白米糠生產(chǎn)麥芽糖漿工藝實驗研究

李 淵,李仁全

(四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與環(huán)境工程系，四川 遂寧 629000）

白米糠生產(chǎn)麥芽糖漿工藝實驗研究

李 淵,李仁全

(四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與環(huán)境工程系，四川 遂寧 629000）

通過對白米糠進行預(yù)處理，采用α-淀粉酶作用下的液化試驗和β-淀粉酶作用下的糖化試驗對白米糠中麥芽糖漿提取的最佳條件進行了研究.結(jié)果表明，白米糠經(jīng)過脫脂和去蛋白質(zhì)的預(yù)處理后，取10g白米糠，加入50ml蒸餾水攪拌，并用5%NaoH溶液中和至pH值為6.0，放入水浴鍋中，溫度達到60℃時加入α-淀粉酶0.25%，保溫2小時，使淀粉初步水解，之后保持水浴鍋溫度為60℃，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴鍋中恒溫糖化3小時，再經(jīng)過100℃高溫滅酶30min，使用細粒活性炭在pH值為4.5，溫度為80℃的條件下脫色30min后，再加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中調(diào)節(jié)溫度為60℃，減壓濃縮至體積為21ml即得到成品麥芽糖漿，濃度可達為26.2%.

白米糠；α-淀粉酶；β-淀粉酶；液化；糖化

白米糠約占糙米質(zhì)量的5%～7%，是稻谷加工過程中的副產(chǎn)物，是糙米碾白過程中被碾下的皮層及米胚和碎米的混合物.在所有副產(chǎn)品中(不包括白米)稻谷占量之61%、米糠占35%、白米糠占4%.通常米糠為米粒的8～9%，稻谷約占20%.白米糠的主要成分：粗蛋白質(zhì)13.5%，粗纖維5.6%，乙醚抽出物16.50%，灰分8.7%，無氮抽出物55.7%.新鮮白米糠呈黃色，有一股米香味，具有鱗片狀不規(guī)則結(jié)構(gòu)[1].

本試驗以白米糠為原材料，采用淀粉酶水解白米糠中的淀粉，生產(chǎn)麥芽糖漿.根據(jù)液化試驗過程中淀粉的水解程度和糖化試驗過程中麥芽糖漿的得率，確定較好的麥芽糖漿的生產(chǎn)方法和工藝參數(shù).

1.實驗設(shè)備及材料

1.1 實驗設(shè)備

7200型可見分光光度計；電子天平；C s202型電熱保溫干燥箱；HH S21-6電熱恒溫水浴鍋；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（E Y E L A RO T A R Y OR N-1001）；B CD-208型冰箱.

1.2 原材料

實驗采用白米糠購自遂寧稻米加工廠.實驗所用試劑：α-淀粉酶,酶活力單位≥4000U/g；β-淀粉酶，酶活力單位為10萬U/g.化學(xué)試劑均為分析純.

2.實驗方法

2.1 白米糠的預(yù)處理

預(yù)處理過程為原料新鮮白米糠過40目篩，取100g用無水乙醚回流4小時，風(fēng)干后于50℃烘箱中烘5h，室溫下水分平衡2h.然后準確稱取50g上述脫脂白米糠倒人500ml的大燒杯中，倒人預(yù)先配制好的1mol/L的稀鹽酸50ml，在溫度為45—50℃的水浴條件下水解蛋白質(zhì)1—2h，去除濾液.得預(yù)處理的脫脂脫蛋白白米糠.

2.2 液化實驗

2.2.1 液化α-淀粉酶酶用量試驗

取經(jīng)預(yù)處理的白米糠10g4份，分別加入2.0%、2.3%、2.5%、2.8%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸餾水攪拌，并用5%N aoH溶液中和至p H值為6.0,于60℃水浴鍋加熱水解2h，表2－1為α-淀粉酶酶用量對淀粉水解程度的影響[2].注：酶用量(%)=單位底物用酶量(IU*g-1)/酶的單位活力(IU*g-1)

表2 －1液化α-淀粉酶酶用量試驗結(jié)果

由表2－1可知，酶用量為2.5%時，淀粉水解基本完全，從生產(chǎn)周期方面考慮，選取酶用量為2.5%。以下試驗選取α-淀粉酶酶用量為2.5%。

2.2.2 液化溫度條件試驗

取經(jīng)預(yù)處理的脫脂白米糠10g4份，加入2.5%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸餾水攪拌，并用5% N aoH溶液中和至p H值為6.0,分別與55℃、60℃、65℃、70℃的水浴鍋加熱水解2h，表2－2為溫度對淀粉水解程度的影響.

表2 －2液化溫度條件試驗結(jié)果

由表2－2可知，溫度為60℃時，淀粉水解基本完全。以下試驗選取溫度為60℃.

2.2.3 液化時間條件試驗

取經(jīng)預(yù)處理的脫脂白米糠10g4份，加入2.5%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸餾水攪拌，并用5% N aoH溶液中和至p H值為6.0,于60℃的水浴鍋分別加熱水解1.5h、2h、2.5h、3h，表2－3為液化時間對淀粉水解程度的影響.

表2 －3液化時間條件試驗結(jié)果

由表2－3可知，時間為2h、2.5h和3h時，淀粉水解都基本水解完全，從生產(chǎn)周期方面考慮，選取液化時間2h，此條件為液化最適的淀粉水解條件.

2.2.4 液化正交試驗[3]

為了得出最適液化條件，參照正交試驗方法進行了液化試驗，以α-淀粉酶的最適溫度，時間，酶用量三項為試驗因素，以淀粉碘色反應(yīng)現(xiàn)象為指標.結(jié)果見表2－4和2－5.

表2-4 因素水平的確定

表2-5 液化試驗結(jié)果

參照液化正交表得出液化條件的最佳組合為：A2B2C3,即溫度是60℃，時間為2h，酶用量為2.5%.

經(jīng)過驗證實驗確定：溫度是60℃，時間為2h，酶用量2.5%。

2.3 糖化實驗

2.3.1 糖化β-淀粉酶酶用量試驗

取最適液化條件下水解的液化液4份，保持p H值為6.0，放入溫度為60℃的水浴鍋中，然后分別加入β-淀粉酶0.19%、0.27%、0.37%、0.46%，在水浴鍋中恒溫糖化3小時.表2－6為糖化β-淀粉酶酶用量對麥芽糖含量的影響.

表2 －6糖化β-淀粉酶酶用量試驗結(jié)果

由表2－6可知，酶用量為0.37%和0.46%時，淀粉水解基本完全.酶用量為0.37%以后，隨酶用量的增加，麥芽糖含量沒有顯著的提高，以下試驗選取β-淀粉酶酶用量為0.37%.

2.3.2 糖化溫度條件試驗

取最適液化條件下水解的液化液4份，保持p H值為6.0，分別放入溫度為60℃、65℃、70℃、75℃的水浴鍋中，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴鍋中恒溫糖化3小時.表2－7為糖化溫度對麥芽糖含量的影響.

表2 －7糖化溫度條件試驗結(jié)果

由表2－7可知，溫度為60℃時，淀粉水解基本完全且麥芽糖含量最高。以下試驗選取溫度為60℃.

2.3.3 糖化時間條件試驗

取最適液化條件下水解的液化液4份，保持p H值為6.0，放入溫度為60℃的水浴鍋中，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴鍋中分別恒溫糖化2h、3h、4h、5h.表2－8為糖化過程中時間對麥芽糖含量的影響.

表2 －8糖化時間條件試驗結(jié)果

由表2－8可知，時間為3h、4h和5h時，淀粉水解都基本水解完全，3h后，隨酶解時間的延長，麥芽糖含量沒有顯著的提高，從生產(chǎn)周期方面考慮，選取糖化時間3h,此條件下麥芽糖含量較高，為11.6%.

2.3.4 糖化的正交試驗

以β-淀粉酶的最適溫度，時間，酶用量三項為試驗因素，以麥芽糖含量為指標，進行L9（33）的正交試驗，結(jié)果見表2－9、表2－10和表2－11.

表2-9 因素水平的確定

表2-10 β-淀粉酶各水平因素的確定

表2 －11極差分析結(jié)果

由表2－10和表2－11可知，糖化的最適酶解條件：溫度是60℃，時間為4h，酶用量為0.37%，且從極差(R)可得出在糖化過程中影響麥芽糖含量的水平因素主次順序為：B＞A＞C.

驗證實驗確定：溫度是60℃，時間為3h，酶用量為0.37%.

2.4 滅酶

糖化后，將溫度升高至100℃，使酶失活變性，恒溫30min，過濾除去雜質(zhì)和酶，取濾液.

2.5 活性碳脫色作用的試驗

取經(jīng)30min，100℃高溫滅酶的糖化液10份，用1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)p h值至4.5，其中5份各加入1g粗?；钚蕴浚謩e于60℃、70℃、80℃、90℃、100℃的水浴鍋中加熱，其余5份各加入1g細?；钚蕴?，分別于60℃、70℃、80℃、90℃、100℃的水浴鍋中加熱，加熱時不斷攪拌，。選擇蒸餾水作為空白對照液，調(diào)節(jié)分光光度計波長為560nm。按表2－14和表2－15測定兩種活性炭在不同時間不同溫度下的吸光度[4].

表2 －12粗粒活性碳對水解糖溶液脫色效果的影響

表2 －13細?；钚蕴紝λ馓侨芤好撋Ч挠绊?/p>

由表2－12和表2－13可知，活性炭最適脫色條件是細?；钚蕴?，溫度為80℃，時間為30min，p H值為4.5。

2.6 濃縮

將制得的濃度為12.5%麥芽糖漿粗產(chǎn)品44ml轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，調(diào)節(jié)溫度為60℃，減壓濃縮至體積為21ml時取出，即得濃縮后的麥芽糖漿，濃度達26.2%

3 結(jié)論

試驗證明，白米糠經(jīng)過脫脂和去蛋白質(zhì)的預(yù)處理后，取10g白米糠,加入50ml蒸餾水攪拌，并用5%N aoH溶液中和至p H值為6.0，放入水浴鍋中，溫度達到60℃時加入α-淀粉酶0.25%，保溫2小時，使淀粉初步水解，之后保持水浴鍋溫度為60℃，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴鍋中恒溫糖化3小時，再經(jīng)過100℃高溫滅酶30min，使用細?；钚蕴吭趐 H值為4.5,溫度為80℃的條件下脫色30min后，再加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中調(diào)節(jié)溫度為60℃，減壓濃縮至體積為21ml即得到成品麥芽糖漿，濃度可達為26.2%.

通過對白米糠生產(chǎn)麥芽糖漿提取的最佳條件研究，拓寬了白米糠的綜合利用前景，過去主要作為飼料原料的白米糠也可以作為食品工業(yè)原料，其附加值得到提高，有較好的應(yīng)用前景.

［1］劉芳莉.來自四川不同產(chǎn)地米糠常規(guī)營養(yǎng)成分對比分析[J].黑龍江畜牧獸醫(yī).2015,(07).

［2］夏永軍,沈哲勝,艾連中,王光強.兩級酶解工藝制備超高麥芽糖漿的研究[J].食品與發(fā)酵科技.2015,(02).

［3］陸萍,譚興起,郭良君,倪東杰,韋慶.正交實驗優(yōu)選咽炎糖漿的提取工藝[J].中國藥師.2011,(07).

[4].黃偉紅,趙靜靜,張亮,崔靜,邵競峰.超高麥芽糖漿的制備工藝[J].中國食品添加劑.2015,(08).

責任編輯：張隆輝

Q53

A

1672-2094(2016)03-0164-04

2016-04-05

李 淵（1980-），男，四川遂寧人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，碩士.研究方向：有機功能材料的合成與性質(zhì).

李仁全（1966-），男，四川達州人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士.研究方向：生物學(xué)、農(nóng)學(xué).