（食品科学专业论文）甜玉米发酵酸乳加工工艺研究.pdf

甜玉米发酵酸乳加工工艺研究 夏辉 摘要甜玉米是利用农业遗传基因技术培育出的新型优良玉米品种，在欧美一 些国家有较大种植面积，并逐步发展起颇具规模的甜玉米加工业。我国地理和气 候条件非常适合于甜玉米的种植，近1 0 年来，甜玉米的种植面积和产量逐年增加。 据不完全统计，目前我国甜玉米种植面积约2 6 6 7 万公顷。但甜玉米的加工却比较 落后，产品形式单一，附加值低。提高甜玉米的加工技术，丰富产品的种类，扩 大其利用，是食品科技工作者和消费者共同关注的问题。以甜玉米和牛奶为原料 开发出兼有甜玉米与乳酸菌双重营养保健作用的甜玉米发酵酸乳，为甜玉米资源 的加工利用开辟了新的应用途径。 本论文主要探讨以甜玉米为原料经生物酶技术处理后，辅以适量脱脂乳， 利用乳酸菌进行发酵，研制出具有良好凝固状态和营养价值的甜玉米发酵酸乳饮 料。确定了甜玉米汁的打浆条件；甜玉米汁的液化工艺条件；获得了甜玉米发酵 酸乳的工艺条件及参数；确定了甜玉米发酵酸乳饮料的稳定剂。该产品营养全面、 风味清新独特，易被人体消化吸收，而且不含任何防腐剂、色素、香精等化学合 成物质，具有较高的市场推广价值。 本论文试验研究主要获得了如下结果： 1 甜玉米汁打浆条件的最佳工艺参数为：采用料液比l ：4 ( w w 1 ， 6 0 打浆 1 r a i n ，甜玉米汁的可溶性固形物含量和可溶性蛋白质含量均最高分别为2 1 0 b x 和0 3 8 9 1 0 0 m l 。 2 甜玉米汁淀粉酶水解的最佳工艺条件为：采用a ap l u s 耐高温a 淀粉酶， 水解温度9 0 、水解时间6 0 m i n 、加酶量0 1 0 m i 1 1 0 0 9 甜玉米汁，所得甜玉米汁 d e 值为3 5 0 ，可溶性固形物为3 2 0 b x ，感官质量最好。 3 采用甜玉米汁：脱脂乳体积比为7 ：3 ( v v ) ，利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球 菌作为驯化后的菌种，然后扩大培养制成发酵剂，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌 所得菌数分别为6 9 x 1 07 c f u m l 9 2 x 1 0 v c f u m l 。 4 通过对甜玉米乳发酵后的口感和稳定性的研究，确定最佳复合稳定剂为 0 2 0 p g a + o 1 0 单甘酯；甜玉米乳的均质压力为2 5 3 0 m p a ，一次均质为最适； 甜玉米乳的杀菌条件为1 0 0 、1 5 m i n 。 5 在单因素试验的基础上，通过正交试验得出甜玉米发酵酸乳的最佳工艺参 数为：发酵温度4 3 。c 、菌种酉己比l b ：s t = l ：l 、加糖量3 ( 蔗糖：葡萄糖= 1 ：1 ) 、接种量 5 、发酵时间l o h 。 关键词甜玉米 发酵酸乳加工工艺 s t u d yo nt h ef e r m e n t a t i o np r o c e s so fs w e e tc o r n a n dm i l kb yl a c t i ca c i db a c t e r i a x i ah u i a b s t r a c t ：s w e e tc o mi sc u l t i v a t e db yt h et e c h n o l o g yo ft r a n s m i tg e n e s w e e tc u m i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tv e g e t a b l e si nt h eu s a t h et o t a lp r o d u c t i o nv a l u e so f s w e e tc o i t ia r ef o u r t hi nf r e s hv e g e t a b l es e l l i n g t h ec l i m a t ei sa l s ov e r yf i tf u r c u l t i v a t i n gs w e e tc o mi nc h i n a i na s s u m a b l es t a t i s t i c t h ea r e a so fc u l t i v a t i n gs w e e t o o r na r e2 6 6 7t h o u s a n dh e c t a r e b u tt h e r ea r eo n l yf e wk i n d so fs w e e tc u r np r o d u c t i o n m o d a l i t i e s ，t h ep r o c e s s i n gm e t h o d sa r eb a c k w a r da n dt h ea t t a c h e dv a l u e t ot h ep r o d u c t s i sv e r yl o wa tp r e s e n t s ot h ec o m m o nc o n c e r n so ft h ef o o dr e s e a r c h e r sa n dt h e c o n s u m e r sa r e ：h o wt od i v e r s i f yt h ep r o d u c tt y p e so fs w e e tc o r n , i n c r e a s et h eq u a l i t yo f s w e e tc o mp r o d u c t s t h es w e e tc o r ny o g u r ti sm a d eo fs w e e tc u r na n dm i l kt h r o u g h l a c t i ca c i df e r m e n t a t i o n ，t h i sp r o d u c te n c o m p a s s e sa d v a n t a g e so ft h eh e a l t hb e n e f i c i a l f u n c t i o no fs w e e tc o r na n dl a c t i ca c i db a c t e r i a i ts h o u l db ean e ww a yt ot h ep r o c e s s i n g a n du t i l i z i n go ft h es w e e to o r f lr e s o u r c a ：s t h i s p a p e rm a i n l yd i s c u s s e s t op r e p a r ean u t r i t i o u sa n dw e l l g e l a t i n i z e da n d f e r m e n t e ds w e e tc o i lb e v e r a g e ，w i t hs w e e tc o i l b e i n gt h em a t e r i a l s w e e tc o i l l i q u e f i e dw i t ha - a m y l a s ea l o n g w i t hap r o p e ra m o u n to fc o wm i l ka n df e r m e n t e dw i t h l a c t i ca c i db a c t e r i a , t h e nt h ep r o d u c tw a sc o m i n gt ob e i n g t h eo p t i m a lc o n d i t i o n so f p u l p i n gs w e e tc o i lj u i c e ；l i q u e f y i n gs w e e tc o r ns y r u p ；f e r m e n t a t i o np r o c e s s i n go fs w e e t c o i la n dm i l k ；t h es t a b i l i z i n gr e a g e n tw e r ec o n f i r m e d t h e e x p e r i m e n tt e s t i f i e sa sf o l l o w i n g s ： 1 t h eo p t i m a lp a r a m e t e r so fp u l p i n gs w e e tc o r nj n i c ei s ：s w e e tc o r na n dw a t e ri s l ：4 ( w w ) ，p u l p e da t6 0 ( 2f u r1m i n ，t h es o l u b l ec o m p o s i t i o n sa n ds o l u b l ep r o t e i n o f s w e e tc o r ns y r u pb o t hr e a c h e dt h em a x i m u mc o n t e n t s ：2 1 0 b xa n d0 3 8 9 7 1 0 0 m l 2 t h eo p t i m a lc o n d i t i o nt oh y d r o l y z es w e e tc u l ls y r u pi s ：s w e e tc o r n ：w a t e r i s l ：4 ( w w ) ，t i m e i s6 0 m i n ，t e m p e r a t u r e i s 9 0 c ，e n z y m eq u a n t i t y i s 0 1 0 m i l o o g u n d e rt h i sc o n d i t i o n ，t h es o l u b l ec o m p o s i t i o nr e a c h e d 3 2o b x ，a n dd e v a l u er e a c h e d3 5 0 ，b o t hi nh i g l ll e v e l 3 u t i l i z e dt h el a c t i ca c i db a c t e d aw h i c hw e r et a m e da tt h ev o l u m ep r o p o r t i o no f t h es w e e tc o ms y r u pa n dm i l kw a s7 ：3 ，t h e ne n l a r g e da ss t a r t e r , t h ea l a o u n to fl b u l g a r i c u sa n ds t r t h e r m o p h i l u sw e r e6 9 x 1 0 7 c f u m la n d9 2 x 1 0 7 c f u m lr e s p e c t i v e l y 1 1 1 4 t h es t a b i l i z i n gr e a g e n t ，h o m o g e n i z a t i o na n ds t e r i l i z a t i o n t e c h n o l o g yo ft h e m i x t u r ea l s oi n f l u e n c e dt h es t a b i l i t ya n dt a s t eg r e a t l y t h ce x p e r i m e n tr e s u l ts h o w sa f t e r w ea d d e dq 2 0 p g a + o 1 0 t ot h ec o m p o u n d t h e nw a sh o m o g e n i z e da t2 5 3 0 m p a , a n db e i n gs t e r i l i z e df o r1 5 r a i n ，a t1 0 0 ，t h ep r o d u c tw o u l db eb e t t e ri ns t a b i l i t y 5 t h i sr e s e a r c hs e tt h ef e r m e n t i n g t e m p e r a t u r e ，i n o c u l a t i n gq u a n t i t y , a d d i n g v a r i e t i e so fs u g a r , p r o p o r t i o no ft h eb a c t e r i as e e d ，a n dt h ef e r m e n t i n gt i m eb a s e d0 1 ) t h e s i n g l e f a c t o re x p e r i m e n t t h eo p t i m u mc o n d i t i o no f t h es w e e tc o r l la n dm i l k f e r m e n t a t i o ni s t h a t ：a d d i n g3 s u g a r ( s a c c h a r o s e ：g l u c o s e = 1 ：1 ) ，a n dt h eb a c t e r i a i n o c u l u m5 a t4 3 f o r1 0h o u r s k e y w o r d s ： s w c e tc o r nl a c t i ca c i df e r m e n t a t i o n y o g u r t p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西师范大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名 日期：一厂 学位论文使用授权声明 本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西师范大 学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西 师范大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构送交论文 的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进 入学校图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 作者签名 讯立冀j 文献综述 1 甜玉米 1 1 甜玉米的概述 甜玉米是玉米属中的甜质类型，为玉米的一个变种，在西欧通称蔬菜玉米。 甜玉米起源于美洲大陆。在欧洲人进入美洲大陆以后，甜玉米迅速发展成为庭院 植物，以后逐步扩展为大田作物。2 0 世纪初期开始商品化，3 0 年代开始加工制作 罐头，4 0 年代以来美国不断扩大甜玉米种植面积，并逐步发展起颇具规模的甜玉 米加工业。现在，美国是世界上最大甜玉米生产国和出口国，在所有蔬菜作物中， 甜玉米总产值排在鲜售蔬菜产品市场的第四位，加工产品居第二位，是美国最重 要的蔬菜作物之一。我国地理和气候条件非常适合于甜玉米的种植，因此，从南 到北都可种植甜玉米。尤其是近1 0 年来，甜玉米的种植面积和产量逐年增加。据 不完全统计，目前我国所有类型甜玉米的种植面积约2 6 6 7 万公顷，产量最大可达 5 2 5 0 0 穗公顷。甜玉米已经成为人们喜爱的常用蔬菜及副食品。按照我国甜玉米 消费量的增长幅度计算，预计在3 年内，我国甜玉米的种植面积将达到1 0 0 万公 顷。若按每公顷创造纯产值9 0 0 0 元计算，甜玉米及其加工制品将创造9 0 亿元的 巨大市场l l j 。 1 2 甜玉米的生产概况 1 2 1 世界甜玉米的生产概况 2 0 0 2 年，世界甜玉米种植面积达1 0 0 多万公顷，加工产品3 0 0 多万吨，近年 还在急剧增加。美国是最大的甜玉米生产国、加工国和消费国，有近2 0 0 年的种 植历史，其种植面积和加工产量分别占世界的2 3 、3 4 1 2 l 。美国的甜玉米种植面积 约6 0 万公顷，甜玉米罐头产量仅次于西红柿罐头，有大量的甜玉米鲜穗及速冻甜 玉米，可周年供应市场1 3 j 爿。8 0 年代以来，欧洲、日本、台湾、东南亚等地有少 量种植。近年中国大陆甜玉米生产规模扩大迅猛1 6 】。 随着人们生活水平提高和自我保健意识的增强，消费者对甜玉米的需求迅速 增长，大大促进了甜玉米生产的发展。世界甜玉米产量几乎每隔5 年就翻一番。 美国是世界上最大的甜玉米出口国，而日本则是最大的甜玉米进口国。 1 2 2 我国甜玉米的生产概况 我国从8 0 年代才开始有规模的种植甜玉米，至今仍未普及，主要集中在广东、 广西、浙江、上海及武汉、北京等沿海地区和大城市郊区，2 0 0 2 年面积近1 4 万公 顷。1 9 9 5 年以来，随着我国种植业结构的调整，甜玉米种植面积迅速扩大，增加 了近4 倍，与此同时，涌现出一批甜玉米加工企业。广东省甜玉米发展迅猛，规 模居全国之首。截止2 0 0 2 年，广东省甜玉米种植面积己达8 万公顷，占全国种植 面积的6 0 以上，甜玉米己成为广东省重要的高效农作物及特色产业之一。 目前，我国甜玉米产品以鲜苞上市为主，同时有加工。近年，我国应运产生 了一批甜玉米加工企业，将甜玉米加工成粒状、糊状、笋状罐头，或加工成速冻 玉米粒、速冻玉米棒、还有用甜玉米酿酒、制造饮料等。近来，有人研究用微波 杀菌真空包装技术加工甜玉米鲜苞。我国甜玉米产品以内销为主，近年出口逐渐 增加。加工产品以销往内地为主。大力发展甜玉米，对改善人们膳食结构、开拓 国内和国际农产品市场、调整种植业结构、增加农民收益具有重要的意义。 1 3 甜玉米籽粒主要营养成分 1 3 1 碳水化合物 甜玉米籽粒中碳水化合物的组成和含量是决定其品质的重要指标之一。乳熟 期甜玉米籽粒中的主要成分为可溶性糖( 蔗糖、葡萄糖、果糖) 和淀粉等，但是对甜 玉米籽粒中是否存在麦芽糖和山梨醇尚有争议【3 4 ) 5 1 。普通玉米中一般不含水溶性 多糖( w s p ) ，而甜玉米胚乳中含有较多的w s p 。非结构碳水化合物含量和组成影 响甜玉米的风味1 3 6 ，3 7 1 。w s p 是构成风味的主要因素之一1 3 & 3 们，其存在使得甜玉米 口感嫩滑、柔软、香味浓郁m 。一般甜玉米在授粉接穗后2 0 2 5 d 含糖量最高，鲜 重含糖量1 0 1 2 ，干重含糖量达2 5 3 0 ，相当于普通玉米的2 5 倍。在可 溶性糖中以蔗糖含量为最高，占总糖量的6 2 7 7 ，葡萄糖占1 2 2 3 ，果糖 占1 0 1 4 1 8 1 ，甜玉米籽粒中的淀粉含量3 5 4 0 ，比同期收获的普通玉米低 1 5 左右【9 1 。 1 3 2 蛋白质 甜玉米籽粒中蛋白质含量也较高，一般在1 3 以上，比普通玉米高3 4 。 其中主要是水溶性蛋白，另外还有少量的碱溶性蛋白、醇溶性蛋白和盐溶性蛋白 l 埘。 1 3 3 氨基酸 甜玉米籽粒中氨基酸总含量较高，分别比普通玉米和糯玉米高2 3 2 0 和 1 2 7 0 ，相当于高赖氨酸玉米的赖氨酸含量水平。八种人体必需氨基酸总量则分 别高出2 3 5 0 和6 6 0 ，其中赖氨酸含量是普通玉米的两倍，而色氨酸含量分别 比普通玉米和糯玉米下降1 6 3 0 和2 6 6 0 ，必需氨基酸组成比例比较平衡【8 1 ；具 2 体含量见表1 。 表1 甜玉米氨基酸含量 1 3 4 脂肪 甜玉米籽粒中的租脂肪含量达9 。9 0 ，比普通玉米和糯玉米高出一倍左右。在 含量丰富的玉米油中，以不饱和脂肪酸如亚油酸的含量最多1 1 2 1 ；在甜玉米籽粒脂 肪的脂肪酸组成中，饱和脂肪酸总量为0 0 7 7 9 1 0 0 9 ，单质不饱和脂肪酸总量为 o 1 4 7 9 1 0 0 9 ，多质不饱和脂肪酸总量为o 2 3 7 9 i o o g ，且不含有胆固酵【矧。 1 3 5 维生素 甜玉米籽粒中含有多种维生素，其中，甜玉米籽粒中维生素c ( v c ) 的含量一 般为0 7 m g 1 0 0 9 ，比普通玉米高一倍左右；烟酸f v 8 3 ) 的含量为0 2 2 m g 1 0 0 9 ，而 普通玉米的v l h 含量仅为0 0 9 3 m g 1 0 0 9 。核黄素( v 8 2 ) 含量为1 7 0 m g 1 0 0 9 ，而普 通玉米几乎不含v b 2 。但甜玉米耔粒中一般不舍硫胺素( v b l ) ，而普通玉米的含量 高达3 8 0 m g 1 0 0 9 1 8 1 。 1 3 6 矿物质 甜玉米籽粒中含有多种入体所需的矿物质i 捌。各种矿物质具体含量为：钙 5 0 0 m g 1 0 0 9 、铁0 4 2m g 1 0 0 9 、镁2 3 0 0m g 1 0 0 9 、磷6 4 0 0m g 1 0 0 9 、钾1 8 6 0 0 m g 1 0 0 9 、钠2 7 2 0 0m g 1 0 0 9 、锌0 4 6m g 1 0 0 9 、铜0 0 4 8m g 1 0 0 9 、锰0 0 6 7m g 1 0 0 9 、 硒0 7 0m c g 1 0 0 9 。 1 3 7 其他营养成分 甜玉米籽粒中含有天然色素物质，其中b 一胡萝卜素含量为3 3 0 0 m c g l o o g 、a - 3 胡萝h 素含量为2 6 0 0m c g l o o g 、玉米黄质含量为6 0 0m c g l o o g 、叶黄素+ 玉米黄 质含量为1 0 4 5 0 0m c g l o o g i ”j 。 甜玉米籽粒中含有多种挥发性物质，其中己鉴定出的重要芳香物包括2 乙酰 基一1 吡咯琳和2 乙酰基2 噻唑琳。此外还有二甲基硫醚、1 羟基一2 丙酮、2 - 羟基 3 一丁酮及2 , 3 丁二醇等i l lj 。 甜玉米含有公认的抗癌因子谷胱甘肽；此外，甜玉米还含有多种矿物质 以及膳食纤维、谷维素、甾醇等1 1 3 】。 医学研究认为，甜玉米营养价值高，甜玉米具有降低血清胆固醇、调整肠 道、调中开胃、调节血糖水平等功能，对防治高脂肪血症、动脉硬化、高血压、 糖尿病和肥胖症等有积极作用。可作为人们理想的营养保健食品| l 。 1 4 甜玉米的种类 甜玉米根据控制甜味的遗传基因不同，可分为三种类型：普通甜玉米、超甜 玉米、加强甜玉米【1 5 】。因其基因型的不同，其风味及食用特性与方式也有差异。 1 4 1 普通甜玉米 如在肯德基、麦当劳快餐店中销售的速冻玉米段，就是一种l l q j u b i l e e 的普甜型 甜玉米。普通甜玉米含糖量6 8 。鲜果穗皮嫩汁多，籽粒胚乳中有1 3 的淀粉 为分子量较小的支链淀粉，这种淀粉溶解于水，为水溶性多糖( w s p ) 1 1 6 l 。较高的糖 分含量与w s p 一起构成了普通甜玉米的特有的香甜可口风味。普通甜玉米除以新 鲜原料供应市场外，较多用于烹调和加工，加工品有罐头、速冻甜玉米粒等。香 港地区和美国人较喜欢普通甜玉米。 1 4 2 超甜玉米 超甜玉米籽粒中的含糖量高达1 8 2 0 ，为普通玉米的7 8 倍，比普通甜玉 米高出一倍以上。超甜玉米胚乳中缺少w s p ，因而不具有普通甜玉米的特有风味。 干籽粒中的蛋白质含量比普通甜玉米高3 0 ，可以作为一种高蛋白产品1 1 7 】。超甜 玉米剥去苞叶即可生食，且皮薄、柔嫩、糖度高，清甜爽口不腻人。新加坡、日 本人均较喜欢食用超甜玉米。鲜果穗一般生食或煮熟，或速冻保鲜后上市。 1 4 3 加强型甜玉米 加强型甜玉米是在普通甜玉米s u 基因基础上引入一个增强甜度的隐性修饰基 因s e 所得的新型甜玉米。它综合了前两种甜玉米的优点，具有普通甜玉米所特有 的水溶性多糖( w s p ) ，籽粒带有粘性，甜度高，适宜采收期鲜果穗含糖量可达1 0 1 6 ，果皮薄，风味佳；达到普通玉米的所有加工品质标准，利用途径较广，具有 更大的开发前景。香港地区和美国人较喜欢这类甜玉米。 4 1 5 甜玉米的加工利用现状 甜玉米是一种粮、菜、果兼用食品，具有浓郁的香味和丰富的营养成分，但 由于其货架期短【5 2 1 ，所以对其适时采收加工就非常重要。甜玉米的加工利用已有 一个多世纪了。早在哥伦布发现新大陆以前，印第安人就利用甜玉米制糖、做点 心、酿造啤酒。目前，其主要加工制品有甜玉米罐头、速冻甜玉米、甜玉米果冻、 甜玉米油、甜玉米粒粒羹、甜玉米汉堡包、甜玉米脆片、甜玉米饮料等。 1 5 1 甜玉米罐头 甜玉米可加工成糊状、粒状、段状的罐头。2 0 0 2 年全世界甜玉米罐头年产量 超过t 3 8 0 万吨，美国年产甜玉米罐头约7 0 多万吨，占到世界甜玉米加工能力的3 0 左右。其他甜玉米罐头生产加工国有法国、加拿大等。甜玉米罐头的主要进口国 有日本、德国、英国等。我国的甜玉米罐头加工始于2 0 世纪8 0 年代中期，产地主 要集中在上海、大连等沿海城市，随着甜玉米罐头市场扩大和出口量的增加，许 多省市都有了甜玉米罐头的加工。甜玉米罐头生产和出口已经成为创汇主要渠道 之一i ”。 1 5 2 速冻甜玉米 速冻甜玉米( 粒) 是将新鲜或煮熟的甜玉米( 粒) 置于3 0 的低温下快速冷冻后， 保存在- 1 8 c 的低温下。由于冻结快速，对细胞造成的损伤较小，可以较好地保存 其营养成分和风味口感。目前，美国年产速冻甜玉米( 粒) 4 5 l f 吨，占国内甜玉米制 品产量的2 5 3 0 。随着我国速冻食品产量的扩大和速冻品种的增加，速冻甜玉 米的产量也不断增大，出口量增加，与甜玉米罐头一样，已经成为出口创汇主要 渠道之一。 1 5 3 甜玉米果冻 用魔芋粉：琼脂：明胶的配比为2 ：3 ：2 ，总用胶量为0 7 ，将混合溶解后的胶溶液 在7 5 ( 3 水浴煮1 0 m i n ，再添加1 2 蔗糖，调p h i 5 ，加入玉米汁或玉米粒；装灌杀 菌后倒置，强制水冷却至2 8 * ( 3 左右再翻转，凝固后获得浅黄色、透明、口感爽滑、 酸甜可口的果冻，且具有浓郁的玉米风味【1 8 l 。 1 5 4 甜玉米油 应用气相色谱法测定黑甜玉米油中的脂肪酸，分离出1 0 个峰中确认了主要组 分，所鉴定的组分占总峰面积的9 8 6 5 。其中主要不饱和脂肪酸成分含量：亚油 酸5 5 1 7 、油酸3 0 2 9 、棕榈酸1 1 5 1 、亚麻酸0 5 0 、花生酸0 5 0 1 1 9 j 。李杰建 立了利用高效液相色谱法快速测定黑甜玉米油中的胆固醇含量的新方法，其回收 率在9 8 以上，检出限达o 0 0 2 m g m l i z o l 。 1 5 5 甜玉米粒粒羹 董文明等以新鲜甜玉米和干玉米粒为主要原料进行甜玉米粒粒羹的加工工艺 和技术研究。其研究结果表明，使用黄原胶+ 魔芋胶+ b 环糊精的配比为 0 0 4 + 0 0 2 + 0 0 2 时可生产出具有甜玉米香味的甜玉米粒粒羹【2 1 1 。 1 5 6 甜玉米汉堡包 以小麦粉和鲜甜玉米为主要原料，添加酵母、糖、改良剂等辅料，采用二次 发酵法生产甜玉米汉堡包，其配方为：面粉1 0 0 、甜玉米浆1 6 、酵母1 3 、糖 1 4 、水4 8 、改良n o 8 、盐1 4 、奶粉3 、奶油5 。该产品具有独特的风味 和良好的营养保健作用【1 4 j 。 1 5 7 甜玉米脆片 用生产澄清型甜玉米饮料的渣为原料，再配以2 7 的面粉、6 的砂糖、1 8 的发酵粉、0 0 2 的松化剂等经过和面、调味、切片，然后在1 2 0 。0 下烘烤3 0 m i n ， 最后涂油过微波在1 2 0 。c ，l m i n 就可加工成颜色金黄、有玉米香味的甜玉米脆片【捌。 1 5 8 甜玉米早餐片 甜玉米粒经去皮脱胚、磨粉调配、挤压膨化、成型冷却后制得黑甜玉米片。 以黑甜玉米粉用量为1 0 0 计，其它原料用量为：水3 0 、黑麦面粉3 0 、黄玉米 粉1 0 、马铃薯淀粉7 及甘薯淀粉4 。挤压膨化时，螺杆转速为l o o r m i n ，膨化 机三段加热温度分别为8 0 、1 3 0 和1 7 0 c ，膨化前后产品的含水率分别为1 5 和 8 1 2 3 1 。 1 5 9 速溶甜玉米乳粉 以普通甜玉米、稀奶油、牛乳为主要原料，添加适量葡萄糖、果糖、增稠剂、 乳化剂、氨基酸、香辛料等配科，用喷雾干燥的方法进行干燥可以生产出具有甜 玉米清香和浓郁奶香，组织状态细腻，营养均衡，口感令人耳目一新的速溶甜玉 米乳粉1 3 1 l 。 1 5 1 0 杯装甜玉米糊 将玉米膨化、粉碎后与奶粉、白砂糖、稳定剂等混合，加入饮用水调浆糊化， 然后均质、灌装、杀菌、冷却得成品。具体配方为：玉米6 ，奶粉1 ，自砂糖1 0 ， 专用复合稳定剂0 4 5 1 3 2 1 。 l ，5 1 1 甜玉米饮料 我国甜玉米饮料罐头虽已有生产，但产量较小，而且一些新技术的应用程度 相对较低，不少研究尚处于实验阶段，如高温杀菌后色、香、味的保鲜等。目前 较多是在饭店、宾馆现榨现饮的鲜榨甜玉米汁。 6 1 5 1 2 甜玉米的其它加工制品 甜玉米还可加工为脱水甜玉米加工制品、风味小食品和汤料等。不仅提高了 甜玉米产品的附加值，也为甜玉米产业提供了更广阔的发展前景。现在，甜玉米 加工产品的销售己经由过去主销杭州、上海等南方城市，逐渐扩展到北方的山东、 河北等地区，而且北京地区的销量也呈逐年上升的趋势。 2 发酵酸乳 2 1 乳酸菌的概述 乳酸菌( l a c t i c a c i db a c t e d a ) 是- - 群能利用碳水化合物( 主要指葡萄糖) 发酵产 生乳酸的细菌通称，乳酸菌按传统的观念理解，其范围较狭窄。按上述定义和目 前的研究进展，其涉及的科属种则相当多。在自然界已发现的这类菌在细菌分类 学上划分至少有2 3 个属，即：乳杆菌属( l a c t o b a c i l l u s ) 、肉食杆菌属( c a r n o b a c t e d u m ) 、 链球菌属( s t r e p t o c o c c u s ) 、乳酸链球菌属( l a c t o c o c c u s ) 、尼球菌属( p e d i o c o c c u s ) 、气 球菌属( a e r o c o c c u s ) 、奇异菌属( a t o p o b i u m ) 、漫游球菌属( v a g o c o c c u s ) 、明串珠菌 属( l e u c o n o s t o e ) 和片球菌属( p e d i o e o c c u s ) 等。当涉及寄主( 人或动物) 的健康功效时， 乳酸菌也包括肠球菌和双歧杆菌。在食品发酵和加工利用中常用的乳酸菌分属乳 杆菌属( l a c t o b a c i l l n s ) 、链球菌属( s t r e p t o c o c c u s ) 、双歧杆菌属( b i f i d o b a c t e r i u m ) 、明 串珠菌属( l c u c o n o s t o c ) 和片球菌属( p e d i o c o c c u s ) 5 3 o 乳酸菌属于食品级安全( g e n e r a l l yr e g a r d e da ss a f e ，g r a s ) 的微生物，与人类的 生活密切相关，它们是人体和动物肠道微生物菌群中的优势种类，具有调节肠道 菌群平衡、提高食物消化率和生物价、降低血清胆固醇、抑制肠道内腐败菌的生 长以及腐败产物的形成等作用1 5 4 捌。乳酸菌也常常被人们有意识地引进到食品中 或自然地发生在食物当中( 发酵剂) ，使食品拥有渴望的风味、结构及营养特征。目 前，与乳酸菌相关的发酵食品约占全部食物产品的2 5 以上，如干酪和发酵乳饮料 等大量发酵乳制品、发酵蔬菜制品、果酒类产品、发酵肉制品( 香肠) 、调味品( 酱 油) 以及焙烤食品( 面包) 等。表2 歹 l j 出了世界各地与食物产品相关的主要乳酸菌。 7 表2 与食物产品相关的主要乳酸菌 产品乳酸菌菌株 乳制品 酸乳 酪乳 嗜酸乳杆菌乳 y a k u l t 开菲尔奶 a - b 奶 r a b 奶 肉制品 发酵香肠 果蔬制品 泡菜 番茄汁 发酵油橄榄 谷物制品 酸面包 谷物发酵乳饮料 保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌 乳酸乳球菌、乳脂明串珠菌等 嗜酸乳杆菌 干酪乳杆菌 干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌、瑞士乳杆菌、 短杆菌、乳酸乳球菌等 嗜酸乳杆菌、双歧杆菌 罗伊氏乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌 乳杆菌、片球菌 植物乳杆菌、乳酸乳球菌乳脂亚种、片球菌 保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌 乳酸乳球菌、片球菌、明串珠菌、植物乳杆菌、短杆 菌、德氏乳杆菌等 植物乳杆菌、短杆菌、发酵乳杆菌、干酪乳杆菌等 啤酒酵母、保加利亚乳杆菌、弱氧化醋单胞菌 2 2 乳酸发酵机制 乳酸菌属于兼性厌氧菌和厌氧菌，它们只能通过发酵作用进行糖的代谢，代 谢过程的终产物除能量外主要是乳酸和其他一些还原性产物。由于菌细胞内酶系 统的差异，其代谢产物不同，把它们的代谢途径分为三个类型，即同型发酵 ( h o m o f e r m e n t a t i o n ) 途径，异型发酵( h e r e t o f e r m e n t a t i o n ) 途径和双歧途径( b i f i d u m p a t h w a y ) ，第三种途径也属于异型发酵类型。 2 2 1 乳酸菌的同型发酵途径( h o m o f e r m e n t a t i o np a t h w a n 乳酸菌属、链球菌属和片球菌属中一部分种为同型发酵类型，这种菌在代谢 过程中葡萄糖经e m p 途径产生的丙酮酸还原成乳酸，见图1 。此过程中供氢体是形 成丙酮酸的代谢中产生的n a d h 。在过程中，每利用l m o l 葡萄糖产生2 m o l - | l 酸和 8 2 m o l a t p ，乳酸的理论转化率为1 0 0 。 c 6 h1 20 6 + 2 ( a d p + p i ) 2 ( c h2 c h o h o o h ) + 2 a t p 葡萄蕾 l 6 - 碉嚣果 “，n 、j r 1 。1 耀 磷黯= 羟丙酮= = = = = ：3 - 礴醴甘油瞳 ，i 、- i l t l l 毋) 础 l ，3 = 鞠罄甘油墨 i 竺 3 - 韵醴甘油隧 l 鬻酿壕睁式丙睛酸 0 0 i 嚣 丙融 叭脚 墨塑 1 己糖激酶f r m ) 2 磷酸己糖异构酶( p g 03 磷酸果糖激酶( p v k o4 醛缩酶仰m5 磷酸丙糖异构酶( t p d6 磷酸甘油醛脱氢酶( p o d ) 7 磷酸甘油酸激酶( p g 内8 磷酸甘油 酸变位酶( p g m )9 稀醇化醣i ( e n f f i1 0 丙酮酸激酶( p 硒1 1 乳酸脱氢酶阻d ) 图1 乳酸菌的同型发酵途径 2 2 2 乳酸菌的异型发酵途径( h e t e t o f c 皿e n t a t i 咖p a t h w a y ) 如图2 所示：像在氧化磷酸戊糖环中一样，由6 磷酸葡萄糖酸形成5 磷酸核糖。 5 - 磷酸核糖经过异构化产生5 磷酸木酮糖，然后，5 磷酸木酮糖由磷酸解酮酶 ( p h o s p h o k c t o l a s c ) 裂解成3 - 磷酸甘油醛和乙酰磷酸。磷酸解酮酶含有硫胺素焦磷酸。 假定结合酶a4 s 基乙烯硫胺素( a h y a r o x y v i n y l t h i a m i n ) ：焦磷酸作为中间体存在，那 么由这个中间体就可以形成乙酰磷酸，乙酰磷酸通过磷酸转乙酰酶 ( p h o s p h o r a n s a c e t y l a s e ) 转变为乙酰辅酶a ( a c e t y l c o a ) 。其后，通过乙醛和乙醇脱氢 9 酶还原生成乙醇。3 一磷酸甘油醛像网型发酵途径中那样生成丙酮酸，在乳酸脱氢酶 的还原作用下丙酮酸被还原成乳酸。途径中形成的2 n a d h 被消耗掉，因此，l m o l 葡萄糖产生的a t p 仅是同型发酵的一半。 c 6 h 1 2 0 6 + a d p + p i - - + c h 3 c h o h o o h + c h 3 c h 2 0 h + c 0 2 + a t p 异型乳酸发酵途径的菌株常见的有肠膜明串珠菌、葡萄糖明串球菌、短乳杆 菌、发酵乳杆菌等。 伫，i 怒 妊 【) l a ) l x 魄基转度袭塞鞠隧3 娟蝴醒 广 l h 、 乙瞄磷酸 嵋 l c 6 、卜，i z , q g * - - - e e a c o 一， 瑚 仃p 啪一 乙譬 ) i n 蛳 l n 旷 曹 删) 1 己糖激酶2 葡萄糖毒磷酸脱氢酶3 6 - 磷酸葡萄糖酸脱氢酶 5 ，磷酸核酮塘表异构酶5 磷酸解酮酶6 磷酸乙酰转移酶 7 乙酰甘油醛脱氢酶8 乙醇脱氢酶9 与同型发酵相同的酶 图2 乳酸菌的异型发酵途径 2 2 3 双歧途径( b i f i d u mp a t h w a y ) 双歧杆菌是一类特殊的严格厌氧菌，对营养要求较高，它们对葡萄糖的代谢 垂 _ 6 i 暑 删跚 鲥，l，j、 也可归属于异型发酵，但与其他乳酸菌的异型发酵不同，双歧杆菌按下式代谢葡 萄糖： 2 c 6 h 1 2 0 6 - * 2 c h 3 c h o h o o h + 3 c h 3 c o o h 在葡萄糖发酵中，2 m o l 葡萄糖产生2 m o l * l 酸和3 m o l 的乙酸。双歧杆菌没有醛 缩酶，也没有葡萄糖6 羧酸脱氢酶，不能通过e m p 途经，但却含有活性磷酸解酮酶 类，这是双歧途径的关键酶。在这个途径中，没有加氢和还原反应，2 m o l 葡萄糖 转变为3 m o l 乙酸和2 m o l 磷酸甘油醛，然后，3 磷酸甘油醛在乳酸脱氢酶作用下转 变为乳酸。 卫广 赤鞠t 乙矗黼 l c 箸 乙 1 己糖激酶和6 i 磷酸葡萄糖异构酶2 6 _ 磷酸果糖磷酸酮酶3 转醛醇酶 4 转酮酶5 5 磷酸核糖异构酶6 5 一磷酸核酮糖3 一表异构酶 7 5 磷酸木酮糖磷酸酮酶8 乙酸激酶9 乳酸脱氢酶 图3 乳酸菌的双歧途径 1 1 孟 厂一 圣i 乎一 2 3 乳酸菌的生理功能 2 3 1 维持肠道菌群的生态平衡 人体肠道中约有4 0 0 多种微生物，其中有害菌通过代谢产生酚、吲垛、亚硝酸 和偶氮化合物等有毒物质，加速人体衰老和诱发癌症的发生。乳酸菌是定居在肠 道中的有益菌群，日本学者小林六造，将肠道微生物分为耐酸的革兰氏阳性菌和 不耐酸的革兰氏阴性菌两大类，这些微生物的种类、数量和定居部位是相对稳定 的，它们互相协同，共同形成一个微生态系1 5 7 1 。乳酸菌耐酸，适应肠道生态环境， 便于在人体肠道内生长繁殖而成为优势种群。如果由于年龄、饮食、抗生素及化 疗等原因导致的体内菌群失调，可以通过服用乳酸菌活菌制剂，使肠道内的乳酸 菌数量增加，肠道菌群达到生态平衡，从而拮抗菌群失调。肠道乳酸菌与肠道某 些细菌之间具有拮抗作用。大量实验证明，嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和双歧 杆菌能抑制粘质赛氏杆菌( s e r r a t i am a r c e s c e n s ) 、枯草杆( c i l l u s s u b t i l i s ) ，铜绿假单抱 菌( p s e u d o m o n a sa e r u g i n o s a ) ，普通变形杆菌( p r o t e u s vu l g a r i s ) ，荧光假单抱杆菌 伊f l u o r e s c e n s ) 、大肠杆菌( e s c h e f i c h i a c o l i ) 、金黄色葡萄球菌( s t a p h a u r e u s ) 等在肠道 内的生长i ”i 。 2 3 2 抑制病原菌、抗感染 乳酸菌在体内发酵乳糖时，对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用，在 代谢过程中产酸，降低肠道内p h 值，或产生抑菌的细菌素，抑制有害菌的生长繁 殖，维持生态平衡和正常机能6 0 l 。抗菌机制主要表现在三个方面：产生类似细菌 素或肽，最具代表性的是乳酸链球菌素能够杀死李斯特菌、金黄色葡萄球菌和产 气的明串球菌等；产生的乳酸等有机酸能显著降低环境p h 值，使多数不耐酸的腐败 菌和致病菌生长繁殖受到抑制；产生h 2 0 2 ，活化过氧化氢酶，抑制和杀死g + 菌，如 假单抱菌属，大肠杆菌属和沙门氏菌属等1 6 1 6 2 】。 2 3 3 降低血清胆固醇 m a n n 和s p o e r r y 发现，非洲m a s a i 人大量饮用由乳杆菌发酵的乳制品，其体内 血清胆固醇含量普遍较低。1 9 7 7 年，他们调查发现经常饮用酸奶和相关发酵乳制 品的美国人，其体内血清胆固醇含量也较低。有大量试验证明不同种类的乳酸菌 均具有降低胆固醇的作用旧j 。 国外对乳酸菌降低作用机制的研究起步较早，1 9 7 7 年g i l 对肠道乳杆菌的降胆 固醇作用进行研究，提出了乳酸菌在生长过程中通过降解胆盐促进胆固醉的分解 代谢，从而降低胆固醇含量的观点。1 9 5 5 年，他和其他研究人员进一步指出，在 厌氧条件和含有适量胆盐的高胆固醇培养基中生长时，嗜酸乳杆菌菌体细胞可以 吸收胆固醇而降低介质中胆固醇的含量i 硎。同时，人体及动物实验也证实了乳酸