生物酶制劑在方便濕米粉抗老化中的應(yīng)用

⊙文 曾吉偉 黃菊 林琳 南寧龐博生物工程有限公司

方便濕米粉是一種中國的傳統(tǒng)美食，主要原料是大米，通過長時間的浸泡、磨漿、蒸片，再通過擠壓成型等多道復(fù)雜工序完成，在南方諸省以及東南亞一帶受到消費者的廣泛喜愛。方便濕米粉經(jīng)過長時間的浸泡以及滅菌后，保質(zhì)期可以達到6個月左右。近幾年，方便濕米粉在中國面食市場占據(jù)的市場份額越來越大，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α樘岣呦M者口感，方便濕米粉大多含水60%-70%，因此導(dǎo)致含有的淀粉十分易于氧化，尤其是在長時間的儲藏過程中，更會因淀粉老化而失去產(chǎn)品原有的光澤，降低口感，嚴(yán)重影響方便濕米粉的質(zhì)量。

一、方便濕米粉的加工工藝

1.方便濕米粉的加工工藝流程。首先需要經(jīng)過長時間的浸泡，在浸泡的過程中將原料中夾雜的灰塵、砂礫等清洗出去，再經(jīng)過一段時間浸泡或者發(fā)酵后將其打磨成漿狀物，再放到蒸爐上整成蒸片，趁熱將其擠壓成理想的形狀，最后用冷水沖泡凝固成型，滅菌包裝即可。

2.方便濕米粉的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)。（1）原料。方便濕米粉的原料是秈米，選擇不同類型的秈米制作出的方便濕米粉會有較大的差異，要想制作出品質(zhì)優(yōu)良的方便濕米粉，首要的就是選擇優(yōu)良的原料。通常情況下，手工藝者會選擇陳化半年或者一年的早秈米，用其制作而成的方便濕米粉口感更佳。實驗證明，含直鏈淀粉25%左右的秈米是最佳的方便濕米粉制作原料。

（2）浸泡或發(fā)酵工藝。制作方便濕米粉過程中的浸泡或發(fā)酵流程最主要的目的在于幫助大米充分吸收水分，使其表面產(chǎn)生裂紋，從而更容易被碾碎。浸泡的另一個作用還有助于幫助部分物質(zhì)溶出，改變糊化焓等現(xiàn)象。在實際制作過程中，工作人員大多通過用手捏大米來粗略判斷是否浸泡充分。經(jīng)大量研究表明，經(jīng)過浸泡或發(fā)酵之后的米粉總體質(zhì)量要優(yōu)于未發(fā)酵或浸泡的。

（3）粉坯水分含量。在制作米粉的過程中，加水過多或者過少都會影響米粉的質(zhì)量，因此一般要求加入適量的水，只要能夠滿足淀粉充分糊化的條件即可，這樣又不至于使凝膠中存有較多游離的水分。

（4）蒸片。擠壓成型前的最后一個步驟就是蒸片，蒸片是將米漿傳送到傳輸線上，通過調(diào)整上漿的速度將米漿均勻涂抹成帶狀的形態(tài)，并隨著傳送帶的移動，連續(xù)形成源源不斷的蒸片。將制作好的蒸片放入擠壓機中，通過機械擠壓形成粗細(xì)均勻的圓柱形長條，表面光滑、有彈性，賣相一般較好。

（5）水洗冷卻。當(dāng)切斷方便濕米粉后，其溫度會比較高，此時存儲會產(chǎn)生不良問題，因此需要進行水洗冷卻處理，一方面是為了加速方便濕米粉的定型，獲得較理想的強度，另一方面有助于提高方便濕米粉的延伸性和彈性等。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用0-10℃的冷水淋洗方便濕米粉，使其表面的溫度驟然下降到室溫，使其更具凝膠特性。另外，水洗的過程中還能洗掉方便濕米粉表面的淀粉，使其表面更加光滑。

（6）酸浸與滅菌。方便濕米粉絕大部分都是水，含水量達到60%-70%，在存儲過程很容易發(fā)生腐敗變質(zhì)的危險，因此在正式儲存之前需要經(jīng)過滅菌處理。在未酸浸時采用高溫高壓長時間滅菌，會對其品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。酸性環(huán)境具有防腐的作用，因此通常將方便濕米粉放在酸性環(huán)境中與熱力殺菌相互結(jié)合，起到延長保存期的作用。

二、生物酶制劑對方便濕米粉的抗老化研究

在方便濕米粉的生產(chǎn)過程中，為了獲得更好的口感，要防止淀粉老化，其中最主要的抗老化方法有物理法、生物酶制劑以及加入添加劑等，這里主要介紹生物酶制劑抗老化方法。

1.方便濕米粉的老化機理。首先，儲存時間的長短對方便濕米粉的老化會產(chǎn)生一定的影響。方便濕米粉的老化會分為短期老化和長期老化兩種。一般方便濕米粉的短期老化往往會在幾個小時內(nèi)完成，而后開始更長時間的老化。由此可見，隨著儲存時間的不斷延長，方便濕米粉的老化程度會不斷增強。方便濕米粉在儲存的前28d時間里，其硬度變化一直呈現(xiàn)上升趨勢，而方便濕米粉的硬度與老化程度呈正相關(guān)，這也就意味著在前28d方便濕米粉的老化程度在不斷加強。在最開始的7d是研究方便濕米粉抗老化的最佳時期，在儲存1d后方便濕米粉的硬度明顯增大，意味著在短短一天的時間內(nèi)方便濕米粉已經(jīng)完成短期老化，隨后幾天其硬度的增加幅度比較穩(wěn)定。因此相關(guān)工作人員在控制方便濕米粉老化程度的最佳時期應(yīng)當(dāng)在儲存1d左右的時間范圍內(nèi)。

其次，溫度對方便濕米粉的老化同樣有著顯著影響。淀粉的結(jié)構(gòu)更容易受到玻璃化溫度和晶體融化溫度的影響，尤其是對水分含量約占總成本70%的方便濕米粉而言，其老化程度更容易受到溫度變化的影響。方便濕米粉在0℃和4℃的環(huán)境中儲存時，硬度變化比較明顯，這也就意味著在0-4℃的環(huán)境中，方便濕米粉更容易發(fā)生老化反應(yīng)，這可能是因為存儲的溫度接近Tg，晶體的成核速度比較快，反而壓制了生長的速度。溫度在4℃以上，方便濕米粉的老化程度受溫度變化的影響反而降低，這可能是因為隨著溫度的降低，淀粉分子的成核速度也降低的緣故。因此，在儲存米粉的時候應(yīng)盡可能縮短儲存時間，并在室溫下儲存。

2.生物酶制劑在方便濕米粉抗老化方面的作用。了解生物酶制劑的核心原理以及其對淀粉抗老化產(chǎn)生的影響，一直以來都是眾多學(xué)者關(guān)注的重點。生物酶制劑的種類和作用產(chǎn)物比較多，對淀粉的老化現(xiàn)象會產(chǎn)生較大的差異，不同的作用產(chǎn)物其本身的老化特征也需要進一步研究。淀粉酶主要是指能夠催化淀粉分子和分子片段中的葡萄糖苷鍵水解的一種生物酶，根據(jù)其對淀粉水解產(chǎn)生的作用不同可以將其分為不同的種類，主要有a-淀粉酶、o-淀粉酶和7-淀粉酶。其中前者主要屬于內(nèi)切酶，能夠?qū)崿F(xiàn)淀粉分子內(nèi)部隨機水解的作用，從而在其老化之前完成淀粉分子的分解，停止其老化過程的繼續(xù)推進?，F(xiàn)階段的研究表明，生物酶制劑在提高方便濕米粉抗老化性方面起到了重要作用，能夠有效保持方便濕米粉的新鮮程度，降低其老化速度和米粉韌性，從而在儲存過程中保證產(chǎn)品品質(zhì)。但使用生物酶制劑的劣勢在于酶的價格過高，且其用量難以控制，并不適合在生產(chǎn)過程中廣泛使用。

（1）單甘酯對方便濕米粉老化的影響。單甘酯表面具有非離子型的活性劑，具有親分子結(jié)構(gòu)，可將其應(yīng)用在面包、面條、糕點等的抗氧化作用中。為了考察不同比例單甘酯對方便濕米粉抗老化的影響，可以將分別添加0%、0.2%、0.4%以及0.6%的單甘酯加入到方便濕米粉中，并將溫度控制在4℃左右，觀測其在7小時內(nèi)的硬度變化，并將硬度作為指標(biāo)得出最終結(jié)論。根據(jù)結(jié)果可知，隨著單甘酯比例的提高，方便濕米粉的抗老化效果逐漸增強，相對于最初沒有加入任何單甘酯的對照組而言，加入單甘酯的方便濕米粉抗老化效果明顯增強。原因可能在于淀粉分子受熱膨脹時的親油基可以進入淀粉分子內(nèi)部，與分子結(jié)構(gòu)緊緊相依在一起，形成復(fù)雜的混合物，進而阻止淀粉分子之間的重新聚合。并且這一現(xiàn)象還能加強方便濕米粉分子結(jié)構(gòu)的親水性，從而使水分能夠均勻達到分子內(nèi)部，起到延緩淀粉老化的作用。

（2）β環(huán)糊精對方便濕米粉老化的影響。β環(huán)糊精也是阻止方便濕米粉老化的一種重要物質(zhì)。將分別添加0%、0.2%、0.4%以及0.6%的β環(huán)糊精加入到方便濕米粉中，溫度和儲存時間控制在同一水平，觀測其在7小時內(nèi)的硬度變化。結(jié)果表明，不同比例的β環(huán)糊精均能對方便濕米粉的老化起到抑制作用，但是相對于沒有加入β環(huán)糊精的對照組，加入β環(huán)糊精的實驗組中的方便濕米粉抗老化的效果更加明顯。這主要是因為β環(huán)糊精中可能含有特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠幫助淀粉分子與脂質(zhì)競爭并與其結(jié)合到一起，形成新型復(fù)雜的混合分子，進而影響淀粉分子鏈的重排能力，起到延緩方便濕米粉老化的作用。

（3）水溶性大豆多糖對方便濕米粉老化的影響。水溶性大豆多糖是一種類似果膠的酸性多糖，主要是由聚鼠李糖半乳糖醛酸長鏈和聚半乳糖醛酸短鏈構(gòu)成，這一結(jié)構(gòu)使水溶性大豆多糖具有一定的支架作用。仿照上面的實驗做法，將不同比例的水溶性大豆多糖分別加入到方便濕米粉中，觀察其在4℃左右、7小時內(nèi)的硬度變化。由結(jié)果可知，隨著水溶性大豆多糖的增加量越來越多，方便濕米粉的硬度呈現(xiàn)下降趨勢，這也進一步說明水溶性大豆多糖對方便濕米粉的抗老化作用具有十分顯著的促進作用。原因可能在于水溶性大豆多糖特殊的結(jié)構(gòu)使其具備網(wǎng)絡(luò)支架的作用，可以實現(xiàn)對淀粉分子的交聯(lián)包被，保護好淀粉分子，不使其與空氣中的氧分子接觸，使淀粉分子顆粒崩解，減小淀粉分子的溶脹程度，進而減少老化的程度。

（4）麥芽糖淀粉酶對方便濕米粉老化的影響。麥芽糖淀粉酶對方便濕米粉老化效果的影響因素有很多，主要有加入麥芽糖淀粉酶的總量、溶解的溫度、發(fā)生反應(yīng)環(huán)境的pH以及溶解的時間等。接下來采用單一變量控制法研究不同因素下麥芽糖淀粉酶對方便濕米粉老化程度的影響。首先考慮加酶量對方便濕米粉老化程度的影響。保持溫度、pH以及溶解時間不變，分別加入不同比例的酶量，從實驗結(jié)果可以看出，當(dāng)酶量較低時，方便濕米粉的硬度是比較高的，也就是說加入的酶量與方便濕米粉的老化程度呈正相關(guān)，這是因為在反應(yīng)底物充足的情況下，加入的酶量越多，酶溶解得就越徹底。但這也并不意味著加入的酶量越多越好，加入較多的酶反而會降低方便濕米粉的總體質(zhì)量，降低其韌性，增加斷條的幾率。通過綜合考慮，得出最適宜的加酶量為0.05%。其次研究溶解溫度對方便濕米粉老化程度的影響。這一控制實驗需要在設(shè)置不同層次溫度的基礎(chǔ)上，控制其他反應(yīng)條件不變。在這里分別在為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃和80℃的條件下進行麥芽糖淀粉酶的溶解實驗，根據(jù)最終得到的結(jié)果可以知，當(dāng)溶解的溫度控制在30-60℃時，溫度與方便濕米粉的硬度呈反比，即隨著溫度的提高，其老化程度在下降，但是當(dāng)溫度超過60℃，處于60-80℃時，便會得到完全相反的結(jié)論，即溫度的升高對降低方便濕米粉的硬度不再發(fā)揮積極作用。這可能是因為溫度過低或者過高都會影響酶的活性，進而影響最終的抗老化作用。綜合考慮，最佳的溶解溫度應(yīng)為60℃。