酶解工藝對改善發芽糙米口感的影響

曾 丹 李遠志 陳友清 陳倬澄 李思超 洪 雁

（1.廣州華南農業大學食品學院，廣東 廣州 510642；2.廣州西洋食品公司，廣東 廣州 510600）

酶解工藝對改善發芽糙米口感的影響

曾 丹1李遠志1陳友清2陳倬澄1李思超1洪 雁1

（1.廣州華南農業大學食品學院，廣東 廣州 510642；2.廣州西洋食品公司，廣東 廣州 510600）

為探索改善發芽糙米口感的途徑，采用物性測定與感官評定結合的方法，研究纖維素酶對發芽糙米米飯口感的影響。結果表明，最佳酶處理方案：酶解溫度為50℃，酶用量為1.5U／mL，pH 值為5.0，處理時間為60min。該條件下，纖維素酶處理使發芽糙米的硬度降低26.1%、黏著性增加7.0%、感官評分提高18.0%。

發芽糙米；酶解；口感

稻谷礱谷去殼為糙米，保留了糠層和胚芽（主要功能成分所在），讓糙米發芽即得發芽糙米。糙米發芽產生了系列生化反應，不僅富化了各種營養功效成分［1］，也改善了風味及消化性［2］；但其高含量的纖維素及其復合物使口感、蒸煮性、消化性較差，仍不及精白米。姚人勇等［3］對糙米采用纖維素酶處理，以蒽酮比色法考量酶解效果，得出10g糙米酶降解可生成的糖量高達45.201 5mg，表明糙米纖維素得以部分降解，食用性得以改良。本試驗引入外源酶（纖維素酶）對發芽糙米進行進一步處理，通過理化分析（TPA測試）和感官評定綜合考察發芽糙米米飯的品質變化。期望酶解工藝能使發芽糙米米飯硬度降低、黏著性增加，使口感得以有效改善，為打造“藥食同源”的發芽糙米主食工藝提供依據［4］。

1 材料和方法

1.1 材料、試劑與儀器

發芽糙米：從化西洋食品有限公司；

纖維素酶：15U／mg，上海惠興生化試劑有限公司；

檸檬酸、檸檬酸鈉：分析純，廣州化學試劑廠；

超高壓設備：HPP1L－500L／800MPa，包頭科發高壓科技有限責任公司；

物性分析儀：TA.XT plus，英國SMS公司；

電熱恒溫水槽：DK－8D，上海森信實驗儀器有限公司；

電子天平：BS110S，北京賽多利斯天平有限公司；

pH計：SP－707，北京金紫光儀器儀表銷售公司；

電熱鼓風干燥箱：101－1型，上海滬南科學儀器聯營廠；

微電腦電磁爐：美聯C－18B，廣東銀港科技有限公司。

1.2 方法與設計

1.2.1 技術路線 稱取25g發芽糙米，于40mL一定pH的檸檬酸—檸檬酸三鈉緩沖液，加入一定量的纖維素酶，在一定溫度下處理一段時間后，用適量蒸餾水清洗干凈，于40℃ 熱風干燥4h，蒸煮（參照 GB／T 15682——2008）成米飯備用，再對其進行物性測定和感官評定。

1.2.2 酶解工藝的單因素試驗

（1）酶用量：pH為5.0，酶解溫度50℃，酶用量分別為0.075，0.15，0.75，1.5，1.8U／mL，酶解90min。以米飯的硬度與黏著性為評價指標，確定纖維素酶適宜的添加量。

（2）酶解溫度：pH 為5.0，酶解溫度分別取40，45，50，55，60℃，酶用量0.75U／mL，酶解90min。以米飯的硬度與黏著性為評價指標，確定適宜的作用溫度。

（3）酶解時間：pH 為5.0，酶解溫度50℃，酶用量0.75U／mL，酶解時間分別取30，60，90，120，150min。以米飯的硬度與黏著性為評價指標，確定適宜的酶解時間。

（4）pH 值：pH 分別為4.0，4.6，5.0，5.6，6.0，酶解溫度50℃，酶用量0.75U／mL，酶解90min。以米飯的硬度與黏著性為評價指標，確定適宜的pH。

1.2.3 酶解工藝的正交試驗 以單因素試驗結果為基礎，選擇L9（34）正交表和各因素適當水平，進行正交試驗，考察各因素不同水平組合對酶解反應的綜合影響。

1.2.4 發芽糙米米飯的物性測定 TPA（texture profile analysis）測試又被稱為兩次咀嚼測試，主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動對樣品進行兩次壓縮［5］。測試裝置與微機連接，通過界面輸出質地測試曲線，從中可以分析質地特性參數如硬度、脆性、粘附性、粘聚性、彈性、膠著度、咀嚼性、回復性等。鄭志等［6］曾指出決定粳稻適口性的質地指標是黏著性與硬度。本試驗用TA－XT plus質地分析儀，采用TPA（textureprofile analysis）模式，取10g米粒完整的熱干樣品于載物臺上，平行3次以上。分別測定各種處理的發芽糙米的硬度和黏度。

試驗參數：探頭型號SMSP36R，測試前速度2.0mm／s，測試速度1.0mm／s，測試后速度10.0mm／s，壓縮比為70%。

1.2.5 發芽糙米米飯的感官評定 評定小組由10人組成。參照GB／T 15682——2008制定評分標準（見表1），均按10分制進行打分。感官評價總分為100分，各項指標在綜合評分中所占權重分別為0.1，0.25，0.1，0.3，0.25。

表1 感官評價指標Table 1 Sensory evaluation standards

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 酶用量對發芽糙米口感的影響 由圖1可知，隨著酶用量的增加，硬度和黏著性變化趨勢很相似，其中硬度逐漸下降，當酶用量達到1.5U／mL時，米飯硬度最小，繼續增加酶用量，米飯硬度不再下降；黏著性逐漸上升，當酶用量1.5U／mL時黏著性接近最大值。這可能是底物濃度一定的緣故。可知酶用量1.5U／mL時較理想。

圖1 酶用量對發芽糙米米飯硬度和黏著性的影響Figure 1 Amount of enzyme impact on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.2 溫度對發芽糙米口感的影響 由圖2可知，硬度在40～45℃迅速下降；45～55℃硬度緩慢上升；而55～60℃硬度快速上升，45℃時最低。可見溫度對該酶活性影響較大，可能是45℃以下，酶活性隨著溫度上升而增強，大于45℃ 時會抑制酶的活性；55℃以上抑制作用更明顯。黏著性隨溫度上升而上升，40～50℃斜率較50～60℃大，說明纖維素酶在40～50℃能使發芽糙米米飯的黏著性有較大程度的增長。可見酶對黏著性的作用并未因溫度的上升而出現抑制效果，可能是因為一定范圍內的溫度上升，利于米粒吸水，促進米粒淀粉緩慢糊化，利于黏著性提高。

圖2 酶解溫度對發芽糙米米飯硬度和黏著性的影響Figure 2 Hydrolysis temperature on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.3 時間對發芽糙米口感的影響 由圖3可知，酶解時間在120min之前，硬度隨著酶解時間的延長而減少，120min之后，硬度的改變不太顯著。對于黏著性，在30min到150min的范圍內不斷增加，幾乎呈直線關系。從改善糙米的硬度和黏著性看，最優處理時間為150min，但也應考慮浸泡時間對米粒外觀結構的影響。

圖3 酶解時間對發芽糙米米飯硬度和黏著性的影響Figure 3 Hydrolysis time on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.4 pH值對發芽糙米口感的影響 由圖4可知，pH對硬度和黏著性影響的變化趨勢相似。當pH在4.0～5.0時，隨著pH增加，硬度減少、黏著性增加，在pH為5.0時硬度最小、黏著性最大，當pH大于5.0時，硬度明顯上升、黏著性上升。可能是pH值直接影響到纖維素酶的活性造成的，此處最佳pH值5.0。

圖4 酶解pH對發芽糙米米飯硬度和黏著性的影響Figure 4 Hydrolysis pH on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.2 正交試驗

纖維素酶酶解正交試驗因素水平見表2，試驗設計與結果見表3。

表2 纖維素酶酶解正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for cellulase

由表3可知，因素A為黏著性主要因素，一般酶活性對溫度較敏感，感官評定和硬度（A1）均在較低溫度取得較優值；黏著性與溫度呈正相關，還應考慮溫度對淀粉糊化的影響，且A2和A3黏著性差別不大；綜合考慮選取水平A2。對于因素B，感官評價（B1）與黏著性（B3）是次要因素，考慮到試驗耗時及長時間浸泡對米粒影響等問題，時間短的處理優先，此時硬度也最佳，即B1。對于因素C，感官評價（C2）和硬度（C2）都是第一因素，黏著性（C1）是不重要因素，選C2。對于因素 D，黏著性（D2）、感官評價（D3）、硬度（D3）都是第二主要因素，兼顧大部分因素，選D3。

綜合上述分析，最優方案為A2B1C2D3，即試驗4。在溫度為50℃，酶用量為1.5U／mL，pH為5.0下處理60min。此時，感官評定和硬度均為最優值，黏著性僅居中，相對普通發芽糙米均有較大改善。由表4可知，最優方案的酶處理時，發芽米米飯的感官評分提高18.0%，硬度降低26.1%，黏著性增加7.0%。

表3 纖維素酶酶解正交試驗結果與分析Table 3 Results of orthogonal test of cellulase hydrolysis

續表3

表4 酶處理對發芽糙米米飯品質的影響Table 4 Effect of cellulase hydrolysis on the qualities of germinated brown rice

3 討論

（1）糙米雖自身會因發芽這一過程而產生一定的酶系，對口感已經有了一定的改善作用，但仍與精白米口感有著較大差距。本試驗嘗試再引入外源酶（纖維素酶）對發芽糙米繼續酶降解，對處理過的發芽糙米米飯進行物性測定和感官評定，表明米飯硬度下降、黏著性增加、口感評分也提高了。另外，pH值對發芽糙米的口感影響也較大，本試驗采用檸檬酸－檸檬酸三鈉緩沖液，檸檬酸本身可令米飯更透明、更有光澤并且更具有黏性［6］。

（2）米飯的軟硬程度和黏性強弱，通過品嘗不易作出精確判斷［7］，本試驗采用物性分析儀進行TPA物性測試，輔以感官評定，對米飯食味品質進行模擬測定，較感官鑒定具有用樣量少、省時省力、客觀等優點，為稻米食味鑒定提供了一個新的研究、評價手段。

（3）本次試驗所用纖維素酶單一，在以后研究中可嘗試用多種纖維素酶系或其他外源酶（如植酸酶），對發芽糙米進一步降解以迎合大眾口感。相比單一酶，多種酶水解對米粒的作用相對均勻，能緩解對其結構造成的損傷。

1 徐莉珍，李遠志，肖南，等.糙米發芽工藝及其營養成分變化研究［C］／／［專著主要責任人不詳］.“亞運食品安全與廣東食品產業創新發展”學術研討會暨2009年廣東省食品學會年會論文集.廣州：暨南大學出版社，2009：4～8.

2 鄭藝梅，鄭琳，華平，等.不同干燥方式對發芽米品質的影響［J］.食品工業科技，2005，26（12）：55～56.

3 姚人勇，劉英.響應面分析法優化糙米纖維酶解工藝［J］.食品科技，2009，34（11）：55～56.

4 黃迪芳，陳正行.發芽糙米［J］.糧食與油脂，2004（4）：17～18.

5 戰旭梅，鄭鐵松，陶錦鴻.質構儀在大米品質評價中的應用研究［J］.食品科學，2007，28（9）：62～65.

6 鄭志，張原箕，羅水忠，等.添加劑對方便米飯特性的影響［J］.中國水稻科學，2010，31（24）：120～123.

7 張玉榮，周顯青，楊蘭蘭.大米是為品質評價方法的研究現狀與展望［J］.中國糧油學報，2009，24（8）：155～160.

Cellulose enzyme hydrolysis process to taste improving of germinated brown rice

ZENG Dan1LI Yuan－zhi1CHEN You－qing2ZHEN Zhuo－cheng1LI Si－chao1HONG Yan1

（1.College of Food Science，South China Agriculture University，Guangzhou，Guangdong510642，China；2.Guangzhou Xi Yang Food Co.，Ltd，Guangzhou，Guangdong510900，China）

In order to improve the taste of germinated brown rice，the physical properties and sensory evaluation of germinated brown rice were investigated as indicators to study the effect of cellulase on the taste and texture of the rice.The optimum conditions of enzymatic treatment were the temperature 50℃，enzyme dosage 1.5U／mL，pH 5.0，the total processing time 60min.The results showed that cellulase treatment could reduce the hardness of germinated brown rice by 26.1%，increase the adhesiveness by 7.0%and sensory evaluation score by 18.0%.

germinated brown rice；cellulose enzyme hydrolysis；taste

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.017

廣東省教育部產學研項目（編號：2009B090300293）；2010年廣州市科技項目（編號：2010Z1－E441）

曾丹（1987－），女，華南農業大學在讀碩士研究生。

E－mail：zengdan0923＠126.com

李遠志

2011－06－10