發(fā)酵型低糖八寶粥的研制

游新俠,韓亞飛,王莉,許珊珊

(鄭州科技學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院,河南 鄭州 450064)

八寶粥又名臘八粥，是中國傳統(tǒng)節(jié)日食品。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，消費者的口味也逐漸個性化，八寶粥市場逐漸孕育出新的品牌與產(chǎn)品[1]。配方也從五谷雜糧轉(zhuǎn)向添加新鮮果蔬、保健食品、藥材等[2]。乳酸菌是發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量乳酸的益生菌。食品經(jīng)過乳酸發(fā)酵，能夠提高食品的營養(yǎng)價值、改善食品的風(fēng)味、增強食品的保健作用、延長食品的保存期等。

隨著生活水平的提升，越來越多的人面臨糖尿病、高血脂、動脈粥樣硬化等疾病的困擾，而市售的八寶粥產(chǎn)品多以雜糧為主料，含糖量較高，大部分人群不宜食用，所以八寶粥的配方往低糖方向研究具有重大意義[3-4]。本文的研究內(nèi)容為發(fā)酵型低糖八寶粥，以大米、燕麥、木耳、百合、黑豆等為原材料，采用木糖醇為甜味劑，再添加乳酸菌發(fā)酵劑，進行乳酸發(fā)酵，制成的成品含糖量較低、老少皆宜，并且該產(chǎn)品集粥的清香與發(fā)酵香味于一體，風(fēng)味獨特、易于人體消化吸收，可以改善目前市面上八寶粥品種單一的問題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

燕麥、大米、東北黑木耳、蘭州百合、紅豆、黑豆、葡萄干：市售；乳酸菌酸奶發(fā)酵粉：北京川秀國際貿(mào)易有限公司；木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；冰乙酸、無水乙酸鈉（分析純）：河北利華生物科技有限公司；氯化鈉（分析純）、平板計數(shù)瓊脂：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JYC-21ES55C電磁爐、MJ-WBL2521H多功能粉碎料理機：美的電器有限公司；JA1203-B千分之一電子分析天平：上海浦春試驗有限公司；kubei2000電子秤：化州市石灣大明衡器加工廠；WFF-26A經(jīng)典型食品發(fā)酵箱：廣州市泓鋒食品機械有限公司；PHS-3C pH計：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；WYA阿貝折光計：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；SCIENTZ-04無菌均質(zhì)器：寧波新芝生物科技股份有限公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；DHP-420電熱恒溫培養(yǎng)箱：北京市光明醫(yī)療儀器廠；SW-CJ-2D雙人單面凈化工作臺：蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.3 工藝流程

工藝流程：原料挑選→原料清洗→原料浸泡→原料預(yù)煮→原料加水熬煮→添加甜味劑→冷卻，接種乳酸菌→恒溫發(fā)酵→攪拌均勻→滅菌→冷卻→成品[5]。

1.4 操作要點

挑選完整、色澤自然、香味自然、無雜質(zhì)、無怪味異味、無腐敗變質(zhì)、無霉爛與蟲蛀的優(yōu)質(zhì)原材料，淘洗去雜后瀝干水分備用；干百合、木耳、豆類用溫水浸泡30 min；將浸泡后的黑豆與紅豆放入沸水中煮至變軟，輕捏易爛，同時保證顆粒完整。取一定量的清水煮沸，將搭配好的原材料一并放入沸水中慢煮2 h。待粥溫冷卻至40℃左右時，接種一定量的菌粉，40℃～42℃[6]發(fā)酵，發(fā)酵完成后滅菌30 min，即得成品。

1.5 方法

1.5.1 單因素試驗設(shè)計

以80 g生料為基準，紅豆、干百合、葡萄干各10 g，黑豆5 g[7-11]，黑豆與紅豆的預(yù)煮時間15 min、水料比5.0∶1（mL/g）、木糖醇添加量 7%、乳酸菌發(fā)酵劑添加量0.6%、發(fā)酵時間 4 h、大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比 22∶20∶3，以感官評分為指標，通過單因素試驗，分別研究大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比（20∶20∶5、25∶15∶5、15∶25∶5、22∶20∶3、20∶22∶3）、黑豆、紅豆的預(yù)煮時間（10、15、20、25、30 min）、水料比[4.0∶1、4.5∶1、5.0∶1、5.5∶1.0、6.0∶1（mL/g）]、木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%）、乳酸菌發(fā)酵劑的添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、發(fā)酵時間（3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 h）。

1.5.2 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇大米∶燕麥∶木耳、水料比、乳酸菌發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間這4個因素中的3個較優(yōu)水平進行L9（34）正交試驗，以感官評分為依據(jù)確定八寶粥產(chǎn)品的最佳配方與工藝條件。正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Orthogonal test factor level

1.5.3 感官評價方法

組織10名食品專業(yè)學(xué)生對產(chǎn)品進行感官評價，根據(jù)產(chǎn)品的組織狀態(tài)、稠厚度、色澤、軟糯度、滋味進行評分，取平均值，總分為100分。根據(jù)GB/T 31116—2014《八寶粥罐頭》設(shè)計感官評分表，如表2所示[12]。

表2 發(fā)酵型低糖八寶粥感官評分標準Table 2 Sensory evaluation criteria of fermented low-sugar eight-treasure porridge

1.6 理化及微生物指標檢測方法

1.6.1 固形物含量的測定

根據(jù)GB/T 31116—2014《八寶粥罐頭》，對八寶粥成品進行固形物含量的測定[12]。計算公式如下。

式中：X為固形物含量，%；m2為瀝干物加圓篩質(zhì)量，g；m1為圓篩質(zhì)量，g；m 為罐頭標明的凈質(zhì)量，g。

1.6.2 pH值的測定

根據(jù)GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢測方法》，對八寶粥成品進行pH值的測定[13]。同一制備試樣進行3次測定，取平均值。

1.6.3 可溶性固形物含量的測定

根據(jù)GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢測方法》，對八寶粥成品進行可溶性固形物含量的測定[13]。同一制備試樣進行兩次測定，取平均值。

1.6.4 菌落總數(shù)的測定

根據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》，對八寶粥成品進行菌落總數(shù)的測定[14]。將相同工藝條件下制作但未進行乳酸發(fā)酵的八寶粥成品按照相同操作步驟，與發(fā)酵八寶粥菌落總數(shù)結(jié)果進行對比，研究發(fā)酵過程是否受到污染或者滅菌是否完全。

1.7 數(shù)據(jù)處理

Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

以發(fā)酵型低糖八寶粥感官評分標準為評價依據(jù)進行分析。

2.1.1 主料比的確定

本試驗以大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比為試驗因素進行單因素試驗。不同的添加量會對八寶粥成品的黏稠度、組織狀態(tài)、口感等產(chǎn)生影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 主料比對感官評分的影響Fig.1 Effects of main material ratio on the sensory evaluation criteria

由圖1可知，當(dāng)大米與燕麥的比例相近，木耳含量較低時，感官評分較高。當(dāng)大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比為22∶20∶3時，產(chǎn)品的感官評分最高，此條件下的八寶粥產(chǎn)品稠厚度適宜、色澤明亮且口感最好；當(dāng)大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比為15∶25∶5時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時產(chǎn)品燕麥顆粒過多，黏稠度不夠，口感不夠軟糯，且木耳含量較多，產(chǎn)品的外觀較差。因此大米∶燕麥∶木耳最適質(zhì)量比為22∶20∶3，此時八寶粥的感官品質(zhì)最好。

2.1.2 黑豆與紅豆預(yù)煮時間的確定

黑豆與紅豆預(yù)煮時間對感官評分的影響見圖2。

圖2 黑豆與紅豆預(yù)煮時間對感官評分的影響Fig.2 Effects of precooking time of black bean and red bean on the sensory evaluation criteria

由圖2可知，隨著預(yù)煮時間的延長，八寶粥的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)預(yù)煮時間為10 min時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時的八寶粥產(chǎn)品不夠軟糯，外觀與口感較差；當(dāng)預(yù)煮時間為30 min時，產(chǎn)品的感官評分也較低，此時的八寶粥產(chǎn)品口感韌性不足，外觀較差；當(dāng)預(yù)煮時間為20 min時，產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，此時的八寶粥產(chǎn)品軟糯香甜、豆香十足、外觀與口感較好。

2.1.3 水料比的確定

本試驗以水料比為試驗因素進行單因素試驗。水料比的不同，會對八寶粥的組織狀態(tài)、口感等產(chǎn)生影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 水料比對感官評分的影響Fig.3 Effects of the ratio of water to raw materials on the sensory evaluation criteria

由圖3可知，隨著水料比的增加，八寶粥的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)水料比為4.0∶1（mL/g）時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時的八寶粥產(chǎn)品過于稠厚，口感夾生，外觀也較差；當(dāng)水料比為 6.0∶1（mL/g）時，產(chǎn)品的感官評分也較低，此時的八寶粥產(chǎn)品不夠黏稠，口感較差；當(dāng)水料比為 5.5∶1（mL/g）時，產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，此時的八寶粥產(chǎn)品口感軟糯、香味十足、外觀較好。

2.1.4 木糖醇添加量的確定

本試驗以木糖醇添加量為試驗因素進行單因素試驗。木糖醇添加量的不同，會對八寶粥的口感、滋味等產(chǎn)生影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 木糖醇添加量對感官評分的影響Fig.4 Effects of xylitol addition amount on the sensory evaluation criteria

由圖4可知，隨著木糖醇添加量的增加，八寶粥的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)添加量為5%時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時的八寶粥產(chǎn)品氣味與滋味都偏酸；當(dāng)添加量為9%時，產(chǎn)品的感官評分也較低，此時的八寶粥產(chǎn)品略顯甜膩，發(fā)酵香味不足；當(dāng)添加量為8%時，產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，此時的八寶粥產(chǎn)品滋味香甜且甜度適中，酸甜可口，更好地中和了發(fā)酵產(chǎn)生的酸味。

2.1.5 乳酸菌發(fā)酵劑添加量的確定

本試驗以乳酸菌發(fā)酵劑添加量為試驗因素進行單因素試驗。乳酸菌發(fā)酵劑添加量不同，會對八寶粥的氣味、口感、滋味等產(chǎn)品影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5 乳酸菌發(fā)酵劑添加量對感官評分的影響Fig.5 Effects of lactobacillus starter dosage on the sensory evaluation criteria

由圖5可知，隨著發(fā)酵劑添加量的增加，八寶粥的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)添加量為1.0%時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時的八寶粥產(chǎn)品氣味與滋味過酸；當(dāng)添加量為0.2%時，產(chǎn)品的感官評分也較低，此時的八寶粥產(chǎn)品滋味略甜，發(fā)酵香味略有不足；當(dāng)添加量為0.4%時，產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，此時的八寶粥產(chǎn)品滋味香甜且酸度適中，酸甜可口。

2.1.6 發(fā)酵時間的確定

本試驗以發(fā)酵時間為試驗因素進行單因素試驗。發(fā)酵時間的不同，會對八寶粥的氣味、組織狀態(tài)、滋味等產(chǎn)生影響，結(jié)果如圖6所示。

圖6 乳酸發(fā)酵時間對感官評分的影響Fig.6 Effects of lactic acid fermentation time on the sensory evaluation criteria

由圖6可知，隨著發(fā)酵時間的延長，八寶粥的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)發(fā)酵時間為5.0 h時，產(chǎn)品的感官評分最低，此時的八寶粥產(chǎn)品氣味過酸，過于黏稠，有些許沉淀，八寶粥的香味被酸味覆蓋，口感與滋味都較差；當(dāng)發(fā)酵時間為3.0 h時，產(chǎn)品的感官評分也較低，此時的八寶粥產(chǎn)品口味偏甜，發(fā)酵香味不足；當(dāng)發(fā)酵時間為4.0 h時，產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，此時的八寶粥產(chǎn)品發(fā)酵酸味柔和、稠厚度適宜、無沉淀現(xiàn)象、酸甜可口。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

正交試驗結(jié)果分析見表3。

表3 正交試驗結(jié)果分析Table 3 Orthogonal test design and results

由表3可知，根據(jù)極差分析得RD＞RB＞RA＞RC，因此影響發(fā)酵型低糖八寶粥產(chǎn)品質(zhì)量的因素的主次順序為發(fā)酵時間＞水料比＞大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比＞發(fā)酵劑添加量。由正交表得出最優(yōu)組合為A2B3C1D2，即大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比為 20∶22∶3，水料比為 5.5∶1（mL/g），乳酸菌發(fā)酵劑添加量為0.2%，發(fā)酵時間為4.0 h。

根據(jù)數(shù)據(jù)計算得出的最優(yōu)組合為A2B3C1D2，與正交試驗感官評分得出的最佳組合一致，因此無需進行驗證試驗。

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)檢測

2.3.1 固形物含量測定結(jié)果

產(chǎn)品固形物含量的檢測數(shù)據(jù)與國標要求見表4。

表4 固形物含量測定結(jié)果Table 4 Results of solid content determination

由表4可知，該八寶粥產(chǎn)品的固形物含量為65%，符合國標要求。

2.3.2 pH值測定結(jié)果

產(chǎn)品pH值的檢測數(shù)據(jù)與國標要求見表5。

表5 pH值測定結(jié)果Table 5 Determination of pH value

由表5可知，該八寶粥產(chǎn)品的pH值為5.15，該檢測結(jié)果不在國標要求范圍內(nèi)，即該產(chǎn)品不符合傳統(tǒng)八寶粥罐頭對于pH值的要求。因為本產(chǎn)品應(yīng)用了乳酸發(fā)酵技術(shù)，成品在存放的過程中，會繼續(xù)發(fā)酵，pH值會有所降低。

2.3.3 可溶性固形物含量測定結(jié)果

產(chǎn)品可溶性固形物含量的檢測數(shù)據(jù)與國標要求見表6。

表6 可溶性固形物含量測定結(jié)果Table 6 Determination results of soluble solids content

由表6可知，該八寶粥產(chǎn)品的可溶性固形物含量為9.5%，符合國標要求。

2.3.4 菌落總數(shù)測定結(jié)果

產(chǎn)品菌落總數(shù)的檢測數(shù)據(jù)見表7。

表7 菌落總數(shù)測定結(jié)果Table 7 Determination results of total number of colonies

由表7可知，該產(chǎn)品的微生物指標較好，與未發(fā)酵的八寶粥產(chǎn)品的菌落總數(shù)做比較，得出該八寶粥產(chǎn)品在發(fā)酵過程中未受到污染，滅菌效果較好。為了檢驗該產(chǎn)品符合食品安全要求，對該產(chǎn)品進行加速培養(yǎng)（37℃），定時衛(wèi)生檢驗，隨著時間的延長，細菌總數(shù)會稍微升高，不過仍然在食品安全范圍內(nèi)，大腸菌群、致病菌均未檢出，該產(chǎn)品符合要求，保質(zhì)期可達半年以上。

3 結(jié)論

通過單因素試驗與正交試驗，得出發(fā)酵型低糖八寶粥的最佳配方與工藝條件為大米∶燕麥∶木耳質(zhì)量比20∶22∶3、紅豆 10 g、干百合 10 g、葡萄干 10 g、黑豆 5 g；黑豆與紅豆預(yù)煮時間為 20 min，水料比為5.5∶1（mL/g），木糖醇添加量為8%，乳酸菌發(fā)酵劑添加量為0.2%，發(fā)酵時間為4.0 h。

此條件下得到的八寶粥產(chǎn)品色澤清爽、氣味香甜、口感軟糯，與傳統(tǒng)八寶粥產(chǎn)品相比，該八寶粥產(chǎn)品集粥的清香與發(fā)酵香味于一體、風(fēng)味獨特、酸甜可口、易于消化吸收、食用后對血糖升高影響較小。