酶解對鮮濕米粉入味特性的影響

陳莉莉，高曉惠，程謙偉，孟陸麗，陳通，甘靜怡

廣西科技大學生物與化學工程學院/廣西柳州螺螄粉工程技術研究中心（柳州 545006）

鮮濕米粉是我國傳統的淀粉凝膠食品，是以秈米為原材料，經粉碎、發酵、糊化、陳化等工藝加工而成的一種米制品[1]。隨著食品科技的發展，米粉的風味口感已經滿足不了人們現在的需求，因此需要改進米粉的加工工藝來提高米粉的品質。衛攀杰等[2]通過對鮮濕米粉質構特性進行分析發現，秈米的凝膠強度越大，制作出的鮮濕米粉咀嚼性和彈性越大。胡秀婷等[3]通過添加大豆分離蛋白制作米粉發現，大豆蛋白可抑制淀粉回生，賦予其多孔結構，增加持水性，有利于米粉在保藏過程中提升品質。張建初等[4]通過改進米粉的生產工藝來改變米粉內部結構，使其產生均勻密集的氣孔，增加吸鹽吸油性，提高米粉的入味特性。Kim等[5]通過加入谷氨酰胺轉移酶來制備米粉，研究發現米粉內部蛋白質間會發生交聯，形成致密的網狀結構，從而使米粉的蒸煮損失率和米粉湯的渾濁度下降，這表明可以通過改變米粉的內部結構來改善米粉的品質。Martin等[6]將米粉中的部分蛋白質去除后發現會影響米粉的黏度，導致淀粉凝膠的黏性增大，這說明蛋白質能影響米粉的質構特性。宋娜等[7]用風味蛋白酶、復合蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶來提取大米蛋白，經過比較發現，堿性蛋白酶分解蛋白質的能力最高，它可以通過水解蛋白質中的大部分肽鍵來改變蛋白質的結構[8]。

此研究以珍桂米為原料，在制粉過程中加入堿性蛋白酶，研究了酶解溫度、固液比、加酶量、酶解時間對鮮濕米粉的入味性、質構特性和白度的影響，以期能通過酶解來改變鮮濕米粉的品質，為改良米粉的品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

珍桂米和馬鈴薯淀粉（市售）；堿性蛋白酶（作用pH 9～12，作用溫度40～50 ℃，酶活，浙江安詳生物技術有限公司）；復合磷酸鹽2號（河南前志食品有限公司）；石油醚、硝酸、鹽酸、乙酸、乙醚、乙醇、鉻酸鉀（四川西隴科學有限公司）；亞鐵氰化鉀（廣東光華科技股份有限公司）；硝酸銀（天津市贏達稀貴化學試劑廠）；基準氯化鈉（廣東達濠精細化學品公司）；乙酸鋅（廣東汕頭市西隴化工廠）。

1.2 儀器與設備

DFY-1000 C磨粉機（溫嶺市科技機械有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（上海云泰儀器儀表有限公司）；WSC-S測色色差計（上海儀電物理光學儀器有限公司）；CT3-100質構儀（BROOKFIELD公司）；HH-S 4數顯恒溫水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 米粉制備方法

根據鄧靜娟[9]的方案做出改進：大米→除雜→粉碎→過篩→米粉調濕攪拌→酶解→加入馬鈴薯淀粉和復合磷酸鹽磨漿→靜置過濾→糊化→揉滾成型→擠絲→蒸熟→冷卻水洗。

1.3.2 單因素試驗

控制酶解時間2 h、固液比1∶1（g/mL）、加酶量（E/S）0.8%，考察酶解溫度對米粉品質影響；控制酶解溫度45 ℃、酶解時間2 h、E/S0.8%，考察固液比對米粉影響；控制溫度45 ℃、酶解時間2 h、固液比1∶1（g/mL），考察加酶量對米粉影響；控制酶解溫度45 ℃、E/S0.8%、固液比1∶1（g/mL），考察酶解時間對米粉影響。

1.4 鮮濕米粉品質的測定

1.4.1 質構特性測定

將揉滾成型的米團放入模具中制成直徑為21 mm，高為12 mm的圓柱體米團，取3個米團放載物臺上，用質構分析儀測定，選取質構儀的探頭型號TA 43，測試速率和返回速率均為2 mm/s，觸發力為5 g，兩次壓縮時間的間隔為3 s，重復3次[10]。

1.4.2 入味特性測定

1.4.2.1 吸油率測定

參照禚林娜等[11]方法，稱取100 g米粉放入500 mL沸水中，添加6 g食用油，蒸煮2 min后撈起瀝干，采用酸水解法測定米粉的吸油率，每組試驗3個平行樣。

1.4.2.2 吸鹽率的測定

米粉的吸鹽率測定參照GB 5009.44—2016《食品安全國家標準 食品中氯化物的測定》。

1.4.3 白度測定

參照Weng等[12]方法，用WSC-S色差分析計來測定米粉的L*、a*、b*值，以白度計配置的標準白板為基準來測樣，樣品的白值（WI）按照式（1）計算。

式中：L*為明度物體表面的明亮程度，其值越大越明亮；a*為紅綠值，+方向代表紅色增加，-方向代表綠色增加；b*為藍黃值，+方向代表黃色增加，-方向表示藍色增加。

1.5 數據分析

運用統計學分析處理數據，采用Microsoft Excel 2016畫圖，分析酶解溫度、固液比、酶解時間、加酶量對鮮濕米粉的影響。

2 結果與分析

2.1 酶解對鮮濕米粉質構性質的影響

2.1.1 酶解溫度比對米團質構的影響

分別考察酶解溫度為35，40，45，50和55 ℃時對米團質構的影響。由圖1可知，初時隨著酶解溫度的逐漸提高，米團的硬度和咀嚼性整體下降，酶解溫度低時，酶的活性也低，不能充分發揮作用。當酶解溫度升高時，酶的活性也升高，蛋白質分子的立體結構也會伸展開來，這樣酶與蛋白質間會充分接觸，作用增強[13]，蛋白質逐漸會被水解，大米蛋白與米粉間形成的網狀結構也會被破壞[14]，米團變得松軟，硬度降低。當酶解溫度過高時，酶失活，水解蛋白質的能力變弱，硬度和咀嚼性開始升高，這與賀萍等[15]研究大米蛋白質含量對鮮濕米粉品質的影響結論一致。

圖1 酶解溫度對米團質構的影響

2.1.2 固液比對米團質構的影響

分別考察固液比為1∶0.6，1∶0.8，1∶1，1∶1.2，1∶1.4（g/mL）時對米團質構的影響，由圖2可知，隨著固液比的減小，米團的硬度和咀嚼性不斷下降。原因可能是米漿中的蛋白質被蛋白酶水解后，淀粉與蛋白質形成的網絡結構被破壞，結構變疏松，硬度和咀嚼性下降[16]。在固液比1∶0.6～1∶1（g/mL）時，米團的硬度和咀嚼性下降較快，而后逐漸緩慢下降。

圖2 固液比對米團質構的影響

2.1.3 加酶量對米團質構的影響

分別考察加酶量（E/S）為0.6%，0.8%，1.0%，1.2%和1.4%時對米團質構的影響。由圖3發現，加酶量在增大的同時，米團的硬度和咀嚼性呈現出先上升再下降的趨勢，在加酶量（E/S）為0.8%時，米團的咀嚼性和硬度最好。當堿性蛋白酶逐漸增大達到適量時，酶和蛋白質充分接觸，米團中的蛋白質被水解，結構不再緊密，致使米團的硬度和咀嚼性降低[17]。

圖3 加酶量對米團質構的影響

2.1.4 酶解時間對米團質構的影響

分別考察酶解時間為1，2，3，4和5 h時對米團質構的影響。由圖4可發現，酶解時間在延長的同時，米團的硬度和咀嚼性先上升后緩慢下降。可能是因為在酶解時間較短內，酶還沒充分發揮其作用，酶水解蛋白質比較有限，而伴隨著酶解時間的延長，蛋白質逐漸被堿性蛋白酶酶解，打破了米團內部的結構平衡，致密程度有所下降，米團的硬度和咀嚼性逐漸降低。

圖4 酶解時間對米團質構的影響

2.2 酶解對鮮濕米粉入味性質的影響

2.2.1 酶解溫度對鮮濕米粉入味性的影響

從圖5可以看出，在酶解溫度不斷增大的同時，米粉的吸鹽率先緩慢上升后下降，吸油率的趨勢則相反。在酶解溫度為45 ℃時，入味性效果較好，這可能是因為在45 ℃左右，酶活性較高，酶解速率較快，大部分蛋白質逐漸被水解，米粉內部的結構被破壞變得疏松[14]，鹽分子進入米粉內部，吸鹽率增加。在酶的作用下，大米蛋白的肽鏈被水解成氨基和羧基等親水性的基團，導致米粉持油性降低，吸油率下降[13]。當酶解溫度過高時，蛋白酶失活，此時吸油率會上升，吸鹽率下降。

圖5 酶解溫度對米粉入味性的影響

2.2.2 固液比對鮮濕米粉入味性的影響

由圖6可知，吸油率伴隨著固液比的減小先上升再下降，吸鹽率則先上升后平穩下降。在固液比為1∶0.8（g/mL）時有最大吸鹽率和吸油率。當固液比大時，體系的濃度過大，從而使酶與蛋白間傳質受到抑制，使得水解緩慢[18]。而固液比過小時，不利于蛋白質與酶的結合，導致水解速度變慢，當固液比為1∶0.8（g/mL）時最佳，這時酶能充分和蛋白質結合并水解，米粉結構變得疏松，脂肪和鹽分子開始進入米粉內部，入味性上升。

圖6 固液比對米粉入味性的影響

2.2.3 加酶量對鮮濕米粉入味性的影響

由圖7可知，隨著米粉中堿性蛋白酶含量的增加，米粉的吸鹽率和吸油率先上升后緩慢下降，在加酶量0.8%處有最大吸鹽率和吸油率。當加酶量較少時，酶解能力有限，隨著加酶量的漸漸增多，蛋白質被水解，大米蛋白與米粉形成的網狀結構被破壞，結構變得疏松，入味性增加。當堿性蛋白酶含量過多時，大米蛋白的肽鏈被水解成氨基和羧基等親水性的基團[13]，米粉的持油性降低，吸油率降低。綜上所述，堿性蛋白酶的最適宜添加量為0.8%，此時米粉入味性最好。

圖7 加酶量對米粉入味性的影響

2.2.4 酶解時間對鮮濕米粉入味性的影響

由圖8可知，隨著酶解時間的延長，米粉的吸鹽率先緩慢下降后上升，在酶解時間4 h時有最低吸鹽率。米粉的吸油率呈緩慢下降趨勢，可能是隨著酶解時間不斷增加，蛋白質被水解成氨基及羧基等親水基團，導致米粉的持油性降低，吸油率下降[19]。

圖8 酶解時間對米粉入味性的影響

2.3 酶解對米粉白度的影響

2.3.1 酶解溫度對鮮濕米粉白度的影響

由圖9可知，隨著酶解溫度的升高，WI值呈先上升后下降的趨勢，在酶解溫度為45 ℃時米粉的WI最大。可能因為45 ℃時酶活性較大，充分發揮作用，部分蛋白質被水解，礦物質從米粉中流失，從而使米粉的灰分含量變少，WI值增大[20-21]。

圖9 酶解溫度對米粉白度的影響

2.3.2 加酶量對鮮濕米粉白度的影響

由圖10可知，加入蛋白酶后，初期米粉的白度稍有所降低，在加酶量（E/S）為0.6%～1%之間，米粉的WI值變化不明顯，當加酶量（E/S）大于1%時，白度有明顯下降，說明加入過多的蛋白酶會影響米粉的WI值。

圖10 加酶量對米粉白度的影響

2.3.3 固液比對鮮濕米粉白度的影響

由圖11可知，隨著固液比的變化，米粉的WI整體呈下降趨勢，在固液比為1∶0.8（g/mL）時，米粉有最大的WI值。當固液比不斷減小時，溶液體系中的濃度不斷減小，不利于酶和蛋白質接觸，酶解效果不明顯，米粉中的礦物質流失較少，灰分含量增多，WI值降低，這與陶華堂[20]的研究結果一致。

圖11 固液比對米粉白度的影響

2.3.4 酶解時間對鮮濕米粉白度的影響

由圖12可知，隨著酶解時間的延長，WI值整體有先上升后下降的趨勢，在3 h處有最大白度值，可能這時酶解時間適宜，米粉內部的蛋白質被堿性蛋白酶水解，結構變得疏松，礦物質開始從蛋白質與淀粉形成的結合物中逐步向外釋放，導致體系中灰分含量變少，WI值升高。當酶解時間大于3 h時，米粉的白度明顯下降，說明延長酶解時間會導致米粉WI值降低。

圖12 酶解時間對米粉白度的影響

3 結論

堿性蛋白酶的水解作用使蛋白質和淀粉的結構及相互作用發生改變，影響米粉的理化性質，進而使米粉的入味性、質構特性得到改善。研究了不同的酶解溫度、固液比、酶添加量、酶解時間對米粉的入味性、質構性、白度的影響，結果表明：加入適宜的堿性蛋白酶制成的米粉入味性、硬度和咀嚼性有所提高，白度有所下降，且酶解溫度和固液比對米粉質構影響較大。在酶解溫度45 ℃、加酶量（E/S）0.8%、固液比1∶0.8（g/mL）、酶解時間2 h時制備的米粉品質較好。通過利用堿性蛋白酶來制備鮮濕米粉，在一定程度上增加其吸鹽吸油性，改善鮮濕米粉難以入味的缺點，對米粉的生產、銷售和品質的改良具有一定意義。