朱建華,鄒秀容,劉日斌,黃靜梅,林 如,古麗容,劉 波

(1.韶關(guān)學(xué)院 英東食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 韶關(guān) 512005;2.廣東金友米業(yè)股份有限公司,廣東 韶關(guān) 512005)

我國(guó)稻米加工總體尚處于一種滿足口糧大米需求的初級(jí)加工階段,有效利用率只達(dá)60%～65%,副產(chǎn)品深加工利用極少,資源綜合利用水平低[1]。在稻米加工過(guò)程的副產(chǎn)品中,15%～20%具有食用價(jià)值。據(jù)世界發(fā)達(dá)國(guó)家稻米深加工全利用的經(jīng)驗(yàn),稻谷加工前后的產(chǎn)值比可由1∶1.2提高到1∶4,增值近4倍。稻米精深加工制品主要集中在歐、美、日本一些國(guó)家,稻谷(米)及其加工制品國(guó)際年貿(mào)易額達(dá)500億美元[2-3]。如何采取各種先進(jìn)技術(shù)對(duì)稻米進(jìn)行增值加工就成了稻米深加工研究的重要方向[4-6]。酵素目前正在成為日本、我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)以及東南亞食品產(chǎn)業(yè)界的研究新熱點(diǎn),僅在日本就有年產(chǎn)1000億日元的市場(chǎng)[7-8]。目前酵素產(chǎn)品已進(jìn)入我國(guó)大陸,廣受消費(fèi)者歡迎,但國(guó)內(nèi)規(guī)模化酵素食品生產(chǎn)企業(yè)相對(duì)較少,而在國(guó)內(nèi)稻米深加工領(lǐng)域更鮮有稻米酵素產(chǎn)品面世及相關(guān)技術(shù)和專業(yè)發(fā)布[9],因此開(kāi)展稻米酵素產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)具有重要意義。

本研究以糯米(主料)經(jīng)自然發(fā)酵制備的醬姜為原料,進(jìn)而浸提該原料得到醬姜汁，將該醬姜汁作為中間基料,此基料富含酵素本體及γ-氨基丁酸、米蛋白肽等稻米內(nèi)源性功能成分[10-12]；通過(guò)調(diào)整上述中間基料的添加量、糖酸比、穩(wěn)定劑添加量并結(jié)合粒度分析指標(biāo)，制備出富含酵素的風(fēng)味飲料,其風(fēng)味特征顯著不同于采用稻米熟化粉碎混配牛乳后經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制備的發(fā)酵米乳。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

醬姜:以糯米為原料用固態(tài)發(fā)酵法制備;白砂糖:市售;檸檬酸:濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司;卡拉膠:福建省綠麒食品膠體有限公司;手持糖度計(jì):廣州市速為電子科技有限公司;恒溫水浴鍋:金壇市大地自動(dòng)化儀器;LS-POP(9)激光粒度分析儀:珠海歐美克儀器有限公司;飛利浦手持式攪拌機(jī):飛利浦電子香港有限公司;電子分析天平:丹佛儀器(北京)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 糯米發(fā)酵醬姜風(fēng)味酵素飲品的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 糯米發(fā)酵醬姜風(fēng)味酵素飲品的生產(chǎn)工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn) 糯米揀選:選擇胚乳結(jié)構(gòu)疏松、吸水快、體積膨脹少、淀粉顆粒中支鏈淀粉比例高的糯米,以便易于蒸煮糊化發(fā)酵。梯度浸泡:通過(guò)洗米操作除去附著在米粒表面的糠秕、塵土和其他雜質(zhì),然后加水浸漬?？販仄?采用蒸汽蒸飯,要求糯米飯蒸熟蒸透,熟而不糊,透而不爛,外硬內(nèi)軟,疏松均勻。冷卻密酵:在糯米飯攤涼后,將其均勻鋪開(kāi)在潔凈的木屜中或竹篾皿中，然后密封發(fā)酵。自然共釀曬醬:密酵約1周后得原醬,將其移置于瓷制或陶制器皿(醬缽)中,取純凈水,并加少量鹽攪拌均勻后,曬醬3～5 d,在曬醬過(guò)程中要隔時(shí)攪拌,然后得半固態(tài)稻米酵素醅。凈姜漬醅:挑選優(yōu)質(zhì)生姜,去皮,洗凈后置于鍋中煮熟煮透,然后曬干其水分,置于醬醅中浸漬,加入姜的最大量以醅可全覆蓋姜為準(zhǔn)。醅姜共酵:把醬缽放到太陽(yáng)底下暴曬約7 d,為讓醬醅和姜受熱均勻,期間需間隔翻拌。醅姜分離:醅姜共酵約7 d后取出姜,在烈日下曬5 d左右,在曬醬姜過(guò)程中要不斷翻拌以使其受熱均勻,爾后把姜表面的醬醅渣清除，得到醬姜。 醬姜提取液基料的制備:將適量醬姜切片后,在料液比為1∶6的條件下,添加0.15%檸檬酸護(hù)色,于60 ℃條件下浸提1.5 h。調(diào)配、均質(zhì):將制備好的醬姜提取液基料、檸檬酸(護(hù)色兼呈酸味作用)、白砂糖、卡拉膠按一定比例混合,均質(zhì)后得液態(tài)飲品。灌裝、滅菌:將均質(zhì)后的糯米發(fā)酵醬姜基料風(fēng)味飲品灌裝于食品級(jí)耐高溫PP塑料瓶,然后在65 ℃下采用巴氏滅菌法滅菌30 min,冷卻,得到成品。

1.2.3 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 選定10人評(píng)分小組,根據(jù)表1的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的色澤、香氣、滋味、口感、組織狀態(tài)、可溶性固形物等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行客觀分析并評(píng)分,滿分為100分。

表1 醬姜風(fēng)味酵素飲品的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 可溶性固形物含量的測(cè)定 采用手持糖度計(jì)對(duì)浸提的醬姜風(fēng)味酵素飲品樣品進(jìn)行測(cè)量、分析。對(duì)每個(gè)樣品測(cè)量3次后取其平均值,得出每個(gè)樣品的可溶性固形物含量,在感官評(píng)價(jià)分析時(shí),作為參考值。

1.2.5 粒徑分析 本實(shí)驗(yàn)采用激光粒度分析儀對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量前先清洗進(jìn)樣系統(tǒng),設(shè)定遮光比及產(chǎn)品參數(shù)，然后進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量后分析其表面積平均粒徑D(3,2)和粒徑的微分分布,在進(jìn)行組織質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)分析時(shí),作為參考值。

2 結(jié)果與分析

以色澤、香氣和滋味、口感、組織狀態(tài)、顆粒度為實(shí)驗(yàn)指標(biāo),研究基料比例以及檸檬酸、白砂糖和穩(wěn)定劑的添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品品質(zhì)的影響,以確定最佳調(diào)配方案。

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 醬姜浸提液所占比例對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響 如圖2a所示,醬姜浸提液所占比例由20%到40%時(shí),隨著醬姜浸提液的增加,醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑緩慢增大;當(dāng)醬姜浸提液所占比例從40%增加到60%時(shí),表面積平均粒徑隨醬姜浸提液的增加而緩慢減??；當(dāng)醬姜浸提液所占比例大于60%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑隨醬姜浸提液的增加而增加,且增加的趨勢(shì)較為急劇。如圖2b所示,在實(shí)驗(yàn)的添加量之間,醬姜風(fēng)味酵素飲品的粒度分布變化跨度基本沒(méi)有變化,當(dāng)醬姜浸提液添加量在20%～60%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品的粒徑基本分布于3～23 μm,在11 μm左右有且只有1個(gè)峰值；當(dāng)添加量增加至80%時(shí),粒徑大多分布于4～29 μm,且在14 μm和77 μm處均有1個(gè)峰值;而全部為醬姜浸提液的醬姜風(fēng)味酵素飲品的粒徑則基本分布于7～98 μm,在18、98和407 μm處,共有3個(gè)峰值。由此可見(jiàn),醬姜浸提液的所占比例對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積粒徑有較大的影響。

圖2 醬姜浸提液所占比例對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品表面積平均粒徑和粒徑分布的影響

由表2可知,醬姜浸提液所占比例對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品中的可溶性固形物含量有一定的影響,主要表現(xiàn)為飲料中可溶性固形物含量隨著醬姜浸提液的增加而增大。同時(shí)醬姜浸提液所占比例對(duì)飲品的組織狀態(tài)、顏色也有極大的影響,隨著醬姜浸提液所占比例的增大，顏色逐漸加深,組織狀態(tài)由均一、無(wú)顆粒感到肉眼可見(jiàn)顆粒。感官鑒定結(jié)果表明,當(dāng)基料添加量占40%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品色澤鮮亮,具有醬姜浸提液的姜黃色,姜味適中,口感細(xì)膩,無(wú)顆粒感且不分層。綜合粒徑分析結(jié)果及感官評(píng)定結(jié)果,當(dāng)添加醬姜基料提取液為40%時(shí),醬姜基料風(fēng)味飲品的品質(zhì)最佳。

表2 醬姜浸提液所占比例對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響

注：基料所占比例為質(zhì)量比例(w/w)。

2.1.2 檸檬酸添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響 如圖3a所示,隨著檸檬酸量的增加,醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑呈先減小后增大的趨勢(shì),當(dāng)檸檬酸的添加量為0.3%時(shí),出現(xiàn)粒徑最低值,可能是因?yàn)檫m量的檸檬酸可以促進(jìn)醬姜風(fēng)味酵素飲品顆粒的溶解。而圖3b的醬姜風(fēng)味酵素飲品的粒徑分布圖表明,粒徑基本分布在2～98 μm,隨著檸檬酸的添加,粒徑分布波動(dòng)不大。由此可見(jiàn),檸檬酸的添加量會(huì)影響醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑,對(duì)其穩(wěn)定性的影響微小甚至無(wú)影響。

由表3可見(jiàn),檸檬酸的添加主要影響醬姜風(fēng)味酵素飲品的酸甜度,對(duì)可溶性固形物含量、風(fēng)味等幾乎沒(méi)有影響。由感官分析結(jié)果可知,當(dāng)檸檬酸的添加量為0.15%時(shí),飲品姜味適中，酸甜可口,口感細(xì)膩，組織狀態(tài)均勻且無(wú)沉淀。因此綜合粒徑分析結(jié)果及感官評(píng)定結(jié)果,當(dāng)添加檸檬酸量為0.15%時(shí),醬姜基料風(fēng)味飲品的品質(zhì)最佳。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品表面積平均粒徑和粒徑分布的影響

檸檬酸添加量/%感官評(píng)分/分可溶性固形物含量/%飲品的感官風(fēng)味描述及體系特征0.056810.31色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,偏甜,口感細(xì)膩,飲料均一,無(wú)沉淀0.106710.41色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,微偏甜,口感細(xì)膩,飲料均一,無(wú)沉淀0.157410.56色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,酸甜可口,口感細(xì)膩,飲料均一,無(wú)沉淀0.207110.61色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,偏酸,口感細(xì)膩,飲料均一,無(wú)沉淀0.256910.66色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,偏酸,口感較細(xì)膩,飲料較均一,無(wú)沉淀

注：檸檬酸添加量為質(zhì)量比例(w/w)。

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響 從圖4a可以看出：當(dāng)白砂糖的添加量為4.0%～6.0%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑隨白砂糖的增加而緩慢增大;而當(dāng)白砂糖添加量由6.0%增加到7.0%時(shí),表面積平均粒徑出現(xiàn)小幅度減小;當(dāng)白砂糖添加量增至8.0%時(shí),表面積平均粒徑急劇增大。圖4b表明,醬姜風(fēng)味酵素飲品的粒徑基本分布于1～14 μm,且都在5 μm左右出現(xiàn)峰值,只有當(dāng)白砂糖添加量為5.0%、7.0%、8.0%時(shí)在超過(guò)300 μm之后還有另外1個(gè)峰值,但分布得非常少。這說(shuō)明,白砂糖的添加量會(huì)影響醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑的大小,基本不影響其穩(wěn)定性。

圖4 白砂糖添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品表面積平均粒徑和粒徑分布的影響

由表4可見(jiàn),白砂糖的添加主要影響醬姜風(fēng)味酵素飲品的酸甜度,對(duì)可溶性固形物含量有一定的影響，隨白砂糖的增加,可溶性固形物含量有所增加。由感官評(píng)定結(jié)果可知,當(dāng)白砂糖的添加量為7.0%時(shí),飲品的色澤具有姜汁的金黃色,姜味適中,酸甜可口,口感細(xì)膩,飲料均一,無(wú)沉淀。因此綜合粒徑分析結(jié)果及感官評(píng)定結(jié)果,當(dāng)添加白砂糖量為7.0%時(shí),醬姜基料風(fēng)味飲品的品質(zhì)最佳。

2.1.4 穩(wěn)定劑對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響 由圖5a可見(jiàn)：當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為0%～0.09%時(shí),隨著穩(wěn)定劑的增加,醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑越來(lái)越?。划?dāng)穩(wěn)定劑的添加量為0.09%～0.12%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品的表面積平均粒徑隨著穩(wěn)定劑的增加而變大；當(dāng)添加量超過(guò)0.12%時(shí),飲品的表面積平均粒徑減小。圖5b表明,無(wú)論卡拉膠添加量為多少,飲品的粒徑基本上分布在2～18 μm,無(wú)明顯波動(dòng),且只有1個(gè)峰值,說(shuō)明卡拉膠的添加對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的穩(wěn)定性有一定的促進(jìn)作用。

表4 白砂糖添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響

注：白砂糖添加量為質(zhì)量比例(w/w)。

圖5 穩(wěn)定劑對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品表面積平均粒徑和粒徑分布的影響

由表5可見(jiàn),穩(wěn)定劑的添加主要影響醬姜風(fēng)味酵素飲品的組織狀態(tài),隨著穩(wěn)定劑的增加,醬姜風(fēng)味酵素調(diào)配飲品在放置后出現(xiàn)絮狀物的程度加大,而穩(wěn)定劑的添加對(duì)飲品的可溶性固形物含量、風(fēng)味等的影響不明顯。感官評(píng)定結(jié)果顯示,當(dāng)穩(wěn)定劑的添加量為0.03%時(shí),醬姜風(fēng)味酵素飲品的色澤呈姜汁的金黃色,姜味適中,酸甜可口,口感細(xì)膩,飲料較均一,無(wú)沉淀,在放置后仍然比較穩(wěn)定。因此綜合粒徑分析結(jié)果及感官評(píng)定結(jié)果,當(dāng)穩(wěn)定劑卡拉膠的添加量為0.03%時(shí),醬姜基料風(fēng)味飲品的品質(zhì)最佳。

表5 穩(wěn)定劑添加量對(duì)醬姜風(fēng)味酵素飲品的影響

注：穩(wěn)定劑添加量為質(zhì)量比例(w/w)。

2.2 醬姜風(fēng)味飲品配方的優(yōu)化

2.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以綜合感官評(píng)分及粒度參數(shù)為指標(biāo),以醬姜提取液基料、檸檬酸、白砂糖、卡拉膠添加量為本實(shí)驗(yàn)的4個(gè)因素,選取每個(gè)因素3個(gè)感官評(píng)分較高的水平，或者當(dāng)評(píng)分較高、風(fēng)味描述較好時(shí),選取風(fēng)味描述較一致但評(píng)分有差別的折中水平(表6),進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)(表7),從而優(yōu)化出醬姜風(fēng)味酵素飲品的最佳配方。

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果 由表6、表7可知,醬姜風(fēng)味酵素飲品配方的最優(yōu)因素組合水平為A1B2C1D1,即檸檬酸0.10%,白砂糖7.0%,醬姜浸提液基料30%,卡拉膠0.02%。經(jīng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),在該最優(yōu)水平條件下制備的醬姜風(fēng)味酵素飲品的風(fēng)味、色澤、組織狀態(tài)等均最佳,可溶性固形物Brix值含量為10.46%,表面積平均粒徑D(3,2)為1.617 μm。

表6 醬姜風(fēng)味酵素飲品調(diào)配的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.3 產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo) 色澤:具有姜汁的金黃色;口味:姜味適中,酸甜可口,口感細(xì)膩;香氣:兼具姜的特征香氣及醬香風(fēng)味;穩(wěn)定性:飲料體系均一,久置后仍然穩(wěn)定,無(wú)沉淀。

表7 醬姜風(fēng)味酵素飲品調(diào)配的正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3.2 理化指標(biāo) 可溶性固形物含量為9.0%～12.0%;總酸含量≥0.1%。

2.3.3 微生物指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù)≤100 CFU/mL;大腸桿菌數(shù)量≤3 MPN/100 mL;致病菌,不得檢出。

3 小結(jié)

本實(shí)驗(yàn)以糯米發(fā)酵醬姜為原料,通過(guò)浸提、打漿、過(guò)濾后得到醬姜浸提液基料,進(jìn)而調(diào)整此基料、白砂糖、檸檬酸、卡拉膠的添加量,根據(jù)單因素和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果,優(yōu)化出醬姜風(fēng)味酵素飲品的最佳配方：檸檬酸0.10%,白砂糖7.0%,醬姜浸提液基料30%,卡拉膠0.02%。在該最優(yōu)條件下制備的醬姜風(fēng)味酵素飲品色澤金黃,姜味適中,具有醬香風(fēng)味,酸甜可口,口感細(xì)膩,組織狀態(tài)均一,無(wú)沉淀,具有良好的市場(chǎng)前景。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為稻米酵素風(fēng)味飲品的生產(chǎn)提供指導(dǎo)，可為稻米高值化加工新領(lǐng)域的開(kāi)拓和生姜深加工提供參考。