全 文 :山地农业生物学报 35(2):080~085,2016
Journal of Mountain Agriculture and Biology
凯里白酸汤的优化工艺
①
郑莎莎,宋煜婷,罗 意,徐 俐*
(贵州大学 酿酒与食品工程学院,贵州 贵阳 550025)
摘 要:针对传统的白酸汤质量不稳定的问题,通过正交优化白酸汤工艺为工业化生产服务。以大米、白砂糖、
盐、白酒为原料,人工接种凯里老酸汤生产发酵型白酸汤。对生产流程中糊化时间、糊化温度、液化时间进行探
讨,以感官和酸度为考核指标,筛选白酸汤的最佳工艺参数。结果表明:米面含量为 1. 5%、含糖量 1. 5%、糊化时
间为30 min、糊化温度为 60℃、液化时间为 30 min,其中糊化温度在白酸汤制作工艺中所占比重最大,糊化时间次
之,液化时间对其影响最不显著。由此制得的白酸汤具有苗族酸汤特有的香气,乳酸发酵香味浓,酸爽适口,质地
细腻,柔和爽口。
关键词:白酸汤;工艺参数;品质
中图分类号:TS205.5 文献标识码:A
文章编号:1008-0457(2016)02-0080-06 国际 DOI编码:10.15958 / j.cnki.sdnyswxb.2016. 02. 016
Optimization ofthe Technology of Kaili White Sour Soup by Orthogonal Test
ZHENG Sha-sha,SONG Yu-ting,LUO Yi,XU Li*
(College of Wine and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China)
Abstract:White sour soup production technology was optimized by orthogonal test to improve of the unstable quality of
traditional white sour soup ,The effect of gelatinization time,gelatinization temperature and liquefaction time on sensory
quality and acidity of fermented white sour soup,with rice,sugar,salt and liquor as raw materials,was discussed. The
results showed that the optimization process was 1.5% rice flour,1.5%sugar with 30 min. for gelatinization time,gelatini-
zation temperature at 60℃,and 30 min. for liquefaction time. Gelatinization temperature was the most important among
these three factors,while gelatinization time was the second,and liquefaction time had no significant impact on the quali-
ty of white sour soup. White sour soup produced under these conditions had the unique aroma of Miao sour soup,with
crisp taste of fermented lactic acid.
Keywords:White sour soup;Fermentation parameters;Quality
凯里白酸汤是一种特色苗家酸汤,白酸汤是以
米汤为原料发酵的。贵州气候潮湿,流行腹泻、痢
疾等疾病,嗜酸不但可以提高食欲,还可以帮助消
化和止泻,故有“三天不吃酸,走路打串串 ”之
说[1]。食品营养学的研究表明,人体内矿物质主要
存在于骨骼中,起着维持骨骼刚性的作用,而且集
中了 99%的 Ca、P、Mg 等。因此,苗族酸汤丰富的
Ca、P、Fe等对保持神经、肌肉的兴奋性以及维持肌
体的酸碱平衡具有重要的作用[2]。
然而传统酸汤的酿制,多为农家土法自酿,而
仅有的酸汤生产企业中大多仍采用传统自然发酵
工艺,其规模小,发酵周期相对较长,产量低,酸汤
质量难以控制,卫生条件达不到国家安全[3],为酸
汤大规模生产带来诸多弊端。目前酸汤生产企业,
① 收稿日期:2016-03-01 修回日期:2016-03-22
基金项目:大学生创新项目(贵大 SRT字 (2014)103)。
* 通迅作者:徐俐(1963-),女,教授,主要研究方向:食品贮藏与加工;E-mail:gzdxxuli@ tom. com。
大多以红酸汤为主,白酸汤寥寥无几,且大多是在
研究传统的加工工艺,停留在初级配方的研究上。
酸汤为苗家特色酸汤,主要在微生物研究方面,江
萍等[4]人从白酸汤中分别检出 3 株乳杆菌,5 株醋
酸杆菌,5株明串珠菌,但菌体未鉴定到种。汤庆莉
等[5]人对白酸汤中的特征性成分进行初步的研究,
发现主要含有乳酸、乙酸、酒石酸、杆檬酸、苹果酸
等,并且乳酸的含量特别丰富,同时还检测出含有
Ca、Fe 等碱性成分;徐俐等[6]人研究表明乳酸菌对
酸汤中的亚稍酸盐含量有影响,能有效抑制亚硝酸
盐的产生,减少杂菌的污染;石敏等[7]对白酸汤发
酵过程中酸度的变化进行了研究,发现白酸汤在发
酵时,总酸和有效酸都呈现正态曲线变化,两者的
最高峰都是在 3-4 d,酸值最大值在第 4 d。
综上所述,从丰富乳酸发酵食品、提高食品营
养价值等方面考虑,开发谷物发酵饮料,将家庭式
生产转变为工业化大规模生产具有相当重要的意
义[8]。本实验以白酸汤为研究对象,通过对糊化时
间、糊化温度、液化时间进行单因素及正交实验筛
选出最佳的白酸汤生产工艺参数,实现白酸汤产品
的工业化,并为其提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
大米(香满园特选长粒香大米:各地超市均可
买到)、老酸汤(到凯里农家买的自酿酸汤)、α-淀
粉酶(3700 U / g,最适温度为 65℃,北京奥博星生物
技术有限责任公司)、白砂糖(在当地超市购买的散
装的白砂糖)。
1. 2 仪器与设备
汤普森电陶炉 D5(礼来中国电器有限公司);
DFT-200C快速开盖万能高速粉碎机(温岭市林大
机械有限公司);pHS-3c 型酸度计(上海鸿盖仪器
有限公司);立式压力蒸汽灭菌器 LS-B75L—Ι 型
(江阴滨江医疗设备有限公司);紫外可见分光光度
计 T6(北京普析通用仪器有限责任公司);电子恒
温水浴锅 DK-98- IIA(天津市泰斯特仪器有限公
司);DHG—9240A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精
宏实验设备有限公司);电子分析天平 AL104(梅特
勒—托利多仪器有限公司);NDJ—8S 旋转粘度计
(上海昌吉地质仪器有限公司);SW-CJ-2G无菌操
作台。
1. 3 工艺流程及操作要点
原料→粉碎→加水煮沸→糊化→液化→冷却
→发酵→成品
↑
接种老酸汤
原料处理:用高速粉碎机将大米打碎,用 80 目
的筛子过筛两次,制成米面。
原料配比:研究不同米面含量(水中米面含量
为 1%、1. 5%、2%、2. 5%、3%)对酸汤品质的影响,
以及不同含糖量(0%、1%、1. 5%、2%、2. 5%)对酸
汤品质的影响。
加水煮沸:按照一定比例加入米面、白砂糖和
水放在电陶炉上煮沸,边加热边搅拌。
糊化:将煮沸的米汤放在水浴锅上糊化,边糊
化边搅拌,以防止糊化不均匀导致糊化液局部变
质。
液化:将糊化好的米汤加入 α-淀粉酶(12 U / g
按底物的质量计算)[9],液化一定时间。
接菌:待米汤冷却至 30℃左右时接 15%的老
酸汤。
发酵:放在 40℃的恒温培养箱中发酵 4 d。
杀菌、灌装:酸汤发酵完全后进行灭菌(95℃,
15 min)[10],然后在 80℃左右迅速灌入消毒过的包
装瓶中,密封,冷却后室温下保存。
1. 4 指标测定
1. 4. 1 理化指标
可溶性固形物含量的测定:采用折光仪法;PH
的测定:用酸度计进行测定;还原糖含量的测定:采
用 3,5-二硝基水杨酸比色法;酸度的测定:采用酸
碱滴定法,以上指标方法均参考大连轻工业学院等
八院校的食品分析[11],均重复测定三次。
1. 4. 2 微生物指标
乳酸菌活菌数;细菌总数;大肠菌群;致病菌,
以上指标测定方法均参照 GB / T 4789-1-35,食品
卫生微生物学检验[12]。
1. 5 试验设计
1. 5. 1 单因素试验
本次单因素实验选取糊化温度、糊化时间、液
化时间,因使用的 α-淀粉酶的最是液化温度为最
适温度为 65℃,因此对液化温度本实验不作考虑。
1. 5. 1. 1 糊化温度的确定
米面含量为 1. 5%的水溶液加热煮沸后,糊化
温度分别为 50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的水浴锅
中糊化 20 min,然后温度在 60-70℃下,加入 α-淀
粉酶(12 U / g 按底物的质量计算)液化 10 min,待
冷却至 30℃左右再接菌(老酸汤)。放在 40℃的恒
18第 2期 郑莎莎,等:凯里白酸汤的优化工艺
温培养箱内,发酵 4 d,测定酸度,确定浆液的最佳
糊化温度。
1. 5. 1. 2 糊化时间的确定
米面含量为 1. 5%的水溶液加热煮沸后,放在
70℃的水浴锅上分别糊化 10 min、20 min、30 min、
40 min、50 min. 然后温度在 60-70℃下,加入 α-淀
粉酶(12 U / g 按底物的质量计算)液化 10 min,待
冷却至 30℃左右再接菌(老酸汤),放在 40℃的恒
温培养箱内,发酵 4 d,测定酸度,确定浆液最佳糊
化时间。
1. 5. 1. 3 液化时间的确定
米面含量为 1. 5%的水溶液加热煮沸后,放在
70℃的水浴锅上糊化 20 min,然后加入 α-淀粉酶
(12 U / g按底物的质量计算),液化温度在 60-70℃
下分别液化 10 min、20 min、30 min、40 min、50 min,
待冷却至 30℃后接菌(老酸汤),放在 40℃的恒温
培养箱内,发酵 4 d,测定酸度,确定浆液最佳液化
时间。
1. 5. 2 正交试验
根据单因素实验得出的糊化时间、糊化温度、
液化时间采用 3因素 3水平的正交试验进行优化,
确定白酸汤制作工艺的最佳参数。
1. 6 感官评定方案[13]
表 1 酸汤感官评定表
Tab.1 sensory evaluation table for sour soup
评分项目 评分标准 分数
色泽
乳白色均一,有光泽 20
乳白色,稍有光泽 15
整体灰白色,无光泽 10
口感
酸爽适口,回味浓,无异味,有回味 30
酸甜适当,有回味,无异味,口感较好 20
酸甜比例失调,有异味,口感差 10
质地
流动呈液状,无沉淀和悬浮物,质地均一 30
流动呈液状,稍有悬浮物,质地均一 20
流动性较差,黏性太大,有沉淀和悬浮物 10
发酵
风味有乳酸发酵特有风味,无异味 20
乳酸味较淡,无异味 15
无乳酸味、有异味 10
注:本实验评定小组由 15 个具有相关食品评定技术培训的人员进
行,按照白酸汤的感官评定标准分别对色泽、状态、气味和滋味、杂
质四个因素进行评价,试验结果取平均值。
2 结果与分析
2. 1 原料配比的确定
2. 1. 1 米面含量对酸汤品质的影响
由表 2可见,随着米面含量的逐渐升高,酸汤
的感官评定和酸度先上升后降低;米面含量的升高
提高了浆料的固形物含量,米面含量为 1. 5%时,酸
汤整体品质最高,当米面含量超过 1. 5%,降低了老
酸汤在产品中的比例,使酸汤过于粘稠,里面的营
养物质过剩会导致微生物的发酵活力降低[14],因
此米面含量的升高会导致产品的感官风味及品质
变差;综合考虑指标,选择添加含量为 1. 5%的米面
进行实验。
表 2 不同米面含量对酸汤的影响
Tab.2 Influence of rice flour content on quality of sour soup
编号 米面含量(%) 感官评定 酸度
1 1. 00 80 4. 67±0. 104
2 1. 50 95 6. 75±0. 104
3 2. 00 85 6. 50±0. 115
4 2. 50 80 6. 24±0. 254
5 3. 00 75 7. 08±0. 088
2. 1. 2 含糖量对酸汤品质的影响
由表 3可见,白酸汤的含糖量直接影响产品发
酵后的酒精度,含糖量越高,发酵后转化生成的酒
精量越多,醇味浓,酸汤特有的香气较弱;含糖量
低,发酵后转化生成的酒精量就少,醇味淡[15]。综
合表中的两项指标选择在含量为 1. 5%的糖,此时
酸汤的酸度最高且风味最佳。
表 3 不同含糖量对酸汤品质的影响
Tab.3 Influence of sugar content on the quality of sour soup
编号 含糖量(%) 感官评定 酸度
1 0. 00 75 4. 49±0. 101
2 1. 00 80 5. 50±0. 050
3 1. 50 90 6. 58±0. 076
4 2. 00 85 5. 08±0. 076
5 2. 50 75 5. 13±0. 058
2. 2 单因素试验结果
2. 2. 1 糊化温度对白酸汤酸度的影响
图 1所示,白酸汤的酸度先升高后逐渐降低;
在 60℃时最高;表明在逐渐升温的过程中,淀粉已
经糊化完全[16],此时淀粉的利用率达到最高点;再
升温只会浪费资源,从经济和酸度的角度出发,选
28 山地农业生物学报 2016年
择白酸汤的糊化温度为 60℃。
图 1 糊化温度对白酸汤品质的影响
Fig.1 Effect of gelatinization temperature on quality of whit sour soup
2. 2. 2 糊化时间对白酸汤酸度的影响
如图 2所示,糊化时间决定了颗粒内部结构与
水的接触时间,完全糊化需要在一定温度下加热一
定的时间,时间过短淀粉颗粒不能够充分的膨胀糊
化,吸水差,且不利于微生物消化吸收。时间增加
破坏了颗粒内部结构,使内部结构裂解,因而提高
了淀粉的糊化度[17],然而糊化时间过长会使大米
风味物质损失。为了缩短生产周期,且感官性状和
酸度较好,选择白酸汤的的糊化时间为 30 min。
图 2 糊化时间对白酸汤品质的影响
Fig.2 Effect of gelatinization time on quality of whit sour soup
2. 2. 3 液化时间对白酸汤酸度的影响
图 3 液化时间对白酸汤品质的影响
Fig.3 Effect of liquefaction time on quality of whit sour soup
2. 2. 4 液化时间对还原糖含量的影响(采用 DNS
法)[18]
如图 3及图 4 所示,随着液化时间的延长,水
解液还原糖含量逐渐增大,在 20 min 之前增加很
快,然后趋于稳定。淀粉的液化分两个阶段[19],后
一阶段反应速率比前一阶段要慢得多,这可能是导
致液化 20 min后还原糖含量趋于稳定的主要原因。
另外,随着水解程度的加深,α-1,4-糖苷键减少,
淀粉中存在的 α-1,6-糖苷键影响了 α-淀粉酶的
水解速度,同时不断积累的酶解产物也会抑制酶的
活性,使水解逐渐变慢。综合图 3 及图 4 的结果,
以及为了节约时间以提高效率,确定液化时间为
20 min。
2. 3 正交优化白酸汤工艺参数
在单因素试验的基础上,确定了酸汤发酵各因
素最佳值的范围。为进一步确定在各因素共同作
用下发酵酸汤产酸最快、风味最好时的发酵条件,
糊化温度、糊化时间、液化时间三因素三水平 L9
(34)正交试验,并进行了三次平行实验,水平见表,
结果见表 5,酸度方差分析结果见表 6。
表 4 正交试验因素和水平 L9(3
4)
Tab.4 Factors and levels in the
orthogonal experiment L9(3
4)
水平
因 素
糊化温度
(℃)
糊化时间
(min)
液化时间
(min)
1 50 20 10
2 60 30 20
3 70 40 30
38第 2期 郑莎莎,等:凯里白酸汤的优化工艺
表 5 正交试验结果
Tab.5 Results of the orthogonal design test
实验号
因素水平
A /糊化时间(min) B /糊化温度(℃) C /液化时间(min) 酸度
感官评定 综合指标
1 1 1 1 5. 90±0. 075 75 40. 000
2 1 2 2 6. 17±0. 029 85 45. 585
3 1 3 3 5. 03±0. 050 85 45. 015
4 2 1 2 5. 43±0. 052 75 40. 215
5 2 2 3 6. 79±0. 095 95 50. 895
6 2 3 1 5. 39±0. 058 85 45. 195
7 3 1 3 5. 13±0. 066 70 37. 565
8 3 2 1 5. 67±0. 058 85 45. 335
9 3 3 2 5. 52±0. 052 80 42. 760
K1 43. 533 39. 260 43. 510
K2 45. 435 47. 272 42. 853
K3 41. 887 44. 323 44. 492
R 3. 566 8. 012 1. 639
RB>RA>RC
优水平 (A2B2C3)
注:综合指标=酸度×0. 5+感官评定×0. 5(经过实验验证酸度与感官评定同样重要。)
表 6 酸度的方差分析
Tab.6 Analysis of variance for acidity
方差来源
偏 差
平方和
df 均方 F Sig.
校正模型 4. 957a 6 0. 826 6. 901 0. 000
截距 867. 567 1 867. 567 7245. 937 0. 000
糊化时间 867. 000 2 0. 433 3. 621 0. 046*
糊化温度 4. 072 2 2. 036 17. 004 0. 000
液化时间 0. 019 2 0. 009 0. 078 0. 925
误差 2. 395 20 0. 120
总计 874. 919 27
校正的总计 7. 352 26
由表 5和表 6可知,糊化温度对白酸汤酸度影
响极显著(P<0. 01),糊化时间对白酸汤酸度影响
显著(P<0. 05),液化时间对白酸汤酸度影响不显
著(P>0. 05)。糊化温度、糊化时间、液化时间对白
酸汤的酸度影响依次减小。由正交试验结果得出
制备白酸汤最佳工艺为:糊化温度 60℃,糊化时间
30 min,液化时间 30 min。为了检验正交试验结果
的可靠性,对上述正交试验得出的最佳取值进行验
证试验,验证试验结果为糊化温度 60℃,糊化时间
30 min,液化时间 30 min,说明此工艺具有可靠性。
感官评价的方差分析见表 7。
表 7 感官评价的方差分析
Tab.7 Analysis of variance for sensory evaluation
方差来源
偏 差
平方和
df 均方 F Sig.
糊化时间 66. 667 2 33. 333 4. 000 0. 200
糊化温度 350. 000 2 175. 000 21. 000 0. 045*
液化时间 16. 667 2 8. 333 1. 000 0. 500
误 差 16. 667 2 8. 333
由表 7 可知,糊化时间对白酸汤酸度影响显著
(P<0. 05),糊化时间及液化时间对白酸汤酸度影
响不显著(P>0. 05)综上所述,白酸汤的最佳工艺
参数为:糊化时间为 30 min、糊化温度为 60℃、液化
时间为 30 min。
2. 4 所得白酸汤产品的质量分析
2. 4. 1 感官指标
色泽:乳白色;香气:酸味浓郁,有苗族酸汤特
有的香气,微带玉米清香;口味:口味纯正,酸爽适
口;状态:质地均匀一致,而且稳定性好,无浆液分
48 山地农业生物学报 2016年
层,无沉淀,无其他杂质出现。
2. 4. 2 理化指标
PH= 3. 06;可溶性固形物>7%;总糖≥5. 5%;
总酸>6. 9%;
2. 4. 3 微生物指标
乳酸菌活菌数≥2. 0×108 CFU / mL;细菌总数
≤100 CFU / mL;大肠菌群≤3 MNP / 100mL;致病
菌:未检出;以上微生物指标均在 DB52 / T 986 -
2015要求内。
3 结论
通过对不同米面比例和含糖量的米浆发酵酸
汤后的产品进行感官评定,得出最适宜酸汤发酵的
米面比例为 1. 5%、含糖量 1. 5%。在单因素试验的
基础上,通过正交试验优化后得到酸汤发酵的最佳
工艺参数为糊化时间为 30min、糊化温度 60℃、液
化时间 30min。发酵的酸汤为清亮的乳白色,具有
苗族酸汤特有的香气,乳酸发酵香味浓,酸爽适口,
质地细腻,无异味,均匀细腻、无分层、无凝块;如今
食品发展的潮流是健康营养的食品,因此白酸汤具
有很好的发展前景。目前对酸汤的研究主要集中
在红酸汤上,对白酸汤的研究寥寥无几,关于微生
物发酵过程研究很少,尤其是发酵过程中菌株种类
和数量的变化,故在白酸汤微生物研究方面存在很
大的空间。
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