酶解对鲜湿米粉入味特性的影响

陈莉莉，高晓惠，程谦伟，孟陆丽，陈通，甘静怡

广西科技大学生物与化学工程学院/广西柳州螺蛳粉工程技术研究中心（柳州 545006）

鲜湿米粉是我国传统的淀粉凝胶食品，是以籼米为原材料，经粉碎、发酵、糊化、陈化等工艺加工而成的一种米制品[1]。随着食品科技的发展，米粉的风味口感已经满足不了人们现在的需求，因此需要改进米粉的加工工艺来提高米粉的品质。卫攀杰等[2]通过对鲜湿米粉质构特性进行分析发现，籼米的凝胶强度越大，制作出的鲜湿米粉咀嚼性和弹性越大。胡秀婷等[3]通过添加大豆分离蛋白制作米粉发现，大豆蛋白可抑制淀粉回生，赋予其多孔结构，增加持水性，有利于米粉在保藏过程中提升品质。张建初等[4]通过改进米粉的生产工艺来改变米粉内部结构，使其产生均匀密集的气孔，增加吸盐吸油性，提高米粉的入味特性。Kim等[5]通过加入谷氨酰胺转移酶来制备米粉，研究发现米粉内部蛋白质间会发生交联，形成致密的网状结构，从而使米粉的蒸煮损失率和米粉汤的浑浊度下降，这表明可以通过改变米粉的内部结构来改善米粉的品质。Martin等[6]将米粉中的部分蛋白质去除后发现会影响米粉的黏度，导致淀粉凝胶的黏性增大，这说明蛋白质能影响米粉的质构特性。宋娜等[7]用风味蛋白酶、复合蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶来提取大米蛋白，经过比较发现，碱性蛋白酶分解蛋白质的能力最高，它可以通过水解蛋白质中的大部分肽键来改变蛋白质的结构[8]。

此研究以珍桂米为原料，在制粉过程中加入碱性蛋白酶，研究了酶解温度、固液比、加酶量、酶解时间对鲜湿米粉的入味性、质构特性和白度的影响，以期能通过酶解来改变鲜湿米粉的品质，为改良米粉的品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

珍桂米和马铃薯淀粉（市售）；碱性蛋白酶（作用pH 9～12，作用温度40～50 ℃，酶活，浙江安详生物技术有限公司）；复合磷酸盐2号（河南前志食品有限公司）；石油醚、硝酸、盐酸、乙酸、乙醚、乙醇、铬酸钾（四川西陇科学有限公司）；亚铁氰化钾（广东光华科技股份有限公司）；硝酸银（天津市赢达稀贵化学试剂厂）；基准氯化钠（广东达濠精细化学品公司）；乙酸锌（广东汕头市西陇化工厂）。

1.2 仪器与设备

DFY-1000 C磨粉机（温岭市科技机械有限公司）；DZF-6050真空干燥箱（上海云泰仪器仪表有限公司）；WSC-S测色色差计（上海仪电物理光学仪器有限公司）；CT3-100质构仪（BROOKFIELD公司）；HH-S 4数显恒温水浴锅（江苏金怡仪器科技有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 米粉制备方法

根据邓静娟[9]的方案做出改进：大米→除杂→粉碎→过筛→米粉调湿搅拌→酶解→加入马铃薯淀粉和复合磷酸盐磨浆→静置过滤→糊化→揉滚成型→挤丝→蒸熟→冷却水洗。

1.3.2 单因素试验

控制酶解时间2 h、固液比1∶1（g/mL）、加酶量（E/S）0.8%，考察酶解温度对米粉品质影响；控制酶解温度45 ℃、酶解时间2 h、E/S0.8%，考察固液比对米粉影响；控制温度45 ℃、酶解时间2 h、固液比1∶1（g/mL），考察加酶量对米粉影响；控制酶解温度45 ℃、E/S0.8%、固液比1∶1（g/mL），考察酶解时间对米粉影响。

1.4 鲜湿米粉品质的测定

1.4.1 质构特性测定

将揉滚成型的米团放入模具中制成直径为21 mm，高为12 mm的圆柱体米团，取3个米团放载物台上，用质构分析仪测定，选取质构仪的探头型号TA 43，测试速率和返回速率均为2 mm/s，触发力为5 g，两次压缩时间的间隔为3 s，重复3次[10]。

1.4.2 入味特性测定

1.4.2.1 吸油率测定

参照禚林娜等[11]方法，称取100 g米粉放入500 mL沸水中，添加6 g食用油，蒸煮2 min后捞起沥干，采用酸水解法测定米粉的吸油率，每组试验3个平行样。

1.4.2.2 吸盐率的测定

米粉的吸盐率测定参照GB 5009.44—2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》。

1.4.3 白度测定

参照Weng等[12]方法，用WSC-S色差分析计来测定米粉的L*、a*、b*值，以白度计配置的标准白板为基准来测样，样品的白值（WI）按照式（1）计算。

式中：L*为明度物体表面的明亮程度，其值越大越明亮；a*为红绿值，+方向代表红色增加，-方向代表绿色增加；b*为蓝黄值，+方向代表黄色增加，-方向表示蓝色增加。

1.5 数据分析

运用统计学分析处理数据，采用Microsoft Excel 2016画图，分析酶解温度、固液比、酶解时间、加酶量对鲜湿米粉的影响。

2 结果与分析

2.1 酶解对鲜湿米粉质构性质的影响

2.1.1 酶解温度比对米团质构的影响

分别考察酶解温度为35，40，45，50和55 ℃时对米团质构的影响。由图1可知，初时随着酶解温度的逐渐提高，米团的硬度和咀嚼性整体下降，酶解温度低时，酶的活性也低，不能充分发挥作用。当酶解温度升高时，酶的活性也升高，蛋白质分子的立体结构也会伸展开来，这样酶与蛋白质间会充分接触，作用增强[13]，蛋白质逐渐会被水解，大米蛋白与米粉间形成的网状结构也会被破坏[14]，米团变得松软，硬度降低。当酶解温度过高时，酶失活，水解蛋白质的能力变弱，硬度和咀嚼性开始升高，这与贺萍等[15]研究大米蛋白质含量对鲜湿米粉品质的影响结论一致。

图1 酶解温度对米团质构的影响

2.1.2 固液比对米团质构的影响

分别考察固液比为1∶0.6，1∶0.8，1∶1，1∶1.2，1∶1.4（g/mL）时对米团质构的影响，由图2可知，随着固液比的减小，米团的硬度和咀嚼性不断下降。原因可能是米浆中的蛋白质被蛋白酶水解后，淀粉与蛋白质形成的网络结构被破坏，结构变疏松，硬度和咀嚼性下降[16]。在固液比1∶0.6～1∶1（g/mL）时，米团的硬度和咀嚼性下降较快，而后逐渐缓慢下降。

图2 固液比对米团质构的影响

2.1.3 加酶量对米团质构的影响

分别考察加酶量（E/S）为0.6%，0.8%，1.0%，1.2%和1.4%时对米团质构的影响。由图3发现，加酶量在增大的同时，米团的硬度和咀嚼性呈现出先上升再下降的趋势，在加酶量（E/S）为0.8%时，米团的咀嚼性和硬度最好。当碱性蛋白酶逐渐增大达到适量时，酶和蛋白质充分接触，米团中的蛋白质被水解，结构不再紧密，致使米团的硬度和咀嚼性降低[17]。

图3 加酶量对米团质构的影响

2.1.4 酶解时间对米团质构的影响

分别考察酶解时间为1，2，3，4和5 h时对米团质构的影响。由图4可发现，酶解时间在延长的同时，米团的硬度和咀嚼性先上升后缓慢下降。可能是因为在酶解时间较短内，酶还没充分发挥其作用，酶水解蛋白质比较有限，而伴随着酶解时间的延长，蛋白质逐渐被碱性蛋白酶酶解，打破了米团内部的结构平衡，致密程度有所下降，米团的硬度和咀嚼性逐渐降低。

图4 酶解时间对米团质构的影响

2.2 酶解对鲜湿米粉入味性质的影响

2.2.1 酶解温度对鲜湿米粉入味性的影响

从图5可以看出，在酶解温度不断增大的同时，米粉的吸盐率先缓慢上升后下降，吸油率的趋势则相反。在酶解温度为45 ℃时，入味性效果较好，这可能是因为在45 ℃左右，酶活性较高，酶解速率较快，大部分蛋白质逐渐被水解，米粉内部的结构被破坏变得疏松[14]，盐分子进入米粉内部，吸盐率增加。在酶的作用下，大米蛋白的肽链被水解成氨基和羧基等亲水性的基团，导致米粉持油性降低，吸油率下降[13]。当酶解温度过高时，蛋白酶失活，此时吸油率会上升，吸盐率下降。

图5 酶解温度对米粉入味性的影响

2.2.2 固液比对鲜湿米粉入味性的影响

由图6可知，吸油率伴随着固液比的减小先上升再下降，吸盐率则先上升后平稳下降。在固液比为1∶0.8（g/mL）时有最大吸盐率和吸油率。当固液比大时，体系的浓度过大，从而使酶与蛋白间传质受到抑制，使得水解缓慢[18]。而固液比过小时，不利于蛋白质与酶的结合，导致水解速度变慢，当固液比为1∶0.8（g/mL）时最佳，这时酶能充分和蛋白质结合并水解，米粉结构变得疏松，脂肪和盐分子开始进入米粉内部，入味性上升。

图6 固液比对米粉入味性的影响

2.2.3 加酶量对鲜湿米粉入味性的影响

由图7可知，随着米粉中碱性蛋白酶含量的增加，米粉的吸盐率和吸油率先上升后缓慢下降，在加酶量0.8%处有最大吸盐率和吸油率。当加酶量较少时，酶解能力有限，随着加酶量的渐渐增多，蛋白质被水解，大米蛋白与米粉形成的网状结构被破坏，结构变得疏松，入味性增加。当碱性蛋白酶含量过多时，大米蛋白的肽链被水解成氨基和羧基等亲水性的基团[13]，米粉的持油性降低，吸油率降低。综上所述，碱性蛋白酶的最适宜添加量为0.8%，此时米粉入味性最好。

图7 加酶量对米粉入味性的影响

2.2.4 酶解时间对鲜湿米粉入味性的影响

由图8可知，随着酶解时间的延长，米粉的吸盐率先缓慢下降后上升，在酶解时间4 h时有最低吸盐率。米粉的吸油率呈缓慢下降趋势，可能是随着酶解时间不断增加，蛋白质被水解成氨基及羧基等亲水基团，导致米粉的持油性降低，吸油率下降[19]。

图8 酶解时间对米粉入味性的影响

2.3 酶解对米粉白度的影响

2.3.1 酶解温度对鲜湿米粉白度的影响

由图9可知，随着酶解温度的升高，WI值呈先上升后下降的趋势，在酶解温度为45 ℃时米粉的WI最大。可能因为45 ℃时酶活性较大，充分发挥作用，部分蛋白质被水解，矿物质从米粉中流失，从而使米粉的灰分含量变少，WI值增大[20-21]。

图9 酶解温度对米粉白度的影响

2.3.2 加酶量对鲜湿米粉白度的影响

由图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）为0.6%～1%之间，米粉的WI值变化不明显，当加酶量（E/S）大于1%时，白度有明显下降，说明加入过多的蛋白酶会影响米粉的WI值。

图10 加酶量对米粉白度的影响

2.3.3 固液比对鲜湿米粉白度的影响

由图11可知，随着固液比的变化，米粉的WI整体呈下降趋势，在固液比为1∶0.8（g/mL）时，米粉有最大的WI值。当固液比不断减小时，溶液体系中的浓度不断减小，不利于酶和蛋白质接触，酶解效果不明显，米粉中的矿物质流失较少，灰分含量增多，WI值降低，这与陶华堂[20]的研究结果一致。

图11 固液比对米粉白度的影响

2.3.4 酶解时间对鲜湿米粉白度的影响

由图12可知，随着酶解时间的延长，WI值整体有先上升后下降的趋势，在3 h处有最大白度值，可能这时酶解时间适宜，米粉内部的蛋白质被碱性蛋白酶水解，结构变得疏松，矿物质开始从蛋白质与淀粉形成的结合物中逐步向外释放，导致体系中灰分含量变少，WI值升高。当酶解时间大于3 h时，米粉的白度明显下降，说明延长酶解时间会导致米粉WI值降低。

图12 酶解时间对米粉白度的影响

3 结论

碱性蛋白酶的水解作用使蛋白质和淀粉的结构及相互作用发生改变，影响米粉的理化性质，进而使米粉的入味性、质构特性得到改善。研究了不同的酶解温度、固液比、酶添加量、酶解时间对米粉的入味性、质构性、白度的影响，结果表明：加入适宜的碱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，且酶解温度和固液比对米粉质构影响较大。在酶解温度45 ℃、加酶量（E/S）0.8%、固液比1∶0.8（g/mL）、酶解时间2 h时制备的米粉品质较好。通过利用碱性蛋白酶来制备鲜湿米粉，在一定程度上增加其吸盐吸油性，改善鲜湿米粉难以入味的缺点，对米粉的生产、销售和品质的改良具有一定意义。