酶解工艺对改善发芽糙米口感的影响

曾 丹 李远志 陈友清 陈倬澄 李思超 洪 雁

（1.广州华南农业大学食品学院，广东 广州 510642；2.广州西洋食品公司，广东 广州 510600）

酶解工艺对改善发芽糙米口感的影响

曾 丹1李远志1陈友清2陈倬澄1李思超1洪 雁1

（1.广州华南农业大学食品学院，广东 广州 510642；2.广州西洋食品公司，广东 广州 510600）

为探索改善发芽糙米口感的途径，采用物性测定与感官评定结合的方法，研究纤维素酶对发芽糙米米饭口感的影响。结果表明，最佳酶处理方案：酶解温度为50℃，酶用量为1.5U／mL，pH 值为5.0，处理时间为60min。该条件下，纤维素酶处理使发芽糙米的硬度降低26.1%、黏着性增加7.0%、感官评分提高18.0%。

发芽糙米；酶解；口感

稻谷砻谷去壳为糙米，保留了糠层和胚芽（主要功能成分所在），让糙米发芽即得发芽糙米。糙米发芽产生了系列生化反应，不仅富化了各种营养功效成分［1］，也改善了风味及消化性［2］；但其高含量的纤维素及其复合物使口感、蒸煮性、消化性较差，仍不及精白米。姚人勇等［3］对糙米采用纤维素酶处理，以蒽酮比色法考量酶解效果，得出10g糙米酶降解可生成的糖量高达45.201 5mg，表明糙米纤维素得以部分降解，食用性得以改良。本试验引入外源酶（纤维素酶）对发芽糙米进行进一步处理，通过理化分析（TPA测试）和感官评定综合考察发芽糙米米饭的品质变化。期望酶解工艺能使发芽糙米米饭硬度降低、黏着性增加，使口感得以有效改善，为打造“药食同源”的发芽糙米主食工艺提供依据［4］。

1 材料和方法

1.1 材料、试剂与仪器

发芽糙米：从化西洋食品有限公司；

纤维素酶：15U／mg，上海惠兴生化试剂有限公司；

柠檬酸、柠檬酸钠：分析纯，广州化学试剂厂；

超高压设备：HPP1L－500L／800MPa，包头科发高压科技有限责任公司；

物性分析仪：TA.XT plus，英国SMS公司；

电热恒温水槽：DK－8D，上海森信实验仪器有限公司；

电子天平：BS110S，北京赛多利斯天平有限公司；

pH计：SP－707，北京金紫光仪器仪表销售公司；

电热鼓风干燥箱：101－1型，上海沪南科学仪器联营厂；

微电脑电磁炉：美联C－18B，广东银港科技有限公司。

1.2 方法与设计

1.2.1 技术路线 称取25g发芽糙米，于40mL一定pH的柠檬酸—柠檬酸三钠缓冲液，加入一定量的纤维素酶，在一定温度下处理一段时间后，用适量蒸馏水清洗干净，于40℃ 热风干燥4h，蒸煮（参照 GB／T 15682——2008）成米饭备用，再对其进行物性测定和感官评定。

1.2.2 酶解工艺的单因素试验

（1）酶用量：pH为5.0，酶解温度50℃，酶用量分别为0.075，0.15，0.75，1.5，1.8U／mL，酶解90min。以米饭的硬度与黏着性为评价指标，确定纤维素酶适宜的添加量。

（2）酶解温度：pH 为5.0，酶解温度分别取40，45，50，55，60℃，酶用量0.75U／mL，酶解90min。以米饭的硬度与黏着性为评价指标，确定适宜的作用温度。

（3）酶解时间：pH 为5.0，酶解温度50℃，酶用量0.75U／mL，酶解时间分别取30，60，90，120，150min。以米饭的硬度与黏着性为评价指标，确定适宜的酶解时间。

（4）pH 值：pH 分别为4.0，4.6，5.0，5.6，6.0，酶解温度50℃，酶用量0.75U／mL，酶解90min。以米饭的硬度与黏着性为评价指标，确定适宜的pH。

1.2.3 酶解工艺的正交试验 以单因素试验结果为基础，选择L9（34）正交表和各因素适当水平，进行正交试验，考察各因素不同水平组合对酶解反应的综合影响。

1.2.4 发芽糙米米饭的物性测定 TPA（texture profile analysis）测试又被称为两次咀嚼测试，主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动对样品进行两次压缩［5］。测试装置与微机连接，通过界面输出质地测试曲线，从中可以分析质地特性参数如硬度、脆性、粘附性、粘聚性、弹性、胶着度、咀嚼性、回复性等。郑志等［6］曾指出决定粳稻适口性的质地指标是黏着性与硬度。本试验用TA－XT plus质地分析仪，采用TPA（textureprofile analysis）模式，取10g米粒完整的热干样品于载物台上，平行3次以上。分别测定各种处理的发芽糙米的硬度和黏度。

试验参数：探头型号SMSP36R，测试前速度2.0mm／s，测试速度1.0mm／s，测试后速度10.0mm／s，压缩比为70%。

1.2.5 发芽糙米米饭的感官评定 评定小组由10人组成。参照GB／T 15682——2008制定评分标准（见表1），均按10分制进行打分。感官评价总分为100分，各项指标在综合评分中所占权重分别为0.1，0.25，0.1，0.3，0.25。

表1 感官评价指标Table 1 Sensory evaluation standards

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 酶用量对发芽糙米口感的影响 由图1可知，随着酶用量的增加，硬度和黏着性变化趋势很相似，其中硬度逐渐下降，当酶用量达到1.5U／mL时，米饭硬度最小，继续增加酶用量，米饭硬度不再下降；黏着性逐渐上升，当酶用量1.5U／mL时黏着性接近最大值。这可能是底物浓度一定的缘故。可知酶用量1.5U／mL时较理想。

图1 酶用量对发芽糙米米饭硬度和黏着性的影响Figure 1 Amount of enzyme impact on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.2 温度对发芽糙米口感的影响 由图2可知，硬度在40～45℃迅速下降；45～55℃硬度缓慢上升；而55～60℃硬度快速上升，45℃时最低。可见温度对该酶活性影响较大，可能是45℃以下，酶活性随着温度上升而增强，大于45℃ 时会抑制酶的活性；55℃以上抑制作用更明显。黏着性随温度上升而上升，40～50℃斜率较50～60℃大，说明纤维素酶在40～50℃能使发芽糙米米饭的黏着性有较大程度的增长。可见酶对黏着性的作用并未因温度的上升而出现抑制效果，可能是因为一定范围内的温度上升，利于米粒吸水，促进米粒淀粉缓慢糊化，利于黏着性提高。

图2 酶解温度对发芽糙米米饭硬度和黏着性的影响Figure 2 Hydrolysis temperature on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.3 时间对发芽糙米口感的影响 由图3可知，酶解时间在120min之前，硬度随着酶解时间的延长而减少，120min之后，硬度的改变不太显著。对于黏着性，在30min到150min的范围内不断增加，几乎呈直线关系。从改善糙米的硬度和黏着性看，最优处理时间为150min，但也应考虑浸泡时间对米粒外观结构的影响。

图3 酶解时间对发芽糙米米饭硬度和黏着性的影响Figure 3 Hydrolysis time on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.1.4 pH值对发芽糙米口感的影响 由图4可知，pH对硬度和黏着性影响的变化趋势相似。当pH在4.0～5.0时，随着pH增加，硬度减少、黏着性增加，在pH为5.0时硬度最小、黏着性最大，当pH大于5.0时，硬度明显上升、黏着性上升。可能是pH值直接影响到纤维素酶的活性造成的，此处最佳pH值5.0。

图4 酶解pH对发芽糙米米饭硬度和黏着性的影响Figure 4 Hydrolysis pH on the hardness and adhesiveness of germinated brown rice

2.2 正交试验

纤维素酶酶解正交试验因素水平见表2，试验设计与结果见表3。

表2 纤维素酶酶解正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for cellulase

由表3可知，因素A为黏着性主要因素，一般酶活性对温度较敏感，感官评定和硬度（A1）均在较低温度取得较优值；黏着性与温度呈正相关，还应考虑温度对淀粉糊化的影响，且A2和A3黏着性差别不大；综合考虑选取水平A2。对于因素B，感官评价（B1）与黏着性（B3）是次要因素，考虑到试验耗时及长时间浸泡对米粒影响等问题，时间短的处理优先，此时硬度也最佳，即B1。对于因素C，感官评价（C2）和硬度（C2）都是第一因素，黏着性（C1）是不重要因素，选C2。对于因素 D，黏着性（D2）、感官评价（D3）、硬度（D3）都是第二主要因素，兼顾大部分因素，选D3。

综合上述分析，最优方案为A2B1C2D3，即试验4。在温度为50℃，酶用量为1.5U／mL，pH为5.0下处理60min。此时，感官评定和硬度均为最优值，黏着性仅居中，相对普通发芽糙米均有较大改善。由表4可知，最优方案的酶处理时，发芽米米饭的感官评分提高18.0%，硬度降低26.1%，黏着性增加7.0%。

表3 纤维素酶酶解正交试验结果与分析Table 3 Results of orthogonal test of cellulase hydrolysis

续表3

表4 酶处理对发芽糙米米饭品质的影响Table 4 Effect of cellulase hydrolysis on the qualities of germinated brown rice

3 讨论

（1）糙米虽自身会因发芽这一过程而产生一定的酶系，对口感已经有了一定的改善作用，但仍与精白米口感有着较大差距。本试验尝试再引入外源酶（纤维素酶）对发芽糙米继续酶降解，对处理过的发芽糙米米饭进行物性测定和感官评定，表明米饭硬度下降、黏着性增加、口感评分也提高了。另外，pH值对发芽糙米的口感影响也较大，本试验采用柠檬酸－柠檬酸三钠缓冲液，柠檬酸本身可令米饭更透明、更有光泽并且更具有黏性［6］。

（2）米饭的软硬程度和黏性强弱，通过品尝不易作出精确判断［7］，本试验采用物性分析仪进行TPA物性测试，辅以感官评定，对米饭食味品质进行模拟测定，较感官鉴定具有用样量少、省时省力、客观等优点，为稻米食味鉴定提供了一个新的研究、评价手段。

（3）本次试验所用纤维素酶单一，在以后研究中可尝试用多种纤维素酶系或其他外源酶（如植酸酶），对发芽糙米进一步降解以迎合大众口感。相比单一酶，多种酶水解对米粒的作用相对均匀，能缓解对其结构造成的损伤。

1 徐莉珍，李远志，肖南，等.糙米发芽工艺及其营养成分变化研究［C］／／［专著主要责任人不详］.“亚运食品安全与广东食品产业创新发展”学术研讨会暨2009年广东省食品学会年会论文集.广州：暨南大学出版社，2009：4～8.

2 郑艺梅，郑琳，华平，等.不同干燥方式对发芽米品质的影响［J］.食品工业科技，2005，26（12）：55～56.

3 姚人勇，刘英.响应面分析法优化糙米纤维酶解工艺［J］.食品科技，2009，34（11）：55～56.

4 黄迪芳，陈正行.发芽糙米［J］.粮食与油脂，2004（4）：17～18.

5 战旭梅，郑铁松，陶锦鸿.质构仪在大米品质评价中的应用研究［J］.食品科学，2007，28（9）：62～65.

6 郑志，张原箕，罗水忠，等.添加剂对方便米饭特性的影响［J］.中国水稻科学，2010，31（24）：120～123.

7 张玉荣，周显青，杨兰兰.大米是为品质评价方法的研究现状与展望［J］.中国粮油学报，2009，24（8）：155～160.

Cellulose enzyme hydrolysis process to taste improving of germinated brown rice

ZENG Dan1LI Yuan－zhi1CHEN You－qing2ZHEN Zhuo－cheng1LI Si－chao1HONG Yan1

（1.College of Food Science，South China Agriculture University，Guangzhou，Guangdong510642，China；2.Guangzhou Xi Yang Food Co.，Ltd，Guangzhou，Guangdong510900，China）

In order to improve the taste of germinated brown rice，the physical properties and sensory evaluation of germinated brown rice were investigated as indicators to study the effect of cellulase on the taste and texture of the rice.The optimum conditions of enzymatic treatment were the temperature 50℃，enzyme dosage 1.5U／mL，pH 5.0，the total processing time 60min.The results showed that cellulase treatment could reduce the hardness of germinated brown rice by 26.1%，increase the adhesiveness by 7.0%and sensory evaluation score by 18.0%.

germinated brown rice；cellulose enzyme hydrolysis；taste

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.017

广东省教育部产学研项目（编号：2009B090300293）；2010年广州市科技项目（编号：2010Z1－E441）

曾丹（1987－），女，华南农业大学在读硕士研究生。

E－mail：zengdan0923＠126.com

李远志

2011－06－10