周銘懿，楊晉一，田思雨，李杰

錦州醫(yī)科大學(xué)食品與健康學(xué)院（錦州 121001）

藜麥屬于藜科藜屬植物，蛋白質(zhì)含量高[1]，除此之外還富含維生素[2]、多酚[3-4]、類黃酮類[5]、皂苷[6]和植物甾醇類物質(zhì)，具有多種保健功效，被國際營養(yǎng)學(xué)家稱為“超級谷物”“未來食品”“糧食之母”“營養(yǎng)黃金”。關(guān)于藜麥的研究涵蓋多個領(lǐng)域，其中將其作為一種功能性的食品是食品開發(fā)領(lǐng)域的一個研究重點。關(guān)于以藜麥為原料的產(chǎn)品眾多，包括藜麥酒[7]、藜麥面制品[8-11]、藜麥功能性營養(yǎng)品、藜麥凍干食品等，但以藜麥和玉米進(jìn)行發(fā)酵的飲料還未見有報道。

玉米，學(xué)名玉蜀黍，在我國具有悠久的種植歷史。玉米的營養(yǎng)豐富，與藜麥相同也是高纖維素、高營養(yǎng)素的食物，可加快人體胃腸蠕動，促進(jìn)新陳代謝。李洪銘[12]對玉米的種植與發(fā)展進(jìn)行研究分析，強調(diào)玉米是我國應(yīng)用廣泛且重要的農(nóng)產(chǎn)品之一。而玉米飲品作為一種常見的營養(yǎng)保健型飲品，生產(chǎn)成本低，適用范圍人群廣，是飲品研究的重點方向，具有很強的市場潛力。

以藜麥和玉米為主要原材料，在單因素試驗基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面試驗確定藜麥玉米發(fā)酵飲料的最佳工藝，旨在開發(fā)一款營養(yǎng)豐富、品質(zhì)極佳的發(fā)酵飲料，使廣大消費者在減少食物攝入的同時增加營養(yǎng)成分的攝入，為雜糧飲料的發(fā)展以及藜麥的開發(fā)和利用擴寬新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

藜麥、玉米（購于錦州市大潤發(fā)超市）；纖維素酶、海藻酸鈉、卡拉膠、瓜爾豆膠（河南中辰生物科技有限公司）；復(fù)合乳酸菌粉（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌，善恩康生物科技有限公司）。

恒溫培養(yǎng)箱（MJX-70BE，雷森電子科技有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（HH-1，力辰邦西儀器科技有限公司）；膠體磨（JM-L，華威機械設(shè)備有限公司）；均質(zhì)機（JRJ300-D-1，上海滬析實業(yè)有限公司）；離心機（LC-LX-H165A，力辰邦西儀器科技有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 藜麥漿的制備

選擇顆粒完整、品質(zhì)優(yōu)良、無雜質(zhì)的白藜麥，沖洗后在冷水中浸泡30 min，撈出置于鍋內(nèi)煮制10 min，將煮后的藜麥打漿，備用。

1.2.2.2 玉米漿的制備

選擇色澤金黃、顆粒飽滿的玉米粒，清水洗凈后，置于蒸煮鍋內(nèi)蒸5 min，將處理好的玉米榨汁后備用。

1.2.2.3 發(fā)酵

玉米漿與藜麥漿混合后加入一定比例的復(fù)合乳酸菌粉和白砂糖，放入恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。

1.2.2.4 調(diào)配、均質(zhì)、灌裝發(fā)酵后加入穩(wěn)定劑并對其進(jìn)行研磨、均質(zhì)處理，重復(fù)2次后進(jìn)行灌裝。

1.2.2.5 滅菌將灌裝好的藜麥玉米發(fā)酵飲料在100 ℃，10 min條件下進(jìn)行滅菌處理。

1.2.3 單因素試驗

以感官評分為評價指標(biāo)，分別選擇玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比、復(fù)合乳酸菌粉添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間4個因素進(jìn)行單因素試驗。研究不同玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比（1∶1，2∶1，3∶1，4∶1和5∶1）、復(fù)合乳酸菌粉添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%）、發(fā)酵溫度（25，30，35，40和45 ℃）、發(fā)酵時間（6，9，12，15和18 h）對藜麥玉米發(fā)酵飲料感官評分的影響。

1.2.4 響應(yīng)面試驗

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比（A）、復(fù)合乳酸菌粉添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）為主要因素，以感官評分為響應(yīng)變量，進(jìn)行響應(yīng)面試驗，如表1所示。

表1 因素和水平編碼

1.2.5 感官評定

選擇20名評價員組成評定小組，從樣品的各個方面對藜麥玉米發(fā)酵飲料進(jìn)行感官評價，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 藜麥玉米發(fā)酵飲料感官評分表

1.2.6 菌落總數(shù)及大腸桿菌的測定

按照GB 4789.2——2016《食品微生物菌落總數(shù)的測定》、GB 4789.3——2016《食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》的方法對菌落總數(shù)進(jìn)行測定，確保殺菌工藝合理可行。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

每次試驗重復(fù)3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。采用響應(yīng)面分析軟件Design Expert 13及Origin 2019軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、方差分析及試驗數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比對感官評分的影響

如圖1所示，隨著玉米漿添加量增多，藜麥玉米發(fā)酵飲料的感官評分先提高后下降，玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比3∶1時，藜麥玉米發(fā)酵飲料的感官評分最高，平均值可達(dá)94.96±0.15分。而玉米漿在整體中比例過多或過少都會造成評分降低。質(zhì)量比為1∶1時，感官評分為78.36±0.47分；質(zhì)量比為5∶1時，感官評分為80.56±0.55分，這可能是玉米漿比例過多，會掩蓋藜麥特有的香味，而過少則導(dǎo)致整體味道偏淡，不濃郁。因此，質(zhì)量比選擇2∶1，3∶1和4∶1。

圖1 玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比對感官評分的影響

2.1.2 復(fù)合乳酸菌粉添加量對感官評分的影響

如圖2所示，復(fù)合乳酸菌添加量0.3%和0.4%時，感官評分最高，分別為91.43±0.60分和92.43±1.34分。添加量繼續(xù)增多時感官評分出現(xiàn)下降，添加量0.5%時，感官評分下降為88.76±0.86分，說明此時復(fù)合乳酸菌添加量過多，引起過度發(fā)酵，導(dǎo)致飲料口感偏酸，感官評分降低，而添加量不足時會導(dǎo)致發(fā)酵不完全，口感不協(xié)調(diào)。因此復(fù)合乳酸菌粉添加量選擇0.3%，0.4%和0.5%。

圖2 復(fù)合乳酸菌粉添加量對感官評分的影響

2.1.3 發(fā)酵溫度對感官評分的影響

如圖3所示，隨著發(fā)酵溫度的提高，感官評分先提高后降低，在40 ℃條件下進(jìn)行發(fā)酵時，感官評分最高，平均值為92.86±0.32分，而發(fā)酵溫度過低（25 ℃）和過高（45 ℃）時感官品質(zhì)均較差，只有75.86±0.71分和88.6±0.87分。造成這樣的原因可能是：發(fā)酵溫度較低時，乳酸菌并不能迅速生長繁殖，使感官評分偏低；但發(fā)酵溫度過高，乳酸菌生長速度過快，從而使得發(fā)酵液的味道過重或產(chǎn)生其他味道，而掩蓋玉米漿和藜麥漿原有的香味，從而影響感官評分。因此，發(fā)酵溫度選擇35，40和45 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對感官評分的影響

2.1.4 發(fā)酵時間對感官評分的影響

如圖4所示，飲料的感官評分隨著發(fā)酵時間的延長先升后降，發(fā)酵時間達(dá)到16 h時感官評分最高，為89.46±0.78分，這可能是由于這個時間段是乳酸菌發(fā)酵的最佳時間，所以感官評分最佳，繼續(xù)延長發(fā)酵時間，乳酸菌發(fā)酵過度，從而影響口感，導(dǎo)致感官評分下降。所以最佳發(fā)酵時間為16 h。

圖4 發(fā)酵時間對感官評分的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果選取玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比（A）、復(fù)合乳酸菌粉添加量（B）和發(fā)酵溫度（C）進(jìn)行響應(yīng)面試驗。響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計及結(jié)果

通過Design-Expert 13軟件分析試驗數(shù)據(jù)，得二次多項回歸方程：得率Y=93.6+1.75A+0.5B-0.5C-1.75AB+0.75AC+2.25BC-14.925A2-1.925B2-6.425C2。模型顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義。

方差分析結(jié)果見表4。模型決定系數(shù)R2為0.995 1，模型顯著性較高，Radj2=0.988 8，能夠解釋試驗響應(yīng)值變異的93.54%，接近預(yù)測相關(guān)系數(shù)Rpred2，表明試驗?zāi)Ｐ团c實際數(shù)據(jù)擬合較好。

表4 方差分析結(jié)果

2.2.2 各因素的交互作用分析

圖5～圖7為各個因素之間兩兩交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖。感官評分受玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比和復(fù)合乳酸菌粉添加量的交互影響結(jié)果如圖5所示。質(zhì)量比2∶1～4∶1范圍內(nèi)，復(fù)合乳酸菌粉添加量0.3%～0.5%范圍內(nèi)時，感官評分的變化趨勢為先增加后降低，二者交互作用使得感官評分達(dá)到的最大值92.96±0.45分。

圖5 玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比和復(fù)合乳酸菌粉添加量的交互作用對感官評分的影響

圖6 玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比和發(fā)酵溫度的交互作用對感官評分的影響

圖7 復(fù)合乳酸菌粉添加量和發(fā)酵溫度的交互作用對感官評分的影響

感官評分受玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比和發(fā)酵溫度的交互影響如圖6所示。玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比在2∶1～4∶1，發(fā)酵溫度35～45 ℃范圍內(nèi)，隨著玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比和發(fā)酵溫度的持續(xù)增加，感官評分先增加后降低，兩者交互作用使得感官評分最大值達(dá)91.73±1.46分。

感官評分受復(fù)合乳酸菌粉添加量和發(fā)酵溫度的交互影響如圖7所示。復(fù)合乳酸菌粉添加量的范圍是0.3%～0.5%，發(fā)酵溫度的范圍是35～45 ℃，在此范圍內(nèi)隨著復(fù)合乳酸菌粉添加量和發(fā)酵溫度的升高，感官評分均先增加后降低，兩者交互作用使得感官評分最大值達(dá)93.68±0.26分。

根據(jù)Design-Expert 13軟件運行結(jié)果，在玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比、復(fù)合乳酸菌粉添加量、發(fā)酵溫度的共同影響下，最優(yōu)工藝為玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比3.051∶1、復(fù)合乳酸菌粉添加量0.415%、發(fā)酵溫度39.66 ℃，該條件下模型預(yù)測的感官評分為93.69±0.93分。

2.2.3 最優(yōu)工藝條件試驗驗證

結(jié)合實際操作的可行性，在提取2次的條件下，取玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比3∶1、復(fù)合乳酸菌粉添加量0.42%、發(fā)酵溫度40 ℃條件進(jìn)行3次重復(fù)試驗，得到的平均感官評分為93.36±0.47分，與模型預(yù)測結(jié)果較吻合，表明響應(yīng)面模型用于分析優(yōu)化感官評分的最佳工藝具有價值。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量評價

2.3.1 感官指標(biāo)

色澤：淡黃色，色澤均勻，有光澤。滋味和氣味：飲料擁有玉米和藜麥獨有的風(fēng)味和乳酸菌發(fā)酵的獨特香氣，酸甜適口，口感細(xì)膩。組織形態(tài)：產(chǎn)品澄清透明，流動性好，無肉眼可見的雜質(zhì)和沉淀。

2.3.2 微生物指標(biāo)

藜麥玉米發(fā)酵飲料的檢測結(jié)果：菌落總數(shù)≤100CFU/mL，大腸菌群≤3 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

3 結(jié)論

試驗研究藜麥玉米發(fā)酵飲料的加工工藝及配方。通過單因素試驗及響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果可得出最優(yōu)工藝條件：玉米漿與藜麥漿質(zhì)量比3∶1、復(fù)合乳酸菌粉添加量0.42%、發(fā)酵溫度40 ℃，發(fā)酵時間16 h。在此條件下藜麥玉米發(fā)酵飲料香氣濃郁、口感細(xì)膩、口味適中。