酶解工藝生產(chǎn)米粉的酶解效果研究

秦奉達(dá)，錢鋒，陳義保，羅志鋒

（杭州貝因美豆逗兒童營養(yǎng)食品有限公司，浙江杭州311113）

嬰幼兒米粉（又稱“嬰幼兒配方谷粉”、“營養(yǎng)米粉”或“嬰幼兒米糊”），是母乳或嬰兒配方食品不能滿足嬰兒營養(yǎng)需要以及嬰兒斷奶期間時(shí)，為補(bǔ)充嬰幼兒營養(yǎng)的輔助食品。目前嬰幼兒米粉的主要加工工藝為濕法（滾筒干燥技術(shù)）和干法（擠壓膨化技術(shù)）兩種[1-2]。其中濕法工藝生產(chǎn)的米粉具有復(fù)水性好、營養(yǎng)素分散均勻、火氣小且微生物控制較容易等優(yōu)點(diǎn)，是目前主流的加工工藝。由于嬰兒胃腸內(nèi)淀粉酶較少，對(duì)淀粉類食品的消化能力差，并且傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的米粉溶解、沖調(diào)性差，因此經(jīng)常導(dǎo)致嬰兒出現(xiàn)脹氣、腹瀉等消化問題[3]。前期研究[2-3]表明，酶法工藝米粉較傳統(tǒng)濕法米粉具有產(chǎn)品黏度低、沖調(diào)性好、易于消化等優(yōu)點(diǎn)，可以減少嬰兒食用后產(chǎn)生不適的可能。本實(shí)驗(yàn)通過研究酶添加量對(duì)產(chǎn)品感官方面的影響，通過快速黏度分析儀（Rapid Visio Analyser，RVA）對(duì)米粉黏度進(jìn)行分析，并結(jié)合糖度、DE 值等檢測結(jié)果綜合分析酶解效果，為酶降解法生產(chǎn)米粉提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

粳米：杭州豐源糧食貿(mào)易有限公司；α-淀粉酶：Advanced Enzymes 公司；鹽酸、硫酸銅、亞甲藍(lán)、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

E5/5 單滾筒干燥機(jī)：荷蘭高達(dá)公司；WAY-2S 阿貝折射儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司；HR83&HR83-P 水分測定儀：瑞士METTLER TOLEDO 公司；分析天平：上海精科天平有限公司；RVA-TecMaster 黏度測試儀：瑞典Perten 公司；酸式滴定管；電子調(diào)溫電爐：嘉興市欣欣儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酶解米粉生產(chǎn)工藝

1.3.2 糖度測定

根據(jù)WAY-2S 阿貝折射儀使用說明書：用干凈滴管吸1 滴樣品至棱鏡的表面上，通過目鏡觀察，調(diào)節(jié)手輪使明暗分界線準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)交叉線的交點(diǎn)，讀數(shù)并記錄，每個(gè)樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.3 DE 值測定

DE（以葡萄糖計(jì)）=還原糖含量/總干物質(zhì)含量×100%

其中還原糖含量測定參照GB/T 5009.7-2008《食品中還原糖的測定》[4]——直接滴定法。

1.3.4 水分含量測定

根據(jù)HR83&HR83-P 水分測定使用說明書：將米粉樣品均勻放置于樣品盤上，待干燥時(shí)間結(jié)束后，在顯示屏上讀出被測樣品的水分含量。

1.3.5 RVA 測定

淀粉的糊化特性測定采用AACC 提出的標(biāo)準(zhǔn)方法61-02 并進(jìn)行改良[5]。根據(jù)樣品的水分含量稱取一定重量的米粉及蒸餾水，混合于RVA 專用鋁盒內(nèi)，調(diào)成一定濃度的淀粉乳。具體測定條件如下：起始溫度35 ℃保持2 min，5 min 內(nèi)升至95 ℃并保持3 min，5 min內(nèi)降至35 ℃并保持5 min，測試時(shí)間為20 min。攪拌器在起始10 s 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為960 r/min，之后保持在160 r/min。測得黏度曲線，并通過RVA 專用測試軟件分析得到峰值黏度（Raw Peak）、最低黏度（Hold）、降落值（Breakdown）和最終黏度（Final Visc）等4 個(gè)特征參數(shù)，黏滯性值用“cP”作單位表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶添加量對(duì)米粉感官的影響

影響米粉酶解效果的主要因素有：調(diào)漿濃度、漿液pH、酶解溫度、酶添加量以及酶鈍化條件。米粉生產(chǎn)過程中，漿料的pH 一般不做調(diào)整，保持漿料pH 自然。本研究中，調(diào)漿濃度固定為50%，酶解溫度為常溫，僅考察酶添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 酶添加量對(duì)米粉感官的影響Fig.1 Effect of enzyme amount on sense of rice slurry

由圖1 可知，傳統(tǒng)方法（未經(jīng)酶解作用）生產(chǎn)的米粉沖調(diào)后表面無光澤，米粉攪拌阻力大且存在結(jié)塊；酶解處理的米粉沖調(diào)后表面有光澤，米粉攪拌阻力隨著酶添加量的增加而變小，其中酶添加量為0.05%的米粉沖調(diào)后呈液態(tài)。能量密度為一定量食物提供的能量值與能量推薦攝入量之比，由于嬰兒胃容積較小，沖調(diào)后過稀的米粉可提供的單位能量較低，難以滿足嬰兒的能量需求，因此米粉沖調(diào)后稀稠度應(yīng)適中，既不能呈液態(tài)也不能有結(jié)塊，以便在胃容量有限的條件下，提供滿足他們生長發(fā)育需要的能量[6]。酶添加量為0.03 %和0.01 %的米粉沖調(diào)后狀態(tài)可以滿足預(yù)期要求，其中酶添加量為0.01%的米粉沖調(diào)后較酶添加量為0.03%的米粉略稠。因此選取酶添加量為0.03%和0.01%的樣品進(jìn)行分析。

2.2 酶添加量對(duì)米粉糖度的影響

由2.1 進(jìn)一步分析未添加酶、酶添加量為0.03 %和酶添加量為0.01 %時(shí)糖度的變化情況，結(jié)果見圖2。

圖2 酶添加量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)米粉糖度的影響Fig.2 Effect of enzyme amount and reaction time on Brix of rice slurry

通過糖度值反映出米粉中可溶性固形物（含糖量）的變化情況。由圖2 和表1 可知，經(jīng)酶解處理的米粉其糖度高于未添加酶米粉的糖度，并且酶添加量越大，糖度越高。酶添加量為0.03%時(shí)，米粉的平均糖度為14.0 Brix，酶添加量為0.01%時(shí)，平均糖度為12.3 Brix，而未添加酶米粉的平均糖度僅為9.1 Brix。由此可以說明，經(jīng)酶解處理的米粉其可溶性固形物糖含量增加，因此糖度值較高。

2.3 酶添加量對(duì)DE 值的影響

α-淀粉酶既可作用于直鏈淀粉，也可作用于支鏈淀粉，通過水解淀粉中的α-1，4-糖苷鍵，將淀粉部分水解成麥芽糖、低聚糖和葡萄糖等，通過DE 值可以反映米粉的酶解程度。不同酶添加量米粉的DE 值變化見圖3。

圖3 酶添加量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)DE 值的影響Fig.3 Effect of enzyme amount and reaction time on DE value of rice slurry

由圖3 可知，未經(jīng)酶作用的米粉中沒有檢測出還原糖，其原因可能是樣品中糖的含量過少；此外，檢測方法的靈敏性略低可能造成無法檢測出樣品中微量的還原糖。在一定范圍內(nèi)，酶添加量越高，DE 值越高。由于漿料是通過管道輸送到滾筒上，因此儲(chǔ)漿罐中沒有輸送到滾筒的漿料會(huì)繼續(xù)與酶反應(yīng)，因此，DE 值隨時(shí)間的延長而逐漸升高。

2.4 米粉的黏度分析

未經(jīng)酶作用與酶添加量為0.03 %的黏度曲線見圖4，酶添加量為0.01%的黏度曲線見圖5。

米粉在升溫過程中黏度的特征值及其對(duì)應(yīng)的DE值見表2。

圖4 酶添加量為0.03%的RVA 曲線Fig.4 RVA profiles of 0.03%enzyme amount

圖5 酶添加量為0.01%的RVA 曲線Fig.5 RVA profiles of 0.01%enzyme amount

表2 米粉升溫過程中的特征值Table 2 RVA profile characteristics of rice slurry on temperature rise

表2 為米粉升溫過程中峰值黏度、最低黏度、最終黏度峰值等特征，其中降落值反映米粉熱糊的穩(wěn)定性，即抗剪切和耐熱性能；回生值為最終黏度與最低黏度之差，可衡量米粉冷糊的穩(wěn)定性和老化趨勢[7]。當(dāng)溫度升高時(shí)，米糊黏度升高，并達(dá)到峰值黏度。由圖4、圖5 和表2 可知，未經(jīng)酶作用的米粉峰值黏度最大，其次為酶添加量為0.01%的米粉，而酶添加量為0.03%的米粉峰值黏度最小，這可能是由于在升溫過程中未經(jīng)酶作用的米粉顆粒膨脹程度較大，酶添加量為0.03 %的米粉顆粒膨脹程度較小所致，這與最低黏度和最終黏度變化規(guī)律一致。此外，B1 的峰值黏度在同組4 個(gè)樣品中偏大，可能與前一鍋未添加酶的尾料殘留有關(guān)。在保溫期，吸水溶脹后的米粉顆粒變軟，在高溫和機(jī)械剪切力的作用下破碎，使黏度下降[8]。降落值反映淀粉的熱糊穩(wěn)定性，酶解處理米粉的降落值小于未經(jīng)酶作用的米粉，表明其溶脹后淀粉顆粒強(qiáng)度大，不易破裂，因此熱穩(wěn)定性好[9]?；厣捣从车矸劾浜姆€(wěn)定性和老化趨勢，由表2 可知，酶添加量為0.03%的回生值最小，其次為酶添加量為0.01%的米粉，未經(jīng)酶作用的米粉回生值最大，這與它們直鏈淀粉的聚合度和支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)有關(guān)，直鏈淀粉聚合度高，支鏈淀粉外鏈長的淀粉易于老化[9-10]，冷糊穩(wěn)定性差，這與舒慶堯等[11]在研究稻米R(shí)VA 譜特征與食用品質(zhì)的關(guān)系結(jié)果相似。

此外，米粉的最終黏度可以反映出樣品沖調(diào)后的感官狀況，酶的添加量越高，米粉酶解程度越大，因此其最終黏度越低，由圖4、圖5 和表2 可知，未經(jīng)酶作用的米粉最終黏度高于酶解處理的米粉最終黏度，酶添加量為0.01 %的米粉最終黏度高于酶添加量為0.03%的最終黏度。由于漿料在未輸送至滾筒前仍然在儲(chǔ)漿罐中進(jìn)行酶解反應(yīng)，因此同一酶添加量的米粉，由于酶解過程的不斷進(jìn)行，其最終黏度隨反應(yīng)時(shí)間逐漸下降。由于α-淀粉酶的酶解產(chǎn)物主要是還原糖，因此米粉的最終黏度逐漸下降，DE 值逐漸升高。

3 結(jié)論

本研究選取了0.05%、0.03%和0.01%3 個(gè)添加濃度，其中酶添加量為0.05%時(shí)，產(chǎn)品沖調(diào)后呈液態(tài)，能量密度較低不能滿足嬰兒營養(yǎng)需求，而酶添加量為0.03%和0.01%的產(chǎn)品沖調(diào)后感官狀態(tài)良好；酶添加量為0.03%的米粉糖度和DE 值均高于0.01%的糖度和DE 值；由RVA 曲線可知，加酶后的米粉熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，回生程度變小，且酶添加量越高，回生值越低。未經(jīng)酶作用的米粉其最終黏度高于經(jīng)過酶解處理的米粉，并且酶添加量越大，最終黏度越?。粚?duì)于同一酶添加量的米粉，其黏度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長呈下降趨勢，而DE 值則逐漸升高。研究結(jié)果為生產(chǎn)過程中工藝的控制提供理論指導(dǎo)，對(duì)于提升產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要應(yīng)用價(jià)值。

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