酶解工艺生产米粉的酶解效果研究

秦奉达，钱锋，陈义保，罗志锋

（杭州贝因美豆逗儿童营养食品有限公司，浙江杭州311113）

婴幼儿米粉（又称“婴幼儿配方谷粉”、“营养米粉”或“婴幼儿米糊”），是母乳或婴儿配方食品不能满足婴儿营养需要以及婴儿断奶期间时，为补充婴幼儿营养的辅助食品。目前婴幼儿米粉的主要加工工艺为湿法（滚筒干燥技术）和干法（挤压膨化技术）两种[1-2]。其中湿法工艺生产的米粉具有复水性好、营养素分散均匀、火气小且微生物控制较容易等优点，是目前主流的加工工艺。由于婴儿胃肠内淀粉酶较少，对淀粉类食品的消化能力差，并且传统工艺生产的米粉溶解、冲调性差，因此经常导致婴儿出现胀气、腹泻等消化问题[3]。前期研究[2-3]表明，酶法工艺米粉较传统湿法米粉具有产品黏度低、冲调性好、易于消化等优点，可以减少婴儿食用后产生不适的可能。本实验通过研究酶添加量对产品感官方面的影响，通过快速黏度分析仪（Rapid Visio Analyser，RVA）对米粉黏度进行分析，并结合糖度、DE 值等检测结果综合分析酶解效果，为酶降解法生产米粉提供理论基础和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

粳米：杭州丰源粮食贸易有限公司；α-淀粉酶：Advanced Enzymes 公司；盐酸、硫酸铜、亚甲蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、乙酸锌、冰乙酸、亚铁氰化钾、葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

E5/5 单滚筒干燥机：荷兰高达公司；WAY-2S 阿贝折射仪：上海精密科学仪器有限公司；HR83&HR83-P 水分测定仪：瑞士METTLER TOLEDO 公司；分析天平：上海精科天平有限公司；RVA-TecMaster 黏度测试仪：瑞典Perten 公司；酸式滴定管；电子调温电炉：嘉兴市欣欣仪器设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酶解米粉生产工艺

1.3.2 糖度测定

根据WAY-2S 阿贝折射仪使用说明书：用干净滴管吸1 滴样品至棱镜的表面上，通过目镜观察，调节手轮使明暗分界线准确对准交叉线的交点，读数并记录，每个样品重复测定3 次。

1.3.3 DE 值测定

DE（以葡萄糖计）=还原糖含量/总干物质含量×100%

其中还原糖含量测定参照GB/T 5009.7-2008《食品中还原糖的测定》[4]——直接滴定法。

1.3.4 水分含量测定

根据HR83&HR83-P 水分测定使用说明书：将米粉样品均匀放置于样品盘上，待干燥时间结束后，在显示屏上读出被测样品的水分含量。

1.3.5 RVA 测定

淀粉的糊化特性测定采用AACC 提出的标准方法61-02 并进行改良[5]。根据样品的水分含量称取一定重量的米粉及蒸馏水，混合于RVA 专用铝盒内，调成一定浓度的淀粉乳。具体测定条件如下：起始温度35 ℃保持2 min，5 min 内升至95 ℃并保持3 min，5 min内降至35 ℃并保持5 min，测试时间为20 min。搅拌器在起始10 s 内转动速度为960 r/min，之后保持在160 r/min。测得黏度曲线，并通过RVA 专用测试软件分析得到峰值黏度（Raw Peak）、最低黏度（Hold）、降落值（Breakdown）和最终黏度（Final Visc）等4 个特征参数，黏滞性值用“cP”作单位表示。

2 结果与分析

2.1 酶添加量对米粉感官的影响

影响米粉酶解效果的主要因素有：调浆浓度、浆液pH、酶解温度、酶添加量以及酶钝化条件。米粉生产过程中，浆料的pH 一般不做调整，保持浆料pH 自然。本研究中，调浆浓度固定为50%，酶解温度为常温，仅考察酶添加量对产品品质的影响，结果见图1。

图1 酶添加量对米粉感官的影响Fig.1 Effect of enzyme amount on sense of rice slurry

由图1 可知，传统方法（未经酶解作用）生产的米粉冲调后表面无光泽，米粉搅拌阻力大且存在结块；酶解处理的米粉冲调后表面有光泽，米粉搅拌阻力随着酶添加量的增加而变小，其中酶添加量为0.05%的米粉冲调后呈液态。能量密度为一定量食物提供的能量值与能量推荐摄入量之比，由于婴儿胃容积较小，冲调后过稀的米粉可提供的单位能量较低，难以满足婴儿的能量需求，因此米粉冲调后稀稠度应适中，既不能呈液态也不能有结块，以便在胃容量有限的条件下，提供满足他们生长发育需要的能量[6]。酶添加量为0.03 %和0.01 %的米粉冲调后状态可以满足预期要求，其中酶添加量为0.01%的米粉冲调后较酶添加量为0.03%的米粉略稠。因此选取酶添加量为0.03%和0.01%的样品进行分析。

2.2 酶添加量对米粉糖度的影响

由2.1 进一步分析未添加酶、酶添加量为0.03 %和酶添加量为0.01 %时糖度的变化情况，结果见图2。

图2 酶添加量和反应时间对米粉糖度的影响Fig.2 Effect of enzyme amount and reaction time on Brix of rice slurry

通过糖度值反映出米粉中可溶性固形物（含糖量）的变化情况。由图2 和表1 可知，经酶解处理的米粉其糖度高于未添加酶米粉的糖度，并且酶添加量越大，糖度越高。酶添加量为0.03%时，米粉的平均糖度为14.0 Brix，酶添加量为0.01%时，平均糖度为12.3 Brix，而未添加酶米粉的平均糖度仅为9.1 Brix。由此可以说明，经酶解处理的米粉其可溶性固形物糖含量增加，因此糖度值较高。

2.3 酶添加量对DE 值的影响

α-淀粉酶既可作用于直链淀粉，也可作用于支链淀粉，通过水解淀粉中的α-1，4-糖苷键，将淀粉部分水解成麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等，通过DE 值可以反映米粉的酶解程度。不同酶添加量米粉的DE 值变化见图3。

图3 酶添加量和反应时间对DE 值的影响Fig.3 Effect of enzyme amount and reaction time on DE value of rice slurry

由图3 可知，未经酶作用的米粉中没有检测出还原糖，其原因可能是样品中糖的含量过少；此外，检测方法的灵敏性略低可能造成无法检测出样品中微量的还原糖。在一定范围内，酶添加量越高，DE 值越高。由于浆料是通过管道输送到滚筒上，因此储浆罐中没有输送到滚筒的浆料会继续与酶反应，因此，DE 值随时间的延长而逐渐升高。

2.4 米粉的黏度分析

未经酶作用与酶添加量为0.03 %的黏度曲线见图4，酶添加量为0.01%的黏度曲线见图5。

米粉在升温过程中黏度的特征值及其对应的DE值见表2。

图4 酶添加量为0.03%的RVA 曲线Fig.4 RVA profiles of 0.03%enzyme amount

图5 酶添加量为0.01%的RVA 曲线Fig.5 RVA profiles of 0.01%enzyme amount

表2 米粉升温过程中的特征值Table 2 RVA profile characteristics of rice slurry on temperature rise

表2 为米粉升温过程中峰值黏度、最低黏度、最终黏度峰值等特征，其中降落值反映米粉热糊的稳定性，即抗剪切和耐热性能；回生值为最终黏度与最低黏度之差，可衡量米粉冷糊的稳定性和老化趋势[7]。当温度升高时，米糊黏度升高，并达到峰值黏度。由图4、图5 和表2 可知，未经酶作用的米粉峰值黏度最大，其次为酶添加量为0.01%的米粉，而酶添加量为0.03%的米粉峰值黏度最小，这可能是由于在升温过程中未经酶作用的米粉颗粒膨胀程度较大，酶添加量为0.03 %的米粉颗粒膨胀程度较小所致，这与最低黏度和最终黏度变化规律一致。此外，B1 的峰值黏度在同组4 个样品中偏大，可能与前一锅未添加酶的尾料残留有关。在保温期，吸水溶胀后的米粉颗粒变软，在高温和机械剪切力的作用下破碎，使黏度下降[8]。降落值反映淀粉的热糊稳定性，酶解处理米粉的降落值小于未经酶作用的米粉，表明其溶胀后淀粉颗粒强度大，不易破裂，因此热稳定性好[9]。回生值反映淀粉冷糊的稳定性和老化趋势，由表2 可知，酶添加量为0.03%的回生值最小，其次为酶添加量为0.01%的米粉，未经酶作用的米粉回生值最大，这与它们直链淀粉的聚合度和支链淀粉的结构有关，直链淀粉聚合度高，支链淀粉外链长的淀粉易于老化[9-10]，冷糊稳定性差，这与舒庆尧等[11]在研究稻米RVA 谱特征与食用品质的关系结果相似。

此外，米粉的最终黏度可以反映出样品冲调后的感官状况，酶的添加量越高，米粉酶解程度越大，因此其最终黏度越低，由图4、图5 和表2 可知，未经酶作用的米粉最终黏度高于酶解处理的米粉最终黏度，酶添加量为0.01 %的米粉最终黏度高于酶添加量为0.03%的最终黏度。由于浆料在未输送至滚筒前仍然在储浆罐中进行酶解反应，因此同一酶添加量的米粉，由于酶解过程的不断进行，其最终黏度随反应时间逐渐下降。由于α-淀粉酶的酶解产物主要是还原糖，因此米粉的最终黏度逐渐下降，DE 值逐渐升高。

3 结论

本研究选取了0.05%、0.03%和0.01%3 个添加浓度，其中酶添加量为0.05%时，产品冲调后呈液态，能量密度较低不能满足婴儿营养需求，而酶添加量为0.03%和0.01%的产品冲调后感官状态良好；酶添加量为0.03%的米粉糖度和DE 值均高于0.01%的糖度和DE 值；由RVA 曲线可知，加酶后的米粉热稳定性增强，回生程度变小，且酶添加量越高，回生值越低。未经酶作用的米粉其最终黏度高于经过酶解处理的米粉，并且酶添加量越大，最终黏度越小；对于同一酶添加量的米粉，其黏度随着反应时间的延长呈下降趋势，而DE 值则逐渐升高。研究结果为生产过程中工艺的控制提供理论指导，对于提升产品的品质具有重要应用价值。

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[2] 袁海娜,尤玉如,储小军,等.生物技术应用于婴幼儿谷基配方米粉的工艺研究[J].中国食品学报,2009,9(6):121-127

[3] 魏颖栋,袁海娜,尤玉如,等.婴幼儿谷基配方米粉生物酶解工艺研究[J].食品科技,2009,34(10):83-85

[4] 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.7-2008《食品中还原糖的测定》[S].北京:中国标准出版社,2009

[5] American Association of Cereal Chemists [S].Approved Methods of the AACC,Methods 61-02 for RVA

[6] 常素英,刘冬生,王玉英.中国婴幼儿辅助食品的发展[J].卫生研究,2008,37(S1):22-25

[7] 张涛,缪铭,江波.不同品种鹰嘴豆淀粉糊与凝胶特性研究[J].食品与发酵工业,2007,33(9):6-10

[8] 张永祥,邵春水.快速黏度分析仪(RVA)在变性淀粉及粮食贮藏加工中的应用[J].仪器评价,2002(5):39-41

[9] 缪铭,江波,张涛.淀粉的消化性能与RVA 曲线特征值得相关性研究[J].食品科学,2009,30(5):16-19

[10] 张凯,李新华,赵前程.不同品种玉米淀粉糊化特性比较[J].沈阳农业大学学报,2005,36(1):107-109

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