酶解法生產(chǎn)小米飲料的研究

朱建軍，許寧，肖芳，趙國華，*

（1.錫林郭勒職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000；2.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400716）

小米（Setaria italica），中國古稱稷或粟，亦稱作粱，它是脫殼制成的糧食，呈淺黃或深黃色，有較硬的質(zhì)地，制成品具有甜香味。它發(fā)源于我國北方黃河流域，在中國古代是主要糧食作物，有“百谷之長”的美譽(yù)，小米營養(yǎng)價(jià)值高，富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、多不飽和脂肪酸、VB1、膳食纖維等對人體有益的功能成分，深受廣大消費(fèi)者青睞，因此，其市場需求量與日俱增。隨著人們對保健功能食品的認(rèn)識逐步提高及食品工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，近年來，國內(nèi)外以小米為基料的各種新型主食品、飲料制品應(yīng)運(yùn)而生。本實(shí)驗(yàn)以小米為主要原料，采用淀粉酶酶解法對其進(jìn)行加工，以期開發(fā)、研究出一款適合人們口味的、具有較高營養(yǎng)價(jià)值的飲品，為日后小米產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用提供基礎(chǔ)性研究依據(jù)，也為谷物深加工提供一條可供選擇的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小米：市售“沁洲黃”小米 ；α-淀粉酶：酶活（3700 kat/g），奧博星生物技術(shù)有限公司；檸檬酸：分析純（AR），重慶南方試劑廠；果葡糖漿：分析純（AR），重慶成都科龍化工試劑廠；海藻酸鈉：分析純（AR），青島明月海藻集團(tuán)有限公司；酪蛋白酸鈉：分析純（AR），鄭州藍(lán)宇化工有限公司。

Sarorius型電子天平：北京賽多利斯儀器有限公司；M50膠體磨：上海諾尼輕工機(jī)械有限公司；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市富華儀器有限公司；CYB型實(shí)驗(yàn)室用高壓均質(zhì)機(jī)：上海高壓均質(zhì)機(jī)廠；4K15臺(tái)式冷凍離心機(jī)：德國SIGMA；721可見分光光計(jì)：上海精科科學(xué)儀器廠；DHG-9240-A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

原料選擇與處理→高溫糊化→α-淀粉酶處理小米漿→高溫滅酶→分離→調(diào)配均質(zhì)→灌裝殺菌

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.2.2.1 原料選擇與處理

挑出小米中的雜質(zhì)異物，用清水清洗干凈備用，在水中浸泡5 h，用膠體磨將小米打漿。

1.2.2.2 高溫糊化

將小米漿煮沸10 min。

1.2.2.3 α-淀粉酶處理小米漿

向小米漿中加入α-淀粉酶，采用單因素和正交試驗(yàn)方法確定α-淀粉酶的最佳作用條件。

1.2.2.4 高溫滅酶

將小米漿煮沸3 min進(jìn)行滅酶。

1.2.2.5 分離

使用離心機(jī)分離小米漿，獲得上清液。

1.2.2.6 調(diào)配均質(zhì)

向上清液中加入檸檬酸0.25%，加入果葡糖漿5%，海藻酸鈉，酪蛋白酸鈉進(jìn)行調(diào)配，以達(dá)到最佳口感，然后使用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)。

1.2.2.7 灌裝殺菌

將均質(zhì)后的溶液預(yù)熱后趁熱定量灌裝、壓蓋密封，用巴氏滅菌法（滅菌溫度115℃，時(shí)間15 min）進(jìn)行殺菌，冷卻，即得成品。

1.3 檢驗(yàn)方法

1.3.1 DNS法測定DE值（葡萄糖值）

DE值/%=還原糖含量/固形物含量×100。

還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制（DNS法測定還原糖[1]）：以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。

圖1 DNS標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 DNS standard curve

固形物含量測定：準(zhǔn)確吸取酵解母液10 mL放入恒重干燥小燒杯中，放入烘箱105℃下烘至恒重。同時(shí)做2個(gè)平行測定，結(jié)果取其平均值[2]。

1.3.2 原料利用率的測定

1）取20 g小米放入烘箱中烘干至恒重，稱重得到20 g小米的干重；

2）離心酶解液，將沉淀物倒至恒重干燥培養(yǎng)皿中，烘至恒重，稱重；

3）原料利用率/%=（1－離心沉淀物干重/小米干重）×100。

1.3.3 感官指標(biāo)

制作感官評定分析表[2-3]，見表1。

由10位以上的食品專業(yè)研究生組成評價(jià)小組對產(chǎn)品進(jìn)行感官評定、打分。評價(jià)時(shí)間安排在下午3點(diǎn)～4點(diǎn)進(jìn)行。

表1 感官評定表Table 1 Sensory Evaluation Table

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解反應(yīng)的單因素試驗(yàn)

2.1.1 料液比對酶解反應(yīng)的影響

本試驗(yàn)選擇料液比 1∶10，1∶12，1∶14，1∶16，1∶18，1∶20（g/mL）為單因素，在酶解量（10 kat/g），酶解時(shí)間：40 min，酶解溫度：55℃的條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)。如圖2所示。

圖2 料液比對酶解反應(yīng)的影響Fig.2 The effect on enzymolysis of solid-liquid ratio

由圖2可知，隨著料液比的增大，DE值和原料利用率也在增大，在料液比 1∶14（g/mL）到 1∶18（g/mL）之間可達(dá)到最大值，隨后逐漸減小。

2.1.2 加酶量對酶解反應(yīng)的影響

本試驗(yàn)選擇加酶量 10、12、14、16、18、20 kat/g 為單因素，在料液比 1∶14（g/mL），酶解時(shí)間：40 min（g/mL），酶解溫度：55℃的條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)，如圖3所示。

圖3 加酶量對酶解反應(yīng)的影響Fig.3 The effect on enzymolysis of enzyme dosage

由圖3可知，隨著加酶量的增大，DE值和原料利用率也在增大，在加酶量14 kat/g到18 kat/g之間可達(dá)到最大值，隨后逐漸減小。

2.1.3 酶解時(shí)間對酶解反應(yīng)的影響

本試驗(yàn)選擇酶解時(shí)間 20、30、40、50、60 min 為單因素，在料液比 1∶14（g/mL），加酶量：16 kat/g，酶解溫度：55℃的條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)。如圖4所示。

圖4 酶解時(shí)間對酶解反應(yīng)的影響Fig.4 The effect on enzymolysis of enzymolysis time

由圖4可知，隨著酶解時(shí)間的增大，DE值和原料利用率也在增大，在酶解時(shí)間30 min到50 min之間可達(dá)到最大值，隨后逐漸減小。

2.2 酶解反應(yīng)正交試驗(yàn)

參照單因素試驗(yàn)結(jié)果，以影響酶解反應(yīng)的料液比，加酶量和酶解時(shí)間為3個(gè)影響因素，取各自的不同水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。參考L9（34）的正交設(shè)計(jì)表，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，詳見表 2、表 3[3]。

表2 正交試驗(yàn)因素表Table 2 Orthogonal experiment factors table

由表3可得出以下結(jié)論，對小米飲料的DE值產(chǎn)生影響的因素由大到小的順序?yàn)锽>C>A，即：加酶量>酶解時(shí)間>料液比；而對小米飲料原料利用率產(chǎn)生影響的因素由大到小的順序?yàn)椋築>A>C，即：加酶量>料液比>酶解時(shí)間。可得出最優(yōu)組合是A2B3C3，確定最佳配比為：加酶量18 kat/g，酶解時(shí)間50 min，料液比1∶16（g/mL）。對此配比進(jìn)行2次驗(yàn)證試驗(yàn)，將結(jié)果取平均值，得到產(chǎn)品的DE值為42.23，原料利用率為77.52%，結(jié)果說明此配比達(dá)到最佳。

2.3 感官評定分析結(jié)果

感官評定分析結(jié)果，見表4。

由表4可以看出，本研究研制出的小米飲料感官平分很高（40/45），消費(fèi)者的接受性好。具有良好的開發(fā)生產(chǎn)前景。

表3 L9（34）正交試驗(yàn)表Table 3 L9(34)Orthogonal experiment table

表5 感官指標(biāo)調(diào)查結(jié)果Table 5 Results of Sensory Investigation

2.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)

參考相關(guān)資料[4-8]，將酪蛋白酸鈉，海藻酸鈉加入到酵解液中，添加量各為0.05%。經(jīng)測試其具有良好的穩(wěn)定性，可以保存至少3個(gè)月。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)得到小米飲料生產(chǎn)最優(yōu)的工藝參數(shù)為：料液比為 1∶16（g/mL），加酶量 18 kat/g，反應(yīng)時(shí)間 50 min，溫度55℃。水解物中添加果葡糖漿5%，檸檬酸0.25%，酪蛋白酸鈉和海藻酸鈉各為0.05%，成功地生產(chǎn)出了色澤淡黃、成色好、口味清淡、口感清爽、酸甜適度、穩(wěn)定性好的小米保健飲料。該產(chǎn)品感官評定優(yōu)良，消費(fèi)者接受性好，可保持穩(wěn)定3個(gè)月以上。

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