中溫α—淀粉酶水解糯玉米汁的工藝條件

蘇愛梅 吳海燕 唐明霞 陳慧

摘要：糯玉米營養(yǎng)豐富，口感易于接受，黏滯性以及消化率都較高，加溫處理后具有較好的膨脹力和透明性，近年來其相關(guān)產(chǎn)品糯玉米汁飲料也逐漸受到廣大消費者的喜愛。以蘇玉糯1號玉米粒為原料，將煮熟的玉米粒按照 1 g ∶4 mL 的料液比進(jìn)行混合打漿處理，研究溫度、時間、中溫α-淀粉酶的添加量對糯玉米汁水解效果的影響。通過正交試驗確定玉米汁中溫α-淀粉酶水解的最佳條件為：溫度75 ℃，時間60 min，加酶量0.080%；通過驗證試驗也表明此工藝效果最佳。

關(guān)鍵詞：蘇玉糯1號；糯玉米汁；飲料；中溫α-淀粉酶；DE值；酶解工藝

中圖分類號：TS275.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0306-02

糯玉米作為玉米屬的一個亞種，起源于中國，最先在我國的西南地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，是由當(dāng)?shù)胤N植的硬粒玉米發(fā)生基因突變，并經(jīng)人工選擇而保存下來的一種玉米新類型[1]，其特有的基因決定了糯質(zhì)玉米胚乳淀粉全部為支鏈淀粉，且富有黏性[2]，籽粒不透明、有光澤、堅硬、平滑，煮熟后黏軟，別稱黏玉米或蠟質(zhì)玉米，是一種老少皆宜的、對身體健康有益的糧食作物。20世紀(jì)70年代，我國糯玉米育種事業(yè)起步；直到20世紀(jì)90年代，隨著市場和國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國相繼培育出了中糯1號、中糯2號、蘇玉糯1號、蘇玉糯2號等一系列的糯玉米新品種[3]；目前，我國糯玉米的種植面積已經(jīng)達(dá)到33萬hm2，主要分布在長江三角洲地區(qū)，約占40%以上。

糯玉米營養(yǎng)價值高，除含有蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、鈣、鐵、磷等營養(yǎng)物質(zhì)外，還含有多種維生素、胡蘿卜素、硒等營養(yǎng)物質(zhì)。其中含蛋白質(zhì)10.6%、氨基酸8.3%左右，賴氨酸含量比普通玉米高16%～74%[4]。糯玉米不僅營養(yǎng)豐富，而且保健功能顯著，能降低血脂和血壓、預(yù)防癌癥、提神健腦等。糯玉米汁作為一種新型谷物飲料，符合飲料工業(yè)的發(fā)展趨勢，口感好、飲用方便、更容易吸收，因此受到廣大消費者青睞，具有很好的市場前景。然而，由于糯玉米中含有較多的淀粉，對于制成飲料后的穩(wěn)定性有不利的影響，在加工中一般須要水解，即利用α-淀粉酶將玉米中的淀粉水解降解成糊精、低聚糖、單糖、雙糖等，從而提高玉米汁的穩(wěn)定性。本研究以期通過對糯玉米汁中溫α-淀粉酶水解工藝的研究，確定最佳的酶解工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試糯玉米品種為蘇玉糯1號，由江蘇沿江地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

試驗試劑主要為中溫α-淀粉酶（酶活力6 000 U/g）、氯化鈣、氫氧化鈉、葡萄糖等。

1.2 試驗設(shè)備

PHS-29A型酸度計，上海第二分析儀器廠；分析天平，北京賽多利斯天平有限公司；電熱恒溫水浴鍋，上海醫(yī)療器械廠；阿貝折射儀，上海光學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 酶解工藝流程 酶解工藝流程主要為：蘇玉糯1號玉米—剝粒、去芯—打漿 （料液比1 g ∶4 mL，反應(yīng)溫度60 ℃）—糊化（90 ℃，15 min）—加淀粉酶水解—滅酶（100 ℃，10 min）—測定指標(biāo)。

1.3.2 中溫α-淀粉酶水解工藝條件的研究 （1）中溫α-淀粉酶添加量對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁在pH值自然的條件下分為6組，分別添加0.035%、0.050%、0.065%、0.080%、0.095%、0.100%的中溫α-淀粉酶。在65 ℃的條件下恒溫液化30 min，測定DE值。（2）液化時間對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為 1 g ∶4 mL 的蘇玉糯1號玉米汁在pH自然的條件下分為6組，分別添加0.080%的中溫α-淀粉酶，在70 ℃的條件下分別恒溫20、30、40、50、60、70 min，測定DE值。（3）液化溫度對玉米汁品質(zhì)的影響。將料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁在pH值自然的條件下分為6組，分別添加0.080%的中溫α-淀粉酶，分別在35、45、55、65、75、85 ℃的條件下水浴30 min，測定DE值。（4）玉米汁中溫α-淀粉酶最佳工藝參數(shù)的確定。根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇溫度、時間、加酶量進(jìn)行3因素3水平正交試驗，確定最佳工藝參數(shù)。

1.3.3 測定方法 DE值指還原糖（以葡萄糖計）占糖漿干物質(zhì)的百分比。分別測定糯玉米汁液化前后的還原糖含量、可溶性固形物含量，然后計算出DE值，以此作為淀粉酶解程度的指標(biāo)[5-6]。相關(guān)計算公式為：

DE=（A1-A0）/[（B1-B0）×P]。

式中：A1為水解后100 mL汁液中的還原糖含量，g；A0為水解前100 mL汁液中的還原糖含量，g；B1為水解后汁液的可溶性固形物含量，0Bx；B0為水解前汁液的可溶性固形物含量，0Bx；P為糯玉米汁的密度，g/mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 中溫α-淀粉酶添加量對玉米汁品質(zhì)的影響

圖1表示在糯玉米汁中分別添加不同量的中溫α-淀粉酶，在65 ℃的條件下恒溫液化60 min，DE值的變化情況。可以看出，糯玉米汁的DE值呈一直上升的趨勢，在加酶量為0080%之前迅速上升，大于0.080%之后趨于平緩。因此，本試驗的中溫α-淀粉酶的添加量選擇0.080%。

2.2 液化時間對玉米汁品質(zhì)的影響

圖2表示在糯玉米汁中添加0.080%的中溫α-淀粉酶，在65 ℃的條件下，隨著恒溫液化時間的變化，DE值的變化情況。可以看出，液化反應(yīng)的時間越長，DE值越大，小于60 min時DE值增長較為迅速，大于60 min之后DE值趨于平緩。因此，本試驗中的時間選擇60 min。

2.3 液化溫度對玉米汁品質(zhì)的影響

圖3表示在在糯玉米汁中添加0.080%的中溫α-淀粉酶，在不同的條件下恒溫液化60 min，DE值的變化情況。可以看出，液化溫度在低于75 ℃時DE值快速增加，高于75 ℃時DE值反而下降。因此，本試驗中溫度選擇75 ℃。

2.4 蘇玉糯1號玉米汁液化最佳工藝參數(shù)的確定

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇液化溫度、液化時間、加酶量3個因素，進(jìn)行L9（33）正交試驗，設(shè)計因素水平（表1）；進(jìn)一步進(jìn)行正交試驗，以確定最佳提取工藝條件，結(jié)果見表2。

由極差R值的大小可知，對蘇玉糯1號玉米汁淀粉酶水解效果的影響因素從大到小為加酶量﹥液化溫度﹥液化時間；由均值k可知，最優(yōu)組合為A2B2C2，即液化溫度75 ℃，液化時間60 min，加酶量0.080%。

2.5 驗證試驗

由于最佳酶解工藝組合A2B2C2在正交試驗表中沒有，須要對其進(jìn)行試驗驗證。取料液比為1 g ∶4 mL的蘇玉糯1號玉米汁3份，每份500 mL，按照上述最佳工藝條件進(jìn)行酶解。結(jié)果表明，平均DE值為1.545 1（表3），高于正交設(shè)計表中的組合，RSD=0.59%，由此可知優(yōu)化出的最佳酶解工藝是穩(wěn)定可靠的。

3 結(jié)論

糯玉米汁飲料作為營養(yǎng)保健、方便快捷的保健型飲料，口感香甜、成本低廉、工藝操作簡單。然而當(dāng)今市場上糯玉米汁飲料還比較少，因此其市場前景廣闊，值得食品企業(yè)開發(fā)利用。

通過單因素試驗和正交試驗表明，對蘇玉糯1號玉米汁液化效果的影響因素從大到小為加酶量﹥溫度﹥時間；蘇玉糯1號玉米汁中溫α-淀粉酶水解的最佳條件為：液化溫度75 ℃，液化時間60 min，加酶量0.080%。正交試驗及驗證試驗結(jié)果都表明，該酶解工藝效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳樹賓，李魯華，王 婷，等. 糯玉米的開發(fā)利用及其高產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 新疆農(nóng)墾科技，2002（4）：7-8.

[2]武寶云，王素芬. 發(fā)展優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)糯玉米幾大環(huán)節(jié)技術(shù)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2011（4）：42-43.

[3]佘花娣，蘇勝宇，張冬梅. 我國糯玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 科技風(fēng)，2012（11）：252，256.

[4]王靜波，梁建娥，翟冷楚，等. 糯玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)及發(fā)展前景[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息，2013（8）：18-19，21.

[5]夏 輝. 甜玉米發(fā)酵酸乳加工工藝研究[D]. 西安：陜西師范大學(xué)，2007.

[6]姜錫瑞，段 鋼. 新編酶制劑實用技術(shù)手冊[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.