米粉加工过程中的发酵工艺研究进展

傅亚平

长沙商贸旅游职业技术学院（长沙 410116）

米粉是以大米为原料，经过浸泡、磨浆、熟化、成型等工艺而成的一种米制食品。米粉可分为干米粉和鲜湿米粉2类，而传统米粉一般为干米粉，需要经过浸泡复水后才能食用，鲜湿米粉则省去浸泡复水的过程[1]。鲜湿米粉又可分为发酵米粉和非发酵米粉，发酵米粉的口感和品质均优于非发酵米粉。米粉的发酵工艺可分为传统的自然发酵和纯种强化发酵2种方式，虽然自然发酵也可改善米粉的感官和质构特性，但产品仍存在易糊汤、光泽度差、断条率高等缺点，且产品质量的稳定性较差，环境影响因素多[2]。基于此，主要对发酵米粉的主要微生物组成进行分析，并总结纯种发酵在米粉加工中的应用情况。

1 米粉的传统发酵工艺

自然发酵米粉的生产工艺流程：大米→清洗→浸泡→加水磨浆→预糊化→挤丝→煮制→冷水浸泡→定长切断→鲜湿米粉成品。

原料：一般多选用直链淀粉含量较多的籼米，且以早籼陈米为主。与新米相比，陈米生产出的米粉更具韧性和弹性[3]。

浸泡：时间一般为几天不等，长时间浸泡往往伴随着自然发酵的过程，随着发酵的进行，浸泡水的pH降低，并赋予大米原料特殊的风味。夏季气温高，一般浸泡2～3 d；冬季气温低，浸泡时间则延至4～7 d。浸泡时间过长，米粉被蜡样芽孢杆菌或霉菌等杂菌污染，易变馊变坏，影响米粉产品的风味和安全性；浸泡时间太短会降低产品韧性，影响产品品质[4]。

煮制：目的是使成型的米粉完全糊化，糊化工艺对米粉品质有着重要影响，其工艺参数一般与大米品种有关。

冷水浸泡：煮制后的米粉进入冷水槽中浸泡，使其快速降温冷却，冷却条件对米粉品质有着重要影响，目的是为得到黏弹性较好的米粉产品。

综上所述，自然发酵米粉产品品质受温度等外部环境因素影响很大。因此，为提高发酵米粉工业化及标准化生产技术，必须深入了解大米自然发酵过程中的微生物种类及其发酵作用对米粉的营养成分和食用品质的影响。

2 米粉的发酵作用

相关研究[2,5]表明，微生物发酵作用可改善米粉的营养特性和食用品质。如发酵能显著降低米粉中脂肪、蛋白质、支链淀粉和灰分，大米中蛋白质含量是影响米粉硬度的重要因素，而灰分的降低能使米粉外观更洁白，降低大米中的脂肪含量可使淀粉被纯化，也能改善米粉的口感[1]。

2.1 发酵对米粉营养成分的影响

随着发酵的进行，米粉中脂肪、蛋白质、灰分均随着发酵时间的延长而降低，但不同菌种对蛋白质含量下降趋势的影响有所差异[6]。植物乳杆菌强化发酵米粉的蛋白质含量相较未发酵米粉下降10.81%，而植物乳杆菌强化发酵米粉的总淀粉含量和直链淀粉含量相较自然发酵米粉分别增加2.12%和7.18%，这说明纯种发酵对淀粉的纯化作用更强且更有利于提高发酵米粉品质[7-8]。耿栋辉[9]研究发现，不同发酵方式对米粉中蛋白质含量的影响具有明显差异，且纯种发酵米粉比自然发酵米粉具有更高的营养价值。相对单一菌种发酵而言，多菌种协同发酵米粉中直链淀粉含量增长更明显，且协同发酵更利于蛋白质和脂肪的降解[10]。

综上所述，发酵作用能在不同程度上降低米粉中蛋白质、脂肪和灰分，并使总淀粉和直链淀粉含量显著增加。大米发酵后营养成分的改变与米粉食用品质的改善有一定关联性。

2.2 发酵对米粉质构的影响

与非发酵米粉相比，发酵米粉品质明显改善[11]，在质构特性方面，发酵米粉的硬度提高55.61%、弹性提高4.34%、内聚性提高6.46%、回复性提高8.46%、咀嚼性提高125.89%、黏性降低92.88%[12]。且植物乳杆菌纯种发酵能进一步提高米粉的质构品质，与自然发酵米粉相比，植物乳杆菌纯种发酵米粉的黏附性降低51.61%、硬度提高10.28%、咀嚼性提高6.40%[1]，且不同来源的植物乳杆菌对发酵米粉质构品质的影响不同[6]。纯种发酵米粉在保持食用品质的同时，进一步提高生产效率，并有效改善了米粉产品的风味[13]。任元元等[10]利用干酪乳杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌协同发酵大米，在测定米粉产品的质构特性时发现，多菌种协同发酵米粉的弹性、硬度、咀嚼性、黏聚性和回复性均优于自然发酵米粉和植物乳杆菌纯种发酵米粉。

3 发酵过程中微生物的种类及应用

3.1 米粉发酵过程中的微生物种类

发酵米粉属于我国南方地区的特色美食，近年来，越来越多的学者对自然发酵米粉中微生物菌群组成进行了研究，分析发现微生物种类具有多样性，且不同地区样品的研究结果具有差异性，研究样品主要来源于湖南省的米粉厂。熊香元等[14]对湖南一鲜湿米粉发酵液进行研究，结果发现乳杆菌属在整个发酵过程中占绝对优势，同时还存在明串珠菌属和乳球菌属。对湖南常德鲜湿米粉发酵液进行分析，从中分离出118株产乳酸细菌，最终得到7株发酵性能优良的菌株，分别为5种戊糖片球菌、1种发酵乳杆菌和1种枯草芽孢杆菌[15]。但李路遥[16]从大米发酵液中分离纯化得到的优势菌株为乳酸乳球菌、植物乳杆菌、唾液链球菌和酿酒酵母菌。李芸[3]同样对常德市米粉厂的发酵液进行研究，结果发现植物乳杆菌、发酵乳杆菌、热带假丝酵母和枯草芽孢杆菌是米粉浸泡发酵过程中的优势菌种。陈荻等[17]对桂林发酵米粉中的微生物进行分析，结果发现乳杆菌、魏斯菌、乳球菌、明串珠菌、戊糖片球菌、醋酸杆菌和曲霉菌等均为优势菌种，其中乳杆菌属的应用潜力最大。杨有望[4]采用高通量测序技术对常德金健米粉厂的发酵液进行分析，结果发现发酵乳杆菌和德式乳杆菌是大米自然发酵过程中的主要菌种。

综上所述，乳酸菌和酵母菌是米粉自然发酵过程中的优势菌种，这与佟立涛等[18]的研究结果一致。在自然发酵液中乳酸菌和酵母菌能互利共生，且乳酸菌表现出的发酵性能更好，其中乳杆菌被一致认为具有更大的市场应用潜力。这为开发鲜湿米粉专用发酵剂，实施鲜湿米粉的纯种发酵，实现发酵米粉工业化、规模化、高效化生产奠定理论基础。

3.2 纯种发酵在米粉中的应用

纯种发酵又称为强化发酵，是利用自然发酵中的优势菌种对米粉的发酵工艺进行人为控制，以缩短发酵时间，控制杂菌生长，使发酵米粉产品形成稳定的风味和品质。基于众多学者对自然发酵米粉中微生物菌群的研究，已有利用单一或者多种微生物对米粉进行纯种发酵的研究报道。席慧婷等[19]利用酿酒酵母菌和胚芽乳杆菌混合发酵米粉，通过正交试验得出最优工艺条件：发酵温度30 ℃、发酵时间16 h、胚芽乳杆菌和酿酒酵母菌比例1︰1、接浆量10%。此条件下得到的复合菌发酵米粉相比自然发酵米粉香气更为浓郁。任元元等[20]利用植物乳杆菌和酿酒酵母菌复合发酵米粉，通过响应面法得到最佳工艺条件：酿酒酵母菌和植物乳杆菌活菌数比1︰1、接种量0.14%、发酵温度37 ℃、发酵时间8 h，在此条件下得到弹性、蒸煮特性、色泽风味等品质较好的发酵米粉。程颖等[21]利用乳酸菌和酵母菌协同发酵生产半干米粉，乳酸菌与酵母菌活菌数2︰1时，最佳工艺参数为菌液添加量4%、发酵温度35 ℃、发酵时间18 h、糊化温度95 ℃、糊化时间4 min、加水量60%、粒度120目（约0.125 mm）。此条件下，产品的断条率低、品质较好。周永升等[12]利用植物乳杆菌强化发酵生产半干米粉，通过响应面法分析得出最优发酵工艺参数：菌种添加量106CFU/g、发酵温度35 ℃、发酵时间52 h，与未发酵米粉相比，在此条件下半干米粉的质构特性和蒸煮品质均有显著提高。

近年来，纯种发酵在米粉加工中的应用案例越来越多，它不仅大幅缩短发酵时间（纯种发酵时间一般为数小时至3 d不等，已报道最短时间为8 h），还显著提升发酵米粉产品的品质。

4 结语

发酵工艺是研究米粉产品的热点之一，它也是加工大米制品的传统方法[22-25]。发酵对米粉产品品质影响的相关报道较多，研究结果几乎一致，即发酵作用能在不同程度上降低米粉中蛋白质、脂肪和灰分，并使总淀粉和直链淀粉含量显著增加[26-27]，达到纯化淀粉的效果，从而改善并提高发酵米粉产品品质。发酵微生物种类具有多样性，乳酸菌和酵母菌是米粉自然发酵过程中的优势菌种[28-29]，且乳杆菌被认为是最具有应用潜力的鲜湿米粉专用发酵剂。因此，近年来众多学者利用乳杆菌单一菌种或复配其他菌种发酵米粉，通过优化工艺条件或发酵条件生产出品质稳定且质量佳的发酵米粉产品。这不仅避免微生物污染的安全问题，还能促进发酵米粉由手工生产向规模化生产的转变，提高生产效率，并对解决我国陈粮、次粮的有效利用，以及早籼米的积压问题起到积极推动作用。虽然发酵米粉的纯化发酵工艺逐渐成熟，但食品的营养和功能性已成为社会关注的焦点，发酵米粉产品的营养成分较为单一，如何进一步提高发酵米粉的营养品质，相关研究报道鲜少，这将成为今后的研究方向之一。