大米高轉(zhuǎn)化糖漿制備及理化特性分析

羅晶 李信 歐陽玲花 周巾英 袁林峰 胡帥 祝水蘭

摘要：【目的】研究大米糖漿的制備工藝，并對其理化性質(zhì)進(jìn)行分析，為制備高品質(zhì)大米淀粉糖漿產(chǎn)品提供技術(shù)參考?！痉椒ā恳噪p螺桿擠壓酶解處理的抗性淀粉大米碎米粉為原料，采用單因素和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，以葡萄糖值（DE值）為考察指標(biāo)，確定復(fù)合酶水解制備大米糖漿的最適方案，并通過流變儀、色差儀及高效液相色譜法等測定大米糖漿的理化性質(zhì)?！窘Y(jié)果】大米糖漿制備工藝條件為：糖化時(shí)間4 h、糖化溫度60 ℃、pH 4.0、普魯蘭酶添加量0.10%、β-淀粉酶添加量0.10%、葡萄糖淀粉酶添加量0.25%，DE值為91.3%，屬于高轉(zhuǎn)化糖漿（DE值>60%）；通過對3種酶的正交試驗(yàn)，得出影響酶解主次因素為β-淀粉酶添加量>普魯蘭酶添加量>葡萄糖淀粉酶添加量。大米糖漿具有糖類的紅外特征吸收峰，其糖組分以葡萄糖和麥芽糖為主，含量分別為48.30%和14.38%；色差值（ΔE）為5.33，說明擠壓酶解大米糖漿色澤好，透明度高?！窘Y(jié)論】通過雙螺桿擠壓酶解預(yù)處理與酶法水解結(jié)合制備的大米糖漿品質(zhì)好，色澤透明，口感更細(xì)膩柔和，可作為首選甜味劑添到各類食品中。

關(guān)鍵詞：抗性淀粉大米；碎米；高轉(zhuǎn)化糖漿；擠壓酶解；理化特性

中圖分類號：S511.209.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2023）02-0547-08

Abstract：【Objective】The preparation process of rice syrup was studied，and its physical and chemical properties were analyzed to provide technical reference for the preparation of high-quality rice starch syrup products. 【Method】Using resistant crushed rice flour treated by double screw extrusion enzymatic pretreatment as raw material， the optimal scheme for preparing rice syrup was determined by using the combination of univariate and orthogonal test and the DE value as the investigation index，and the physical and chemical properties of rice syrup were determined by rheometer，color difference meter and high performance liquid chromatography. 【Result】The optimal process conditions for rice syrup pre-paration were：saccharification time of 4 h，saccharification temperature 60 ℃， pH 4.0，Pullulanase additive 0.10%，beta-amylase additive 0.10%， glucose amylase 0.25%，and DE value was 91.3%，belonged to high conversion syrup （DE value>60%）. Through orthogonal test of the three enzymes，the main factor was beta-amylase additive>Pullulanase additive>glucose amylase addition. Rice syrup had the infrared characteristic absorption peak of sugar，and its sugar components were mainly glucose and maltose，accounting for 48.30% and 14.38% of the total sugar，respectively. Chromatism value（△E） was 5.33，indicating that the extrusion enzyme solution of rice syrup had good color and high transparency. 【Conclusion】The syrup prepared by double screw extrusion enzymatic pretreatment and enzymatic hydrolysis has good quality， high transparency and more delicate and soft taste，which can be added to various foods as the preferred sweetener.

Key words： resistant starch rice； crushed rice； high conversion syrup； extrusion enzymatic hydrolysis； physical and chemical characteristics

Foundation items： Jiangxi Science and Technology Support Plan Project（20192BBFL60026，20202BBFL63032）；Jiangxi Modern Agricultural Research Collaborative Innovation Project（JXXTCX202003，JXXTCXQN202215）

0 引言

【研究意義】抗性淀粉大米是一種功能稻米，具有飽腹感，可控制飯后血糖值。然而，抗性淀粉大米雖營養(yǎng)豐富，但由于食味性差導(dǎo)致過剩積壓。為充分利用抗性淀粉大米生產(chǎn)中的碎米，將其加工成淀粉糖漿，可減少玉米淀粉使用量，緩解玉米產(chǎn)量的不足，同時(shí)提高我國水稻的附加值。目前抗性淀粉大米種植面積不斷擴(kuò)大，但深加工技術(shù)落后。大米淀粉糖漿含有礦物質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分（Okafor et al.，2019），具有提高產(chǎn)品溶解性、增強(qiáng)稠度、改善口感和降低甜度的作用，以及控制血壓、降低血糖和膽固醇等功效（Ofoedu et al.，2020），因此常用于焙烤食品、各種飲料、乳制品、糕點(diǎn)、糖果的生產(chǎn)中，是首選的甜味劑，且能改善產(chǎn)品品質(zhì)，也可預(yù)防高糖給人類帶來的患病風(fēng)險(xiǎn)。不同品種的淀粉糖漿產(chǎn)品在許多方面存在差別，如色澤、糖類的特征吸收峰、糖成分及流變性等，糖成分可通過需要調(diào)節(jié)葡萄糖值（DE值）。根據(jù)淀粉糖理化性質(zhì)可生產(chǎn)不同的淀粉糖品種，根據(jù)不同食品品種的需要，選擇合適的淀粉糖。因此，研究大米高轉(zhuǎn)化糖漿制備工藝及其理化特性，對大米淀粉糖漿應(yīng)用及其高品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前常用淀粉糖漿制備方法有酸法、雙酶法、擠壓法，以及低、高壓蒸汽噴射液化技術(shù)等，對淀粉進(jìn)行深加工得到的產(chǎn)物主要有轉(zhuǎn)化糖、麥芽糖、糊精等（張力田和高群玉，2011）。楊夫光等（2013）、母應(yīng)春等（2014）采用擠壓碎米生產(chǎn)淀粉糖漿，相較于非擠壓碎米，擠壓碎米的液化液和糖化液還原糖含量顯著增加。Lin等（2013）、楊倩雯（2017）采用β-淀粉酶和普魯蘭酶糖化方法制備麥芽糖漿，加入普魯蘭酶可提高麥芽糖得率，且有利于與β-淀粉酶的協(xié)同作用。叢崇等（2015）以經(jīng)擠出—酶解復(fù)合法液化后的玉米淀粉為原料，利用葡萄糖淀粉酶為糖化酶制備淀粉糖，DE值為42.12%。黃婉婷等（2018）以擠壓膨化小米為原料，利用糖化酶對其進(jìn)行酶解制備糖漿，小米的糖化率為0.488，酶解液中還原糖的濃度達(dá)9.8%。劉秉書等（2019）以脫坯玉米為原料，將擠壓膨化技術(shù)與玉米淀粉制糖漿的工藝相結(jié)合，糖化參數(shù)為液化加酶量0.15 μL、液化時(shí)間15 min、糖化時(shí)間3 h，得到DE值為63%。李軍瑞等（2021）采用新型修飾β-淀粉酶酶解甘薯淀粉制備高麥芽糖，結(jié)果表明，在酶解pH 6.0、酶解溫度55 ℃、酶添加量150 U/g的條件下酶解16 h，酶解產(chǎn)物中的麥芽糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（89.04±3.29）%。李穎慧（2021）采用不同的酶及酶解條件，分別得到DE值為26%～28%和37%～40%的淀粉糖漿?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】雖然已有一些利用碎米作原料制備淀粉糖漿的研究報(bào)道，但以抗性淀粉大米碎米為原料，采用二次擠壓酶解對原料預(yù)處理與酶法水解結(jié)合制備大米高轉(zhuǎn)化糖漿，并分析其理化性質(zhì)的相關(guān)報(bào)道較少見?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以擠壓酶解抗性淀粉大米碎米為原料，食品級復(fù)合酶酶解制備大米糖漿，并通過流變儀、色差儀及高效液相色譜法等測定大米淀粉糖漿的理化性質(zhì)，為制備高品質(zhì)大米淀粉糖漿產(chǎn)品提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

抗性淀粉大米碎米由江西省超級水稻研究發(fā)展中心提供；耐高溫α-淀粉酶、中溫α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、β-淀粉酶和普魯蘭酶均為食品級，購自江西萬康生物科技有限公司，乙腈（色譜純）購自美國TEDIA天地試劑公司，葡萄糖購自阿法埃莎（中國）化學(xué)有限公司，麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)品購自北京百靈威科技有限公司。主要儀器設(shè)備：DZ32-II雙螺桿擠壓機(jī)（濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、SY-3000A型磨粉機(jī)（廣州市善友機(jī)械設(shè)備有限公司）、WZJ-12B型超微粉碎儀（濟(jì)南天方機(jī)械有限公司）、EYELA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海愛朗儀器有限公司）、SHA-B型水浴恒溫振蕩器（常州潤華電器有限公司）、PHS-3C雷磁pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）、WSD-S型色差儀（上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司）、Nicolet is50傅里葉紅外光譜儀［賽默飛世爾科技（中國）有限公司］、Agilent 1260型高效液相色譜儀（美國安捷倫科技公司）和賽默飛Mars40流變儀（美國安捷倫科技公司）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 碎米糖漿制備 將抗性淀粉大米碎米粉碎，擠壓后與α-淀粉酶加水調(diào)配，二次低溫經(jīng)雙螺桿擠壓膨化設(shè)備擠壓液化，鼓風(fēng)干燥至水分含量為10%以下，粗粉碎，再經(jīng)超微粉碎機(jī)粉碎，使米粉顆粒粒徑小，顆粒分布更均勻，并使表面積增加，提高糖化效率，縮短糖化時(shí)間。將擠壓液化的大米粉與溶解的復(fù)合酶均勻混合調(diào)漿，在恒溫水浴振蕩器以一定的溫度和時(shí)間酶解后，在100 ℃水浴中滅酶5 min，冷卻后離心分離，經(jīng)精制后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮至濃度73%左右，得到精制擠壓大米糖漿。

1. 2. 2 碎米糖漿糖化工藝單因素試驗(yàn) 將擠壓酶解液化大米粉調(diào)漿后，固定料液比1∶4（g/mL）、糖化時(shí)間3 h、糖化溫度60 ℃、葡萄糖淀粉酶添加量0.3%、普魯蘭酶添加量0.15%、β-淀粉酶添加量0.15%、pH 5.5。選用普魯蘭酶、葡萄糖淀粉酶和β-淀粉酶在60 ℃恒溫水浴振蕩器中糖化，糖化后水浴鍋100 ℃滅酶5 min。改變糖化時(shí)間（1、2、3、4和5 h）、糖化溫度（40、50、60、70和80 ℃）、葡萄糖淀粉酶添加量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）、普魯蘭酶添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）、β-淀粉酶添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）和pH（4.0、4.5、5.0、5.5和6.0），測定糖化液DE值，以確定最佳試驗(yàn)條件。DE值的測定參照GB/T 20885—2007《葡萄糖漿》進(jìn)行。

1. 2. 3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以糖化液DE值為考察指標(biāo)，固定糖化溫度、糖化時(shí)間和pH，選擇3種酶的最佳添加量進(jìn)行優(yōu)化，確定最適的酶添加量。

1. 2. 4 大米高轉(zhuǎn)化糖漿流變特性測定 將制備好的大米糖漿放置流變儀測定平臺(tái)，選擇直徑20 mm的平板和穩(wěn)態(tài)測試程序，設(shè)置間隙為1.000，溫度25 ℃，設(shè)置旋轉(zhuǎn)模式，剪切速率（γ）0～120 s-1遞增，再從120 s-1降至0，每秒采集1個(gè)數(shù)據(jù)。得到整個(gè)過程中剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化情況。

1. 2. 5 大米高轉(zhuǎn)化糖漿產(chǎn)品糖分分析

1. 2. 5. 1 高效液相色譜條件 G1311A13162型示差折光檢測器；G1316A型柱溫箱；ZORBAX-SB-C18色譜柱（3.5 μm×4.6 mm×150 mm）；流動(dòng)相為乙腈—水（70∶30，v/v）；流速1.0 mL/min；柱溫25 ℃。

1. 2. 5. 2 標(biāo)準(zhǔn)品糖液配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 將葡萄糖、麥芽糖和果糖用超純水配制成質(zhì)量濃度為80 mg/mL單標(biāo)母液，保存于4 ℃冷藏柜中；繪制標(biāo)準(zhǔn)二次曲線時(shí)準(zhǔn)確吸取3種糖的母液混合并稀釋，配制質(zhì)量濃度為2、4、6、8和10 mg/mL的混標(biāo)溶液，以標(biāo)準(zhǔn)糖液含量為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1. 2. 5. 3 大米高轉(zhuǎn)化糖漿樣品檢測 將精制的大米糖漿液經(jīng)0.22 μm濾膜后上機(jī)測定，通過比較標(biāo)品與大米糖漿產(chǎn)品組分峰的保留時(shí)間進(jìn)行定性分析，根據(jù)大米糖漿含量、定容體積及樣品稱樣量進(jìn)行定量計(jì)算。

1. 2. 6 大米高轉(zhuǎn)化糖紅外光譜測定 取適量精制的淀粉糖于潔凈的平皿中，在50 ℃烘箱內(nèi)烘干，收集平皿上的糖粉備用。稱取2 mg精制糖粉與200 mg溴化鉀粉充分混合均勻，壓制成直徑為13 mm薄片，立即進(jìn)行紅外光譜測定。

1. 2. 7 大米高轉(zhuǎn)化糖漿色差分析 打開臺(tái)式色差儀開關(guān)，按下光源開關(guān)，同時(shí)按2個(gè)復(fù)位鍵。依次按白L鍵、Lab鍵和打印鍵，預(yù)熱30 min后，按儀器要求采用黑筒進(jìn)行校零，白板校標(biāo)。取出白板，測樣。色差（△E）采用CIE1976（L*a*b*）色空間計(jì)算：

△E=[（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]

式中，△L*為樣品間明度差值，△a*為樣品間在色空間中的紅—綠色指數(shù)差值，△b*為樣品間在色空間中的黃—藍(lán)色指數(shù)差值。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007整理數(shù)據(jù)，SPSS 24.0進(jìn)行單因素方差分析和顯著性分析，以O(shè)rigin 8.6制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2. 1. 1 糖化時(shí)間對大米糖化液DE值的影響 由圖1可知，大米糖化液DE值在糖化時(shí)間1～5 h內(nèi)先升高后降低，糖化液DE值間差異顯著（P<0.05，下同）。當(dāng)糖化時(shí)間為4 h時(shí)，糖化液DE值最高，為89.0%。糖化時(shí)間過短，葡萄糖淀粉酶、β-淀粉酶和普魯蘭酶無法與底物溶液充分反應(yīng)，影響麥芽糖、葡萄糖等還原糖的生成，從而導(dǎo)致DE值不高；糖化時(shí)間過長，副反應(yīng)增加，糖化液發(fā)生復(fù)合反應(yīng)生成異麥芽糖等復(fù)合糖，使DE值降低。因此，選擇糖化時(shí)間4 h為宜。

2. 1. 2 糖化溫度對大米糖化液DE值的影響 由圖2可知，隨著糖化溫度升高，大米糖化液DE值先升高后降低，糖化溫度40和50 ℃的DE值無顯著差異（P>0.05，下同），但二者與糖化溫度60、70和80 ℃存在顯著差異。當(dāng)糖化溫度升至60 ℃時(shí)，DE值最高（81.0%），超60 ℃后DE值開始快速降低。當(dāng)溫度為40～50 ℃，普魯蘭酶和β-淀粉酶共同作用，得到較多的麥芽糖和少量糊精（楊倩雯，2017）；50～60 ℃時(shí)，主要是葡萄糖淀粉酶和β-淀粉酶作用，普魯蘭酶失活，DE值升高；當(dāng)溫度高于60 ℃，隨著溫度繼續(xù)升高，3種酶失活，糖化速度慢，DE值下降。因此，選擇糖化溫度為60 ℃時(shí)效果最佳。

2. 1. 3 葡萄糖淀粉酶添加量對大米糖化液DE值的影響 物料經(jīng)擠壓處理及擠壓液化作用破壞了淀粉的多晶結(jié)構(gòu)，原來光滑平整的淀粉變得松散多孔，有利于葡萄糖淀粉酶的接觸和作用。從圖3可看出，葡萄糖淀粉酶添加量從0.10%到0.30%遞變時(shí)，大米糖化液DE值逐漸升高，當(dāng)葡萄糖淀粉酶添加量達(dá)0.25%和0.30%時(shí)，糖化液DE值間差異不顯著，可能是在糖化液中葡萄糖濃度高時(shí)，發(fā)生復(fù)合反應(yīng)。因此，為節(jié)約成本，選擇葡萄糖淀粉酶添加量為0.25%左右為宜。

2. 1. 4 普魯蘭酶添加量對大米糖化液DE值的影響 普魯蘭酶是脫支酶，能切開支鏈淀粉和糖原等分支點(diǎn)的α-1，6糖苷鍵，形成直鏈。其配合糖化酶發(fā)生反應(yīng)，提高淀粉糖的產(chǎn)量和品質(zhì)；與β-淀粉酶并用可生產(chǎn)出60%以上高麥芽糖漿及80%以上超高麥芽糖漿（Ye et al.，2012）。由圖4可知，隨著普魯蘭酶添加量的增加，大米糖化液DE值先增后降，添加量為0.15%時(shí)，DE值最高，為80%，顯著高于其他4個(gè)添加量的DE值。因此，選擇普魯蘭酶添加量為0.15%時(shí)，糖化效果最佳。

2. 1. 5 β-淀粉酶添加量對大米糖化液DE值的影響 由圖5可知，隨著β-淀粉酶添加量的增加，大米糖化液DE值先升后降，β-淀粉酶添加量0.10%和0.15%的DE值無顯著差異，但二者與酶添加量0.05%、0.20%和0.25%差異顯著。因此，選擇β-淀粉酶添加量為0.10%，糖化效果最佳。

2. 1. 6 pH對大米糖化液DE值的影響 由圖6可知，pH在4.0～6.0遞變時(shí)，大米糖化液DE值不斷降低，差異顯著。這與葡萄糖淀粉酶、普魯蘭酶和β-淀粉酶3種酶的最適作用pH有關(guān)，pH過高導(dǎo)致酶不可逆失活，失去催化反應(yīng)能力（Konsula and Liakopoulou-Kyriakides，2004；Mesa-stonestreet et al.，2012）。在糖化過程中，料液pH有所下降，應(yīng)及時(shí)檢測調(diào)整料液pH，為酶催化底物創(chuàng)造良好的作用環(huán)境。因此糖化液pH在4.0為宜。

2. 2 大米高轉(zhuǎn)化糖漿試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究大米糖漿生產(chǎn)主要酶系的優(yōu)化，根據(jù)Minitab 17.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中L9（34）正交設(shè)計(jì)方法，以葡萄糖淀粉酶添加量（A）、普魯蘭酶添加量（B）和β-淀粉酶添加量（C）作為3個(gè)考察因素，選取3個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)并對結(jié)果進(jìn)行極差分析，以確定最佳工藝條件。由表1可知，大米高轉(zhuǎn)化糖漿制備工藝中，影響DE值主次因素排序?yàn)椋害?淀粉酶添加量（C）>普魯蘭酶添加量（B）>葡萄糖淀粉酶添加量（A），最優(yōu)水平為A3B1C2，即葡萄糖淀粉酶添加量0.25%、普魯蘭酶添加量0.10%、β-淀粉酶添加量0.10%。最佳工藝組合不在正交表組合中，在最優(yōu)組合條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，大米糖漿DE值為91.3%。

2. 3 大米淀粉糖漿產(chǎn)品檢測結(jié)果

2. 3. 1 大米高轉(zhuǎn)化糖漿流變學(xué)性質(zhì)的測定 觸變性是指樣品隨著剪切速率的增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，停止作用力后，需一段時(shí)間樣品才能恢復(fù)到原來結(jié)構(gòu)的性質(zhì)（劉素慧等，2019）。觸變性中上下閉合的環(huán)是觸變環(huán)，觸變環(huán)面積與分子結(jié)構(gòu)破壞程度和黏度有關(guān)，觸變環(huán)面積越小，流變學(xué)穩(wěn)定性越高，口感越柔和，更有利于食品的加工生產(chǎn)（祁營利，2016；Singh and Kaur，2017）。由圖7可知，在剪切速率0～120 s-1范圍內(nèi)，大米糖漿和擠壓大米糖漿2個(gè)樣品均有觸變性，觸變環(huán)面積以大米糖漿大于擠壓大米糖漿。擠壓大米糖漿受到外力作用后，體系分子結(jié)構(gòu)破壞小，流變學(xué)穩(wěn)定性較高，較易恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)，因此其口感更細(xì)膩柔和。

2. 3. 2 糖分組成分析 采用保留時(shí)間結(jié)合峰面積對大米糖漿中糖組分進(jìn)行定性分析，通過混合標(biāo)樣可知葡萄糖、麥芽糖和果糖的出峰時(shí)間分別為8.443、13.123和7.578 min；由圖8可知，該大米糖漿的混合物主要是葡萄糖和麥芽糖，不含果糖。擠壓大米糖漿和大米糖漿在相同的保留時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)相應(yīng)的峰，說明2種大米糖漿均含有葡萄糖和麥芽糖。從圖譜的峰面積分析，2種糖分略有差異。

通過混合標(biāo)樣5種體積進(jìn)樣后得到葡萄糖、麥芽糖和果糖3種糖的峰值面積，以進(jìn)樣量含量為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)，二次曲線方程及其相關(guān)系數(shù)見表2。擠壓處理后大米高轉(zhuǎn)化糖漿DE值為91.3%，葡萄糖含量減少，麥芽糖含量升高。根據(jù)二次曲線計(jì)算出擠壓大米糖漿產(chǎn)品中葡萄糖和麥芽糖含量分別為48.30%和14.38%。其原因是大米粉經(jīng)二次擠壓作用發(fā)生大米淀粉糊化與液化，非淀粉組分鈍化，酶作用位點(diǎn)裸露，更有利于酶解糖化（張艷榮等，2013）。

2. 3. 3 大米高轉(zhuǎn)化糖漿紅外光譜圖分析 高轉(zhuǎn)化糖漿的主要成分是麥芽糖、葡萄糖和一些糊精。糖的峰一般在1200～1000 cm-1相互重疊。大米糖漿和擠壓大米高轉(zhuǎn)化糖漿紅外光譜顯示其主要成分為水和糖類，可能含有的糖為麥芽糖或淀粉，其中3371和1643 cm-1處有較強(qiáng)烈的吸收譜帶，官能團(tuán)為O-H，是淀粉糖漿對應(yīng)水的特征峰；1149、1155、1078和1032 cm-1處階梯峰對應(yīng)官能團(tuán)C-O-C鍵，為麥芽糖的特征峰（任靜等，2015）。由圖9可知，擠壓大米高轉(zhuǎn)化糖漿圖譜與大米糖漿的圖譜顯示基本吻合。

2. 3. 4 大米高轉(zhuǎn)化糖漿色差分析 色澤是淀粉糖品質(zhì)評價(jià)的重要指標(biāo)，直接影響人們對淀粉糖漿產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)劣的判斷。淀粉糖漿色澤要求無色或微黃色、清亮透明。大米糖漿和擠壓大米糖漿2個(gè)樣品各平行測試5次，取平均值作為色澤指標(biāo)，并計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）和ΔE，結(jié)果如表3所示。平行明度值L*反映樣品的透光性和色澤深淺，L*值越小，樣品的透光性越差，色澤越深。由表3的a*和b*值可知，樣品的色澤均偏向綠色和黃色色調(diào)。樣品色澤指標(biāo)的測試重復(fù)性均表現(xiàn)良好，擠壓大米糖漿L*高，透光性好，a*和b*值均有不同程度下降。ΔE表明擠壓大米糖漿與大米糖漿總色澤的變化情況，數(shù)值越大，代表色差越大。ΔE為5.33，說明擠壓大米糖漿色澤較大米糖漿色澤好，透明度高。

3 討論

淀粉糖主要是利用含有淀粉的谷物、薯類等為原料制作。張敏等（2017）以馬鈴薯淀粉為原料，以異構(gòu)酶為糖化酶制備高果糖漿，DE值高達(dá)96.32%，果糖含量為37.51%。楊志強(qiáng)和孟悅（2018）采用玉米粉噴射和α-淀粉酶液化制備淀粉糖，液化時(shí)間為90 min，該方法噴射液化時(shí)間長，耗水、耗能。傳統(tǒng)工業(yè)方法生產(chǎn)淀粉糖漿需先經(jīng)液化工序，當(dāng)液化DE值達(dá)14%～17%，再進(jìn)行糖化工序。本研究利用抗性淀粉大米碎米為原料，粉碎后通過雙螺桿擠壓高新技術(shù)對物料進(jìn)行處理。雙螺桿擠壓膨化機(jī)作為一種連續(xù)生物反應(yīng)器，經(jīng)螺紋的推動(dòng)作用、螺桿與套筒間的高剪切作用和外部對套筒的加熱作用，完成物料的破碎、混合、均化、凝膠化和組織化等過程，使物料分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，大米粉在擠壓機(jī)內(nèi)完成淀粉糊化及轉(zhuǎn)化成糊精和低聚糖；再結(jié)合食品級復(fù)合酶水解制備大米淀粉糖漿，省去了噴射液化工藝，縮短糖化時(shí)間，節(jié)約能耗，酶用量少。

糖化過程受酶的影響最大，糖化工藝效果一定程度上決定糖液的主要成分、質(zhì)量和口感。β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和普魯蘭酶通常用于淀粉糖漿生產(chǎn)的糖化過程，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶是糖化酶，普魯蘭酶是脫支酶，廣泛用于糖化工藝中，配合糖化酶使用，這3種酶是生產(chǎn)淀粉糖所需關(guān)鍵淀粉酶。其中，β-淀粉酶是一種外切型淀粉酶，作用于淀粉時(shí)從非還原性末端一次切開相隔的β-1，4鍵，最終產(chǎn)物均為β-麥芽糖（李軍瑞等，2021）；糖化酶對淀粉的水解作用是從淀粉的非還原性末端開始，依次水解α-1，4-葡萄糖苷鍵，順次切下每個(gè)葡萄糖單位，生成葡萄糖（Thymi et al.，2005）；普魯蘭酶水解支鏈淀粉、糖原等大分子化合物中α-1，6-糖苷鍵。掌握這3種酶的添加量，調(diào)節(jié)pH，控制糖化時(shí)間和糖化溫度，最終生產(chǎn)大米糖漿。于遠(yuǎn)洋（2016）以玉米淀粉為原料，研究玉米淀粉糖生產(chǎn)的關(guān)鍵酶系，通過單因素試驗(yàn)和正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到淀粉葡萄糖苷酶、β-淀粉酶和普魯蘭酶協(xié)同糖化的最佳工藝參數(shù)：β-淀粉酶添加量281.82 U/g、普魯蘭酶添加量0.354 U/g、淀粉葡萄糖苷酶添加量59.55 U/g、糖化溫度60 ℃、糖化時(shí)間40 h。傳統(tǒng)酶水解制備淀粉糖漿的方法流程長，投料量大，水用量多，過程復(fù)雜，噴射液化耗能高。本研究采用二次擠壓酶解對原料預(yù)處理與酶法水解結(jié)合制備大米高轉(zhuǎn)化糖漿，糖化4 h的效果較佳。糖化時(shí)間短可能因?yàn)閿D壓過程中在一定溫度下，淀粉受剪切力和摩擦力使淀粉鏈裸露，長鏈淀粉被剪切，為酶更好利用提供較大比表面積，縮短酶解時(shí)間。

劉秉書等（2019）加酶擠壓脫胚玉米制取高轉(zhuǎn)化糖漿，在DE值為63%糖液中，葡萄糖和麥芽糖含量分別為24.28和12.82 g/100 mL。Ofoedu等（2020）研究大米糖漿顏色，L*為60.16～68.57，ΔE為5.54～9.47。大米淀粉糖漿是淀粉經(jīng)酶法轉(zhuǎn)化而成的不完全水解產(chǎn)物，可分為高轉(zhuǎn)化糖漿、中轉(zhuǎn)化糖漿和低轉(zhuǎn)化糖漿，其中高轉(zhuǎn)化糖漿（DE>60%）主要成分是麥芽糖和葡萄糖（張佳麗等，2019）。本研究在DE值為91.3%的糖液中，主要成分也是葡萄糖和麥芽糖，其含量分別為48.30%和14.38%，L*范圍和ΔE與Ofoedu等（2020）研究結(jié)果一致，表明本研究制備的大米糖漿色澤好，透明度高。

4 結(jié)論

通過雙螺桿擠壓酶解預(yù)處理與酶法水解結(jié)合制備的大米糖漿品質(zhì)好，色澤透明，口感細(xì)膩柔和，可作為首選甜味劑添加到各類食品中。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）