玉米胚芽乳酸发酵饮料的研制

食品研发　食温　究篷器　

Ｆｏｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｎｄ　Ｄｅｖｅ］ｏｏｍｅｎｔ　２０１３年８月　第３４卷第１６期　

ＤＯＩ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１３．１６．００９　

玉米胚芽乳酸发酵饮料的研制　３１　

赵华。楚宁，刘珍利。柳东　

（天津科技大学生物工程学院，天津市工业微生物重点实验室，教育部工业微生物重点实验室，天津３００４５７）　

摘要：以细度为２５０　ｍ的玉米胚芽粉为主要原料，按照１：５（ｇ／ｍＬ）的料液比与水混合，经液化糖化后，再添加　０－３％的酸性蛋白酶．酶解４　ｈ制备玉米胚芽汁。通过离心，去除玉米胚芽汁中８１．２７％的油脂，杀菌后接入乳酸茵，接　种量为８％（保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的接种量比为４：４），发酵温度为４４℃，发酵４　ｈ后得到含有１５．５６％氨态　氮的玉米胚芽乳酸发酵饮料。　关键词：玉米胚芽；嗜热链球菌；保加利亚乳杆菌；乳酸发酵饮料　

Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏｒｎ　Ｇｅｒｍ　Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ｂｅｖｅｒａｇｅ　ＺＨＡＯ　Ｈｕａ，ＣＨＵ　Ｎｉｎｇ，ＬＩＵ　Ｚｈｅｎ一１ｉ，ＬＩＵ　Ｄｏｎｇ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｔｉａｎｊｉｎ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　

Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４５７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｒｎ　ｇｅｒｍ　ｊｕｉｃｅ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　２５０　ｍ　ｆｉｎｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｒｎ　ｇｅｒｍ　ｆｌｏｕｒ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．　Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　１：５（ｇ／ｍＬ），ｔｈｅ　ｃｏｒｎ　ｇｅｒｍ　ｈａｄ　ｂｅｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｌｙｚｅｄ　ｆｏｒ　４　ｈ　ｂｙ　ａｄｄｉｎｇ　０．３％ｏｆ　ｔｈｅ　

ａｃｉｄ　ｐｒｏｔｅａｓｅ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｆｔｅｒ　ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓａｃｃｈａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｇｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｅＯ１ＴＩ　ｇｅｒｍ　ｊｕｉｃｅ　ｗａｓ　ｒｅｍｏｖｅｄ　ｏｆｆ　８　１．２７％ｂｙ　ｅｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｎ　ｇｅｒｍ　ｂｅｖｅｒａｇｅｓ　ｗｅｒｅ　ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ　ｂｙ　ｌａｃｔｉｃ　ａｃｉｄ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ａｆｔｅｒ　ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ．　

Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｖｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖｏｌｕｍｅ　ｏｆ　８％（ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ　ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ　

ａｎｄ　Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ　ｉｓ　４：４）．４４℃ａｎｄ　４　ｈ．Ｔｈｅ　ａｍｉｎｏ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｉｎ　ｂｅｖｅｒａｇｅｓ　ｒｅａｃｈｅｄ　１５．５６％．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｎ　ｇｅｒｍ；Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ；Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ　ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ；ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ　ｂｅｖｅｒａｇｅｓ　

２００８年我国玉米年产量达到２－５亿ｔ，其胚芽的氨　

基酸组成和鸡蛋白相似，是一种优质的蛋白质资源［１＿，　在国外被誉为“天然ｖ　营养源”。玉米胚芽是玉米淀粉　

和酒精生产的主要副产物，除作饲料外还可以开发出　多种高附加值的产品，如玉米胚芽油回、玉米胚芽ＳＯＤ　ｌ引、　

玉米胚芽饮料［４１等。我国玉米胚芽年产量在２　０００万ｔ　左右，但其丰富的营养资源却未能被充分利用。本实　

验通过对玉米胚芽进行酶解，经乳酸发酵，制备成玉米　胚芽乳酸发酵饮料。该饮料酸甜适口，既具玉米胚芽的　清香，又具有乳酸菌保健功效，营养丰富，风味独特。　

１材料与方法　

１．１材料　１．１．１菌种　

嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌：天津科技大学菌　

作者简介：赵华（１９６３一），男（汉），教授，博士，硕士生导师，研究方　向：微生物发酵和生物分离工程研究。　种保藏中心保藏。　

１．１．２培养基　脱脂奶粉培养基的制备：称取１０　ｇ脱脂奶粉（奶　

粉要求不添加蔗糖，低脂肪，高蛋白，不掺杂任何其他　成分），配制成１０％脱脂奶粉培养基。　１．１．３试剂　高温淀粉酶，酸性蛋白酶，糖化酶均购于天津利华　

酶制剂技术有限公司。其它化学试剂均为国产分析纯。　１．２方法　

１．２．１菌体培养方法　将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌分别接于配好　

的脱脂奶粉培养基活化，进行传代培养，接种量均为　３％～４％（体积比），培养温度为４３　ｃ【＝，培养时间为４　ｈ，　

待管中有少量乳清析出时，表明已到发酵终点，取出　

后置于４℃下保存，备用。　１．２．２玉米胚芽汁的制备　

将玉米胚芽粉碎过６０目筛（２５０　ｐ，

ｍ），取玉米胚　一＝＝＝＝３２　赵华，等：玉米胚芽乳酸发酵饮料的研制　食品研发　

芽粉５０　ｇ，加水２５０　ｍＬ，加入耐高温　一淀粉酶适量，　

于８５℃～９０℃下搅拌，水浴约２　ｈ，冷却至６０℃左右加　

糖化酶适量，水浴约１　ｈ，加酸性蛋白酶（３０　０００　Ｕ／ｇ）　０．１５　ｇ，放入水浴摇床５５℃，６５　ｒ／ｍｉｎ，４　ｈ后取出，　

４　５００　ｒ／ｍｉｎ，离心１０　ｒａｉｎ去除上清液油脂，热煮沸灭　酶活１０　ｒａｉｎ，即可用来发酵乳酸菌。　

１．２．３清油去除率的计算方法　

清油去除率：　匠　ｉ　×１ｏ０％　

１．２．４蛋白质溶出率　蛋白质溶出率＝（玉米胚芽中的蛋白质质量一玉　

米胚芽残渣中的蛋白质质量）／米胚芽中的蛋白质质　量Ｘ　１００％　１．２．５酸度的测定　

酸碱中和法测定样品中的酸度ｉｓ］。　

１．２．６氨基氮的测定　电位滴定法测定有色样液的氨基氮含量　。　

１．２．７大肠杆菌的测定　革兰氏染色法ｔ５１。　

１．２．８致病菌的测定　

沙门氏菌：玻片凝集试验［　；葡萄球菌：凝固酶试　

验Ｉ　；溶血性链球菌：血清学鉴定　；志贺氏杆菌：先进　行二三糖铁琼脂培养，再进行生化试验Ｉ　１。　１．２．９　ｐＨ的测定　

使用ＰＨＳ一３Ｃ精密ｐＨ计测定液体的ｐＨ。　１．２．１０发酵型玉米胚芽饮料的工艺流程及操作要点　

玉米胚芽一预处理一液化一糖化一酶法水解去　油一过滤一提取玉米胚芽汁一调配一杀菌一接种一　

发酵一后熟一成品　

１．２．１０．１原料预处理　将玉米胚芽筛选去杂，机械粉碎，过６Ｏ目筛，胚　芽粒径约为２５０　ｔ－ｔｍ。　１．２．１０．２液化糖化　

将玉米胚芽粉与水按１：５（ｇ／ｍＬ）混合，双酶法，　

先加入液化酶４　Ｕ／ｇ～８　Ｕ／ｇ，控制浴温度（８５℃～９０℃）　进行水解。降温至６０℃，加入糖化酶２００　Ｕ／ｇ，控制水　

浴温度（６０℃）进行淀粉的降解。　

１．２．１０－３蛋白质的降解　

将液化糖化好的玉米胚芽汁，添加０．３％的酸性　

蛋白酶，控制水浴温度（５５℃）进行水解。　１．２．１０．４离心　将酶解好的玉米胚芽汁４　５００　ｒ／ｍｉｎ，离心１０　ｒａｉｎ。　

１．２．１０．５抽滤　抽滤离心１０　ｍｉｎ，提取玉米胚芽汁。　１．２．１０．６调配　

调配的过程也就是使饮料达到最佳口味的过程，　将玉米胚芽汁温度降至５０　ｑＣ以下，加入其质量５％　

的蔗糖，０．３％的柠檬酸，以便增加饮料的香味，使口　感更好。　１．２．１０．７杀菌　

热煮沸灭酶活１０　ｍｉｎ。　１．２．１０．８发酵　将杀菌后的玉米胚芽液体培养基迅速冷却到　４２℃～４５　ｃ【＝接种乳酸菌发酵剂（Ｓ：Ｌ＝１：１），在恒温培　

养箱中培养４ｈ左右，终止发酵。　１．２．１　１感官评定［６１　请ｌ０位评定人员就产品的口感、嗅感和色泽打　分，总分１００分，其中口感占６０％，嗅感占２０％，色泽　

占２０％，取平均值。　

２结果与分析　２．１玉米胚芽汁的制备　

玉米胚芽汁中虽然含有丰富的蛋白质，但是蛋白　质是大分子物质，不易被人体直接吸收。因此需要对　

玉米胚芽汁进行预处理，以提高其蛋白质溶出率，便　于人体的吸收。本实验从玉米胚芽粉碎细度、料液比、　酸性蛋白酶添加量以及酶解时间四个方面进行研究。　２．１．１玉米胚芽粉碎细度对蛋白质溶　率的影响　粉碎的作用是增加物料与酶的接触面积，有利于　

其后酶解工艺，因此粉碎作为研制玉米胚芽乳酸发酵　

饮料的前道工序十分关键。使用多功能粉碎机对玉米　胚芽进行粉碎，粉碎后的物料进行过筛。本实验考察　了玉米胚芽的不同粉碎细度对蛋白质溶出率的影响。　

实验结果如图１所示。　

３９．０Ｏ　３７．００　堡３５．００　她３３．０Ｏ　坚３１．Ｏ０　器２９．Ｏ０　２７．００　

粒径／日　图１胚芽粉碎细度对蛋白质溶出率的影响　Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｇｅｒｍ　ｓｉｚｅ　ｏｎ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　

由图ｌ可知，玉米胚芽的粉碎细度对蛋白质的溶　出率有很大的影响。随着玉米胚芽粉碎细度的减小，　

蛋白质溶出率逐渐上升。当粉碎细度为６０目和８０目　

时，蛋白质溶出率分别为３７．５８％和３９．３２％。但玉米　胚芽粉碎细度过小，在酶解过程中会产生乳化现象。

　食品研发　赵华，等：玉米胚芽乳酸发酵饮料的研制　

因此，选择粉碎细度６０目细度，粒径约为２５０　Ｉｘｍ的　

玉米胚芽最为适宜。　２．１．２料液比对蛋白质溶出率的影响　料液比对于玉米胚芽汁中蛋白质的含量和酶的　

使用量有一定的影响。随着料液比不同，蛋白质浓度　以及酶的使用量就不同。本实验考察了１：３、１：４、１：５、　

１：６（单位均为ｇ／ｍＬ）这４种不同的料液比对蛋白质溶　

出率的影响，实验结果如图２所示。　

４３．０ｏ　世４１．Ｏ０　媳３９．ｏ０　坚３７．Ｏ０　ＵＪ　嘲３５．００　２　３　４　５　６　７　料液ｌ：Ｌ／（ｇ／ｍＬ）　

图２料液比对蛋白质溶出率的影口向　Ｆｉｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｒｎ　ｇｅｒｍ—ｗａｔｅｒ　ｏｎ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　由图２可知，随着料液比的增加，蛋白质溶出率不　断上升。当料液比达到１：５（ｇ／ｍＬ）时，溶出率为４３．３５％，　

当料液比达到１：６（ｇ／ｍＬ）时，溶出率为４３Ａ７％，蛋白质溶　出率增加不明显，因此，确定其最适料液比为１：５（ｇ／ｍＬ）。　

２．１．３酸性蛋白酶的添加量对蛋白质溶出率的影响　蛋白酶的添加量对蛋白质的溶出率有着至关重　要的影响。因此在一定的时间内，本实验考察了不同　

酸性蛋白酶添加量对玉米胚芽蛋白质溶出率的影响，　具体实验条件及结果如图３所示。　

４５．５０　４４．２５　三　４３．ｏｏ　建４１．７５　４０．５０　嚣　９．２　

０．　

图３加酾量对蛋白质溶出翠的影响　Ｆｉｇ．３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｅｎｚｙｍｅ　ｏｎ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　由图３可知，随着加酶量的增加，玉米胚芽蛋白　

质溶出率逐渐升高，当加酶量为０．３％时，蛋白质溶出　率达到４３．４９％，但随后再增加加酶量，蛋白质溶出率　增加的趋势平缓，因此初步选取加酶量为０．３％。