玉米波杂饮料稳定性研究

祖木拉·艾力，艾乃图拉·马合木提，阿特尔古丽·沙布尔江，热合满·艾拉*

(新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830052）

玉米波杂饮料稳定性研究

祖木拉·艾力，艾乃图拉·马合木提，阿特尔古丽·沙布尔江，热合满·艾拉*

(新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830052）

该试验研究磨浆时间对玉米波杂颗粒微观结构均匀性的影响，并以分层率和离心沉淀率为评价指标，探讨不同增稠剂的稳定效果，解决玉米波杂储藏过程中分层、口感粗糙等问题。通过单因素试验及正交试验，优化复合增稠剂的配比。结果表明，最适磨浆时间为80 s，最佳增稠剂配比为黄原胶0.02%，海藻酸钠0.02%，卡拉胶0.03%。在（4±1)℃冷藏25 d无分层，第30天的分层率为0.6%，离心沉淀率为50%，玉米波杂口感细腻，稳定性良好。

玉米波杂；分层；增稠剂；稳定性

波杂（博扎）是糊状、一致性好的传统发酵饮料之一，它是由各种谷物（小麦、玉米、小米、大麦、燕麦等）和酵母菌、乳酸菌发酵的天然混合物[1]。波杂制作和保藏工艺天然传统，是一种酒精度较低，有CO2杀口感，低糖度，质地浓稠的天然发酵饮料，具有食疗保健作用，不仅能帮助消化、安神补脑、提高免疫力、补肾，对胃病、高血脂、高血压、冠心病、糖尿病、贫血、失眠等病症也都有一定的疗效[2]。

波杂饮料主要分布于吉尔吉斯坦、阿尔巴尼亚、土耳其等国家[2-3]及国内新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州喀什、阿克苏、塔城、伊犁等多个游牧地区。不同地区酿造波杂工艺及原料有所差异，其中玉米粉和小米粉发酵波杂味道最好[4]。本试验所使用的原料为玉米，玉米的营养价值和保健功效最高，它不仅含有较多的蛋白质、碳水化合物和丰富的粗纤维，还含有谷胱甘肽、B族维生素、维生素E、胡萝卜素、钙、镁、铁等营养物质，其中所含的谷胱甘肽被称为“抗癌因子”，具有护眼明目、抗癌、预防心脑血管疾病、调节血糖等作用[5-8]。

有学者对波杂饮料中微生物多样性及成分分析进行了研究，吾尔恩·阿合别尔迪等[9]报道博扎中有植物乳杆菌（Lactobacterium plantarum）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）、蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）、巴氏醋酸杆菌（Acetobacer pasteurianus）、啤酒酵母（Saccharomy cescerevisiae）等微生物。努尔古丽·热合曼等[10]报道伊宁市波杂中有3个属，分别是隐球酵母属（Cryptococcus）、酿酒酵母属（Scerevisiae）、假丝酵母属（Candida）等。ZORBA M等[11]通过研究混合培养波杂得知，酿酒酵母：肠系膜明串珠菌：乳杆菌（1∶1∶1）为最佳发酵组合，发酵温度、时间为30℃、40 h，在此条件发酵得出波杂的品质最好。YEGIN S等[12]对土耳其的10种波杂样品中的生物胺含量进行检测，结果表明，不同波杂样品中生物胺差异极大，总生物胺含量在25～69 mg/kg。目前有关波杂贮藏稳定性方面的研究较少，本实验以玉米自然发酵波杂饮料为样品，研究胶体磨磨浆时间对玉米波杂饮料颗粒微观结构均匀性的影响，以分层率和离心沉淀率为评价指标，采用单因素试验及正交试验优化增稠剂的配比，并对复合增稠剂对波杂饮料稳定性的影响进行研究，旨在解决贮藏过程中常出现的分层、口感粗糙等问题，为进提高波杂饮料品质提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米粉（伊利10号）、酵母粉：市售丹宝利高性干酵母；小麦胚芽粉（酶制剂）：新源县家庭自制。

黄原胶：上海源叶生物科技有限公司、羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose-Na，CMC-Na)：西安裕华生物科技有限公司、海藻酸钠：夏新化工有限公司、卡拉胶：郑州厉瑞达化工产品有限公司、瓜豆胶：西安裕华生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

AN133号电子天平：上海明桥精密仪器有限公司；DL-1电子万用炉：北京市永光明医疗仪器有限公司；HH-S数显电热恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；DHP-9162型电热恒温培养箱：上海一恒科技有限公司；EYELA旋转蒸发仪：上海青浦泸西仪器厂；ELD酒精计：冀州市耀华器械仪表厂；JM-100立式胶体磨：温岭市苏林机电有限公祠；GL-20C高速冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 样品预处理

玉米波杂饮料用20目的筛子过筛后用胶体磨磨浆，磨浆时间分别为0、20 s、40 s、60 s、80 s、100 s，用电子显微镜观察波杂颗粒微观结构，确定最适磨浆时间。

1.3.3 增稠剂溶液的制备

在分析天平中准确称取增稠剂1 g，放入烧杯中，加入100 mL去离子水，用电动搅拌器搅拌，且保持溶解温度始终为80℃，一直到胶体完全溶解[13]。

1.3.3 分析检测

（1）分层率的测定[14]

出库的样品静置10 min后测样品高度和上清液高度，按如下公式计算分层率：

式中：h为上清液高度，cm；H为样品高度，cm。

（2）离心沉淀率的测定[15]

以离心管取样品10 mL，并称样品质量W0后，放入离心机，以3 000 r/min的转速离心20 min，取出离心管，静置10 min后，除去上清液，测残余物的质量W。按如下公式计算离心沉淀率：

式中：W样品溶液离心后沉淀物的质量，g；W0为样品溶液离心前的质量，g。

1.3.4 增稠剂配方优化单因素试验设计

为确定最适的增稠剂种类及最佳添加量，进行了单因素试验。研究5种增稠剂增稠效果及最佳添加量，增稠剂分别为黄原胶、CMC-Na、海藻酸钠、卡拉胶、瓜儿豆胶，其中每种增稠剂添加量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，无添加增稠剂的波杂作为对照，每5天测定样品的分层率和离心沉淀率，并重复3次，取平均值。

1.3.5 增稠剂配方优化正交试验

在单因素试验的基础上，以A黄原胶、B海藻酸钠、C卡拉胶添加量作为影响因素，以分层率和离心沉淀率作为评价指标，进行3因素3水平正交试验。正交试验因素与水平见表1。

表1 增稠剂配方优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for thickener formula optimization

2 结果与分析

2.1 磨浆时间的确定

图1 无磨浆（A）、磨浆20 s（B）、40 s（C）、60 s（D）、80 s（E）和100 s（F）样品的颗粒微观图Fig.1 Particle microgram of sample without grinding(A)and with grinding 20 s(B),40 s(C),60 s(D),80 s(E)and 100 s(F)

由图1可知，磨浆时间对波杂颗粒微观结构有较大的影响，随着磨浆时间的延长波杂颗粒粒径变小、均匀性越好，口感细腻。磨浆时间达到80 s时，波杂颗粒粒径最小并均匀，口感细腻，磨浆时间超过80 s时，波杂颗粒的粒径和口感没有明显变化，因此波杂最适磨浆时间确定为80 s。

2.2 单一增稠剂对波杂稳定性的影响

2.2.1 黄原胶添加量对波杂稳定性的影响

图2 黄原胶添加量对波杂分层率（A）及离心沉淀率（B）的影响Fig.2 Effect of xanthan gum addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由图2A可知，黄原胶添加量对波杂分层率的影响较大，黄原胶添加量为0.02%～0.03%时，波杂冷藏第20天开始分层，分层率较小，黄原胶添加量为0.01%时冷藏第10天开始分层并分层率较高，这可能是与增稠剂的浓度过低，增稠效果达不到最佳水平，而添加量为0.04%～0.05%时波杂第10天开始分层，分层率大。由图2B可知，黄原胶添加量对波杂离心沉淀率有一定的影响，随着黄原胶添加量的增加，波杂离心沉淀率呈现先减少后增加趋势，黄原胶添加量为0.05%时离心沉淀率达到最大值，在添加量为0.01%～0.02%时，波杂的离心沉淀率最小，而黄原胶添加量对波杂冷藏期间的离心分层率影响不太明显。综合考虑，最终黄原胶最佳添加量为0.02%。

2.2.2 CMC-Na添加量对波杂稳定性的影响

由图3A可知，CMC-Na添加量对波杂分层率的影响较大，CMC-Na添加量为0.02%时波杂第15天开始分层，随着时间的延长分层率缓慢上升，分层率小，CMC-Na添加量为0.04%～0.05%时波杂冷藏第5天开始分层，分层率较大。由图3B可知，随着CMC-Na添加量的增加及冷藏时间的延长，波杂的离心沉淀率呈现先减少后增大的趋势，但这种趋势不明显，CMC-Na添加量为0.04%～0.05%时冷藏的波杂离心沉淀率达到最大值，在添加量为0.01%～0.03%时，波杂的离心沉淀率较小，而随着冷藏时间的延长也无显著变化。综合考虑，最终CMC-Na最佳添加量为0.02%。

图3 CMC-Na添加量对分层率（A）及离心沉淀率（B）的影响Fig.3 Effects of CMC-Na addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

2.2.3 海藻酸钠添加量对波杂稳定性的影响

图4 海藻酸钠添加量对分层率（A）及离心沉淀率（B）的影响Fig.4 Effect of sodium alginate addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由图4A可知，海藻酸钠添加量对波杂分层率的影响较大，随着添加量的增加，分层率的变化有所不同，海藻酸钠添加量为0.02%时波杂第20天开始分层，分层率最小，添加量分别为0.01%、0.04%、0.05%时波杂第10天开始分层，分层率较大。由图4B可知，随着海藻酸钠添加量的增加及冷藏时间的延长，离心沉淀率呈现先减少后增大的趋势，海藻酸钠添加量为0.02%时波杂的离心沉淀率最小，在添加量为0.04%～0.05%时离心沉淀率最大，而随着冷藏时间的延长离心沉淀率无显著变化。综合考虑，最终海藻酸钠最佳添加量为0.02%。

2.2.4 卡拉胶添加量对波杂稳定性的影响

图5 卡拉胶添加量对分层率（A）及离心沉淀率（B）的影响Fig.5 Effect of carrageenan addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

由图5A可知，卡拉胶添加量对波杂分层率的影响较大，卡拉胶添加量为0.02%～0.03%时，波杂冷藏第15天开始分层，分层率较小，添加量0.04%～0.05%时第10天开始分层，分层率较大。由图5B可知，随着卡拉胶添加量的增加及时间的延长，波杂的离心沉淀率呈先减少后增大的趋势，卡拉胶添加量为0.01%、0.04%、0.05%时离心沉淀率较大，添加量为0.02%～0.03%时，离心沉淀率较小，而随着冷藏时间的延长无显著变化。综合考虑，最终卡拉胶最佳添加量为0.02%。

2.2.5 瓜尔豆胶添加量对波杂稳定性的影响

由图6A可知，卡拉胶添加量对波杂分层率的影响较大，瓜尔豆胶添加量为0.03%时波杂冷藏第15天开始分层，并分层率小，添加量为0.01%、0.02%、0.04%、0.05%时波杂第10天开始分层，并分层率较大。由图6B可知，随着瓜尔豆胶添加量的增加及冷藏时间的延长，波杂离心沉淀率呈现先减少后增大的趋势，在添加量为0.04%～0.05%时离心沉淀率较大，在添加量为0.02%～0.03%时，波杂的离心沉淀率最小，而随着冷藏时间的延长，离心沉淀率无显著变化。综合考虑，最终卡拉胶最佳添加量为0.03%。

图6 瓜尔豆胶添加量对分层率（A）及离心沉淀率（B）的影响Fig.6 Effects of guar gum addition on stratification rate(A)and centrifugal precipitation rate(B)of the boza

2.3 增稠剂配方优化正交试验

在单因素试验基础上，选取（A）黄原胶、（B）海藻酸钠、（C）卡拉胶添加量3个影响因素，应用L9（33）正交设计进行正交试验，以分层率及离心沉淀率作为评价指标，3次重复，取平均值，正交试验结果与分析见表2。

表2 增稠剂配方优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments for thickener formula optimization

由表2可知，从分层率方面考虑因素作用主次顺序为A＞B＞C，增稠剂最优组合为A2B2C1，即黄原胶添加量为0.02%，海藻酸钠添加量为0.02%，卡拉胶添加量为0.01%。在此条件下进行验证试验，分层率为0.7%，离心沉淀率为52%。从离心沉淀率方面考虑因素作用主次顺序为B＞C＞A，增稠剂最优组合为A2B2C3，即黄原胶添加量为0.02%，海藻酸钠添加量为0.02%，卡拉胶添加量为0.03%。在此条件下进行验证试验，分层率为0.6%，离心沉淀率为52%。因此，选择最优增稠剂组合为A2B2C3，即黄原胶添加量为0.02%，海藻酸钠添加量为0.02%，卡拉胶添加量为0.03%。在（4±1）℃条件下波杂冷藏25 d无分层，无明显品质变化；第30天的分层率为0.6%，离心沉淀率为50%。

3 结论

本研究以玉米波杂为原料，探讨波杂胶体磨磨浆时间对颗粒微观结果的影响，以及增稠剂种类及浓度对波杂稳定性的影响，最终选出3种增稠效果最好的增稠剂（黄原胶，海藻酸钠，卡拉胶），确定3种增稠剂的最佳配比为黄原胶0.02%，海藻酸钠0.02%，卡拉胶0.03%时在（4±1）℃冷藏25 d无分层，口感细腻，品质无明显变化，第30天的分层率为0.6%，离心沉淀率为50%。通过多次试验，证明该研究结果是可靠的，并此研究结果对今后波杂在贮藏品质提升方面提供有益参数。

[1]HAYTA M,ALPASLAN E,K□S E.The effect of fermentation on viscosity and protein solubility of Boza,a traditional cereal-based fermented Turkishi beverage[J].EUR Food Res Techonal,2001,213：335-337.

[2]买买提艾山·托乎达力.中国柯尔克孜[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，2006：16-17.

[3]HANCIOGLU O,KARAPINAR M.Microflora of boza,a traditional fermented Turkish beverage[J].Int J Food Microbiol,1997,35：271-275.

[4]□LK□D U,ELIF M□,DERYA B,et al.Time and temperaturedependent microbiological and mycotoxin(ochratoxin-A)levels in boza[J]. Int J Food Microbiol,2009,130：43-48.

[5]石明亮，薛林，胡加如，等.玉米和特用玉米的营养保健作用及加工利用途径[J].中国食物与营养，2011，17（2）：66-71.

[6]DEWANTO V,WU X,LIU R H.Processed sweet corn has higher antioxidant activity[J].J Agric Food Chem,2002,50(17)：4959-4964.

[7]MCMASTERA T L D,KOKOTTA S A,REIDB S J,et al.Use of traditional African fermented beverages as delivery vehicles forBifidobacterium iactisDSM 10140[J].Int J Food Microbiol,2005,102(2)：231-237.

[8]新疆维吾尔自治区对外文化交流协会.柯尔克孜族民俗文化[M].乌鲁木齐：新疆美术摄影出版社，2006.

[9]吾尔恩·阿合别尔迪，杨晓绒，木古丽，等.传统发酵饮料博扎中酵母菌的分离和鉴定[J].中国酿造，2013，32（12）：108-111.

[10]努尔古丽·热合曼，华长春，朱晓莹，等.新疆柯尔克孜族传统发酵饮料博扎中微生物群落结构的PCR-DGGE分析[J].食品科学，2012，33（1）：111-114.

[11]MURAT Z,OMRE H,MAHMUT G.at all.The use of starter cultures in the fermentation of boza,a traditional Turkish beverage[J].Process Biochem,2003,38：1405-1411.

[12]YEGIN S,UREN A.Biogenic amine content of boza：A traditional cereal-based,fermented Turkish beverage[J].Food Chem,2008,111(4)：983-987.

[13]徐效圣，张志强，许铭强.乳化剂和增稠剂对核桃乳饮料稳定性的影响[J].中国食品添加剂，2013（2）：219-223.

[14]周红芳.全糯玉米饮料工艺及稳定性的研究[D].齐齐哈尔：齐齐哈尔大学，2012.

[15]谢继志.液态乳制品科学与技术[M].北京：中国轻工业出版社，1999：87-94.

Research on the stability of corn boza beverage

ZUMULA Aili,AINAITULA Mahemuti,ATEERGULI Shabuerjiang,REHEMAN Aila*
(College of Food Sciences and Pharmacy,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

The effect of grinding time on the uniformity of the microstructure of corn boza was researched.Using the stratification rate and centrifugal precipitationrateastheevaluationindexes,thethickeningeffectofdifferentthickenerswasdiscussedtosolvetheproblemofstratification,roughtaste,etc incornbozastorage.Theratio ofcompound thickenerswasoptimized bysingle factor and orthogonalexperiments.The resultsshowed thatthe optimum grindingtimewas80s,theoptimumratioofcompoundthickenerwasxanthangum0.02%,sodiumalginate0.02%andcarrageenan0.03%.Thecornboza hadnostratificationatthe(4±1)℃refrigeratedstoragefor25d.Thestratificationofcornbozaratewas0.6%onthe30thday,thecentrifugalsedimentation ratewas50%.Thecornbozahadsmoothtasteandgoodstability.

corn boza;stratification;thickener;stability

TS261.2

0254-5071（2017）02-0140-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.02.031

2016-11-18

国家科技支撑计划项目（2015BAD29B00）

祖木拉·艾力（1992-），女，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏。

*通讯作者：热合满·艾拉（1961-），男，副教授，博士，研究方向为食品加工技术。