低酒精谷物發(fā)酵飲料的研制

低酒精谷物發(fā)酵飲料的研制

除了碳飲料、淡水飲料、茶飲料和果汁飲料外，糧食飲料還以“五代飲料”的形式進(jìn)入中國飲料市場。它既符合中國人傳統(tǒng)的飲食習(xí)慣,也能滿足當(dāng)前人們快節(jié)奏生活的營養(yǎng)補給需求,并具有代餐功能。谷物飲料由于其營養(yǎng)豐富,具有一定的生理功能,且風(fēng)味獨特,受到越來越多的消費者的喜愛,這也與人們更注重自然、注重健康有關(guān)。谷物發(fā)酵飲料在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)都將具有很強的市場競爭力。燕麥在中國內(nèi)蒙古自治區(qū)種植面積最大,約占全國燕麥總面積的40%。普通燕麥籽粒中蛋白質(zhì)含量12%~18%,脂肪4%~6%,淀粉21%~55%,裸燕麥蛋白質(zhì)中主要氨基酸含量也較高。在人們?nèi)粘Ｊ秤玫男←?、稻米、玉米?種食糧中,以燕麥的經(jīng)濟價值最高,其主要表現(xiàn)在營養(yǎng)、醫(yī)療保健和飼用價值等方面。目前市場上推出的燕麥產(chǎn)品基本上屬于快速實用的燕麥片和燕麥粥。如何進(jìn)一步提高其價值是一個值得研究的課題。筆者采用糖化菌和酵母發(fā)酵價格低廉、來源豐富的燕麥,釀制成一種營養(yǎng)豐富、口感滑爽、滋味清香的低酒精度谷物發(fā)酵飲料,旨在為生物技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品深加工中的應(yīng)用、為糧食轉(zhuǎn)化增值開辟一條新途徑。1材料和方法1.1湖南湖南農(nóng)業(yè)微生物大學(xué)啤酒酵母(Saccharomycescereuisiae)、米曲霉AS3.042、根霉Q303(由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院微生物教研室提供);燕麥(購于超市)。馬鈴薯培養(yǎng)基:馬鈴薯200g,蔗糖20g,瓊脂20g,蒸餾水1L。固體麩皮培養(yǎng)基:麩皮與水質(zhì)量比為1∶1,混合均勻后裝入500mL三角瓶,以蓋滿底部即可。以上滅菌條件為121℃,30min。1.2主要設(shè)備高速組織搗碎機、生化恒溫培養(yǎng)箱、蒸汽消毒鍋、數(shù)顯恒溫水浴鍋、超凈工作臺、均質(zhì)機、糖度計、酒精計。1.3方法1.3.1菌種和培養(yǎng)基在無菌操作條件下,用接種環(huán)分別接一環(huán)啤酒酵母菌、米曲霉AS3.042和根霉Q303到PDA固體斜面培養(yǎng)基中,在28℃下培養(yǎng)2~3d,備用。1.3.2擴大培養(yǎng)pda液體培養(yǎng)基將已經(jīng)恢復(fù)活力的啤酒酵母菌接到裝有10mL滅菌PDA液體培養(yǎng)基的試管中,在28℃下培養(yǎng)1d后,再接3mL到裝有100mL的PDA液體培養(yǎng)基的三角瓶中進(jìn)行擴大培養(yǎng),血球計數(shù)板計數(shù)酵母菌數(shù)量達(dá)1.00×106cfu/mL以上,備用。米曲霉AS3.042和根霉Q303分別接到麩皮培養(yǎng)基中培養(yǎng)3d后45~50℃下干燥,備用。1.3.3制備巴氏發(fā)酵汁燕麥→浸泡→蒸煮→攤晾→接種米曲霉AS3.042、根霉Q303→28℃培養(yǎng)1.5d→加入1∶1.5冷卻水,42℃糖化1d,糖度為15°Bx→高速組織搗碎機粉碎→巴氏殺菌→接啤酒酵母28℃發(fā)酵2d→勾調(diào)→均質(zhì)→分裝→滅菌→成品→檢驗。1.3.4不同發(fā)酵條件對燕麥酒精度和ph值的影響通過單因素試驗,確定燕麥主發(fā)酵的基本條件;然后用L9(33)正交試驗確定主發(fā)酵過程中影響酒精度和酸度的主要因素,并分析得出最佳發(fā)酵條件。每個處理3次重復(fù),結(jié)果取其平均值進(jìn)行分析。(1)不同糖化菌對曲料發(fā)酵的影響。在酵母添加量為1.5%,發(fā)酵時間為48h,發(fā)酵溫度為28℃,研究根霉Q303、米曲霉AS3.042、根霉Q303和米曲霉AS3.042各半分別對燕麥發(fā)酵糖化的影響,測定其發(fā)酵后的酒精度和pH值,從感官評定中選擇最合適的口味,從而選出最佳的糖化發(fā)酵劑。(2)酵母添加量對曲料發(fā)酵的影響。在每份糖化水解好后,發(fā)酵時間為48h,發(fā)酵溫度為25℃,研究添加不同酵母量(按原料體積百分比0.5%、1.0%、1.5%、2.0%),測定其酒精度和pH值,從而選出最佳酵母添加量。(3)發(fā)酵溫度對曲料發(fā)酵的影響。以酵母添加量為1.5%,發(fā)酵時間為48h,研究酵母不同發(fā)酵溫度(25,28,30,32℃)對曲料發(fā)酵的影響。測定其酒精度和pH值,選出最佳發(fā)酵溫度。(4)發(fā)酵時間對曲料發(fā)酵的影響。以酵母添加量為1.5%,發(fā)酵溫度為28℃,研究不同發(fā)酵時間(24,36,48,60,72h)對曲料發(fā)酵的影響。測定其酒精度和pH值,選出最佳發(fā)酵時間。(5)正交試驗優(yōu)化發(fā)酵條件。根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果,設(shè)計了L9(33)正交試驗(表1),對燕麥發(fā)酵有較大影響的3個因素(酵母添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間)3水平進(jìn)行研究,以確定在燕麥發(fā)酵過程中對酒精度和酸度影響顯著的因素。1.4理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)的測定燕麥發(fā)酵飲料感官評分:組成20人的感官評定小組對飲料色、香、味、體進(jìn)行感官評分,總分100分。各項權(quán)重分如下:甜酸味1~20分;色澤1~20分;香氣1~20分;酒度1~20分;黏稠度1~20分。評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。理化指標(biāo)的測定:酒精度采用酒精計法測定;pH值采用酸度計法測定;氨基酸態(tài)氮采用茚三酮比色法測定;總糖采用直接滴定法測定。微生物指標(biāo)的測定:菌落總數(shù)按GB4789.2—2010測定;大腸菌數(shù)按GB4789.3—2010測定;致病菌(沙門氏菌)按GB4789.4—2010測定。2結(jié)果與分析2.1發(fā)酵條件的確定2.1.1飲料感官評分對不同曲料進(jìn)行發(fā)酵后的燕麥低度酒味飲料的色、香、味、體進(jìn)行感官評分。評分結(jié)果見表3。由表3可知,用根霉Q303發(fā)酵的燕麥飲料風(fēng)味更佳。2.1.2酵母用量的確定從表4可知,酵母添加量為1.5%和2.0%時酒精度都高于2%,但在2.0%時pH值小,即產(chǎn)酸能力強,酸度較高,酵母的用量較大時,會導(dǎo)致發(fā)酵前期升溫快,發(fā)酵劇烈,乙醇產(chǎn)量高,使產(chǎn)品酒味過重,并且有辣、澀味,故選用1.5%為酵母用量。2.1.3發(fā)酵溫度。發(fā)酵溫度為3220時,各立發(fā)酵溫度為3220,從表5可知,發(fā)酵溫度選擇28~30℃左右酒精度達(dá)到2%以上,但是當(dāng)發(fā)酵溫度為32℃時,雖然發(fā)酵時間縮短,但產(chǎn)酸多,糖度低,香味成分少,致使產(chǎn)品風(fēng)味欠佳,故選用28~30℃為宜。2.1.4風(fēng)味和時間從表6可知,發(fā)酵時間為48h,產(chǎn)品風(fēng)味好,酒度適中、具有一定酯類香味。時間太短,表現(xiàn)出風(fēng)味淡薄,醇味不足;時間過長,則酸味太重,且有辣口感。2.2酵母添加量對燕麥酒精發(fā)酵飲料的口感及發(fā)酵時間的影響對表7進(jìn)行的極差分析發(fā)現(xiàn)影響燕麥酒精發(fā)酵飲料的口感的主次順序分別是酵母添加量A、發(fā)酵時間C、發(fā)酵溫度B,其中酵母添加量對燕麥酒精發(fā)酵飲料的口感影響最大,其次是發(fā)酵時間,因而在燕麥酒精發(fā)酵飲料釀造過程中酵母添加量及發(fā)酵時間的控制對產(chǎn)品品質(zhì)的好壞起關(guān)鍵性的作用。表7結(jié)果表明,酵母添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間對產(chǎn)品口感的影響都達(dá)到了顯著水平,根據(jù)正交極差分析得到各因素最優(yōu)的水平組合是酵母添加量為1.5%,發(fā)酵溫度為28℃,發(fā)酵時間48h。2.3產(chǎn)品評價結(jié)果2.3.1燕麥汁飲料產(chǎn)品呈乳白色,均勻一致,無沉淀分層現(xiàn)象;口感清新、滑潤,酸甜適口、黏度適中;具有燕麥特有的風(fēng)味和微醇清香、無異味;組織細(xì)膩,無分層,無氣泡,無雜質(zhì)。2.3.2產(chǎn)品的物理和化學(xué)試驗結(jié)果可溶性固形物含量10%;氨基酸態(tài)氮0.87g/L;酒精含量2.2%(v/v,20℃);總酸0.28%。2.3.3該產(chǎn)品的微生物測試結(jié)果細(xì)菌總數(shù)30cfu/mL;大腸菌群<3wpn/100mL;致病菌未檢出。3燕麥發(fā)酵飲料的最佳發(fā)酵條