蘇愛梅 吳海燕 唐明霞 陳慧
摘要:糯玉米營養(yǎng)豐富,口感易于接受,黏滯性以及消化率都較高,加溫處理后具有較好的膨脹力和透明性,近年來其相關(guān)產(chǎn)品糯玉米汁飲料也逐漸受到廣大消費者的喜愛。以蘇玉糯1號玉米粒為原料,將煮熟的玉米粒按照 1 g ∶4 mL 的料液比進行混合打漿處理,研究溫度、時間、中溫α-淀粉酶的添加量對糯玉米汁水解效果的影響。通過正交試驗確定玉米汁中溫α-淀粉酶水解的最佳條件為:溫度75 ℃,時間60 min,加酶量0.080%;通過驗證試驗也表明此工藝效果最佳。
關(guān)鍵詞:蘇玉糯1號;糯玉米汁;飲料;中溫α-淀粉酶;DE值;酶解工藝
中圖分類號:TS275.5 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)07-0306-02
糯玉米作為玉米屬的一個亞種,起源于中國,最先在我國的西南地區(qū)被發(fā)現(xiàn),是由當(dāng)?shù)胤N植的硬粒玉米發(fā)生基因突變,并經(jīng)人工選擇而保存下來的一種玉米新類型[1],其特有的基因決定了糯質(zhì)玉米胚乳淀粉全部為支鏈淀粉,且富有黏性[2],籽粒不透明、有光澤、堅硬、平滑,煮熟后黏軟,別稱黏玉米或蠟質(zhì)玉米,是一種老少皆宜的、對身體健康有益的糧食作物。20世紀(jì)70年代,我國糯玉米育種事業(yè)起步;直到20世紀(jì)90年代,隨著市場和國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國相繼培育出了中糯1號、中糯2號、蘇玉糯1號、蘇玉糯2號等一系列的糯玉米新品種[3];目前,我國糯玉米的種植面積已經(jīng)達到33萬hm2,主要分布在長江三角洲地區(qū),約占40%以上。
糯玉米營養(yǎng)價值高,除含有蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、鈣、鐵、磷等營養(yǎng)物質(zhì)外,還含有多種維生素、胡蘿卜素、硒等營養(yǎng)物質(zhì)。其中含蛋白質(zhì)10.6%、氨基酸8.3%左右,賴氨酸含量比普通玉米高16%~74%[4]。糯玉米不僅營養(yǎng)豐富,而且保健功能顯著,能降低血脂和血壓、預(yù)防癌癥、提神健腦等。糯玉米汁作為一種新型谷物飲料,符合飲料工業(yè)的發(fā)展趨勢,口感好、飲用方便、更容易吸收,因此受到廣大消費者青睞,具有很好的市場前景。然而,由于糯玉米中含有較多的淀粉,對于制成飲料后的穩(wěn)定性有不利的影響,在加工中一般須要水解,即利用α-淀粉酶將玉米中的淀粉水解降解成糊精、低聚糖、單糖、雙糖等,從而提高玉米汁的穩(wěn)定性。本研究以期通過對糯玉米汁中溫α-淀粉酶水解工藝的研究,確定最佳的酶解工藝參數(shù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
供試糯玉米品種為蘇玉糯1號,由江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。
試驗試劑主要為中溫α-淀粉酶(酶活力6 000 U/g)、氯化鈣、氫氧化鈉、葡萄糖等。
1.2 試驗設(shè)備
PHS-29A型酸度計,上海第二分析儀器廠;分析天平,北京賽多利斯天平有限公司;電熱恒溫水浴鍋,上海醫(yī)療器械廠;阿貝折射儀,上海光學(xué)儀器有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 酶解工藝流程 酶解工藝流程主要為:蘇玉糯1號玉米—剝粒、去芯—打漿 (料液比1 g ∶4 mL,反應(yīng)溫度60 ℃)—糊化(90 ℃,15 min)—加淀粉酶水解—滅酶(100 ℃,10 min)—測定指標(biāo)。
1.3.2 中溫α-淀粉酶水解工藝條件的研究 (1)中溫α-淀粉酶添加量對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁在pH值自然的條件下分為6組,分別添加0.035%、0.050%、0.065%、0.080%、0.095%、0.100%的中溫α-淀粉酶。在65 ℃的條件下恒溫液化30 min,測定DE值。(2)液化時間對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為 1 g ∶4 mL 的蘇玉糯1號玉米汁在pH自然的條件下分為6組,分別添加0.080%的中溫α-淀粉酶,在70 ℃的條件下分別恒溫20、30、40、50、60、70 min,測定DE值。(3)液化溫度對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁在pH值自然的條件下分為6組,分別添加0.080%的中溫α-淀粉酶,分別在35、45、55、65、75、85 ℃的條件下水浴30 min,測定DE值。(4)玉米汁中溫α-淀粉酶最佳工藝參數(shù)的確定。根據(jù)單因素試驗結(jié)果,選擇溫度、時間、加酶量進行3因素3水平正交試驗,確定最佳工藝參數(shù)。
1.3.3 測定方法 DE值指還原糖(以葡萄糖計)占糖漿干物質(zhì)的百分比。分別測定糯玉米汁液化前后的還原糖含量、可溶性固形物含量,然后計算出DE值,以此作為淀粉酶解程度的指標(biāo)[5-6]。相關(guān)計算公式為:
DE=(A1-A0)/[(B1-B0)×P]。
式中:A1為水解后100 mL汁液中的還原糖含量,g;A0為水解前100 mL汁液中的還原糖含量,g;B1為水解后汁液的可溶性固形物含量,0Bx;B0為水解前汁液的可溶性固形物含量,0Bx;P為糯玉米汁的密度,g/mL。
2 結(jié)果與分析
2.1 中溫α-淀粉酶添加量對玉米汁品質(zhì)的影響
圖1表示在糯玉米汁中分別添加不同量的中溫α-淀粉酶,在65 ℃的條件下恒溫液化60 min,DE值的變化情況??梢钥闯?,糯玉米汁的DE值呈一直上升的趨勢,在加酶量為0080%之前迅速上升,大于0.080%之后趨于平緩。因此,本試驗的中溫α-淀粉酶的添加量選擇0.080%。
2.2 液化時間對玉米汁品質(zhì)的影響
圖2表示在糯玉米汁中添加0.080%的中溫α-淀粉酶,在65 ℃的條件下,隨著恒溫液化時間的變化,DE值的變化情況。可以看出,液化反應(yīng)的時間越長,DE值越大,小于60 min時DE值增長較為迅速,大于60 min之后DE值趨于平緩。因此,本試驗中的時間選擇60 min。
2.3 液化溫度對玉米汁品質(zhì)的影響
圖3表示在在糯玉米汁中添加0.080%的中溫α-淀粉酶,在不同的條件下恒溫液化60 min,DE值的變化情況??梢钥闯觯夯瘻囟仍诘陀?5 ℃時DE值快速增加,高于75 ℃時DE值反而下降。因此,本試驗中溫度選擇75 ℃。
2.4 蘇玉糯1號玉米汁液化最佳工藝參數(shù)的確定
在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選擇液化溫度、液化時間、加酶量3個因素,進行L9(33)正交試驗,設(shè)計因素水平(表1);進一步進行正交試驗,以確定最佳提取工藝條件,結(jié)果見表2。
由極差R值的大小可知,對蘇玉糯1號玉米汁淀粉酶水解效果的影響因素從大到小為加酶量﹥液化溫度﹥液化時間;由均值k可知,最優(yōu)組合為A2B2C2,即液化溫度75 ℃,液化時間60 min,加酶量0.080%。
2.5 驗證試驗
由于最佳酶解工藝組合A2B2C2在正交試驗表中沒有,須要對其進行試驗驗證。取料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁3份,每份500 mL,按照上述最佳工藝條件進行酶解。結(jié)果表明,平均DE值為1.545 1(表3),高于正交設(shè)計表中的組合,RSD=0.59%,由此可知優(yōu)化出的最佳酶解工藝是穩(wěn)定可靠的。
3 結(jié)論
糯玉米汁飲料作為營養(yǎng)保健、方便快捷的保健型飲料,口感香甜、成本低廉、工藝操作簡單。然而當(dāng)今市場上糯玉米汁飲料還比較少,因此其市場前景廣闊,值得食品企業(yè)開發(fā)利用。
通過單因素試驗和正交試驗表明,對蘇玉糯1號玉米汁液化效果的影響因素從大到小為加酶量﹥溫度﹥時間;蘇玉糯1號玉米汁中溫α-淀粉酶水解的最佳條件為:液化溫度75 ℃,液化時間60 min,加酶量0.080%。正交試驗及驗證試驗結(jié)果都表明,該酶解工藝效果最佳。
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