方便米線分步發(fā)酵工藝

孟資寬，任元元，張?chǎng)危u育，張星燦，王擁軍

四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院（成都 611130）

米線是一類條狀、絲狀米制品的統(tǒng)稱，在中國(guó)有著悠久的傳統(tǒng)和歷史[1]。米線以早秈稻為主要原料，其生產(chǎn)工藝主要包括浸泡（發(fā)酵）、磨漿、蒸坯、擠絲、成型、老化、干燥等[2]。發(fā)酵食品在食用品質(zhì)、風(fēng)味以及營(yíng)養(yǎng)上有很大的提升[3-4]。經(jīng)過(guò)微生物一定時(shí)間的發(fā)酵后，微生物會(huì)結(jié)合原料，在一系列的生化反應(yīng)后，生成大量的有機(jī)酸類、各種酶系、低分子糖類和其他發(fā)酵產(chǎn)物，這些產(chǎn)物不斷積累，影響發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)感官和理化性質(zhì)[5]。米線發(fā)酵分為自然發(fā)酵和純種發(fā)酵，對(duì)自然發(fā)酵的米漿進(jìn)行微生物分析，研究發(fā)現(xiàn)其中的優(yōu)勢(shì)菌株為乳酸菌和酵母菌[6]。而純種發(fā)酵比自然發(fā)酵可以讓米線的品質(zhì)在更短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳狀態(tài)，且發(fā)酵后米線的質(zhì)構(gòu)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[7-8]。同時(shí)，直鏈淀粉含量直接影響米線最終品質(zhì)[9]，研究表明枯草芽孢桿菌代謝可以產(chǎn)生普魯蘭酶[10]，其可以將支鏈淀粉有效分解為直鏈淀粉[11]。

目前在如何利用枯草芽孢桿菌和不同菌種發(fā)酵特性分段進(jìn)行發(fā)酵改善米線品質(zhì)方面研究較少，缺乏生產(chǎn)的工藝基礎(chǔ)，使高品質(zhì)方便米線加工發(fā)展比較緩慢。該項(xiàng)目利用實(shí)驗(yàn)室優(yōu)選菌株枯草芽孢桿菌（B.s-6）和植物乳桿菌（L.p-3）進(jìn)行米線分步發(fā)酵法研究，分析接種順序和優(yōu)化發(fā)酵工藝，為方便米線工藝創(chuàng)新和品質(zhì)進(jìn)一步提升提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售早秈米、枯草芽孢桿菌（B.s-6）、植物乳桿菌（L.p-3）（實(shí)驗(yàn)室從傳統(tǒng)自然米漿中分離、篩選得到）。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9076A，上海百典儀器設(shè)備有限公司）；水分測(cè)定儀（MOC63u，島津菲律賓工廠）；電子天平（CP114，奧豪斯儀器有限公司）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（HHS型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；電熱恒溫培養(yǎng)箱（DNP-9082，常州諾基儀器有限公司）；粉碎機(jī)（ND30，成都啟洲包裝設(shè)備有限公司）；米粉機(jī)（DZ47-63）、質(zhì)構(gòu)測(cè)定儀（TA-XT 型，上海騰拔儀器科技有限公司）；離心機(jī)（DL-6MB，上海安亭科學(xué)儀器廠）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 米線的工藝

原料粉碎→加水混料→接種發(fā)酵→擠壓→切斷→老化→開粉→干燥→冷卻→檢驗(yàn)→包裝→成品

1.3.2 種子液制備[12]

把活化增殖培養(yǎng)后的枯草芽孢桿菌（B.s-6）、植物乳桿菌（L.p-3）分別接種到MRS液體培養(yǎng)基上，然后在30 ℃溫度下恒溫培養(yǎng)24～48 h，直至菌懸液中植物乳桿菌的濃度達(dá)到5×108CFU/mL。

1.3.3 菌劑接種順序的確定

試驗(yàn)采用微生物分步發(fā)酵，在加水混料后的米漿中按照設(shè)定順序加入2%枯草芽孢桿菌種子液和2%植物乳桿菌種子液，具體方案如表1所示。

表1 菌種接種方案

1.3.4 發(fā)酵工藝優(yōu)化

1) 枯草芽孢桿菌發(fā)酵單因素試驗(yàn)

根據(jù)接種方案分析，選用方案2為米漿發(fā)酵方法。在后期發(fā)酵條件不變前提下，通過(guò)前期預(yù)試驗(yàn)確定影響枯草芽孢桿菌發(fā)酵米漿單因素試驗(yàn)的基本參數(shù)：接種量1.5%、米漿含水量50%、初始pH 6.5、發(fā)酵時(shí)間12 h。分別變動(dòng)基本參數(shù)中的單一因素進(jìn)行米漿發(fā)酵，然后對(duì)發(fā)酵后制得的米線制品進(jìn)行感官評(píng)定和復(fù)水時(shí)間測(cè)定。

2) 枯草芽孢桿菌發(fā)酵正交試驗(yàn)

表2 枯草芽孢桿菌發(fā)酵正交試驗(yàn)

3) 植物乳桿菌發(fā)酵試驗(yàn)

在枯草芽孢桿菌前期發(fā)酵后繼續(xù)添加植物乳桿菌發(fā)酵，考慮實(shí)際試驗(yàn)及連續(xù)化生產(chǎn)情況，僅有植物乳桿菌接種量及發(fā)酵時(shí)間具有方便操作性，后期發(fā)酵條件研究主要涉及植物乳桿菌接種量和發(fā)酵時(shí)間，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)定后期發(fā)酵植物乳桿菌接種量（0.5%，1%，1.5%，2%，2.5%和3%）和發(fā)酵時(shí)間（5，6，7，8，9和10 h）。對(duì)不同條件下發(fā)酵米線制品進(jìn)行感官評(píng)定，并測(cè)定米線的復(fù)水時(shí)間。

1.3.5 米線品質(zhì)比較

將優(yōu)化條件下分步發(fā)酵所得米線與自然發(fā)酵米線、4種優(yōu)選市售方便米線進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)感官評(píng)分、彈性、復(fù)水時(shí)間、沖泡損失率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.3.6 感官評(píng)分

取制備好的方便米線試樣進(jìn)行編號(hào)，再把100 g米線分別加入200 mL沸水，泡至米線白芯消失后撈出觀察色澤，并咀嚼品嘗進(jìn)行感官評(píng)價(jià)（表3），記錄評(píng)分結(jié)果，并整理數(shù)據(jù)。

表3 方便米線感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.7 復(fù)水時(shí)間

復(fù)水時(shí)間的測(cè)定：按SN/T 0395—2018[13]。

1.3.8 質(zhì)構(gòu)特性[14-15]

分別取50 g米線樣品放入保溫杯中，加入約300 mL的沸水，加蓋靜置10 min，用濾紙吸干表面水分，待測(cè)。取3根無(wú)物理?yè)p傷、粗細(xì)均勻的米線放在質(zhì)構(gòu)儀平臺(tái)的固定位置上測(cè)定其彈性，每個(gè)樣品測(cè)定6次，去除最大和最小值后取平均值。參數(shù)設(shè)置：P/50探頭，設(shè)定測(cè)試速度1.00 mm/s，應(yīng)變75%，停留時(shí)間1 s，觸發(fā)力5 g。

1.3.9 沖泡損失率

參照SN/T 0395—2018《進(jìn)出口米粉檢驗(yàn)規(guī)程》[13]中米粉絲損失率進(jìn)行測(cè)定。

蒸煮損失率的測(cè)定：稱取100 g米線樣品，放入500 mL已沸騰的開水中，浸泡7 min，用不銹鋼漏勺撈起全部米線，用玻璃棒攪勻米線湯，量取米線湯總量的1/10，放入已恒重的稱量器中，于水浴蒸干后放入105±2 ℃的烘箱中直至恒重，稱取干物質(zhì)質(zhì)量，精確至0.01 g。

式中：m為浸泡后試樣質(zhì)量，g；m1為干米線的質(zhì)量，g；X為米線的含水量，%；m2為小于10 cm米線條質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種順序

由表4可知，方案2發(fā)酵所得米線的感官評(píng)分和復(fù)水時(shí)間更好，分別為90.5±2.3分和210±10 s，說(shuō)明先接種枯草芽孢桿菌后接種植物乳桿菌更有利于米線品質(zhì)提升。原因可能是枯草芽孢桿菌在前期單獨(dú)發(fā)酵種生長(zhǎng)及代謝較為旺盛，產(chǎn)生了普魯蘭酶進(jìn)而分解出大量直鏈淀粉，后期兩種菌發(fā)酵所產(chǎn)生的協(xié)同作用改變了米線淀粉組成、結(jié)構(gòu)[16]和米線物質(zhì)組成[17]。

表4 不同接種方案對(duì)米線感官和復(fù)水時(shí)間的影響

2.2 枯草芽孢桿菌單因素試驗(yàn)

2.2.1 接種量確定

由圖1可知，當(dāng)枯草芽孢桿菌種子液接種量為1.5%時(shí)，米線的感官評(píng)分為90.5±2.3分，此時(shí)復(fù)水時(shí)間為210±10 s；當(dāng)接種量高于或低于1.5%時(shí)，米線的感官評(píng)分降低，復(fù)水時(shí)間增大。因此選擇1.5%為枯草芽孢桿菌種子接種量。

圖1 枯草芽孢桿菌接種量對(duì)米線感官及復(fù)水的影響

2.2.2 米漿含水量確定

由圖2可知，當(dāng)米漿含水量為52%時(shí)，米線的感官評(píng)分為91.7±2.3分，此時(shí)復(fù)水時(shí)間為190±10 s；當(dāng)米漿含水量高于或低于52%時(shí)，米線的感官評(píng)分降低，復(fù)水時(shí)間增大。因此選擇52%為枯草芽孢桿菌發(fā)酵米漿含水量。

圖2 米漿含水量對(duì)米線感官及復(fù)水的影響

2.2.3 枯草芽孢桿菌發(fā)酵初始pH確定

由圖3可知，當(dāng)初始pH為6.5時(shí)，米線的感官評(píng)分為90.5±2.3分，此時(shí)復(fù)水時(shí)間為210±10 s。因此，選擇pH 6.5為枯草芽孢桿菌發(fā)酵初始pH。

圖3 初始pH對(duì)米線感官及復(fù)水的影響

2.2.4 枯草芽孢桿菌發(fā)酵時(shí)間確定

由圖4可知，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為12 h時(shí)，米線的感官評(píng)分為90.5±2.3分，此時(shí)復(fù)水時(shí)間為210±10 s，結(jié)果好于其他發(fā)酵時(shí)間。因此，選擇12 h為枯草芽孢桿菌發(fā)酵米漿時(shí)間。

圖4 枯草芽孢桿菌發(fā)酵時(shí)間對(duì)米線感官和復(fù)水的影響

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表5顯示的正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，影響米線感官評(píng)分因素主次順序?yàn)镈＞A＞B＞C，最佳組合為D2A2B1C3，即初始pH 7，米漿含水量50%，接種量1.5%，發(fā)酵時(shí)間12 h。影響米線復(fù)水時(shí)間因素主次順序?yàn)锳＞D＞C＞B，最佳組合為D2A2B1C3，即接種量1.5%，發(fā)酵時(shí)間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%。綜合生產(chǎn)方便性考慮，枯草芽孢桿菌前期發(fā)酵條件為A2D2C3B1，即接種量1.5%，發(fā)酵時(shí)間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

對(duì)最優(yōu)組合A2D2C3B1做驗(yàn)證試驗(yàn)，并做3個(gè)平行，結(jié)果取平均值。結(jié)果顯示：感官評(píng)分為92±1.5分，復(fù)水時(shí)間為220±10 s，優(yōu)于正交試驗(yàn)組合。說(shuō)明正交結(jié)果具有可靠性，具有一定實(shí)用價(jià)值。

2.4 植物乳桿菌發(fā)酵條件研究

2.4.1 植物乳桿菌接種量的確定

由圖5可知，隨著接種量的增加，米線感官評(píng)分先上升后下降，米線復(fù)水時(shí)間先下降后升高。當(dāng)后期植物乳桿菌接種量為2%時(shí)，米線的感官評(píng)分最高，為90.5±2.3分；此時(shí)復(fù)水時(shí)間較低，為210±10 s。因此選擇2%為植物乳桿菌接種量。

圖5 植物乳桿菌接種量對(duì)米線感官及復(fù)水時(shí)間的影響

2.4.2 后期發(fā)酵的確定

由圖6可知，當(dāng)后期發(fā)酵時(shí)間為7 h時(shí)，米線的感官評(píng)分為92.2±2.2分，此時(shí)復(fù)水時(shí)間為210±10 s，整體結(jié)果好于其他發(fā)酵時(shí)間。因此，選擇7 h為后期米漿發(fā)酵時(shí)間。

圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)米線感官及復(fù)水時(shí)間的影響

2.5 米線產(chǎn)品品質(zhì)比較

根據(jù)2.3及2.4試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)，米線分步發(fā)酵條件優(yōu)化結(jié)果為前期枯草芽孢桿菌接種量1.5%，發(fā)酵時(shí)間12 h，初始pH 7，米漿含水量50%，后期繼續(xù)添加2%植物乳桿菌接種量，發(fā)酵時(shí)間7 h。

將優(yōu)化條件下分步發(fā)酵所得米線與自然發(fā)酵米線、優(yōu)選4種市售米線進(jìn)行品質(zhì)比較，結(jié)果如表6所示。分步發(fā)酵所得米線的感官評(píng)分、彈性、復(fù)水時(shí)間和沖泡損失率等指標(biāo)均明顯優(yōu)于其他產(chǎn)品（p≤0.05），說(shuō)明利用枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌進(jìn)行米漿分步發(fā)酵法生產(chǎn)米線可以顯著提高其食用品質(zhì)。

表6 米線產(chǎn)品品質(zhì)比較

3 結(jié)論

將實(shí)驗(yàn)室優(yōu)選菌株枯草芽孢桿菌（B.s-6）和植物乳桿菌（L.p-3）進(jìn)行米漿發(fā)酵接種順序研究，判定前期接種枯草芽孢桿菌（B.s-6）、后期接種植物乳桿菌（L.p-3）有利于提升方便米線品質(zhì)。

按照確定的先后順序分步發(fā)酵米漿，優(yōu)化后發(fā)酵條件為前期枯草芽孢桿菌接種量1.5%、發(fā)酵時(shí)間12 h、初始pH 7、米漿含水量50%，后期繼續(xù)添加2%植物乳桿菌接種量、發(fā)酵時(shí)間7 h。優(yōu)化后發(fā)酵法所制得的米線感官評(píng)分、彈性、復(fù)水時(shí)間和沖泡損失率等指標(biāo)明顯優(yōu)于自然發(fā)酵和市售產(chǎn)品（p＜0.05）。說(shuō)明分步純種發(fā)酵明顯提高了米線的感官品質(zhì)和蒸煮品質(zhì)，改善了米線的彈性。

目前，國(guó)內(nèi)方便米線的研究和生產(chǎn)多采用一次純種發(fā)酵或自然發(fā)酵，在以后的發(fā)展中，改變發(fā)酵方式提升米線品質(zhì)的方法將有可能會(huì)成為一種趨勢(shì)。