植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的影響: I.力學(xué)性能

易翠平 樊振南 祝 紅 佟立濤 周素梅 俞 健

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院1，長(zhǎng)沙 410114) (中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2，北京 100193)

植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉品質(zhì)的影響: I.力學(xué)性能

易翠平1樊振南1祝 紅1佟立濤2周素梅2俞 健1

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院1，長(zhǎng)沙 410114) (中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所2，北京 100193)

研究不同來(lái)源的L.23、L.23169和L.22699 3株植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，米粉的拉伸力、硬度、彈性和咀嚼性均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，最后均在48 h時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)L.23極顯著優(yōu)于L.23169和L.22699(P<0.05)。3株菌在不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)米粉的黏性和內(nèi)聚力影響不顯著(P>0.05)。感官評(píng)價(jià)顯示L.23發(fā)酵48 h的米粉口感滑爽、筋道最好，說(shuō)明不同來(lái)源的植物乳桿菌對(duì)鮮濕米粉力學(xué)性能的影響效果不同，其中L.23在3株菌中最有利于鮮濕米粉良好力學(xué)性能的形成。原料米在發(fā)酵過(guò)程中的組分分析表明蛋白質(zhì)顯著影響米粉的硬度(P<0.05)。

植物乳桿菌 發(fā)酵 鮮濕米粉 力學(xué)性能

鮮濕米粉的品質(zhì)受發(fā)酵菌種的影響[1]。研究表明，純種發(fā)酵比自然發(fā)酵可以讓鮮濕米粉的品質(zhì)在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳狀態(tài)，且采用植物乳桿菌LactobacillusplantarumCSL23發(fā)酵與自然發(fā)酵液中篩選出來(lái)的其他優(yōu)勢(shì)菌L.fermentumCSL30，SaccharomycescerevisiaeCSY13、TrichosporonasahiiCSY07比較，鮮濕米粉的力學(xué)性能如拉伸力、硬度、彈性、內(nèi)聚力、咀嚼性、回復(fù)性等明顯更好[2]。李蕓[3]研究證明包含植物乳桿菌在內(nèi)的混合菌種對(duì)大米粉的感官品質(zhì)有影響；周顯青等[4-5]采用外源性植物乳桿菌在發(fā)酵條件下，研究大米粉與淀粉性質(zhì)及米粉蒸煮和質(zhì)構(gòu)特性的變化。但植物乳桿菌品種繁多，在肉、魚(yú)、果蔬、牛奶及谷物制品中均有應(yīng)用，且對(duì)營(yíng)養(yǎng)、感官、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)的作用并不可同一而論[6]；而有關(guān)植物乳桿菌菌株對(duì)米粉品質(zhì)的作用鮮見(jiàn)研究報(bào)道。此外，前期的研究報(bào)道均為通過(guò)發(fā)酵大米粉的性質(zhì)變化來(lái)推測(cè)鮮濕米粉的性質(zhì)，但成品鮮濕米粉經(jīng)大米粉發(fā)酵后，又經(jīng)過(guò)了擠壓、蒸煮、水洗等工藝，植物乳桿菌在成品鮮濕米粉中的影響并不一定與發(fā)酵原料中的完全一致。

通過(guò)比較從米粉自然發(fā)酵液中分離純化的及分離自酸面團(tuán)與泡菜中的植物乳桿菌對(duì)鮮濕米粉的力學(xué)性能的影響，以判斷不同菌株對(duì)鮮濕米粉產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響，為優(yōu)選發(fā)酵菌株、提升傳統(tǒng)主食工業(yè)化水平提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

浙富802秈稻谷：湖南金健米業(yè)股份有限公司；L.22699分離于泡菜、L.23169分離于酸面團(tuán)：北京豫鼎鑫捷科技有限公司；L.23由本實(shí)驗(yàn)室分離于米粉廠的自然發(fā)酵液[7]。

1.2 主要儀器與設(shè)備

THZ-C恒溫振蕩培養(yǎng)箱：蘇州培英實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；DH5000II電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市泰斯特儀器有限公司；101-2A電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；SW-CT-2FD雙人單面凈化工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro System公司；SY-12型磨漿機(jī)：浙江鯊魚(yú)食品機(jī)械有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鮮濕米粉的制備

工藝流程：原料米→清洗→發(fā)酵→清洗→磨漿→過(guò)篩→離心→蒸煮滾揉→擠絲→水洗→冷卻→瀝水→米粉

其中，原料米發(fā)酵溫度為40 ℃、菌液接種濃度為105cfu/mL，發(fā)酵時(shí)間為0、12、24、36、48、60 h。滾揉蒸煮是指在離心后的米漿滾揉5 min，平鋪在蒸篦上(厚度約 5 mm)蒸制2 min，重復(fù)3次。水洗是在沸水中洗散90 s，擠絲采用手動(dòng)壓面條機(jī)擠出。

表1 鮮濕米粉力學(xué)性能感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 鮮濕米粉拉伸力的測(cè)試

取米粉20根，放入沸水煮3 min，冷水沖洗1 min。取其中一根，固定在質(zhì)構(gòu)儀的A/SPR探頭上測(cè)試，參數(shù)設(shè)置為：測(cè)前速度1.00 mm/s，測(cè)試速度3.0 mm/s，回程速度10.00 mm/s。同類(lèi)樣品重復(fù)測(cè)試10次，結(jié)果取平均值。

1.3.3 鮮濕米粉的質(zhì)構(gòu)分析(TPA)

米粉同1.3.2預(yù)處理后，取一根放在探頭下方，采用P/36R探頭測(cè)試。參數(shù)設(shè)置為：測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，回程速度5 mm/s，停留時(shí)間5 s，變形量50%。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量10次，結(jié)果取平均值。

1.3.4 感官評(píng)價(jià)

[8]，結(jié)合南方人的口味特點(diǎn)，制定鮮濕米粉力學(xué)性能感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表1)。挑選5～7個(gè)訓(xùn)練有素的人員組成感官評(píng)定小組，根據(jù)鮮濕米粉的滑爽性、筋道性等指標(biāo)對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)分，總分100分。

1.3.5 主要理化指標(biāo)分析

蛋白質(zhì)：GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[9]，脂肪：GB/T 5512—2008《糧油檢驗(yàn)糧食中粗脂肪含量測(cè)定》[10]，淀粉：GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定》(酸水解法)[11]，直鏈淀粉：GB/T 15683—2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》[12]，灰分：GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》[13]，pH值： GB 5009.237—2016 《食品pH值的測(cè)定》[14]。

1.3.6 鮮濕米粉力學(xué)性能與原料米組分的相關(guān)性分析

將3種植物乳桿菌發(fā)酵米粉的拉伸力、硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性、內(nèi)聚力、黏性與原料米中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、直鏈淀粉含量對(duì)應(yīng)起來(lái)，采用作圖法得到相關(guān)系數(shù)R值[15]，并對(duì)同一力學(xué)性質(zhì)與組分間的R值進(jìn)行顯著性分析。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003進(jìn)行方差分析[15]。

2 結(jié)果與討論

2.1 植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉拉伸力的影響

3株植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)米粉拉伸力的影響結(jié)果(表2)表明，米粉的拉伸力隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，最后均在發(fā)酵48 h達(dá)到最大值，之后有所回落。比較而言，L.23組的拉伸力在發(fā)酵過(guò)程中始終極顯著優(yōu)于L.22699組(P<0.01)，但在48 h才極顯著高于L.23169組(P<0.01)、并在此時(shí)達(dá)到最大值(51.31±5.29) g；L.23169組的拉伸力在發(fā)酵的前期(12～36 h)極顯著優(yōu)于L.22699組(P<0.01)，發(fā)酵后期(48～60 h)二者趨于一致。這與前期報(bào)道米粉在植物乳桿菌發(fā)酵48 h時(shí)拉伸力最大的結(jié)果一致[2]，但不同來(lái)源的菌種作用效果有顯著差別，來(lái)源于米粉的L.23顯然更有利于產(chǎn)品拉伸力的形成。

表2 植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)米粉拉伸力的影響/g

注：小寫(xiě)字母代表同一列的顯著性差異(P<0.05)，大寫(xiě)字母代表同一行的顯著性差異(P<0.05)，余同。

2.2 植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉質(zhì)構(gòu)特性的影響

3株植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)米粉質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)的影響結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明，鮮濕米粉的硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)性等質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)與3株菌種的品種極顯著相關(guān)(P<0.05)，黏性和內(nèi)聚力之間的表現(xiàn)3株菌差別不顯著。硬度、彈性和咀嚼性方面，鮮濕米粉隨著3株菌發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)出不同態(tài)勢(shì)，其中L.23的硬度、彈性和咀嚼性隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)增加，在48 h時(shí)達(dá)到最大值、極顯著的優(yōu)于L.22699和L.23169，隨后開(kāi)始回落。L.22699和L.23169的硬度、彈性和咀嚼性在開(kāi)始發(fā)酵的前12 h增加非常明顯，隨后硬度L.23169保持持平、L.22699表現(xiàn)出下跌的態(tài)勢(shì)，彈性和咀嚼性?xún)芍昃g沒(méi)有顯著差異。3株菌發(fā)酵米粉的回復(fù)性是在0～36 h不同程度的增加，在48 h時(shí)達(dá)到最大值、此時(shí)L.23極顯著的優(yōu)于L.22699和L.23169，隨后開(kāi)始回落。研究報(bào)道，來(lái)源于泡菜的植物乳桿菌的主要功能在于風(fēng)味的提升、硝酸鹽與生物胺的降解[16]以及益生活性[17]等；來(lái)源于酸面團(tuán)的植物乳桿菌的主要功能在于改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，使面包質(zhì)構(gòu)變軟[18-19]以及改善風(fēng)味、增強(qiáng)抗氧化性[20]等方面，兩株菌的優(yōu)勢(shì)并不在于改善米粉的硬度、彈性、咀嚼性等力學(xué)性能方面，這也可能是來(lái)源于米粉的菌株在這方面更有優(yōu)勢(shì)的原因。

圖1 植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)米粉質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.3 植物乳桿菌發(fā)酵鮮濕米粉力學(xué)性能的感官評(píng)定

鮮濕米粉經(jīng)3株植物乳桿菌發(fā)酵后的感官評(píng)價(jià)綜合得分結(jié)果見(jiàn)圖2。結(jié)果表明，米粉的感官評(píng)價(jià)綜合得分隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而得分逐漸升高，其中L.23極顯著比L.22699和L.23169好(P<0.05)、發(fā)酵48 h的米粉尤為突出，且評(píng)分達(dá)到98分左右。L.23169則在發(fā)酵24～36 h的感官品質(zhì)與L.23持平，均保持良好的增加態(tài)勢(shì)；在48～60 h與L.22699接近，顯示出后期筋道性增加的潛力不足。3株植物乳桿菌發(fā)酵的米粉的感官評(píng)分差異顯著(P<0.05)與菌種的來(lái)源有較大的關(guān)系，從而客觀的說(shuō)明分離于米粉發(fā)酵液中的L.23最有利于米粉感官品質(zhì)的形成。這與拉伸力、彈性、硬度和咀嚼性等指標(biāo)基本一致。說(shuō)明用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定米粉的力學(xué)性能可以客觀地反映產(chǎn)品的感官品質(zhì)。

圖2 植物乳桿菌發(fā)酵鮮濕米粉力學(xué)性能的感官評(píng)定圖

2.4 原料米不同發(fā)酵時(shí)間理化性質(zhì)的變化

3株植物乳桿菌不同發(fā)酵時(shí)間原料米的理化性質(zhì)見(jiàn)表3。結(jié)果表明，蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、pH均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而降低(P<0.05)，淀粉和直鏈淀粉隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增加(P<0.05)，這與相關(guān)研究報(bào)道基本一致[3-7]，但各菌種之間的情況并不相同：蛋白質(zhì)含量，L.23組和L.23169組的降低趨勢(shì)較為緩慢、含量顯著高于L.22699組(P<0.05)；淀粉含量，L.23組增加的趨勢(shì)較為緩慢、含量顯著低于L.23169組和L.22699組(P<0.05)；灰分僅在發(fā)酵24 h時(shí)有顯著差異(P<0.05)；脂肪含量，3組之間的差異均顯著、其中L.23組降低最多(P<0.05)，可能與楊有望[7]報(bào)道的L.23代謝產(chǎn)物中脂肪酶活性較高有關(guān)；直鏈淀粉含量在發(fā)酵48 h時(shí)略有增加，增加程度與蛋白質(zhì)等其他組分降低的比例接近；L.23組pH值顯著高于L.23169組和L.22699組(P<0.05)，可能是引起蛋白質(zhì)降低的原因之一。其中，淀粉的絕對(duì)含量增長(zhǎng)超過(guò)了蛋白質(zhì)的降低量，可能是因?yàn)榫N在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的胞外多糖[21]影響了測(cè)定結(jié)果。

2.5 鮮濕米粉力學(xué)性能與原料米組分的相關(guān)性分析

原料組分的含量是決定食品拉伸、質(zhì)構(gòu)等力學(xué)性能的主要原因，分析鮮濕米粉力學(xué)性能與原料米組分含量的相關(guān)性(表4)，結(jié)果表明，米粉的拉伸力、黏性、彈性、咀嚼性和回復(fù)性與原料米各組分之間的相關(guān)系數(shù)均沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，說(shuō)明是淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、直鏈淀粉的共同相互作用決定了鮮濕米粉的力學(xué)性能；其中直鏈淀粉是與拉伸力及質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間的相關(guān)性最低的組分，這可能與直鏈淀粉的含量在發(fā)酵過(guò)程中幾乎沒(méi)變(表3)有關(guān)。組分對(duì)米粉的硬度影響有顯著差異(P<0.05)，其中蛋白質(zhì)比其他組分對(duì)于米粉硬度的形成具有更為顯著的影響，這與Xie等[22]的研究結(jié)果基本一致。

表3 原料米不同發(fā)酵時(shí)間的理化性質(zhì)

表4 鮮濕米粉力學(xué)性能與原料米組分含量的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

植物乳桿菌發(fā)酵對(duì)鮮濕米粉力學(xué)性能有顯著影響(P<0.05)，且不同來(lái)源的菌株對(duì)其影響結(jié)果存在顯著差異。其中，米粉的拉伸力、硬度、彈性和咀嚼性均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，最后在48 h時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)L.23極顯著優(yōu)于L.23169和L.22699(P<0.05)。黏性和內(nèi)聚力3株菌在不同發(fā)酵時(shí)間差別不顯著(P>0.05)，L.23在3株菌中最有利于鮮濕米粉良好力學(xué)性能的形成。原料米在發(fā)酵過(guò)程中的組分分析表明蛋白質(zhì)顯著影響米粉的硬度，至于植物乳桿菌發(fā)酵是如何通過(guò)代謝產(chǎn)物影響原料米組分的含量而影響米粉力學(xué)性能的形成，尚需進(jìn)一步研究。

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Quality of Fresh Rice Noodles Fermented withLactobacillusPlantarum: I. Mechanical Properties

Yi Cuiping1Fan Zhennan1Zhu Hong1Tong Litao2Zhou Sumei2Yu Jian1
(School of Chemistry and Biological Engineering, Changsha University of Science and Technology1, Changsha 410114) (Institute of Agro-products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences2, Beijing 100193)

The effect of differentLactobacillusplantarumstrains, namelyL.23,L.23169 andL.22699, on the mechanical properties of fresh rice noodles was investigated. Results indicated that tensile stress, hardness, springiness, and chewiness of the rice noodles increased with fermentation time. The highest values were achieved after fermenting for 48 h withL.23, which gave significantly better results than the other two strains (P<0.05). The cohesive and adhesiveness of the three bacteria fermented noodles were the same (P>0.05). Sensory evaluation showed that rice noodles were smooth and chewy after fermenting for 48 h withL.23, which afforded the best mechanical properties among the three strains, indicating that lactobacillus plantarums with different sources had different effect on the mechanical property of fresh wet rice noodle. Component analysis of the rice during fermentation showed that the amount of protein significantly affected noodle hardness (P<0.05).

Lactobacillusplantarum, fermentation, fresh rice noodles, mechanical properties

TS213

A

1003-0174(2017)12-0001-06

國(guó)家自然科學(xué)基金(31301404)，公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201303070)

2016-12-21

易翠平，女，1973年出生，教授，糧食深加工