響應面試驗優化玉米淀粉擠出-酶解復合法糖化工藝

叢 崇，呂呈蔚，樊紅秀，郭 中，金鳳石，張艷榮*

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118）

響應面試驗優化玉米淀粉擠出-酶解復合法糖化工藝

叢 崇，呂呈蔚，樊紅秀，郭 中，金鳳石，張艷榮*

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118）

以經過擠出-酶解復合法液化后的玉米淀粉為原料，利用葡萄糖淀粉酶為糖化酶，采用擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉擠出酶解物。以葡萄糖（dextrose equivalent，DE）值為考察指標，在單因素試驗的基礎上，利用響應面法對糖化工藝參數進行優化，確定最佳擠出工藝。響應面分析結果表明，最優工藝為葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g、原料質量分數70%、擠出溫度85 ℃，由此工藝得到的淀粉糖DE值為42.12%。利用高效液相色譜法檢測得出DE38產品葡萄糖含量26.17%、麥芽糖含量25.29%、麥芽三糖含量14.86%，DE42產品葡萄糖含量29.57%、麥芽糖含量33.40%、麥芽三糖含量17.23%。紅外圖譜顯示擠出物中含有葡萄糖等低聚糖特征峰，掃面電鏡圖顯示原料經擠出后表面生成多孔狀結構，X-射線衍射圖顯示有新的晶型結構生成，Brabender黏度曲線表明擠出物中含有小分子可溶性糖，黏度降低。

擠出-酶解復合法；玉米淀粉；糖化

利用淀粉為原料生產的糖品統稱為淀粉糖，產品種類繁多，生產歷史悠久，利用淀粉為原料制成糖品，是對淀粉的更好利用。目前世界上市面出售多種已開發成型的玉米加工制品，種類繁多，不勝枚舉，主要產品包括飼料、淀粉、淀粉糖、酒精、玉米油、淀粉塑料、玉米風味食品及其他深加工產品。玉米作為我國主要的糧食產物之一，具有原料充足、質量高、成本低、保健性好等諸多優點，是生產淀粉糖的優選原料。與傳統的甘蔗和甜菜糖相比，淀粉糖可以通過不同的轉化途徑和工藝條件，從而改變產品中各種糖分的比例，獲得理想甜度，滿足食品加工的需要［1-2］。淀粉糖良好的應用性能使得該產業迅速發展，制備淀粉糖的原料質量越高越好，質量低劣的淀粉會給后續的精制帶來困難［3-4］。工業上產量最大、應用最廣的是中轉化糖漿，其葡萄糖（dextrose equivalent，DE）值為30%～50%，其中DE38和DE42是較為常見的產品。傳統方法制備淀粉糖漿采用噴射液化法，再用壓力糖化罐進行糖化，但傳統方法存在很多缺點，如設備占地面積大、生產成本高、水耗能耗過大、污染廢物多等［5-6］，因此研究新型節能型生產方法迫在眉睫。擠出技術很早就被應用在食品領域中，前人也將擠出法應用到淀粉糖的生產工藝中，肖志剛［7］采用單螺桿擠出技術處理玉米粉，研究了擠壓口模具直徑、擠出溫度、物料水分含量和螺桿轉速對擠出物的影響，并以擠出物為原料，采用酶法進行液化與糖化工藝制備淀粉糖漿，但其工藝特點為采用擠出法處理脫胚玉米，再經過傳統酶糖化的方法，而未在擠出過程中完成糖化工藝。本研究將擠出復合酶解技術應用在淀粉糖生產中，旨在通過擠出復合酶解作用直接生產淀粉糖，其原理是使淀粉在擠出腔內的水分、熱和機械剪切力等綜合作用下，使淀粉呈現熔融狀態［8-11］，此時淀粉的晶體結構已被破壞，能夠增大葡萄糖淀粉酶的作用效果，當淀粉從模具中被擠出，壓力驟然下降為常壓，物料中水分發生閃蒸，溫度急劇下降，因此物料成為具有一定形狀的、多孔結構的膨化淀粉糖產品［12］。擠出過程也達到了滅酶的效果，減少后續精制工序。本研究采用擠出-酶解復合法液化后的高含量玉米淀粉擠出酶解物為原料，與傳統噴射液化工藝相比，減少了大量能耗、水耗和時間。進一步采用擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉擠出酶解物，并采用響應面法優化工藝參數。該糖化生產工藝簡單，減少了生產周期，降低糖化酶使用量，提高淀粉糖的品質。目前對于擠出-酶解復合法制備淀粉糖的工藝還罕有報道，因此本研究為淀粉糖生產技術提供新思考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

玉米淀粉 長春大成新資源集團有限公司；耐高溫α-淀粉酶（酶活力3.2萬 U/mL）、葡萄糖淀粉酶（酶活力136 328 U/g） 棗莊市杰諾生物酶有限公司；葡萄糖標準品、麥芽糖標準品、麥芽三糖標準品 德國Dr. Ehrenstorfer公司；酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅、硫代硫酸鈉、亞甲藍、無水乙醇、醋酸、亞鐵氰化鉀、葡萄糖等（均為分析純） 北京化工廠。

1.2儀器與設備

JC-60A型單螺桿擠出機 長春市盛達食品工業研究所；Q-250A3高速多功能粉碎機 上海冰都電器有限公司；BPG-9240A精密鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；DR-A1數字式阿貝折光儀 上海恒奇儀器儀表有限公司；DK-98-Ⅰ電子萬用爐 北京市永光明醫療儀器廠；GB204分析天平 德國賽多利斯特儀器有限公司；1200型高效液相色譜儀 美國Agilent公司；IR Prestige傅里葉紅外光譜儀、SSX-550型掃描電子顯微鏡日本島津公司；D8-ADVANCE型廣角X射線衍射儀 德國Bruker公司；黏度儀 德國Brabender公司。

1.3方法

1.3.1原料制備工藝流程［13］

1.3.2擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉擠出酶解物工藝流程

1.3.3糖化單因素試驗設計

擠出技術在淀粉糖生產中的應用是使物料在擠出腔內受到水分、溫度、機械剪切力以及高壓力差的綜合作用達到糊化的過程，若在擠出過程中添加酶制劑，則降解程度會大大提高，在擠出過程中，溫度會影響酶的催化作用，水分也是重要的參數之一，因此單因素試驗以擠出物的DE值為考核指標，分別考察擠出溫度、葡萄糖淀粉酶添加量和原料質量分數對試驗的影響。

1.3.3.1對擠出溫度的考察

以實驗室自制液化后玉米淀粉擠出酶解物為原料，在原料質量分數70%、葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g（干物質）的條件下，考察擠出溫度分別為75、80、85、90、95 ℃時，擠出物的DE值。

1.3.3.2對葡萄糖淀粉酶添加量的考察

在原料質量分數70%、擠出溫度85 ℃的條件下，考察葡萄糖淀粉酶添加量分別為100、120、140、160、180 U/g（干物質）時，擠出物的DE值。

1.3.3.3對原料質量分數的考察

在葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g（干物質）、擠出溫度85 ℃的條件下，考察玉米淀粉擠出酶解物含量，即原料質量分數分別為60%、65%、70%、75%、80%時，擠出物的DE值。

1.3.4擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉Box-Behnken試驗設計

在單因素試驗的基礎上，選取擠出溫度（A）、葡萄糖淀粉酶添加量（B）、原料質量分數（C）為自變量，擠出物的DE值為響應值（Y），設計三因素三水平響應面試驗，試驗因素水平見表1。

表1　擠出-酶解復合法糖化Box-Behnken試驗設計水平表Table 1 Independent variables and their coded levels used in Box-Behnken design for optimization of starch sacchrififi cation

1.3.5檢測方法

1.3.5.1DE值的檢測和出品率的測定

還原糖含量測定按照GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖含量的測定》一般食品的處理方法執行；可溶性固形物含量的測定按照阿貝折光儀法執行［14］；DE值的計算參考下式：

式中：X為擠出糖化物中還原糖的含量/g；Y為擠出糖化物中可溶性固形物的含量/g。

1.3.5.2紅外光譜測定

稱取適量擠出物置于50 ℃烘箱中烘干，收集樣品備用，稱取溴化鉀粉200 mg置于105 ℃烘箱中至恒質量，稱取1 mg樣品與100 mg溴化鉀粉，充分混合均勻，用瑪瑙研缽研磨混合物后收集，將混合物在壓力為7 MPa的條件下，壓制成直徑為13 mm的薄片，進行紅外光譜測定，掃描波數范圍為500～4 000 cm-1。

1.3.5.3高效液相色譜測定

高效液相色譜條件：Ultimate Diol二醇基柱（5 μm，100 ?，4.6 mm×250 mm）；流動相：乙腈-水體積比85∶15；流速1.0 mL/min；進樣量10 μL；柱溫85 ℃；檢測器溫度35 ℃。

混合標準品溶液的配制與標準曲線的制作：準確稱取葡萄糖標準品3.42 mg、麥芽糖標準品2.01 mg、麥芽三糖標準品4.31 mg于10 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度。配制成的混合標準溶液中含葡萄糖標準品0.342 mg/mL、麥芽糖標準品0.201 mg/mL、麥芽三糖標準品0.431 mg/mL，備用。準確吸取混標液5、10、15、20、25 μL的分5次進樣，以混標液中單糖組分含量（μg）的對數值為橫坐標（X），以相應峰面積的對數值為縱坐標（Y），制作標準曲線并計算線性回歸方程。

擠出物樣品的檢測：稱取待測樣品10 mg于10 mL容量瓶中，用1∶1乙腈蒸餾水溶液溶解并定容至刻度，將溶液過0.22 μm濾膜，得到樣品液。使用標準品與樣品對照法直接進行定性，即將樣品和已知標準物在同一色譜柱和相同條件下進行檢測，根據出峰的時間定性，根據峰面積計算質量濃度［15-16］。

1.3.5.4微觀結構的觀察

樣品預處理：將玉米淀粉、玉米淀粉擠出酶解物和擠出酶解糖化物均過200目篩，分別稱取3 種樣品1 g于100 mL燒杯中，并分別加入20 mL無水乙醇進行超聲分散處理，超聲功率為100 W，時間為1 min，用滴管吸取少量處理過的樣品滴于電鏡硅片上，待乙醇完全揮發，將承載硅片置于50 ℃烘箱烘干，烘干后，將電鏡硅片放入鍍金器中噴涂鉑/鈀合金，將噴金后的電鏡硅片置于掃描電子顯微鏡下，拍攝樣品微觀結構［17］。

1.3.5.5X-射線衍射測試分析

將樣品置于50 ℃烘箱烘干至恒質量，對干燥的樣品進行超微粉碎處理，過200目篩。測試時稱取0.5 g樣品放入測試池中，用載玻片將樣品表面壓平，放入X-射線衍射儀中進行測定，采用連續掃描方式，廣角衍射，特征射線CuKα，掃描速率為2 °/min，掃描區域為 5°～50°，步長為0.02，管壓為40 kV，管流為40 mA。

1.3.5.6Brabender黏度計測定分析

準確稱取10.00 g樣品，加入蒸餾水配制成質量分數為10%的溶液100 g，置于Brabender黏度計的樣品缽中。儀器從50 ℃開始升溫，升溫速率為10 ℃/min，溫度達到100 ℃后保持溫度3 min，然后開始冷卻，降溫速率為10 ℃/min，冷卻至50 ℃后，繼續保持溫度2 min，之后得到樣品的Brabender黏度曲線。

2　結果與分析

2.1單因素試驗結果

2.1.1擠出溫度對擠出物DE值的影響

圖1　擠出溫度對DE值的影響Fig.1 Effect of extrusion temperature on DE value

在擠出過程中，物料吸收熱量為酶解反應提供適當的溫度。由圖1可知，擠出溫度小于85 ℃時，擠出物的DE值隨溫度的升高而增加，擠出溫度大于85 ℃時，擠出物的DE值明顯下降。因葡萄糖淀粉酶的最適反應溫度為70～90 ℃，隨著擠出腔內溫度的升高物料隨之升溫，短時間內達到最適反應溫度，并且在擠出頭處高溫高壓的作用下達到滅酶的效果［18-19］。若擠出溫度過高，雖可以提高玉米淀粉的糊化程度，增大糖化酶作用機會，但容易使蛋白酶失活，減少作用時間，酶解不徹底。因此，選取擠出溫度85 ℃為宜。

圖2　葡萄糖淀粉酶添加量對DE值的影響Fig.2 Effect of glucoamylase amount on DE value

2.1.2葡萄糖淀粉酶添加量對擠出物DE值的影響玉米淀粉擠出酶解物在擠出過程中受到套筒外壁的高溫以及套筒內壁反向螺旋、捏合塊等剪切力的作用，玉米淀粉顆粒發生膨脹，晶體結構消失，體積膨大，有利于葡萄糖淀粉酶的作用［20］。由圖2可知，隨著葡萄糖淀粉酶用量的增加，擠出物的DE值上升較快。但當葡萄糖淀粉酶添加量達到140 U/g（干物質）后再增大酶的用量，DE值幾乎不變，分析原因可能是在擠出過程中反應時間較短。因此，選擇葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g（干物質）左右為宜。

圖3　原料質量分數對DE值的影響Fig.3 Effect of raw material concentration on DE value

2.1.3原料質量分數對擠出物DE值的影響原料質量分數對擠出物的DE值有一定的影響。由圖3

可知，當原料質量分數較高時，雖然原料質量分數增大，但物料中水分含量較低，物料與套筒內壁摩擦力較大，不易形成熔融狀態，酶在低水分環境中不能充分作用。當原料質量分數較低時，物料中水分含量較高，在高水分環境下有利于酶解反應的進行，但同時擠出腔內的高溫高壓環境在水分過高時易使蛋白酶失活，則不利于反應的進行。選擇原料質量分數70%為宜。

2.2玉米淀粉擠出酶解物糖化工藝優化

2.2.1Box-Behnken響應面試驗分析

對擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉擠出酶解物工藝進行優化，通過單因素試驗選擇擠出溫度、葡萄糖淀粉酶添加量、原料質量分數為自變量，DE值為響應值，根據Box-Behnken試驗設計原理［21］，得到擠出-酶解復合法糖化玉米淀粉擠出酶解物工藝的三因素三水平試驗設計，試驗方案及結果見表2。

表2　Box-Behnken試驗設計及結果Table 2 Box-Behnken design with experimental results

表3　方差分析Table 3 Analysis of variance for the responseY （DE valuuee）

表4　回歸模型可信度分析Table 4 Reliability analysis of regression model

利用Design-Expert軟件對響應面結果進行分析及多元回歸擬合，得到擠出溫度（A）、葡萄糖淀粉酶添加量（B）、原料質量分數（C）之間的三元二次回歸方程為：由表3、4分析結果可知，模型總決定系數99.25%，調整決定系數=98.29%，該系數均較高，說明試驗誤差小。模型的可信度可通過變異系數得知，變異系數值與可信度呈反比，變異系數為1.10%，模型預測的值都能較接近真實值，故可對響應值的變化進行分析。

2.2.2各因素交互作用對擠出物DE值影響的響應面

圖4　各因素交互作用響應面和等高線圖Fig.4 Response surface and contour plots showing the interactive effects of various factors on DE value

由圖4可知，當葡萄糖淀粉酶添加量與原料質量分數在0水平時，改變擠出溫度對擠出物的DE值有明顯影響；在葡萄糖淀粉酶添加量與擠出溫度在0水平時，改變原料質量分數對擠出物的DE值也有顯著影響。原料質量分數和葡萄糖淀粉酶添加量的交互作用對擠出物DE值影響最小，由等高線圖同樣可以看出在保持葡萄糖淀粉酶添加量為0水平時，擠出物的DE值變化并不明顯。擠出溫度和原料質量分數的交互作用拋物面圖曲線表現較陡，有利于找出試驗的最佳工藝［22］。

2.2.3擠出-酶解復合糖化工藝的優化及驗證

通過響應面軟件對回歸方程的計算分析，得到糖化最佳工藝為葡萄糖淀粉酶添加量144.75 U/g（干物質）、原料質量分數67.54%、擠出溫度84.12 ℃，由此工藝得到的淀粉糖DE值為42.28%。為方便實際操作，驗證實驗采用葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g、原料質量分數70%、擠出溫度85 ℃，進行3 次平行實驗，所得產品的DE值平均為42.12%，基本符合中轉化糖漿的要求。

2.3紅外光譜結果分析

由淀粉糖產品的紅外圖譜檢測淀粉糖組分的結構和化學鍵，在500～4 000 cm-1范圍內有特征吸收峰，中轉化糖的主要組成成分是葡萄糖、麥芽糖和一些低聚糖。由圖5可以看出，自制中轉化糖DE38和DE42產品在3 200～3 400 cm-1處都出現了寬且強烈的吸收峰，是氫鍵連接的O—H振動吸收峰；在2 927 cm-1處的吸收峰表明樣品中存在C—H基團，有烷烴類的化合物存在；在1 410～1 430 cm-1處出現的是彎曲的—CH2—的吸收峰。葡萄糖存在3 種構型。圖譜顯示在1 015～1 160 cm-1處也出現了較寬且強烈的吸收峰證明樣品有伯醇官能團與C—O鍵，而在1 660～1 755 cm-1處沒有吸收峰，說明樣品中的葡萄糖非直線型的，可能是α-葡萄糖或β-葡萄糖，基本符合葡萄糖以及低聚合度葡聚糖的特征吸收［23］。

圖5　中轉化糖DE38（A）和DE42（B）紅外光譜圖Fig.5 Infrared spectra of saccharifi ed products with DE values of 38% and 42% （moderately inverted sugar syrup， DE38 and DE42）

2.4糖組分檢測結果

表5　回歸方程、線性范圍及相關系數Table 5 Regression equations with linear ranges and correlation coeffi cients for glucose， maltose and maltotriose

圖6　標準品（A）、D38中轉化糖（B）、D42中轉化糖（C）高效液相色譜圖Fig.6 Chromatograms of mixed standards （A）， inverted sugar syrup DE38 （B） and inverted sugar syrup DE42 （C）

由圖6可知，采用擠出-酶解復合法制得的中轉化糖中含有葡萄糖、麥芽糖、少量麥芽三糖以及低聚糖。通過回歸方程計算出DE38產品中葡萄糖含量為21.81%，麥芽糖含量為21.08%，麥芽三糖含量為12.39%；DE42產品中葡萄糖含量為24.64%，麥芽糖含量為27.84%，麥芽三糖含量為14.36%。與傳統工藝相比，相同DE值的淀粉糖，利用擠出-酶解復合法制得的產品葡萄糖含量較高，原因可能是玉米淀粉在擠出過程中，淀粉顆粒膨化成蜂窩狀或片狀結構，淀粉鏈間氫鍵斷裂，使得葡萄糖淀粉酶能更好的作用，生成小分子糊精、少量葡萄糖、麥芽糖和低聚糖等，相對增大了葡萄糖淀粉酶作用的底物質量濃度，更有利于糖化反應的進行。

2.5樣品掃描電鏡圖分析

圖7　玉米淀粉（a）、玉米淀粉擠出酶解物（b）、擠出糖化物（cc）的掃描電鏡圖Fig.7 SEM images of corn starch （a）， extruded liquefi ed corn starch （b），extruded saccharifi ed corn starch （c）

由圖7可知，玉米淀粉表面光滑，邊緣平整，經過加耐高溫α-淀粉酶一次擠出后的玉米淀粉的顆粒表面發生了微小變化，淀粉顆粒表面的天然結晶結構消失，顆粒表面呈現紋狀，部分表面分布有直徑較小的空洞，邊緣處有不同程度的崩解，原因可能是在高溫擠出過程中，玉米淀粉顆粒受到高溫高壓高剪切力及耐高溫α-淀粉酶結合作用使其內部結構發生改變且出現孔洞，經過加葡萄糖淀粉酶二次擠出后糖化物，顆粒表面發生了顯著變化，顆粒表面蓬松粗糙且多處出現深淺不一的刻蝕孔洞，原因可能是一次擠出后的玉米淀粉呈現孔洞狀，增大了葡萄糖淀粉酶的作用，同時結合擠出過程中高溫高壓及剪切力的作用所致。

2.6樣品X-射線衍射分析

圖8　玉米淀粉擠出酶解物、擠出糖化物X-射線衍射圖譜Fig.8 XRD patterns of extruded liquefi ed corn starch and extruded saccharifi ed corn starch

淀粉多晶體系是由微晶、亞微晶和非晶中的一種或多種結構構成的，對酶作用由較強的抵抗力。X-射線衍射圖峰的出現與微晶的大小有關，峰寬表示微晶越大，峰高則主要來自于非結晶領域。由圖8可知，玉米淀粉擠出酶解物在2θ角為17.7°、20.1°和23.3°時具有強的吸收峰，經過加葡萄糖淀粉酶擠出后，晶型繼續發生變化，在2θ角為15.3°和17.2°處出現了新的高強度特征衍射峰，可能是擠壓過程中產生了具有較強衍射特征峰的新物質。

2.7Brabender黏度分析

圖9　玉米淀粉擠出酶解物（a）和擠出糖化物（b）黏度曲線Fig.9 Viscosity curves of extruded liquefi ed corn starch and extruded saccharifi ed corn starch

淀粉不溶于冷水，但在水環境條件下，能可逆地吸收和失去水分發生輕微地溶脹，隨著環境溫度的升高，淀粉分子會發生劇烈振動，造成分子間氫鍵斷裂，斷裂的氫鍵與較多的水分子結合，水分子進入淀粉分子后，更長的淀粉短鏈便會分離，驟然增多的淀粉短鏈增加了淀粉溶液的無序性，結晶區域相對減少，溶液呈糊狀。由圖9可知，玉米淀粉擠出酶解物中含有未被分解的淀粉顆粒，在達到糊化溫度后，未被分解的淀粉顆粒發生糊化作用［24］，溶液的黏度上升，之后淀粉重結晶產生沉淀，從而溶液的黏度降低。通過圖9a和圖9b的對比，圖9b中溶液黏度變化較小，分析原因可能是淀粉經過二次加酶擠出后，糖化程度較高，淀粉水解出的還原端較多。淀粉水解程度越高，其分子鏈越短，小分子可溶性糖含量越高，所以溶液的黏度較低［25］。

3　結 論

以玉米淀粉擠出酶解物為原料，采用擠出復合酶解法進行糖化，對擠出溫度、葡萄糖淀粉酶添加量、原料質量分數對擠出物DE值的影響進行研究，采用單因素與響應面試驗優化糖化工藝，結果表明：影響擠出物DE值的因素由強到弱為原料質量分數＞擠出溫度＞葡萄糖淀粉酶添加量。最佳工藝參數為葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g（干物質）、原料質量分數70%、擠出溫度85 ℃，由此工藝得到的淀粉糖DE值為42.12%。基本符合中轉化糖漿的DE值要求。

以玉米淀粉擠出酶解物為原料制備的DE38和DE42淀粉糖，通過高效液相色譜法測定淀粉糖產品中糖組分含量，DE38產品葡萄糖含量26.17%、麥芽糖含量25.29%、麥芽三糖含量14.86%，DE42產品葡萄糖含量29.57%、麥芽糖含量33.40%、麥芽三糖含量17.23%。其葡萄糖、麥芽糖含量高于傳統糖化工藝。采用紅外光譜分析表明擠出糖化物中含有葡萄糖等低聚糖特征峰；掃描電鏡掃描圖結果顯示經過擠出酶解糖化后，產物表面生成多孔、褶皺狀結構；X-射線衍射圖譜顯示有新的晶型結構生成；Brabender黏度曲線分析表明擠出糖化物中含有大量可溶性小分子糖，淀粉水解程度較高，黏度下降。

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Response Surface Optimization of Saccharifi cation Process for Liquefi ed Corn Starch by Simultaneous Extrusion and Enzymatic Hydrolysis

CONG Chong， Lü Chengyu， FAN Hongxiu， GUO Zhong， JIN Fengshi， ZHANG Yanrong*
（College of Food Science and Engineering， Jilin Agricultural University， Changchun 130118， China）

The liquefi ed corn starch produced by simultaneous extrusion and enzymatic hydrolysis was further saccharifi ed by the same procedure except using glucoamylase instead of α-amylase. The optimization of saccharifi cation conditions for improved dextrose equivalent （DE） was investigated by the combined use of single factor experiments and response surface methodology. The results showed that when the saccharifi cation was carried out by adding 140 U of glucoamylase per g of dry matter， adjusting the concentration of the liquefi ed corn starch to 70% and performing extrusion at 85 ℃， the maximum DE value of 42.12% was obtained. The contents of glucose， maltose and maltotriose of the saccharifi ed product with a DE value of 38% were 26.17%， 25.29% and 14.86%， respectively， compared to 29.57%， 33.40%， and 17.23% for that with a DE value of 42%， respectively， as determined by high performance liquid chromatogram （HPLC）. In the infrared spectrum of the extruded saccharifi ed starch the characteristic peaks of oligosaccharides such as glucose were observed. The scanning electron microscope images showed that the product formed a porous structure. The X-ray diffraction results showed that new crystalline forms were generated. The curves from rapid viscosity analysis indicated that the product had a low viscosity， which contained a large amount of small-molecule soluble sugar.

simultaneous extrusion and enzymatic hydrolysis； corn starch； saccharifi cation

TS24

A

1002-6630（2015）18-0033-08

10.7506/spkx1002-6630-201518006

2015-04-15

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAD34B07） ；吉林省重大科技攻關項目（2012ZDGG007）

叢崇（1989—），女，碩士研究生，研究方向為糧食、油脂與植物蛋白工程。E-mail：xcpyfzx@163.com

張艷榮（1965—），女，教授，博士，研究方向為糧食、油脂與植物蛋白工程及食藥用菌精深加工。

E-mail：xcpyfzx@163.com