酶解法生产小米饮料的研究

朱建军，许宁，肖芳，赵国华，*

（1.锡林郭勒职业学院，内蒙古 锡林浩特 026000；2.西南大学食品科学学院，重庆 400716）

小米（Setaria italica），中国古称稷或粟，亦称作粱，它是脱壳制成的粮食，呈浅黄或深黄色，有较硬的质地，制成品具有甜香味。它发源于我国北方黄河流域，在中国古代是主要粮食作物，有“百谷之长”的美誉，小米营养价值高，富含优质蛋白质、多不饱和脂肪酸、VB1、膳食纤维等对人体有益的功能成分，深受广大消费者青睐，因此，其市场需求量与日俱增。随着人们对保健功能食品的认识逐步提高及食品工业技术的发展，近年来，国内外以小米为基料的各种新型主食品、饮料制品应运而生。本实验以小米为主要原料，采用淀粉酶酶解法对其进行加工，以期开发、研究出一款适合人们口味的、具有较高营养价值的饮品，为日后小米产品的开发应用提供基础性研究依据，也为谷物深加工提供一条可供选择的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小米：市售“沁洲黄”小米 ；α-淀粉酶：酶活（3700 kat/g），奥博星生物技术有限公司；柠檬酸：分析纯（AR），重庆南方试剂厂；果葡糖浆：分析纯（AR），重庆成都科龙化工试剂厂；海藻酸钠：分析纯（AR），青岛明月海藻集团有限公司；酪蛋白酸钠：分析纯（AR），郑州蓝宇化工有限公司。

Sarorius型电子天平：北京赛多利斯仪器有限公司；M50胶体磨：上海诺尼轻工机械有限公司；HH-6型数显恒温水浴锅：金坛市富华仪器有限公司；CYB型实验室用高压均质机：上海高压均质机厂；4K15台式冷冻离心机：德国SIGMA；721可见分光光计：上海精科科学仪器厂；DHG-9240-A型电热恒温鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

原料选择与处理→高温糊化→α-淀粉酶处理小米浆→高温灭酶→分离→调配均质→灌装杀菌

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料选择与处理

挑出小米中的杂质异物，用清水清洗干净备用，在水中浸泡5 h，用胶体磨将小米打浆。

1.2.2.2 高温糊化

将小米浆煮沸10 min。

1.2.2.3 α-淀粉酶处理小米浆

向小米浆中加入α-淀粉酶，采用单因素和正交试验方法确定α-淀粉酶的最佳作用条件。

1.2.2.4 高温灭酶

将小米浆煮沸3 min进行灭酶。

1.2.2.5 分离

使用离心机分离小米浆，获得上清液。

1.2.2.6 调配均质

向上清液中加入柠檬酸0.25%，加入果葡糖浆5%，海藻酸钠，酪蛋白酸钠进行调配，以达到最佳口感，然后使用均质机进行均质。

1.2.2.7 灌装杀菌

将均质后的溶液预热后趁热定量灌装、压盖密封，用巴氏灭菌法（灭菌温度115℃，时间15 min）进行杀菌，冷却，即得成品。

1.3 检验方法

1.3.1 DNS法测定DE值（葡萄糖值）

DE值/%=还原糖含量/固形物含量×100。

还原糖标准曲线的绘制（DNS法测定还原糖[1]）：以葡萄糖含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，如图1所示。

图1 DNS标准曲线Fig.1 DNS standard curve

固形物含量测定：准确吸取酵解母液10 mL放入恒重干燥小烧杯中，放入烘箱105℃下烘至恒重。同时做2个平行测定，结果取其平均值[2]。

1.3.2 原料利用率的测定

1）取20 g小米放入烘箱中烘干至恒重，称重得到20 g小米的干重；

2）离心酶解液，将沉淀物倒至恒重干燥培养皿中，烘至恒重，称重；

3）原料利用率/%=（1－离心沉淀物干重/小米干重）×100。

1.3.3 感官指标

制作感官评定分析表[2-3]，见表1。

由10位以上的食品专业研究生组成评价小组对产品进行感官评定、打分。评价时间安排在下午3点～4点进行。

表1 感官评定表Table 1 Sensory Evaluation Table

2 结果与分析

2.1 酶解反应的单因素试验

2.1.1 料液比对酶解反应的影响

本试验选择料液比 1∶10，1∶12，1∶14，1∶16，1∶18，1∶20（g/mL）为单因素，在酶解量（10 kat/g），酶解时间：40 min，酶解温度：55℃的条件下进行酶解反应。如图2所示。

图2 料液比对酶解反应的影响Fig.2 The effect on enzymolysis of solid-liquid ratio

由图2可知，随着料液比的增大，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）之间可达到最大值，随后逐渐减小。

2.1.2 加酶量对酶解反应的影响

本试验选择加酶量 10、12、14、16、18、20 kat/g 为单因素，在料液比 1∶14（g/mL），酶解时间：40 min（g/mL），酶解温度：55℃的条件下进行酶解反应，如图3所示。

图3 加酶量对酶解反应的影响Fig.3 The effect on enzymolysis of enzyme dosage

由图3可知，随着加酶量的增大，DE值和原料利用率也在增大，在加酶量14 kat/g到18 kat/g之间可达到最大值，随后逐渐减小。

2.1.3 酶解时间对酶解反应的影响

本试验选择酶解时间 20、30、40、50、60 min 为单因素，在料液比 1∶14（g/mL），加酶量：16 kat/g，酶解温度：55℃的条件下进行酶解反应。如图4所示。

图4 酶解时间对酶解反应的影响Fig.4 The effect on enzymolysis of enzymolysis time

由图4可知，随着酶解时间的增大，DE值和原料利用率也在增大，在酶解时间30 min到50 min之间可达到最大值，随后逐渐减小。

2.2 酶解反应正交试验

参照单因素试验结果，以影响酶解反应的料液比，加酶量和酶解时间为3个影响因素，取各自的不同水平进行正交试验。参考L9（34）的正交设计表，设计正交试验，详见表 2、表 3[3]。

表2 正交试验因素表Table 2 Orthogonal experiment factors table

由表3可得出以下结论，对小米饮料的DE值产生影响的因素由大到小的顺序为B>C>A，即：加酶量>酶解时间>料液比；而对小米饮料原料利用率产生影响的因素由大到小的顺序为：B>A>C，即：加酶量>料液比>酶解时间。可得出最优组合是A2B3C3，确定最佳配比为：加酶量18 kat/g，酶解时间50 min，料液比1∶16（g/mL）。对此配比进行2次验证试验，将结果取平均值，得到产品的DE值为42.23，原料利用率为77.52%，结果说明此配比达到最佳。

2.3 感官评定分析结果

感官评定分析结果，见表4。

由表4可以看出，本研究研制出的小米饮料感官平分很高（40/45），消费者的接受性好。具有良好的开发生产前景。

表3 L9（34）正交试验表Table 3 L9(34)Orthogonal experiment table

表5 感官指标调查结果Table 5 Results of Sensory Investigation

2.4 稳定性试验

参考相关资料[4-8]，将酪蛋白酸钠，海藻酸钠加入到酵解液中，添加量各为0.05%。经测试其具有良好的稳定性，可以保存至少3个月。

3 结论

本试验得到小米饮料生产最优的工艺参数为：料液比为 1∶16（g/mL），加酶量 18 kat/g，反应时间 50 min，温度55℃。水解物中添加果葡糖浆5%，柠檬酸0.25%，酪蛋白酸钠和海藻酸钠各为0.05%，成功地生产出了色泽淡黄、成色好、口味清淡、口感清爽、酸甜适度、稳定性好的小米保健饮料。该产品感官评定优良，消费者接受性好，可保持稳定3个月以上。

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