酶解技術(shù)在無添加糖類嬰幼兒米粉中的應(yīng)用

◎ 佘碧涵，盧寶川，黃旭民，何海情，莊奕超，張薄博

（1.廣東一家人食品有限公司，廣東 汕頭 515021;2.汕頭大學(xué) 理學(xué)院生物系，廣東 汕頭 515063）

嬰幼兒米粉是一種根據(jù)嬰幼兒生產(chǎn)發(fā)育的營養(yǎng)需求而研制的一種以大米為主要原料的嬰兒斷奶期補充食品。世界衛(wèi)生組織認為，嬰幼兒米粉是嬰幼兒斷奶期的重要食品之一。我國每年大約有3 000萬新生兒出生，對嬰幼兒米粉的需求量很大，嬰幼兒米粉的研究開發(fā)具有廣闊的市場前景。近幾年，不少米粉生產(chǎn)廠家推出了各式各樣的嬰幼兒米粉，由于擔(dān)心寶寶對甜味的依賴性及齲齒的問題，越來越多的媽媽選擇不添加糖類的嬰幼兒米粉。

目前，嬰幼兒米粉的主要加工工藝為濕法（輥筒干燥技術(shù)）和干法（擠壓膨化技術(shù)）2種，其中濕法工藝生產(chǎn)的米粉具有復(fù)水性好、營養(yǎng)素分散均勻、火氣小且微生物較容易控制等優(yōu)點，是目前主要的加工工藝[1]。用濕法工藝生產(chǎn)時，米漿靠黏附在內(nèi)通蒸汽的高溫輥筒上實現(xiàn)熟化干燥，但由于無添加糖類的米粉對輥筒的黏附性不夠，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中部分米片受重力影響從輥筒上掉落而影響產(chǎn)品得率。

6個月以下的嬰幼兒胃、腸內(nèi)淀粉水解酶較少，對淀粉類食品的消化能力差，因此傳統(tǒng)的米粉常常使嬰幼兒出現(xiàn)脹氣、腹瀉等消化問題[2]。無添加糖類嬰幼兒米粉的主要原料是大米，淀粉含量高，不利于嬰幼兒消化；沖調(diào)性差，不易攪拌均勻；有團塊，入口后黏度較大，不利于嬰幼兒進食。因此，改善無添加糖類米粉生產(chǎn)配方的黏輥性和產(chǎn)品的沖調(diào)性是急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

α-淀粉酶是參與食物中糖類物質(zhì)分解代謝的一種糖苷酶，能夠切割淀粉、糖原或多糖的α-1,4-糖苷鍵，產(chǎn)生麥芽糖、短鏈糊精和少量葡萄糖等產(chǎn)物[3-5]。因此，在米漿中添加淀粉酶可以降低嬰幼兒消化負擔(dān)，改善產(chǎn)品沖調(diào)特性，具有理論可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

粳米，益海（佳木斯）糧油工業(yè)有限公司；全脂奶粉，恒天然；α-淀粉酶4000 SG，諾維信；營養(yǎng)素預(yù)混包，北京金康普食品科技有限公司。

輥筒干燥機3040型，溧陽市江南烘缸制造有限公司；攪拌缸SJ500-JBG，汕頭市金平區(qū)順捷機械廠；電子秤XK3119WM，佛山市順德區(qū)華普電子衡器有限公司；電子天平HZ-HS-502ND，福州衡之展電子有限公司；磨米機SJ500-WL，汕頭市金平區(qū)順捷機械廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 嬰幼兒米粉生產(chǎn)工藝流程

本研究中嬰幼兒米粉生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 嬰幼兒米粉生產(chǎn)工藝流程圖

1.2.2 指標計算

（1）水解度DE值的測定。參考《葡萄糖漿》（GB/T 20885—2007）[6]中的DE值檢測方法。

（2）產(chǎn)品得率的計算。公式如（1）所示：

（3）菌落總數(shù)。參考《食品安全國家標準 嬰幼兒谷類輔助食品》（GB 10769—2010）中微生物限量要求，菌落總數(shù)（CFU·g-1）：n=5，c=2，m=1 000，M=10 000。

1.2.3 底物濃度對產(chǎn)品的影響

α-淀粉酶4000 SG，常溫，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物濃度分別為46%、48%、50%、52%和54%，蒸汽壓力0.6 MPa，輥筒轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1，評價輥筒干燥的狀態(tài)并測定產(chǎn)品DE值。

1.2.4 酶添加量對產(chǎn)品的影響

α-淀粉酶4000 SG，常溫，酶添加量分別為0.003 7%、0.005 6%、0.007 4%、0.009 3%和0.011 1%，酶解30 min，底物濃度50%，蒸汽壓力0.6 MPa，輥筒轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1，評價輥筒干燥的狀態(tài)并測定產(chǎn)品DE值。

1.2.5 酶解時間對產(chǎn)品的影響

α-淀粉酶4000 SG，常溫，酶添加量0.005 6%，酶解時間分別為10 min、20 min、30 min、40 min和50 min，底物濃度50%，蒸汽壓力0.6 MPa，輥筒轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1，評價輥筒干燥的狀態(tài)并測定產(chǎn)品DE值。

1.2.6 蒸汽壓力對干燥效果的影響

α-淀粉酶4000 SG，常溫，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物濃度50%制得料漿，固定滾筒轉(zhuǎn)速為1 000 r·min-1，研究蒸汽壓力分別為0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa對產(chǎn)品感官質(zhì)量及菌落總數(shù)的影響。

1.2.7 滾筒轉(zhuǎn)速對干燥效果的影響

α-淀粉酶4000 SG，常溫，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物濃度50%制得料漿，固定蒸汽壓力為0.6 MPa，研究滾筒轉(zhuǎn)速分別為800 r·min-1、1 000 r·min-1、1 200 r·min-1對產(chǎn)品感官質(zhì)量及菌落總數(shù)的影響。

1.2.8 酶解工藝對產(chǎn)品得率的影響

研究蒸汽壓力0.6 MPa，滾筒轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1條件下，最優(yōu)酶解工藝處理前后產(chǎn)品得率差異，評價酶解工藝對產(chǎn)品得率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 底物濃度

底物濃度對無添加糖類嬰幼兒米粉配方的酶解效果有一定的影響，底物濃度過高或過低都會影響其酶解效率。如圖2所示，隨著底物濃度的增加，DE值先升高后降低，在底料濃度為50%時DE值最高，為6.2%。

圖2 底物濃度對產(chǎn)品DE值的影響圖

如表1所示，底物濃度過低會影響料漿的黏輥性，成片性差，片薄易碎，產(chǎn)能低；底物濃度過高時料漿不容易混合均勻，物料輸送困難。綜合考慮，選擇50%的底物濃度進行后續(xù)優(yōu)化。

表1 底物濃度對輥筒干燥產(chǎn)品的影響表

2.2 酶添加量

如圖3所示，隨著酶添加量的增加，產(chǎn)品的DE值增加。如表2所示，酶添加量0.005 6%和0.007 4%時料漿的干燥狀態(tài)比較好。考慮到成本因素及輥筒干燥工藝需求，選擇酶添加量為0.005 6%進行后續(xù)優(yōu)化。

圖3 酶添加量對產(chǎn)品DE值的影響圖

表2 酶添加量對輥筒干燥產(chǎn)品的影響表

2.3 酶解時間

如圖4所示，產(chǎn)品的DE值隨著酶解時間的增加而增加，30 min后產(chǎn)品的DE值增長速度減緩。可能是由于漿料中大部分淀粉在α-淀粉酶的作用下發(fā)生水解，導(dǎo)致底物減少，從而使得酶解作用減緩。如表3所示，無添加糖類的嬰幼兒米粉配方的黏輥性和成片性在30 min時最好。超過30 min后，可能由于酶解程度較高，導(dǎo)致輥筒上的漿料團黏度過高，容易黏到成品片上，造成成品嬰幼兒米粉中帶有未熟制的漿料團，有可能導(dǎo)致成品的微生物指標不合格。故結(jié)合不同酶解時間的DE值和對輥筒干燥工藝產(chǎn)品的影響，選擇酶解時間30 min進行后續(xù)優(yōu)化。

圖4 酶解時間對產(chǎn)品DE值的影響圖

表3 酶解時間對輥筒干燥產(chǎn)品的影響表

2.4 蒸汽壓力和輥筒轉(zhuǎn)速

通過以上試驗，確定了無添加糖類的嬰幼兒米粉在輥筒干燥工藝中的最佳酶解條件，即α-淀粉酶4000 SG，常溫，底物濃度50%，0.005 6%酶添加量和酶解30 min。按此工藝處理后的漿料進入輥筒干燥程序，通過調(diào)節(jié)輥筒轉(zhuǎn)速和蒸汽壓力來確定產(chǎn)品的最佳工藝條件。

輥筒干燥除了蒸發(fā)水分使?jié){料變成熟制米片外，還需達到殺菌作用，使制得的嬰幼兒米粉符合《食品安全國家標準 嬰幼兒谷類輔助食品》（GB 10769—2010）的微生物要求。如表4和表5所示，綜合輥筒干燥后的產(chǎn)品感官和菌落總數(shù)情況，確定輥筒干燥工藝的最佳工藝條件為蒸汽壓0.6 MPa，轉(zhuǎn)速為1 000 r·min-1。

表4 輥筒蒸汽壓力對產(chǎn)品的影響表

表5 輥筒轉(zhuǎn)速對產(chǎn)品的影響表

2.5 酶解工藝對產(chǎn)品得率的影響

酶解處理工藝條件為α-淀粉酶4000 SG，常溫，底物濃度50%，酶添加量0.005 6%和酶解30 min，輥筒干燥工藝條件為蒸汽壓力0.6 MPa，轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1。如圖5所示，在此條件下，無添加糖類的嬰幼兒米粉的輥筒干燥可行性大大提高，酶解處理后DE值增加至6.2%，產(chǎn)品得率達到70%，比未酶解處理的無添加糖類米粉產(chǎn)品得率提高了1.8倍。

圖5 酶解處理對無添加糖類米粉的DE值與產(chǎn)品得率影響圖

3 結(jié)論

研究了酶解處理對無添加糖類嬰幼兒米粉產(chǎn)品DE值和對輥筒干燥程序的影響，得到最佳酶解條件為使用α-淀粉酶4000 SG，常溫，底物濃度50%，0.005 6%酶添加量和30 min的酶解時間；在此酶解條件下，輥筒干燥工藝為蒸汽壓力0.6 MPa，輥筒轉(zhuǎn)速1 000 r·min-1。

在以上酶解條件和輥筒干燥工藝參數(shù)下，無添加糖類嬰幼兒米粉產(chǎn)品得率提高至70%，DE值增加至6.2%，進一步提高了產(chǎn)品的可消化吸收性和沖調(diào)性，可應(yīng)用于嬰幼兒米粉產(chǎn)品的生產(chǎn)。