张志旭 刘东波， 陈 芳

（1.国家中医药管理局亚健康干预技术实验室，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128）

氨基酸增强型发酵饮料的研制

张志旭1刘东波1，2陈 芳2

（1.国家中医药管理局亚健康干预技术实验室，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128）

利用优选的复合菌群对米饭和蚕蛹水解液的混合物进行发酵试验，通过单因素试验和正交试验发现，在米饭发酵12h时添加水解度为20%，添加量为饭重20%的蚕蛹水解液进行混合发酵，最终发酵产品的氨基氮含量可提高11倍，且有效地保留蚕蛹水解液的营养成分，具有发酵饮料的独特风味，可得到一种新型的氨基酸增强型发酵饮料。

发酵饮料；蚕蛹；氨基酸

发酵型饮料既具有深受消费者喜爱的风味又具有较高的营养保健功能。大米是常见的发酵原料，绵甜爽口是大米发酵饮料的主要特点，但是一般的大米发酵饮料中氨基酸含量较低，影响其总体营养价值［1］。

蚕蛹是丝绸业的副产品之一，在制得1t生丝的同时可以得到1t左右的干蛹，但这些干蛹大都被当成废料或饲料，利用价值低。蚕蛹的蛋白质含量高，它降解后生成多种氨基酸，其中必需氨基酸的比例接近于 WHO／FAO制定的理想蛋白质氨基酸组成模谱（见表1），因而可将其作为一种补充蛋白质的食品加工辅料添加［2］。本试验将蚕蛹水解液与大米一同发酵，开发一种新型的发酵饮料。

表1 蚕蛹蛋白的氨基酸Table 1 The amino－acids of Silkworm chrysalis protein ／%

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

菌种：利用收集的6类民间优良复合菌群进行发酵比较试验，发现其中一种甜香浓郁，糖度较高，氨基酸含量达到10mg／100mL以上，确定为本试验选用菌群；

蚕蛹：本实验室培育；

大米：市售糯米；

木瓜蛋白酶：酶活80万U／g，广州酶制剂厂；

氨基酸分析仪：PICO－TAG，美国 Waters公司；

双层可编程摇床：ZWY－A2102C，上海智诚分析仪器制造有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 工艺要点

（1）大米发酵处理：糯米洗涤后，按重量比1∶1.5在30～32℃ 下浸泡3～4h，常压蒸饭15min，取出摊凉，冷却至34℃左右，按5%的量接种，在34℃下发酵48h［3］。

（2）发酵汁处理：发酵汁用粗纱布过滤，静置1h后取上清液加热，煮沸保持2min，然后趁热装瓶密封。

（3）蚕蛹水解处理：采用木瓜蛋白酶对蚕蛹进行水解，蛹水比例为1∶10（m∶m），用量200U／g蛹液，水解条件为pH 6.0，温度55℃。

1.2.3 蚕蛹水解液对发酵风味的影响的试验设计 蚕蛹的蛋白质含量高，而本试验采用的为大米发酵菌群，对蛋白质的利用能力较弱，在发酵试验过程中发现蚕蛹水解液的添加对产品风味影响大。为确定蚕蛹水解液对发酵风味的影响，本试验在发酵菌群不变的情况下，分别考察添加30%饭重，25%水解度蚕蛹水解液的添加时间和氨态氮的关系，在发酵10h时添加30%饭重的蚕蛹液水解度和评分值的关系，在发酵10h添加25%水解度蚕蛹水解液的添加量对还原糖和出汁率的影响，然后在3个单因素试验的基础上通过正交试验确定添加蚕蛹水解液的最佳工艺条件。

1.3 检测方法

1.3.1 出汁率测定 参照文献［4］，将普通粗纱布压滤静置后的上层清液重量做为表观出汁量。

1.3.2 氨态氮测定 采用甲醛－电位滴定法［5］。

1.3.3 还原糖测定 采用次甲基兰快速测定法，以葡萄糖计［5］。

1.3.4 有机酸测定 采用滴定法，每次取样1mL，用酚酞作指示剂，以乳酸计算含量［5］。

1.3.5 氨基酸分析方法 采用PICO－TAG氨基酸分析仪，分析柱为3.9mm×150mm PICO－TAG氨基酸专用柱；用乙腈－水进行梯度洗脱；柱温：38℃；进样量10μL；标样浓度：2.5mmol／L［5］；

1.3.6 发酵饮料综合评分方法 参照文献［6］、［7］制定蚕蛹发酵饮料的综合评分参考表见表2。

表2 蚕蛹发酵饮料综合评分参考表Table 2 The reference score of fermentation soft－drink with Silkworm chrysalis

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 蚕蛹液添加时间对氨态氮的影响 由图1可知，随添加时间的延迟，氨态氮先增加然后快速减少，在发酵12h时添加的发酵产品中氨态氮出现最大值，然后呈现下降趋势。根据发酵菌群的生长特性，菌群在发酵初期生长不旺盛，当蛋白质水解到一定程度后，培养基质中的氨态氮满足了微生物的能量需要，氨态氮不再被菌群所利用，因此在发酵产物中的含量上升；一定时间后微生物对蛋白质的水解速度小于菌体生长对氨态氮需求，且菌体转氨作用强，氨态氮含量开始下降。因此发酵12h为最佳添加时间。

2.1.2 蚕蛹液水解度对评分值的影响 由图2可知，随着蚕蛹蛋白水解度的升高，感官评分值变化出现一最高值，然后开始下降，即水解度在30%时，评分值出现最高值。这是因为一定量的氨基酸做为微生物的供能物质促进微生物的良好生长，对底物利用完全，产生风味物质较多。氨基酸含量进一步升高则会抑制蛋白质的分解或造成分解产物单一，使风味显著下降。

2.1.3 蚕蛹液添加量对还原糖和出汁率的影响 图3显示了还原糖和出汁率随着添加量增加的变化趋势。由于蚕蛹蛋白含量的增高会加速微生物对碳源的消耗，因此含糖量呈现下降趋势，产品甜酸适口的特点遭到破坏导致总体评分下降。出汁率也随着添加量的增加而下降，从而影响最终产品的得率。

图1 蛋白质利用与添加时间的相关曲线Figure 1 Correlative curve of utilizing protein with adding－time

图2 蛋白质利用与不同水解度的相关曲线Figure 2 Correlative curve of utilizing protein with different hydrolysis content

图3 蚕蛹汁添加量与产糖的相关曲线Figure 3 Correlative curve of utilizing glucose with different adding－content of Silkworm chrysalis

2.2 正交试验结果与分析

蚕蛹蛋白水解后，以蚕蛹水解液添加时间、添加量和蚕蛹蛋白的水解度对米基发酵饮料风味的综合影响设计3因素3水平正交试验表见表3。

表3 正交试验因素水平表Table 3 Factors and Levels table of orthogoal test

由表4可知，蚕蛹液对发酵饮料品质影响的大小顺序是添加时间＞水解度＞添加量，最佳的试验组合是A2B2C1，即在12h添加20%饭重，水解度为20%的蚕蛹液。

2.3 产品分析

根据正交试验结果进行添加蚕蛹水解液的发酵试验，与大米发酵产品的主要指标进行分析比较，如表5所示，产品风味有较好地保留，同时产品中氨基酸的含量有了很大提升。

3 结论

可以通过添加外源蛋白的方法提高大米发酵饮料的氨基酸含量，弥补了传统发酵饮料氨基酸含量不足的缺憾。由于试验并未涉及微生物菌群的分类与筛选，可以通过进一步的试验研究增强蛋白水解酶的方法实现大米和蚕蛹的全发酵产品。本试验结果表明，蚕蛹的加入并未改变原发酵饮料的主体风味，因此在生产上具有一定的实用价值。

表4 正交试验结果Table 4 The results of orthogoal test

表5 产品主要指标分析及比较Table 5 The analysis and comparison of products

1 王启军，王 婷，宁正祥 ，等.大米饮料的研究进展及前景［J］.中国酿造，2008（3）：7～9.

2 贾俊强，徐金玲，谭广秀，等.蚕蛹水溶性蛋白营养学评价及理化性质分析［J］.食品研究与开发，2011，32（8）：121～125.

3 邓开野，武国君，于源德，等.不同发酵剂对大米发酵饮料品质的影响［J］.粮油加工与食品机械，2006（3）：82～84.

4 任佑华，周传云.新型大米发酵饮料的研制［J］.中国酿造，2008（5）：86～91.

5 大连轻工业学院等八院校.食品分析［M］.北京：中国轻工业出版社，2005.

6 张水华，孙君社，薛毅.食品感官鉴评［M］.广州：华南理工大学出版社，2003.

7 尹忠平，洪艳平，徐明生.凝固型降胆固醇全蛋发酵饮料加工工艺研究［J］.食品与机械，2007，23（6）：114～118，132.

Study of fermentation soft－drink with amino acids enhancement

ZHANG Zhi－Xu1LIU Dong－Bo1，2CHEN Fang2

（1.State Key Laboratory of Subhealth Intervene Technology，Changsha，Hunan410128，China；2.College of Horticulture and Gardening of Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan410128，China）

The study used selected compound microorganisms to ferment the mixture of rice and hydrolyzate ofSilkworm chrysalis.By single－factor experiment and multi－factor orthogoal test，it showed that adding 20%rice－weight Silkworm chrysalis with 20%degree of hydrolysis at 12hours of fermentation，the ammoniacal nitrogen content improved 11times in the final product，the nutrient value ofSilkworm chrysalisand the characteristic flavor were retained effectively.A new fermentation soft－drink with amino acids enhancement is made.

fermentation soft－drink；silkworm chrysalis；amino acids

10.3969／j.issn.1003－5788.2012.01.058

国家科技支撑计划项目（编号：012BAD33B11）

张志旭（1972－），男，国家中医药管理局亚健康干预技术实验室助理研究员，硕士。E－mail：youknowme＠tom.com

刘东波

2011－10－10