发酵型低糖八宝粥的研制

游新侠,韩亚飞,王莉,许珊珊

(郑州科技学院食品科学与工程学院,河南 郑州 450064)

八宝粥又名腊八粥，是中国传统节日食品。随着社会经济的发展，消费者的口味也逐渐个性化，八宝粥市场逐渐孕育出新的品牌与产品[1]。配方也从五谷杂粮转向添加新鲜果蔬、保健食品、药材等[2]。乳酸菌是发酵糖类产生大量乳酸的益生菌。食品经过乳酸发酵，能够提高食品的营养价值、改善食品的风味、增强食品的保健作用、延长食品的保存期等。

随着生活水平的提升，越来越多的人面临糖尿病、高血脂、动脉粥样硬化等疾病的困扰，而市售的八宝粥产品多以杂粮为主料，含糖量较高，大部分人群不宜食用，所以八宝粥的配方往低糖方向研究具有重大意义[3-4]。本文的研究内容为发酵型低糖八宝粥，以大米、燕麦、木耳、百合、黑豆等为原材料，采用木糖醇为甜味剂，再添加乳酸菌发酵剂，进行乳酸发酵，制成的成品含糖量较低、老少皆宜，并且该产品集粥的清香与发酵香味于一体，风味独特、易于人体消化吸收，可以改善目前市面上八宝粥品种单一的问题。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

燕麦、大米、东北黑木耳、兰州百合、红豆、黑豆、葡萄干：市售；乳酸菌酸奶发酵粉：北京川秀国际贸易有限公司；木糖醇：山东龙力生物科技股份有限公司；冰乙酸、无水乙酸钠（分析纯）：河北利华生物科技有限公司；氯化钠（分析纯）、平板计数琼脂：北京奥博星生物技术有限责任公司。

1.2 仪器与设备

JYC-21ES55C电磁炉、MJ-WBL2521H多功能粉碎料理机：美的电器有限公司；JA1203-B千分之一电子分析天平：上海浦春试验有限公司；kubei2000电子秤：化州市石湾大明衡器加工厂；WFF-26A经典型食品发酵箱：广州市泓锋食品机械有限公司；PHS-3C pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；WYA阿贝折光计：上海仪电物理光学仪器有限公司；SCIENTZ-04无菌均质器：宁波新芝生物科技股份有限公司；LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；DHP-420电热恒温培养箱：北京市光明医疗仪器厂；SW-CJ-2D双人单面净化工作台：苏州净化设备有限公司。

1.3 工艺流程

工艺流程：原料挑选→原料清洗→原料浸泡→原料预煮→原料加水熬煮→添加甜味剂→冷却，接种乳酸菌→恒温发酵→搅拌均匀→灭菌→冷却→成品[5]。

1.4 操作要点

挑选完整、色泽自然、香味自然、无杂质、无怪味异味、无腐败变质、无霉烂与虫蛀的优质原材料，淘洗去杂后沥干水分备用；干百合、木耳、豆类用温水浸泡30 min；将浸泡后的黑豆与红豆放入沸水中煮至变软，轻捏易烂，同时保证颗粒完整。取一定量的清水煮沸，将搭配好的原材料一并放入沸水中慢煮2 h。待粥温冷却至40℃左右时，接种一定量的菌粉，40℃～42℃[6]发酵，发酵完成后灭菌30 min，即得成品。

1.5 方法

1.5.1 单因素试验设计

以80 g生料为基准，红豆、干百合、葡萄干各10 g，黑豆5 g[7-11]，黑豆与红豆的预煮时间15 min、水料比5.0∶1（mL/g）、木糖醇添加量 7%、乳酸菌发酵剂添加量0.6%、发酵时间 4 h、大米∶燕麦∶木耳质量比 22∶20∶3，以感官评分为指标，通过单因素试验，分别研究大米∶燕麦∶木耳质量比（20∶20∶5、25∶15∶5、15∶25∶5、22∶20∶3、20∶22∶3）、黑豆、红豆的预煮时间（10、15、20、25、30 min）、水料比[4.0∶1、4.5∶1、5.0∶1、5.5∶1.0、6.0∶1（mL/g）]、木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%）、乳酸菌发酵剂的添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、发酵时间（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 h）。

1.5.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上，选择大米∶燕麦∶木耳、水料比、乳酸菌发酵剂添加量、发酵时间这4个因素中的3个较优水平进行L9（34）正交试验，以感官评分为依据确定八宝粥产品的最佳配方与工艺条件。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平Table 1 Orthogonal test factor level

1.5.3 感官评价方法

组织10名食品专业学生对产品进行感官评价，根据产品的组织状态、稠厚度、色泽、软糯度、滋味进行评分，取平均值，总分为100分。根据GB/T 31116—2014《八宝粥罐头》设计感官评分表，如表2所示[12]。

表2 发酵型低糖八宝粥感官评分标准Table 2 Sensory evaluation criteria of fermented low-sugar eight-treasure porridge

1.6 理化及微生物指标检测方法

1.6.1 固形物含量的测定

根据GB/T 31116—2014《八宝粥罐头》，对八宝粥成品进行固形物含量的测定[12]。计算公式如下。

式中：X为固形物含量，%；m2为沥干物加圆筛质量，g；m1为圆筛质量，g；m 为罐头标明的净质量，g。

1.6.2 pH值的测定

根据GB/T 10786—2006《罐头食品的检测方法》，对八宝粥成品进行pH值的测定[13]。同一制备试样进行3次测定，取平均值。

1.6.3 可溶性固形物含量的测定

根据GB/T 10786—2006《罐头食品的检测方法》，对八宝粥成品进行可溶性固形物含量的测定[13]。同一制备试样进行两次测定，取平均值。

1.6.4 菌落总数的测定

根据GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》，对八宝粥成品进行菌落总数的测定[14]。将相同工艺条件下制作但未进行乳酸发酵的八宝粥成品按照相同操作步骤，与发酵八宝粥菌落总数结果进行对比，研究发酵过程是否受到污染或者灭菌是否完全。

1.7 数据处理

Excel软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

以发酵型低糖八宝粥感官评分标准为评价依据进行分析。

2.1.1 主料比的确定

本试验以大米∶燕麦∶木耳质量比为试验因素进行单因素试验。不同的添加量会对八宝粥成品的黏稠度、组织状态、口感等产生影响，结果如图1所示。

图1 主料比对感官评分的影响Fig.1 Effects of main material ratio on the sensory evaluation criteria

由图1可知，当大米与燕麦的比例相近，木耳含量较低时，感官评分较高。当大米∶燕麦∶木耳质量比为22∶20∶3时，产品的感官评分最高，此条件下的八宝粥产品稠厚度适宜、色泽明亮且口感最好；当大米∶燕麦∶木耳质量比为15∶25∶5时，产品的感官评分最低，此时产品燕麦颗粒过多，黏稠度不够，口感不够软糯，且木耳含量较多，产品的外观较差。因此大米∶燕麦∶木耳最适质量比为22∶20∶3，此时八宝粥的感官品质最好。

2.1.2 黑豆与红豆预煮时间的确定

黑豆与红豆预煮时间对感官评分的影响见图2。

图2 黑豆与红豆预煮时间对感官评分的影响Fig.2 Effects of precooking time of black bean and red bean on the sensory evaluation criteria

由图2可知，随着预煮时间的延长，八宝粥的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当预煮时间为10 min时，产品的感官评分最低，此时的八宝粥产品不够软糯，外观与口感较差；当预煮时间为30 min时，产品的感官评分也较低，此时的八宝粥产品口感韧性不足，外观较差；当预煮时间为20 min时，产品的感官品质最佳，此时的八宝粥产品软糯香甜、豆香十足、外观与口感较好。

2.1.3 水料比的确定

本试验以水料比为试验因素进行单因素试验。水料比的不同，会对八宝粥的组织状态、口感等产生影响，结果如图3所示。

图3 水料比对感官评分的影响Fig.3 Effects of the ratio of water to raw materials on the sensory evaluation criteria

由图3可知，随着水料比的增加，八宝粥的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当水料比为4.0∶1（mL/g）时，产品的感官评分最低，此时的八宝粥产品过于稠厚，口感夹生，外观也较差；当水料比为 6.0∶1（mL/g）时，产品的感官评分也较低，此时的八宝粥产品不够黏稠，口感较差；当水料比为 5.5∶1（mL/g）时，产品的感官品质最佳，此时的八宝粥产品口感软糯、香味十足、外观较好。

2.1.4 木糖醇添加量的确定

本试验以木糖醇添加量为试验因素进行单因素试验。木糖醇添加量的不同，会对八宝粥的口感、滋味等产生影响，结果如图4所示。

图4 木糖醇添加量对感官评分的影响Fig.4 Effects of xylitol addition amount on the sensory evaluation criteria

由图4可知，随着木糖醇添加量的增加，八宝粥的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当添加量为5%时，产品的感官评分最低，此时的八宝粥产品气味与滋味都偏酸；当添加量为9%时，产品的感官评分也较低，此时的八宝粥产品略显甜腻，发酵香味不足；当添加量为8%时，产品的感官品质最佳，此时的八宝粥产品滋味香甜且甜度适中，酸甜可口，更好地中和了发酵产生的酸味。

2.1.5 乳酸菌发酵剂添加量的确定

本试验以乳酸菌发酵剂添加量为试验因素进行单因素试验。乳酸菌发酵剂添加量不同，会对八宝粥的气味、口感、滋味等产品影响，结果如图5所示。

图5 乳酸菌发酵剂添加量对感官评分的影响Fig.5 Effects of lactobacillus starter dosage on the sensory evaluation criteria

由图5可知，随着发酵剂添加量的增加，八宝粥的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当添加量为1.0%时，产品的感官评分最低，此时的八宝粥产品气味与滋味过酸；当添加量为0.2%时，产品的感官评分也较低，此时的八宝粥产品滋味略甜，发酵香味略有不足；当添加量为0.4%时，产品的感官品质最佳，此时的八宝粥产品滋味香甜且酸度适中，酸甜可口。

2.1.6 发酵时间的确定

本试验以发酵时间为试验因素进行单因素试验。发酵时间的不同，会对八宝粥的气味、组织状态、滋味等产生影响，结果如图6所示。

图6 乳酸发酵时间对感官评分的影响Fig.6 Effects of lactic acid fermentation time on the sensory evaluation criteria

由图6可知，随着发酵时间的延长，八宝粥的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当发酵时间为5.0 h时，产品的感官评分最低，此时的八宝粥产品气味过酸，过于黏稠，有些许沉淀，八宝粥的香味被酸味覆盖，口感与滋味都较差；当发酵时间为3.0 h时，产品的感官评分也较低，此时的八宝粥产品口味偏甜，发酵香味不足；当发酵时间为4.0 h时，产品的感官品质最佳，此时的八宝粥产品发酵酸味柔和、稠厚度适宜、无沉淀现象、酸甜可口。

2.2 正交试验结果分析

正交试验结果分析见表3。

表3 正交试验结果分析Table 3 Orthogonal test design and results

由表3可知，根据极差分析得RD＞RB＞RA＞RC，因此影响发酵型低糖八宝粥产品质量的因素的主次顺序为发酵时间＞水料比＞大米∶燕麦∶木耳质量比＞发酵剂添加量。由正交表得出最优组合为A2B3C1D2，即大米∶燕麦∶木耳质量比为 20∶22∶3，水料比为 5.5∶1（mL/g），乳酸菌发酵剂添加量为0.2%，发酵时间为4.0 h。

根据数据计算得出的最优组合为A2B3C1D2，与正交试验感官评分得出的最佳组合一致，因此无需进行验证试验。

2.3 产品品质检测

2.3.1 固形物含量测定结果

产品固形物含量的检测数据与国标要求见表4。

表4 固形物含量测定结果Table 4 Results of solid content determination

由表4可知，该八宝粥产品的固形物含量为65%，符合国标要求。

2.3.2 pH值测定结果

产品pH值的检测数据与国标要求见表5。

表5 pH值测定结果Table 5 Determination of pH value

由表5可知，该八宝粥产品的pH值为5.15，该检测结果不在国标要求范围内，即该产品不符合传统八宝粥罐头对于pH值的要求。因为本产品应用了乳酸发酵技术，成品在存放的过程中，会继续发酵，pH值会有所降低。

2.3.3 可溶性固形物含量测定结果

产品可溶性固形物含量的检测数据与国标要求见表6。

表6 可溶性固形物含量测定结果Table 6 Determination results of soluble solids content

由表6可知，该八宝粥产品的可溶性固形物含量为9.5%，符合国标要求。

2.3.4 菌落总数测定结果

产品菌落总数的检测数据见表7。

表7 菌落总数测定结果Table 7 Determination results of total number of colonies

由表7可知，该产品的微生物指标较好，与未发酵的八宝粥产品的菌落总数做比较，得出该八宝粥产品在发酵过程中未受到污染，灭菌效果较好。为了检验该产品符合食品安全要求，对该产品进行加速培养（37℃），定时卫生检验，随着时间的延长，细菌总数会稍微升高，不过仍然在食品安全范围内，大肠菌群、致病菌均未检出，该产品符合要求，保质期可达半年以上。

3 结论

通过单因素试验与正交试验，得出发酵型低糖八宝粥的最佳配方与工艺条件为大米∶燕麦∶木耳质量比20∶22∶3、红豆 10 g、干百合 10 g、葡萄干 10 g、黑豆 5 g；黑豆与红豆预煮时间为 20 min，水料比为5.5∶1（mL/g），木糖醇添加量为8%，乳酸菌发酵剂添加量为0.2%，发酵时间为4.0 h。

此条件下得到的八宝粥产品色泽清爽、气味香甜、口感软糯，与传统八宝粥产品相比，该八宝粥产品集粥的清香与发酵香味于一体、风味独特、酸甜可口、易于消化吸收、食用后对血糖升高影响较小。