胡博涵，刘素纯,2,*，夏延斌，蒋立文，李罗明

(1 湖南农业大学食品科学技术学院，长沙 410128；2 食品科学与生物技术湖南省重点实验室，长沙 410128；3 湖南省发酵食品工程技术研究中心，长沙 410128)

继碳酸饮料、纯净水、茶饮、果汁饮料之后，谷物饮料正以“第五代饮料”的姿态进入中国饮料市场。它既符合中国人传统的饮食习惯，也能满足当前人们快节奏生活的营养补给需求，并具有代餐功能[1,2]。谷物饮料由于其营养丰富，具有一定的生理功能，且风味独特，受到越来越多的消费者的喜爱，这也与人们更注重自然、注重健康有关[3]。谷物发酵饮料在今后相当长的一段时期内都将具有很强的市场竞争力。

燕麦在中国内蒙古自治区种植面积最大，约占全国燕麦总面积的40%。普通燕麦籽粒中蛋白质含量12%~18%，脂肪4%~6%，淀粉21%~55%，裸燕麦蛋白质中主要氨基酸含量也较高。在人们日常食用的小麦、稻米、玉米等9种食粮中，以燕麦的经济价值最高，其主要表现在营养、医疗保健和饲用价值等方面[4-6]。

目前市场上推出的燕麦产品基本上属于快速实用的燕麦片和燕麦粥。如何进一步提高其价值是一个值得研究的课题。笔者采用糖化菌和酵母发酵价格低廉、来源丰富的燕麦，酿制成一种营养丰富、口感滑爽、滋味清香的低酒精度谷物发酵饮料，旨在为生物技术在农产品深加工中的应用、为粮食转化增值开辟一条新途径。

1 材料与方法

1.1 材 料

啤酒酵母(Saccharomyces cereuisiae)、米曲霉AS3.042、根霉Q303(由湖南农业大学食品科学技术学院微生物教研室提供)；燕麦(购于超市)。

马铃薯培养基：马铃薯 200 g，蔗糖 20 g，琼脂20 g，蒸馏水1 L。

固体麸皮培养基：麸皮与水质量比为1∶1，混合均匀后装入500 mL三角瓶，以盖满底部即可。

以上灭菌条件为121℃，30 min。

1.2 主要仪器设备

高速组织捣碎机、生化恒温培养箱、蒸汽消毒锅、数显恒温水浴锅、超净工作台、均质机、糖度计、酒精计。

1.3 方 法

1.3.1 菌种的活化

在无菌操作条件下，用接种环分别接一环啤酒酵母菌、米曲霉AS3.042和根霉Q303到PDA固体斜面培养基中，在28℃下培养2~3 d，备用。

1.3.2 菌种的扩大培养

将已经恢复活力的啤酒酵母菌接到装有10 mL灭菌PDA液体培养基的试管中，在28℃下培养1 d后，再接3 mL到装有100 mL的PDA液体培养基的三角瓶中进行扩大培养，血球计数板计数酵母菌数量达1.00×106cfu/mL以上,备用。米曲霉AS3.042和根霉 Q303分别接到麸皮培养基中培养 3 d后45~50℃下干燥，备用。

1.3.3 工艺流程

燕麦→浸泡→蒸煮→摊晾→接种米曲霉AS3.042、根霉 Q303→ 28℃培养 1.5 d→加入1∶1.5冷却水，42℃糖化1 d，糖度为15°Bx→高速组织捣碎机粉碎→巴氏杀菌→接啤酒酵母28℃发酵2 d→勾调→均质→分装→灭菌→成品→检验。

1.3.4 发酵条件优化

通过单因素试验，确定燕麦主发酵的基本条件；然后用L9(33)正交试验确定主发酵过程中影响酒精度和酸度的主要因素，并分析得出最佳发酵条件。每个处理3 次重复，结果取其平均值进行分析[8]。

(1)不同糖化菌对曲料发酵的影响。在酵母添加量为1.5%，发酵时间为48 h，发酵温度为28℃，研究根霉Q303、米曲霉AS3.042、根霉Q303和米曲霉AS3.042各半分别对燕麦发酵糖化的影响，测定其发酵后的酒精度和pH值，从感官评定中选择最合适的口味，从而选出最佳的糖化发酵剂。

(2)酵母添加量对曲料发酵的影响。在每份糖化水解好后，发酵时间为48 h，发酵温度为25℃，研究添加不同酵母量(按原料体积百分比0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)，测定其酒精度和pH值，从而选出最佳酵母添加量。

(3)发酵温度对曲料发酵的影响。以酵母添加量为1.5%，发酵时间为48 h，研究酵母不同发酵温度(25，28，30，32℃)对曲料发酵的影响。测定其酒精度和pH值，选出最佳发酵温度。

(4)发酵时间对曲料发酵的影响。以酵母添加量为1.5%，发酵温度为28℃，研究不同发酵时间(24，36，48，60，72 h)对曲料发酵的影响。测定其酒精度和pH值，选出最佳发酵时间。

(5)正交试验优化发酵条件。根据上述单因素试验结果，设计了L9(33)正交试验(表1)，对燕麦发酵有较大影响的3个因素(酵母添加量、发酵温度、发酵时间)3水平进行研究，以确定在燕麦发酵过程中对酒精度和酸度影响显著的因素。

表1 正交试验设计Table 1 Orthogonal experiment design

1.4 产品质量分析

燕麦发酵饮料感官评分：组成20人的感官评定小组对饮料色、香、味、体进行感官评分，总分100分。各项权重分如下：甜酸味1~20分；色泽1~20分；香气1~20分；酒度1~20分；黏稠度1~20分。评分标准见表2。

表2 燕麦发酵饮料品质感官评分标准Table 2 The sensory quality graded standard of oat alcoholic fermented beverages

理化指标的测定[9]：酒精度采用酒精计法测定；pH值采用酸度计法测定；氨基酸态氮采用茚三酮比色法测定；总糖采用直接滴定法测定。

微生物指标的测定[10]：菌落总数按GB4789.2—2010测定；大肠菌数按GB4789.3—2010测定；致病菌(沙门氏菌)按GB4789.4—2010测定。

2 结果与分析

2.1 发酵条件的确定

2.1.1 最佳糖化菌

对不同曲料进行发酵后的燕麦低度酒味饮料的色、香、味、体进行感官评分。评分结果见表3。由表3可知，用根霉Q303发酵的燕麦饮料风味更佳。

表3 产品酸度和酒精度及感官评价结果Table 3 The result of acidity, alcohol and sensory evaluation for the product

2.1.2 最适酵母添加量

从表4可知，酵母添加量为1.5%和2.0%时酒精度都高于2%，但在2.0%时pH值小，即产酸能力强，酸度较高，酵母的用量较大时，会导致发酵前期升温快，发酵剧烈，乙醇产量高，使产品酒味过重，并且有辣、涩味，故选用1.5%为酵母用量。

表4 酵母添加量对曲料酒精度和酸度的影响Table 4 Effect in the koji of alcohol and acidity at yeast append content

2.1.3 最佳发酵温度

从表5可知，发酵温度选择28~30℃左右酒精度达到2%以上，但是当发酵温度为32℃时，虽然发酵时间缩短，但产酸多，糖度低，香味成分少，致使产品风味欠佳，故选用28~30℃为宜。

表5 酵母发酵温度对曲料酒精度和酸度的影响Table 5 Effect in the koji of alcohol and acidity at different fermentation temperature

2.1.4 最佳发酵时间

从表6可知，发酵时间为48 h，产品风味好，酒度适中、具有一定酯类香味。时间太短，表现出风味淡薄，醇味不足；时间过长，则酸味太重，且有辣口感[11]。

表6 酵母发酵时间对曲料酒精度和酸度的影响Table 6 Effect in the koji of alcohol and acidity at different fermentation time

2.2 正交试验结果

对表7进行的极差分析发现影响燕麦酒精发酵饮料的口感的主次顺序分别是酵母添加量A、发酵时间C、发酵温度B，其中酵母添加量对燕麦酒精发酵饮料的口感影响最大，其次是发酵时间，因而在燕麦酒精发酵饮料酿造过程中酵母添加量及发酵时间的控制对产品品质的好坏起关键性的作用。

表7 正交试验因素与结果Table 7 Orthogonal experiment design and result

表7结果表明，酵母添加量、发酵温度、发酵时间对产品口感的影响都达到了显著水平，根据正交极差分析得到各因素最优的水平组合是酵母添加量为1.5%，发酵温度为28℃，发酵时间48 h。

2.3 产品质量检测结果

2.3.1 产品的感官评定结果

产品呈乳白色，均匀一致，无沉淀分层现象；口感清新、滑润，酸甜适口、黏度适中；具有燕麦特有的风味和微醇清香、无异味；组织细腻，无分层，无气泡，无杂质。

2.3.2 产品的理化检测结果

可溶性固形物含量10%；氨基酸态氮0.87 g/L；酒精含量2.2%(v/v，20)℃；总酸0.28 %。

2.3.3 产品的微生物检测结果

细菌总数30 cfu/mL；大肠菌群<3 wpn/100 mL；致病菌未检出。

3 结 论

(1)曲种、酵母添加量、发酵温度和发酵时间是影响燕麦发酵饮料品质的主要因素。

(2)燕麦发酵饮料的最佳发酵条件为：选择根霉Q303为曲料进行糖化，酵母添加量1.5%，发酵温度28℃，发酵时间48 h。

(3)用燕麦为原料加曲和酵母发酵酿制成的谷物饮料，酒度低、口感滑爽，滋味清香，风味柔和，甜酸适度，燕麦香味突出。

[1]杨 帆.全球软饮料市场分析[J].中国食品工业，2008，14(7)：14−16.

[2]赵亚利.食品饮料新宠—谷物饮料[J].农产品加工，2009，(1)：16−17.

[3]杨桂馥.软饮料工业手册[M].北京: 中国轻工业出版社，2002.22−27.

[4]陆克峰，杨海军.膳食纤维在功能性食品中的应用及其发展前景[J].中国食物与营养，2004，(3)：24−26.

[5]李春花，梅春光.燕麦的营养成分及营养保健价值的研究进展[J].现代农业，2010，(5)：134−135.

[6]董吉林，郑坚强，申瑞玲.燕麦β-葡聚糖的黏性及其在冰淇淋中的应用[J].食品研究与开发，2007，28(7)：193−196.

[7]尹 红.燕麦食品前景广阔[J].面粉通讯，2004，(3)：8−10.

[8]冷桂华.液态擂茶发酵饮料的研制[J].中国酿造，2009，(10)：176−178.

[9]食品分析[M].北京：中国轻工业出版社，2008，235−237.

[10]李 大，刘沛龙，陈 功，等.低度曲酒贮存过程中质量变化的研究(上)[J].酿酒科技，1996，(5)：28.