CN104223301B - 小米发酵营养饮料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小米发酵营养饮料的制备方法，以小米为原料，经过筛选、淘洗、浸泡、蒸煮糊化和冷却，然后加入糖化曲搅拌均匀，并在适宜温度下经过一定时间的发酵糖化过程，通过低温后发酵和成熟，最后对物料进行压榨、澄清过滤、装瓶、灭菌等工序制成的发酵型小米营养饮料。本发明产品，在不添加任何添加剂的情况下其溶液清亮透明；有纯正的米香味和浓郁的发酵芳香；口味甜中微酸，口感爽滑，醇厚柔和，留香持久；富含易于被人体消化吸收的葡萄糖、麦芽糖等低聚糖类，同时含有丰富的人体健康所需的多种氨基酸、多肽和微量元素，具有调节人体机能的功效。小米发酵营养饮料迎合了人们对补营养、增体质、保健康的消费需求。
Description
技术领域
本发明属于粮食加工和生物发酵技术领域，具体涉及一种以小米为原料通过发酵工艺生产的具有一定营养保健功能的小米营养饮料的制作方法。
背景技术
小米（粟米）以其营养丰富位居百谷之首，尤其是含有的具有特殊生理功能的生物活性物质对人类健康大有裨益。小米被称为医食同源的重要食物，《本草纲目》记载：“养肾气，去脾胃中热，益气。陈者：苦，寒。治胃热消渴，利小便。”常吃小米还能降血压和防治消化不良，具有补血健脑和安眠等功效，还能减轻皱纹、色斑、色素沉积，有美容的作用，特别适宜老人孩子等身体虚弱的人滋补。
饮料在人们的现实生活中并不陌生，饮料市场也是个非常成熟的市场，并已经形成了碳酸饮料、果汁饮料、蔬菜汁饮料、含乳饮料、植物蛋白饮料、瓶装饮用水、茶饮料、固体饮料、特殊用途饮料和其他饮料十大系列多个品种，饮料产品琳琅满目，各具特色。饮料在给人以解渴的同时，既能补充水分又能轻松简单地补充人们必需的某些营养元素，而且其宜人的风味和酸甜爽口的感觉大大满足了人们的感官需求。随着城市生活节奏的加快，人们承受的生存压力也逐渐增大，加上世界性的环境质量下降，越来越多的雾霾天气，PM2.5超标，严重损害了身心健康，因此对个人健康问题的重视度提高，大众逐渐开始选择健康的食品，如何充分的利用小米的营养成分，制作出一种口感良好、营养丰富的小米饮料，是人们一直探索的课题。
发明内容
本发明的目的在于开发一种方便携带和易于饮用，能解渴解乏，而且营养丰富、快速提供人体所需的能量和营养，并具有保健功能和感官品质优良的小米发酵营养饮料。
本发明采取的技术方案为：一种小米发酵营养饮料的制备方法，包括如下步骤：
（1）、原料蒸煮糊化
将经过筛选去杂、淘洗的小米，按照米:水=1:2-4的重量比于室温浸泡，待充分吸水后，移至蒸锅中，于90-100℃下蒸煮10-30min，使小米熟透糊化，自然冷却到30℃-40℃；
（2）、发酵糖化和后发酵
向冷却到30℃-40℃的100重量份小米中添加0.4-0.6重量份的糖化曲，充分搅拌均匀并进行发酵糖化过程，糖化温度为27-33℃，糖化时间为40-60h；将糖化好的物料在5℃条件下放置至少24h进行后发酵成熟；
（3）、压榨、澄清过滤
将糖化和后发酵成熟的物料进行压榨去除谷物残渣，向压榨得到的溶液中澄清剂，溶液与澄清剂重量比为1:0.02-0.06，澄清沉淀5-20h，然后进行过滤，得到澄清液；
（4）、装瓶、灭菌
将过滤得到的澄清液装瓶，并于80-100℃下加热灭菌10-30min，迅速冷却后即得本产品。
进一步的，所述的步骤（1）为将经过筛选去杂、淘洗的小米，按照米:水=1:3的重量比于室温浸泡2h，待充分吸水后，移至蒸锅中，于100℃下蒸煮15min，使小米熟透糊化，自然冷却到35℃。
进一步的，所述的步骤（2）为，向冷却到35℃的100重量份小米中添加0.4重量份的糖化曲，充分搅拌均匀并进行发酵糖化过程，糖化温度为30℃，糖化时间为50h；将糖化好的物料在5℃条件下放置24h进行后发酵和成熟。
进一步的，所述的步骤（3）为将糖化和后发酵成熟的物料进行压榨去除谷物残渣，向压榨得到的溶液中澄清剂，溶液与澄清剂重量比为1:0.04，澄清沉淀10h，然后进行过滤，过滤得到的澄清液装瓶，并于100℃下加热灭菌200min，迅速冷却后即得本产品。
进一步的，所述步骤（3）中的澄清剂为皂土。
采用上述技术方案，本发明产生的技术效果有：
本发明的产品溶液清亮透明，呈均匀的淡黄绿色；有纯正的米香味和浓郁的发酵芳香，风味独特，无其他异味；口味甜中微酸，口感柔和纯正；富含易于被人体消化吸收的葡萄糖和麦芽糖等糖类，同时含有丰富的人体健康所需要的多种氨基酸、维生素和矿物质元素。
本发明与现有的产品相比具有如下特点：
（1）、本发明的小米发酵营养饮料的制作方法，生产工艺简单，可操作性强，便于工业化生产。
（2）、本发明生产的小米发酵营养饮料富含小分子的糖和多种氨基酸，易于快速被人体吸收，特别适合免疫力低下和急需营养补充的体弱病人食用。
（3）、本发明中糖化工艺采用的是低温长时间糖化发酵技术，使产品的营养更丰富，风味和口感更加协调柔和。
（4）、本发明产品是纯天然的功能型粮食饮料，几乎不含乙醇，无任何添加剂。
（5）、本发明所采用的原料小米富含多种维生素（VB族、胡萝卜素、VE）和矿物质元素（包括钙、铁、镁、锌、硒等），并含有多种功能营养因子，所以生产的产品具有优良的营养保健功能。
附图说明
图1是本发明的小米发酵营养饮料的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种小米发酵营养饮料的制备方法，其制作过程为：以小米为原料，经过筛选、淘洗、浸泡、蒸煮糊化和冷却，然后加入糖化曲搅拌均匀，并在适宜温度下经过一定时间的糖化过程，通过低温后发酵成熟，最后将发酵糖化好的物料进行压榨、澄清过滤、装瓶、灭菌等工序制成的具有一定保健功能的发酵小米营养饮料。所述糖化是在27-33℃下糖化40-60h，糖化后的料液中可溶性固形物含量不低于15%（手持糖度计测定）。
以下为本发明的具体制作步骤：
1、原料蒸煮糊化
将可食用的小米经过筛选去杂，进行淘洗，然后按照米:水=1:2-4的重量比将小米于室温浸泡2h待充分吸水后，并移至蒸锅中，于90-100℃下蒸煮10-30min，使之熟透糊化，使饭粒饱满分散，将煮熟糊化的小米自然冷却到35℃左右，冷却过程中保持物料不受外界污染。
2、发酵糖化和后发酵
向冷却到35℃左右的100重量份小米中添加0.4-0.6重量份糖化曲，充分搅拌均匀并进行发酵糖化，糖化温度为27-33℃，糖化时间为40-60h，并有澄清的汁液渗出。将糖化好的物料在5℃条件下放置24h或更长一段时间进行后发酵成熟，可去除一些杂味，使产品的风味更佳。
现有技术中采用蛋白酶和淀粉酶解生产的饮料，二次酶解工艺复杂；酶解条件（pH、温度和时间）需严格控制，否则影响酶的活性和水解的程度，同时产品易出现苦味和其他异味；现有的酶解技术，是利用单一的酶专一性的水解某一种物质，如淀粉酶彻底水解淀粉的产物为葡萄糖，蛋白酶水解蛋白的产物为肽和氨基酸。由于酶的专一性，所以酶解后产物较单一，只是将蛋白质分解为低聚肽和氨基酸，将淀粉水解为葡萄糖，不会产生有机酸物质。而本发明中，以安琪甜酒曲为糖化酒曲，甜酒曲中主要是根霉菌（Rhizopus）起发酵糖化作用。含根霉菌的糖化酒曲，在生产使用过程中，根霉菌边生长、变产酶、边发酵糖化。根霉菌在适宜的温度下快速繁殖，并分泌大量的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶，且产酶活力高，尤其以淀粉酶最为突出。各种酶类以小米中的淀粉、蛋白质和脂肪等营养物质为底物，经过一系列的生化反应产生麦芽糖、葡萄糖等赋予产品纯正的甜味；根霉菌的繁殖会产生一系列的有机酸类，如柠檬酸、葡萄糖酸、琥珀酸等，赋予产品柔和的酸味；产生多种类的酯类物质，如乙醛、乙酸乙酯、异丁醇、异戊醇、乳酸乙酯、乙酸等，赋予产品特有的芳香味；小米中的大分子蛋白质被水解后产生一系列易于人体消化吸收的氨基酸和小分子活性肽类物质赋予产品更加丰富的营养。在发酵糖化过程中，控制好适当的温度，有利于小米营养饮料的芳香和醇厚品质的形成以及多种营养物质的积累。
3、压榨、澄清过滤
将糖化和后发酵成熟的物料进行压榨除去谷物残渣，向压榨得到的溶液中按照重量比为1份溶液添加0.02-0.06份澄清剂，澄清沉淀5-20h，然后进行过滤，过滤得到澄清液，本发明采用的澄清剂为皂土；
4、装瓶、灭菌
将过滤得到的澄清液装瓶，并于80-100℃下加热灭菌10-30min，迅速冷却后即得到香甜可口、芳香浓郁的功能型发酵小米营养饮料。该产品可在室温下贮存6个月以上不会发生任何质量变化。
上述发酵小米营养饮料的制备方法，在前期大量试验的基础上，明确了不同发酵糖化条件影响产品的最终品质，发酵糖化条件包括：发酵糖化曲用量（A）、发酵糖化时间（B)和温度(C)。为确定小米营养饮料的最佳发酵糖化工艺参数，设计了3因素3水平的L9（33）正交试验，由于不同的发酵糖化条件主要是影响最终产品的风味和口感，对产品的色泽和组织状态几乎没有影响，所以本研究参考下表1小米发酵饮料感官品质评分标准重点对饮料的风味和口感进行感官品评。根据正交试验设计的感官品评结果（表2），最终确定小米发酵营养饮料的发酵糖化最佳工艺参数为：糖化曲用量0.4%，糖化时间为50h，糖化温度为30℃。
表1小米发酵饮料感官品质评分标准
表2小米发酵饮料正交试验设计和结果分析
该小米发酵营养饮料的最佳工艺参数和制备方法包括如下步骤：
（1）、按照米与水的重量比为1:3向筛选除杂和淘洗好的小米中加水，于室温下浸泡2h，并移至蒸锅中，于100℃下蒸煮15min，使之熟透糊化，最后将煮熟糊化的小米冷却到35℃。
（2）、然后向100份蒸煮糊化的小米中添加0.4份糖化酒曲搅拌均匀，在30℃下保温发酵糖化50h，并将发酵糖化好的物料在5℃条件下放置24h进行后发酵和成熟，低温终止了发酵，主要作用是促进香味物质的形成和多种风味物质的相互平衡，以形成该产品特有的风味和优质的口感。
（3）、最后将发酵糖化好的物料进行压榨，得到浑浊的溶液，在压榨的溶液中按照重量比1份溶液添加0.04份皂土，澄清沉淀10h，过滤后装瓶，于100℃下加热灭菌20min后迅速冷却到室温，即可制成汁液均匀一致，清亮透明的小米发酵营养饮料。
本发明的产品pH为3.8左右，该酸性条件对绝大多数微生物的生长具有一定抑制作用，同时本产品富含水溶性小分子糖类、氨基酸、维生素和矿物质，产品在不添加任何稳定剂的情况下，仍具有良好的稳定性，经过高温灭菌后的产品可在常温下贮存6个月甚至更长时间不会发生任何质量变化。而且应用该发酵方法制得的小米营养饮料最终产品的获得率不低于150%，即100份原料小米得到最终产品为150份以上。
该发明产品中含有人体所需的多种营养素，下表3为采用发酵糖化最佳工艺参数制得的小米发酵饮料的营养素含量和氨基酸组成。根据FAO/WHO于1973年提出的必需氨基酸计分模式，计算出必需氨基酸评分（AminoAcidScore，简称AAS）。从表中看，多数必需氨基酸的AAS接近或大于100，所以该小米发酵饮料中的蛋白质为优质蛋白。而且饮料中的蛋白质均为小分子的氨基酸和肽类，更利于人体消化吸收。
表3小米发酵饮料中营养素含量和氨基酸组成
注：*表示八种必需氨基酸；a蛋+胱氨酸；b苯丙+酪氨酸。
本发明中制作的小米发酵营养饮料不同于常规饮料，它是一种纯天然的、无污染，采用生物技术对小米深加工而形成的全新的功能性饮料，属于粮食饮料类。将小米深加工成小米营养饮料也是除了小米作为食物食用以外的又一个重要的消费方式，大大拓展了小米的应用途径，也极大的丰富了小米产品市场。小米营养饮料不仅保留了小米本身的营养物质，而且在发酵过程中会产生新的小分子功能成分，不仅利于消化吸收，而且进一步增强了其营养保健功能，是一种营养丰富，口味酸甜爽口的功能饮品。
本发明中，小米营养饮料的开发融合了生物发酵和酶解技术，与现有的利用单一或复合酶解技术生产的小米饮料相比，一次发酵结束，生产工艺简单易于控制，省去了多次酶解的繁琐过程；而且经发酵糖化后不仅可以将小米中维生素和矿物质等营养物质溶解出来，更重要的是将大分子淀粉和蛋白质等物质分解为小分子葡萄糖、麦芽糖、肽和氨基酸类，产品营养丰富易于吸收，是免疫力低下和急需营养补充的体弱病人食用之首选；同时在发酵糖化过程中，有益微生物的繁殖和复杂的生物化学反应，生成各种酸、酯等有机物质，赋予产品小米香气和发酵类产品特有的风味，口感饱满醇厚，香气持久，酸甜口感适宜。而采用酶解技术，风味单一（甜味），甚至由于酶解不当造成产品出现苦味等异味。本产品采用透明包装后，呈现出澄清透明的淡黄绿色液体，极大的满足了人们的感官需求。产品不含或含有极少量的乙醇，更适合于当今社会倡导的非酒精软饮料消费趋势。所以小米发酵营养饮料迎合了人们对补营养、增体质、保健康的消费需求，将对整个小米的产业链条起到巨大的推动作用。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种小米发酵营养饮料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、原料蒸煮糊化
将经过筛选去杂、淘洗的小米，按照米:水=1:3的重量比于室温浸泡2h，待充分吸水后，移至蒸锅中，于100℃下蒸煮15min，使小米熟透糊化，自然冷却到35℃；
（2）、发酵糖化和后发酵
向冷却到35℃的100重量份小米中添加0.4重量份的糖化曲，充分搅拌均匀并进行发酵糖化，糖化温度为30℃，糖化时间为50h；将糖化好的物料在5℃条件下放置至少24h进行后发酵成熟；
（3）、压榨、澄清过滤
将糖化和后发酵成熟的物料进行压榨去除谷物残渣，向压榨得到的溶液中加入澄清剂，溶液与澄清剂重量比为1:0.02-0.06，澄清沉淀5-20h，然后进行过滤，得到澄清液；
（4）、装瓶、灭菌
将过滤得到的澄清液装瓶，并于80-100℃下加热灭菌10-30min，迅速冷却后即得本产品。
2.根据权利要求1所述的小米发酵营养饮料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）为将糖化和后发酵成熟的物料进行压榨去除谷物残渣，向压榨得到的溶液中加入澄清剂，溶液与澄清剂重量比为1:0.04，澄清沉淀10h，然后进行过滤，过滤得到的澄清液装瓶，并于100℃下加热灭菌20min，迅速冷却后即得本产品。
3.根据权利要求1或2所述的小米发酵营养饮料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的澄清剂为皂土。
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