以低聚異麥芽糖制作低糖蘋果果醬的工藝研究

黃鈺 邱曉宇 靖函之

摘要 以珍珠米為材料，采用堿法制備大米淀粉，將大米淀粉進(jìn)行液化轉(zhuǎn)苷處理制備低聚異麥芽糖，以制備糖液中異麥芽糖（IG2）含量為指標(biāo)優(yōu)化液化工藝。同時，以制備的低聚異麥芽糖部分替代白砂糖，制作適合糖尿病人食用的低糖蘋果果醬。結(jié)果表明，液化時間為8 min、液化溫度為85 ℃、酶的添加量最適為20 U/g、底物淀粉漿濃度為15%時，糖液中異麥芽糖的含量最高。蘋果漿添加量為60 g，白砂糖和低聚異麥芽糖添加比例為2∶3、羧甲基纖維素納添加0.233%、黃原膠添加0.100%、瓜爾豆膠添加0.200%，檸檬酸添加0.6%時所制得的產(chǎn)品色澤均一、光亮，酸甜適口，組織細(xì)膩，濃稠適宜。

關(guān)鍵詞 蘋果果醬；低糖；大米淀粉；低聚異麥芽糖；研制工藝

中圖分類號 TS245 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）12-0248-05

Abstract The rice starch was prepared from the pearl rice by the alkali method，and the rice starch was liquefied and trans-glycosidated to prepare the isomaltooligosaccharide.The liquefaction process was optimized with the content of isomaltose（IG2）in the preparation solution.Isomaltooli-gosaccharide was partly substituted for white sugar to make the low-sugar apple jam suitable for diabetics.The results showed that when the liquefaction time was 8 min，the liquefaction temperature was 85 ℃，the optimal amount of enzyme was 20 U/g，the concentration of the starch slurry was 15%，the content of isomaltooligosaccharide in the sugar solution was the highest.When the amount of apple pulp was 60 g，the ratio of white sugar and isomaltooligosaccharide was 2∶3，the amount of CMC-Na was 0.233%，xanthan gum was 0.100%，guar gum was 0.200% and citric acid was 0.6%，the apple jam was made with the bright and uniform color，the suitable taste，the smooth texture.

Key words apple jam；low-sugar；rice starch；isomaltooligosaccharide；development process

大米按類型分為秈米、粳米和糯米，珍珠米是粳米中的一種，因米顆粒飽滿、色澤潔白、形似珍珠而得名，味道香甜，營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、脂肪等成分[1]。

低聚異麥芽糖（isomaltooligosacharide）是指葡萄糖基以α-1，6糖苷鍵結(jié)合而成的單糖，由于分子構(gòu)象不同，為區(qū)別于麥芽糖而稱為低聚異麥芽糖，其主要成分為異麥芽糖（isomaltose）、潘糖（panose）、異麥芽三糖（isomaltotriose）[2-3]。低聚異麥芽糖甜度低（僅為蔗糖甜度的40%～45%）、熱值低；能夠消除自由基、過氧化脂質(zhì)以及腐敗菌產(chǎn)生的胺和血清酚等有害物質(zhì)，能有效防止慢性肝炎、肝硬化、肝腦綜合癥等；且其吸收與人體胰島素幾乎無關(guān)，是糖尿病病人和低血糖患者理想的代用甜味劑；其黏度介于同濃度的蔗糖與麥芽糖之間，更易于保持食品組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，目前已應(yīng)用于糖果、糕點、飲料等食品中[4]。

水果中富含各種維生素，如維生素A、維生素C、維生素E和葉酸，還含有微量的鈉、鉀、磷、鐵等元素，是老少皆宜的食物[5]。但由于大部分水果含糖量高，糖尿病患者只能食用低糖水果。常見的低糖水果有檸檬、柚子、櫻桃、蘋果、梨、木瓜、草莓和橙子等，其中蘋果中營養(yǎng)成分可溶性較好，易被人體吸收，故有“活水”之稱，有利于硫元素溶解，使皮膚潤滑柔嫩。此外，蘋果中的銅、碘、錳、鋅、鉀等元素還可以預(yù)防皮膚干燥、瘙癢[6]。

以珍珠米為材料，采用堿法制備大米淀粉，將大米淀粉進(jìn)行液化轉(zhuǎn)苷處理制備低聚異麥芽糖；同時以蘋果為主要原料，以制備的低聚異麥芽糖部分替代白砂糖制作適合糖尿病人食用的低糖蘋果果醬，在補(bǔ)充營養(yǎng)的同時又能滿足糖尿病患者健康飲食的要求，具有較好的市場前景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

珍珠米、異麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)品、潘糖標(biāo)準(zhǔn)品、異麥芽三糖標(biāo)準(zhǔn)品、耐高溫α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、α-葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶、蘋果、檸檬酸、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、瓜爾豆膠、白砂糖。

1.2 主要儀器

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）、高效液相色譜儀（日本島津公司）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市醫(yī)療儀器廠）、pH計（杭州陸恒生物科技有限公司）、分析天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司）、紫外可見光度計（日本日立公司）、阿貝折光儀（德州市昊誠實驗儀器有限公司）、數(shù)顯旋轉(zhuǎn)黏度計（上海魅宇儀器設(shè)備有限公司）、恒溫培養(yǎng)箱（寧波江南儀器廠）、立式壓力蒸汽滅菌鍋（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程。試驗主要流程如圖1所示[7-8]。

1.3.2 低聚異麥芽糖制備工藝。以液化時間、液化溫度、耐高溫α-淀粉酶用量、底物淀粉漿濃度為影響因素，以低聚異麥芽糖中異麥芽糖的含量為指標(biāo)，考察各個因素對液化過程的影響。

1.3.3 低糖蘋果果醬制備。以蘋果漿添加量、白砂糖和低聚異麥芽糖的配比、增稠劑的添加量、檸檬酸的添加量等因素進(jìn)行單因素試驗，選擇每個因素的3個水平進(jìn)行L9（34）正交試驗，以產(chǎn)品的感官評分、可溶性固形物含量作為參考指標(biāo)來確定最佳的低糖果醬加工工藝。

1.3.4 產(chǎn)品評定方法。

（1）制備液中低聚異麥芽糖含量的測定[7]。在《低聚異麥芽糖》（QB/T 2491—2004）方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)應(yīng)用高效液相色譜法測定制備得到的低聚異麥芽糖中異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖的含量。采用島津LC-20AT高效液相色譜儀，配備RID-10A示差折光顯示器。高效液相色譜條件：色譜柱為氨基鍵合色譜柱（4 μm，4.6 mm×250 mm）；流動相為乙腈∶水=67∶33；流速為1 mL/min；柱溫為20 ℃；檢測器池溫為40 ℃；進(jìn)樣量為10 μL。以保留時間定性，低聚異麥芽糖含量為異麥芽糖、潘糖、異麥芽三糖三者含量之和。

（2）可溶性固形物含量的測定[6]。采用折光式手持糖度計直接測定。

（3）總糖的測定[9]。產(chǎn)品經(jīng)處理除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)后，用鹽酸在加熱條件下將其中的多糖和寡糖水解為還原性單糖后用直接滴定法測定。

（4）黏度的測定[10]。用NDJ-8S型數(shù)顯旋轉(zhuǎn)黏度計直接測定（測定時采用3#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速設(shè)置為12 r/min）。

（5）菌落總數(shù)的檢測。按照《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗 糖果、糕點、蜜餞檢驗》（GB/T 4789.24—2003）規(guī)定的方法測定。

（6）大腸菌群的檢測。按照《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗糖果、糕點、蜜餞檢驗》（GB/T 4789.24—2003）規(guī)定的方法測定。

（7）感官評定。組織多人（5～8人）組成評價小組，對單因素試驗和正交試驗制作出來的低糖蘋果醬成品進(jìn)行感官評價，取其平均值作為最終評價結(jié)果（表1）。評價標(biāo)準(zhǔn)有色澤、氣味、滋味與狀態(tài)4個方面[9-11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低聚異麥芽糖制備工藝試驗研究結(jié)果

2.1.1 液化時間對異麥芽糖含量的影響。從表2和圖2可以看出，隨著液化時間的延長，檢測出的異麥芽糖含量開始上升趨勢較快，12 min時含量最高，為0.101 9 mg/mL。此時耐高溫α-淀粉酶充分作用于α-1，4糖苷鍵，使其斷裂水解產(chǎn)生低聚異麥芽糖，隨著液化時間的延長，逐漸被水解完全，呈下降趨勢。因此，珍珠米淀粉最適的液化時間為12 min。

2.1.2 液化溫度對異麥芽糖含量的影響。從表3和圖3可以看出，隨著溫度的升高，異麥芽糖的含量呈先上升后稍下降趨勢。當(dāng)達(dá)到90 ℃時，耐高溫α-淀粉酶的活力最強(qiáng)，其異麥芽糖含量也逐漸增加，并達(dá)到最高值（0.076 2 mg/mL）。因此，最適液化溫度為90 ℃。

2.1.3 底物淀粉漿濃度對異麥芽糖含量的影響。從表4和圖4可以看出，隨著底物淀粉漿濃度的增加，異麥芽糖的含量先增加后減少。在淀粉液化過程中，隨著底物濃度的增加，酶促反應(yīng)加快，異麥芽糖含量增加；同時底物淀粉漿濃度增加會增加反應(yīng)體系的黏度，使酶受到限制，減慢反應(yīng)速度。且受黏度影響，在分離液化液時造成異麥芽糖的損失。在底物淀粉漿濃度為15%時，異麥芽糖含量最高，為0.101 9 mg/mL。因此，最適底物濃度為15%。

2.1.4 耐高溫α-淀粉酶添加量對異麥芽糖含量的影響。從表5和圖5可以看出，隨著耐高溫α-淀粉酶的添加，反應(yīng)速度逐漸加快，異麥芽糖含量逐漸增加。當(dāng)耐高溫α-淀粉酶為20 U/g時，異麥芽糖含量最高為0.102 6 mg/mL。繼續(xù)添加淀粉酶，因為底物已幾乎酶解完全，異麥芽糖含量下降，所以酶的添加量最適為20 U/g。

2.1.5 淀粉液化工藝的正交試驗。在上述單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取3個對淀粉液化影響較大的因素，分別為液化時間、液化溫度、底物淀粉漿濃度，每個因素選取3個水平進(jìn)行試驗，安排L9（33）的正交試驗，最后得出最佳調(diào)配工藝。

由表6、7可知，對正交試驗進(jìn)行極差分析，結(jié)果顯示，影響異麥芽糖含量的因素排序為A>C>B。同時由正交試驗結(jié)果可以得出，在A1B1C2組合條件下，異麥芽糖的含量最大，故珍珠米淀粉液化最佳工藝為A1B1C2，即最適液化溫度為8 min、最適溫度為85 ℃、最適的底物淀粉漿濃度為15%。

2.1.6 驗證試驗。因為正交試驗異麥芽糖含量最高組合與正交優(yōu)化組合不符，所以進(jìn)行驗證試驗（表8）。試驗結(jié)果顯示，檢測出來的異麥芽糖含量為0.102 1 mg/mL，與正交試驗結(jié)果相符，因而正交試驗得出的最佳提取工藝符合實際，即最適液化溫度為8 min、最適溫度為85 ℃、最適的底物淀粉漿濃度為15%。

2.2 低糖蘋果果醬加工工藝研究結(jié)果

2.2.1 蘋果漿添加量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。由表9和圖6可知，在其他原輔料添加量不變的條件下，隨著蘋果果漿添加量的增加，制得的果醬中蘋果特有滋味和氣味明顯增強(qiáng)，感官評分呈上升的趨勢。當(dāng)果漿添加量為55 g時，感官評分達(dá)到最大值，為89.3分，此時果醬酸甜適口，果味適宜，組織細(xì)膩。但繼續(xù)添加果漿會使產(chǎn)品甜度下降，組織低速流散，產(chǎn)品感官評分下降。因此，選取蘋果漿的添加量為50、55、60 g進(jìn)行正交試驗。

2.2.2 白砂糖和低聚異麥芽糖的添加比例對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。由表10和圖7知，在其他原輔料添加量不變的條件下，白砂糖和低聚異麥芽糖添加比例的改變對產(chǎn)品質(zhì)量的影響較大。白砂糖添加量較大時產(chǎn)品過甜，且產(chǎn)品過于黏稠，故隨著白砂糖添加比例下降感官評分逐漸升高，說明低聚異麥芽糖部分替代白砂糖可改善果醬的品質(zhì)，不僅降低了果醬的甜度，使果醬甜酸適宜，而且低聚異麥芽糖還能賦予果醬功能特性。當(dāng)白砂糖和低聚異麥芽糖的添加配比為1∶1時，產(chǎn)品品質(zhì)最佳。繼續(xù)增加低聚異麥芽糖的添加量，產(chǎn)品呈現(xiàn)出快速流散、略稀、甜度不足、感官評分下降，因而選取白砂糖和低聚異麥芽糖添加比例為3∶2、1∶1、2∶3進(jìn)行正交試驗。

2.2.3 檸檬酸添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。由表11和圖8可知，在其他原輔料添加量不變的條件下，增加檸檬酸的添加量，果醬的感官評分大體上呈上升趨勢，中間略有所波動。檸檬酸的添加量過多時，產(chǎn)品滋味偏酸；檸檬酸添加過少時，產(chǎn)品略甜。檸檬酸的添加主要調(diào)節(jié)了果醬成品的酸甜度，同時也對果醬的顏色有改善作用。當(dāng)檸檬酸的添加量為0.6%時，果醬的感官評分達(dá)到最大值，為88.3分，此時果醬的酸甜度適宜，顏色金黃、有光澤。根據(jù)感官評分的高低，選取檸檬酸的添加量為0.5%、0.6%、0.7%進(jìn)行正交試驗結(jié)果分析。

2.2.4 增稠劑添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。增稠劑選取CMC-Na、黃原膠、瓜爾豆膠進(jìn)行復(fù)配，由于是復(fù)合增稠劑，理論上每種增稠劑的添加量較其單獨添加時要少很多，將每種添加劑的量減少到原來的1/3進(jìn)行正交試驗，結(jié)果如表12所示。

由表12、13正交試驗結(jié)果進(jìn)行直觀分析可知，因素主次依次為A>B>C，即CMC-Na添加量影響最大，其次是黃原膠添加量，最后是瓜爾豆膠添加量。再根據(jù)k值結(jié)果分析，增稠劑最佳試驗組合是A1B1C1，正交試驗最佳組合為A1B1C1，即CMC-Na添加0.167%、黃原膠添加0.067%、瓜爾豆膠添加0.067%。

2.2.5 低糖果醬加工工藝正交試驗。由表14、15的正交試驗結(jié)果進(jìn)行直觀分析可知，因素主次依次為：A>C>D>B，即蘋果漿用量的影響最大，其次是復(fù)合增稠劑的添加量，其次是檸檬酸的添加量，白砂糖和低聚異麥芽糖的添加比例對產(chǎn)品的影響較小。再根據(jù)k值結(jié)果分析，最佳試驗組合是A3B1C3D2，正交試驗最佳組合為A3B1C3D2。因此，低糖蘋果醬加工工藝的最佳配方為以蘋果為原材料，果漿添加60g，白砂糖和低聚異麥芽糖添加比例為2∶3，CMC-Na添加 0.233%、黃原膠添加0.100%、瓜爾豆膠添加0.200%，檸檬酸添加 0.6%，所制得的果醬色澤均一、光亮，蘋果香味適宜，酸甜適口，組織細(xì)膩均勻；產(chǎn)品的可溶性固形物含量在45%～60%范圍內(nèi)，符合低糖蘋果醬的標(biāo)準(zhǔn)（高糖蘋果醬≥65%，低糖蘋果醬≥45%）。

3 結(jié)論

液化時間為8 min、液化溫度為85 ℃、酶的添加量為20 U/g、底物淀粉漿濃度為15%時，糖液中異麥芽糖的含量最高。蘋果漿添加量為60 g，白砂糖和低聚異麥芽糖添加比例為2∶3，CMC-Na添加0.233%、黃原膠添加0.100%、瓜爾豆膠添加0.200%，檸檬酸添加0.6%時所制得的蘋果醬色澤均一、光亮，酸甜適口，組織細(xì)膩，濃稠適宜。

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