果见表9。

表8　正交试验的因素水平表Table 8The table of factor and level of orthogonal experiments

表9　正交试验设计及结果Table 9Result of orthogonal test

采用极差分析法确定因数的主次顺序。由表9可以看出RA＞RD＞RB＞RC，所以各因素的从主到次的顺序为：A（蔗糖添加量）、D（发酵时间）、B（脱脂乳粉添加量）、C（姜汁添加量）。各因素中k越大越好，则最佳配方为A3B3C1D1，即各因素优水平为蔗糖添加量7%、奶粉添加量8%、姜汁添加量5%、发酵时间为6 h。

结合单因素试验和正交试验，可得产品最佳配方：米水比例为1∶9（g/mL）、蔗糖添加量7%、奶粉添加量8%、姜汁添加量5%、接种量6%、发酵时间为6 h。进行验证试验，感官评分为93分。

2.9产品质量指标

2.9.1感官指标

乳白色有光泽，有姜汁的清香和米香味，凝乳状态均匀，表面光滑平整，无沉淀，几乎无清液，摇匀后无块状物和颗粒状物，口感细腻润滑，酸甜适中。

2.9.2理化指标

固形物含量为17.3%；pH为3.93；粘度为354 mPa·s；蛋白质含量为1.9%；总糖为11.6%；酸度为75.4°T。

2.9.3微生物指标

活菌数为1.6×107CFU/mL；大肠菌群：≤3CFU/mL；致病菌：不得检出。

3　结论

本产品是以大米为主要原料，经过焙炒等预处理后与脱脂乳粉、蔗糖、姜汁进行调配，再接入保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行发酵制得的姜汁发酵米乳饮料。根据单因素试验和正交试验的结果，确定最佳的配方是：米水比例为1∶9（g/mL）、蔗糖添加量7%、奶粉添加量8%、姜汁添加量5%、接种量6%、发酵时间为6 h。通过验证试验表明该工艺生产出的姜汁发酵米乳色泽呈乳白色，有光泽；组织状态均一、上层几乎无清液；酸甜可口，姜味清香，带有米香的独特风味；并且口感细腻，营养丰富，品质优良，具有良好的市场前景。

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The Preparation of Rice Based Fermented Beverage with Added Ginger Juice

ZOU Xiu-rong，ZHU Jian-hua*，ZHOU Min-ling
（Yingdong College of Food Science and Engineering，Shaoguan University，Shaoguan 512005，Guangdong，China）

Using rice as raw material，after the processes of roasting，smashing，beating，gelatinization，saccharification，blending with ginger juice and skimmed milk powder as well as sucrose，and inoculated with Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus，a kind of rice based fermented beverage was made. Through comprehensive evaluation of single factor test and orthogonal test，the optimum formula was obtained as follows：the ratio of material to water was 1∶9（g/mL），5%ginger juice，8%milk powder，7%sucrose，6% inoculation quantity，fermentation time 6 h.This product had a tender texture，a delicate，unique flavor，and also nutrition and health.

rice；fermentation；ginger juice；beverage

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.20.019

广东省高等学校高层次人才项目（粤财教［2013］246号）；韶关市科技计划项目（韶科［2015］72号、韶［2016］44号）；韶关学院科研项目（314-140231）

邹秀容（1984—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：粮食油脂及植物蛋白工程。

朱建华（1978—），男（汉），教授，博士，研究方向：粮食油脂及植物蛋白工程。

2015-12-13