酶解法生產小米飲料的研究

朱建軍，許寧，肖芳，趙國華，*

（1.錫林郭勒職業學院，內蒙古 錫林浩特 026000；2.西南大學食品科學學院，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，有較硬的質地，制成品具有甜香味。它發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，小米營養價值高，富含優質蛋白質、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識逐步提高及食品工業技術的發展，近年來，國內外以小米為基料的各種新型主食品、飲料制品應運而生。本實驗以小米為主要原料，采用淀粉酶酶解法對其進行加工，以期開發、研究出一款適合人們口味的、具有較高營養價值的飲品，為日后小米產品的開發應用提供基礎性研究依據，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），青島明月海藻集團有限公司；酪蛋白酸鈉：分析純（AR），鄭州藍宇化工有限公司。

Sarorius型電子天平：北京賽多利斯儀器有限公司；M50膠體磨：上海諾尼輕工機械有限公司；HH-6型數顯恒溫水浴鍋：金壇市富華儀器有限公司；CYB型實驗室用高壓均質機：上海高壓均質機廠；4K15臺式冷凍離心機：德國SIGMA；721可見分光光計：上海精科科學儀器廠；DHG-9240-A型電熱恒溫鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司。

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→調配均質→灌裝殺菌

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原料選擇與處理

挑出小米中的雜質異物，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進行滅酶。

1.2.2.5 分離

使用離心機分離小米漿，獲得上清液。

1.2.2.6 調配均質

向上清液中加入檸檬酸0.25%，加入果葡糖漿5%，海藻酸鈉，酪蛋白酸鈉進行調配，以達到最佳口感，然后使用均質機進行均質。

1.2.2.7 灌裝殺菌

將均質后的溶液預熱后趁熱定量灌裝、壓蓋密封，用巴氏滅菌法（滅菌溫度115℃，時間15 min）進行殺菌，冷卻，即得成品。

1.3 檢驗方法

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。

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

圖1 DNS標準曲線Fig.1 DNS standard curve

固形物含量測定：準確吸取酵解母液10 mL放入恒重干燥小燒杯中，放入烘箱105℃下烘至恒重。同時做2個平行測定，結果取其平均值[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

制作感官評定分析表[2-3]，見表1。

由10位以上的食品專業研究生組成評價小組對產品進行感官評定、打分。評價時間安排在下午3點～4點進行。

表1 感官評定表Table 1 Sensory Evaluation Table

2 結果與分析

2.1 酶解反應的單因素試驗

2.1.1 料液比對酶解反應的影響

本試驗選擇料液比 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），酶解時間：40 min，酶解溫度：55℃的條件下進行酶解反應。如圖2所示。

圖2 料液比對酶解反應的影響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）之間可達到最大值，隨后逐漸減小。

2.1.2 加酶量對酶解反應的影響

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

圖3 加酶量對酶解反應的影響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之間可達到最大值，隨后逐漸減小。

2.1.3 酶解時間對酶解反應的影響

本試驗選擇酶解時間 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℃的條件下進行酶解反應。如圖4所示。

圖4 酶解時間對酶解反應的影響Fig.4 The effect on enzymolysis of enzymolysis time

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

2.2 酶解反應正交試驗

參照單因素試驗結果，以影響酶解反應的料液比，加酶量和酶解時間為3個影響因素，取各自的不同水平進行正交試驗。參考L9（34）的正交設計表，設計正交試驗，詳見表 2、表 3[3]。

表2 正交試驗因素表Table 2 Orthogonal experiment factors table

由表3可得出以下結論，對小米飲料的DE值產生影響的因素由大到小的順序為B>C>A，即：加酶量>酶解時間>料液比；而對小米飲料原料利用率產生影響的因素由大到小的順序為：B>A>C，即：加酶量>料液比>酶解時間。可得出最優組合是A2B3C3，確定最佳配比為：加酶量18 kat/g，酶解時間50 min，料液比1∶16（g/mL）。對此配比進行2次驗證試驗，將結果取平均值，得到產品的DE值為42.23，原料利用率為77.52%，結果說明此配比達到最佳。

2.3 感官評定分析結果

感官評定分析結果，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），消費者的接受性好。具有良好的開發生產前景。

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

表5 感官指標調查結果Table 5 Results of Sensory Investigation

2.4 穩定性試驗

參考相關資料[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%。經測試其具有良好的穩定性，可以保存至少3個月。

3 結論

本試驗得到小米飲料生產最優的工藝參數為：料液比為 1∶16（g/mL），加酶量 18 kat/g，反應時間 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%，成功地生產出了色澤淡黃、成色好、口味清淡、口感清爽、酸甜適度、穩定性好的小米保健飲料。該產品感官評定優良，消費者接受性好，可保持穩定3個月以上。

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