馬鈴薯飲料酶解工藝的優化

2017-09-21 12:30:06劉慶慶束俊霞李剛鳳謝勇侯廣松

安徽農學通報 2017年17期

劉慶慶+束俊霞+李剛鳳+謝勇+侯廣松

摘要：該研究以新鮮馬鈴薯為原料，通過單因素試驗和正交試驗確定了馬鈴薯飲料酶解的最佳工藝條件。結果表明，馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝條件為：料液比為1∶2（g/mL），α-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時間為2h，酶解溫度為60℃，此時飲料的可溶性固形物含量最高。

關鍵詞：馬鈴薯；酶解；可溶性固形物

中圖分類號 TS275 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）17-0122-03

Abstract：Take fresh potato as raw material by single factor test and orthogonal test to determine the optimum process conditions of potato beverage enzyme solution. Results show that the optimum enzymatic process conditions of potato beverage is the material liquid ratio of 1∶2，0.04% dosage of alpha amylase，saccharifying enzyme dosage is 0.03%，enzymolysis time is 2h，enzymolysis temperature was 60℃，the beverage of soluble solids content is the highest.

Key words：Potato；Enzymatic；Soluble solids

馬鈴薯（學名：Solanum tuberosum，英文：Potato），屬茄科多年生草本植物，不論是單產或規模其均有明顯優勢，且冬季可在南方種植，不擠占糧田[1]，是全球第四大重要的糧食作物[2]。馬鈴薯是我國糧菜兼用的作物，具有豐富的營養，是一種低熱量、高淀粉和高蛋白的綠色食品[3]，經常食用有益身體健康，可以預防和治療胃潰瘍、慢性胃炎等疾病[4]。

馬鈴薯飲料是用新鮮馬鈴薯加工調配而成，它是以水為分散質，以蛋白質、脂類為分散相的宏觀分散體系，呈乳狀，既有蛋白質形成的懸濁液，又有脂肪形成的乳濁液，還有糖、鹽等物質形成的真溶液，是一種復雜不穩定的體系[5]。目前，國內有關馬鈴薯飲料的研究較少，例如，陳健初等[6]對馬鈴薯乳酸發酵飲料進行研究；楊玉玲[7]研究確定了馬鈴薯酸奶的加工工藝和配方；韓占江等[8]研制了馬鈴薯奶飲料，并對其制作工藝進行了優化；劉振宇等[9]對馬鈴薯飲料配方進行了優化研究。貴州省是中國最早種植土豆的省份之一[10]，馬鈴薯資源豐富。本研究以馬鈴薯為主要原料，探索馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝，為馬鈴薯飲料的調配提供一定的技術參數，以期為地方經濟發展服務。

1 材料與儀器

1.1 材料馬鈴薯：市場銷售黃皮馬鈴薯；白砂糖：購于川硐上海華聯超市；檸檬酸：購于市場；蜂蜜：購于市場；α-淀粉酶，糖化酶：北京奧博星生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備 Alpha-1860S紫外可見分光光度計，上海譜元儀器有限公司；SPH-S實驗室高剪切均質機：上海世赫幾點設備有限公司；JJ-2型組織搗碎機：常州億通分析儀器制造公司；PAL-3糖度計，上海希言科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程挑選新鮮馬鈴薯→清水洗凈→切條→燙漂→打漿→酶解→滅酶→離心→調配→殺菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點（1）原料預處理：挑選健康體態均一的新鮮馬鈴薯，用清水將其洗干凈，用刀片在板面上將其切成條狀，置于沸水中煮熟，取出后立即用冷水將馬鈴薯表面沖洗干凈，瀝干。按一定的料水比用高速組織搗碎機打漿，取出用燒杯裝好備用。（2）酶解：往預處理過的馬鈴薯漿液中加入需要添加的酶，將馬鈴薯漿置于到90℃水浴中保持10min滅酶。經過酶滅活后的馬鈴薯漿在10min、4000r/min的條件，并收集上清液作為馬鈴薯汁液[11]。（3）調配：將蔗糖和檸檬酸在一定量的溫水中溶解，待完全溶解后，加入適量的蜂蜜，搖勻。（4）殺菌：調配好的馬鈴薯飲料灌裝，封口，用沸水殺菌20min，即完成。

1.3.3 指標測定（1）澄清度的測定[13]：用透光率（T%）表示，可見分光光度法的應用。消化離心后，以相同波長測定馬鈴薯汁，以蒸餾水的透光率為100%作參照。（2）可溶性固形物的測定[14]：直接用糖度計測得。

1.4 試驗設計分別以料液比、a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解時間、酶解溫度為單因素進行試驗，并通過正交試驗得出馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝條件。

2 結果與分析

2.1 料液比對馬鈴薯汁液的影響在50℃，α-淀粉酶添加量為0.05%，酶解2h的條件下研究料液比對汁液中可溶性固形物和汁液澄清度的影響。馬鈴薯與水的比例會影響飲料調配過程中的口感及風味，水分過多或過少都會對飲料的組織狀態、穩定性、口感等品質產生影響。由圖1可以看出，隨著料液比的變化，澄清度也隨之而變化，料液澄清度在料水比為1∶2時達到最好；可溶性固形物含量明顯隨著加水量的增加而減少。綜合可溶性固形物含量及透光率，料液比在1∶2時飲料的質量風味外觀及其組織結構狀態最佳。

2.2 α-淀粉酶的添加量對汁液可溶性固形物的影響在料液比為1∶2，酶解溫度50℃，酶解2h條件下，研究a-淀粉酶添加量對汁液的影響。由圖2可知，隨著a-淀粉酶添加量的增加，汁液中可溶性固形物含量持續增加，當α-淀粉酶的添加量在0.04%左右時，可溶性固形物達到最大，馬鈴薯中的淀粉物質基本被完全分解，繼續增大酶的用量，可溶性固形物含量不再增加，趨于平緩，因而確定α-淀粉酶淀粉酶的添加量為0.04%。endprint

2.3 糖化酶的添加量對汁液可溶性固形物含量的影響在料液比為1∶2，酶解溫度50℃，酶解2h條件下，研究添加糖化酶對馬鈴薯汁液的影響。由圖3可知，當糖化酶用量在0.01%～0.05%范圍內變化時，酶用量在0.02%時可溶性固形物含量達到峰值，因此確定糖化酶的添加量為0.02%。

2.4 酶解時間對可溶性固形物含量的影響在料液比為1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分別為0.04%、0.02%，酶解溫度50℃條件下，研究酶解時間對馬鈴薯汁液的影響。由圖4可知，隨著酶解時間的延長，可溶性固形物逐漸增加，約2h后達到最大值，之后趨于平緩。因此選擇最佳酶解時間為2h。

2.5 酶解溫度對可溶性固形物含量的影響在料液比為1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分別為0.04%、0.02%，酶解2h條件下，研究酶解溫度對馬鈴薯汁液的影響。由圖5可知，當酶解溫度達到60℃左右時，可溶性固形物含量達到峰值，之后溫度再增加降低了酶的活性，可溶性固形物含量出現下降趨勢。由此可以確定汁液的最佳酶解溫度為60℃。

2.6 馬鈴薯飲料酶解正交試驗在單因素試驗基礎上，選取了a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解時間、酶解溫度作為主要影響因素，通過L9（34）進行正交試驗，以可溶性固形物含量為指標確定馬鈴薯飲料酶解最佳工藝條件。正交因素水平表和正交試驗結果分別見表1和表2。由表2可以看出，馬鈴薯飲料最佳酶解工藝條件為A2B3C2D3，即a-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時間為2h，酶解溫度為60℃。由極差分析可知各因素對馬鈴薯飲料酶解后固形物含量影響的主次順序為：A>B>D>C，即a-淀粉酶添加量>糖化酶添加量>酶解溫度>酶解時間。由表3方差分析結果可知，a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和酶解溫度對馬鈴薯飲料酶解后可溶性固形物含量有顯著性影響（p<0.05）。正交試驗得到馬鈴薯飲料最佳酶解工藝最優組合為A2B3C2D3。由于最優組在正交試驗中沒有出現，所以進行驗證性試驗。在A2B3C2D3進行3次重復試驗，可溶性固形物含量平均值為9.2，由于其他試驗組結果，表明此優化工藝可行。

3 結論

通過單因素及L9（34）正交試驗，確定了馬鈴薯飲料酶解的最佳工藝條件為：a-淀粉酶添加量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時間2h，酶解溫度60℃，此條件下可溶性固形物含量最高為9.2°Be'。

參考文獻

[1]陳仕昌.馬鈴薯栽培技術要點[J].農技服務，2015（1）：43-43.

[2]楊思瓊.中國馬鈴薯產業化之路[J].種子，2007，26（10）：90-92.

[3]文麗.馬鈴薯營養價值探討[J].現代農業科技，2016，4：293-294.

[4]杜連啟.薯類食品加工技術[M].北京：化學工業出版社，2010∶5-6.

[5]鄭明初.甜玉米乳飲料加工工藝的研究[J].福建輕紡，2006（11）∶71-74.

[6]陳健初，葉興亁，蘇平，等.馬鈴薯乳酸發酵飲料的研究[J].食品工業，1993（2）∶33-34.

[7]楊玉玲.飲料型馬鈴薯酸奶的研究[J].中國糧油學報，1998（3）：49-51.

[8]韓占江，王偉華，李建寧.馬鈴薯奶飲料制作條件優化研究[J].廣東農業科學，2009（9）：133-135.

[9]劉振宇，胡林雙，劉尚武，等.馬鈴薯飲料配方的優化研究[J].中國馬鈴薯，2013（2）：106-111.