淮山酶解饮料的研制

李妍 蔡慧红

摘要 [目的] 研制淮山酶解饮料的最优工艺。[方法]以鲜淮山为原料，采用生物酶进行液化糖化后，在淮山水解液基础上进行调配制备淮山饮料。对淮山的护色、液化、糖化的工艺条件及淮山饮料的适宜配方进行了探讨。[结果]试验表明，选用0.1%的柠檬酸及0.2%的抗坏血酸复配护色能更好地控制淮山褐变;液化的适宜工艺条件为α-淀粉酶用量0.35%，温度为70 ℃，时间为1.5 h;糖化的适宜工艺条件为糖化酶用量为0.15%，温度为60 ℃，时间为4 h;在淮山水解液中加入8%白砂糖和0.15%黄原胶调配，口感风味最好。[结论]研究可为淮山的进一步开发利用提供参考依据。

关键词 鲜淮山;酶解;还原糖;饮料

中图分类号 S609.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）33-11879-03

Development of Enzymolytic Yam Drink

LI Yan， CAI Hui-hong

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Zhaoqing University， Zhaoqing， Guangdong 526061）

Abstract [Objective] To study the optimal technique of enzymolysis yam drink. [Method] Using fresh yam as materials， biological enzyme was used for the liquefaction and saccharification of yam， then yam drink was prepared on the basis of the hydrolysate. Both the conditions of color protecting， liquefaction and saccharication of yam and the optimum formula of yam drink were discussed. [Result] The results showed that 0.1% citric acid and 0.2% ascorbic acid as the color protection solution was available for browning control. The optimum conditions of liquefaction was 0.35% α-amylase， temperature 70 ℃ and time 1.5 h. The optimum conditions of saccharication was 0.15% glucoamylase， temperature 60 ℃ and time 4 h; The product exhibited better flavor and taste with 8% sugar and 0.15% xanthan gum. [Conclusion] The study can provide reference basis for further development and utilization of yam.

Key words Fresh yam; Enzymolysis; Reducing sugar; Drink

基金项目 广东省高等学校优秀青年教师培养计划资助项目（Yq20 13164）。

作者简介 李妍（1978- ），女，黑龙江肇东人，副教授，博士，从事食品加工与保藏研究。

收稿日期 2014-10-16

淮山为薯蓣科多年蔓草植物的块茎，又名山药、淮山药等，是营养丰富的药食同源植物[1]。王飞等对淮山的营养成分进行测定，结果表明淮山中的淀粉含量为19.60%，粗蛋白含量为3.59%，总氨基酸含量为2.71%[2]。对于淮山的开发利用，主要的研究报道集中在以淮山为原料，辅以其他食物开发相关的保健产品[3-4]，如淮山酸奶的研制[5]、淮山药葡萄梨复合运动饮料的研制[6]等。

淮山中富含淀粉，榨汁后常使大量淀粉进入淮山汁中，而淀粉不溶于水，在生产工艺中经热交换会糊化并渐渐老化，以悬浮状态存在于饮料中而难以除去，产生沉淀、返生、后浑浊现象。在这种情况下可选择酶解方式分解淀粉解决这一问题。酶解工艺具有条件温和、设备简单、无营养素损失、且试剂用量少等优点[7-8]。

笔者以鲜淮山为原料，通过淀粉酶、糖化酶酶解工艺使淮山中的淀粉水解，再取一定量的淮山水解液，调配研制淮山酶解饮料。

1 材料与方法

1.1 材料

供试鲜淮山和白砂糖均为市售。主要试剂：柠檬酸;α-淀粉酶（生化试剂，活力为3 000～5 000 U/g）;糖化酶（食品级，活力为10万U/g）;酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、乙酸锌、硫酸铜、氢氧化钠、葡萄糖均为分析纯。

主要仪器：HD2073豆浆机，飞利浦投资有限公司;HH-6數显恒温水浴锅， 江苏省金坛市环宇科学仪器厂;AUY120电子分析天平， 广州仪通兴仪器仪表有限公司;DD-3凯达离心机， 湖南凯达科学仪器公司;754型紫外可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程。

鲜淮山→筛选与去皮→清洗→护色→切片→预煮→打浆→90 ℃保温糊化→冷却→加入α-淀粉酶→恒温液化→冷却至60 ℃→调节pH→加入糖化酶→恒温糖化→灭酶→冷却过滤→淮山水解液（备用）。

淮山水解液→加入白砂糖、稳定剂调配→装瓶→灭菌→冷却→成品。

1.2.2 操作要点。

1.2.2.1 淮山的护色处理[9-10]。

选用柠檬酸、抗坏血酸作为护色剂，将去皮后的淮山切成3 mm厚的薄片，先于90 ℃水浴漂烫2 min，再置于一定浓度的柠檬酸和抗坏血酸的护色剂中，进行浸泡护色处理1 h的对比试验。在420 nm波长下测定淮山浸泡液的吸光度，以吸光度表示褐变程度，用蒸馏水作为参比，比较其护色效果，确定最适宜的护色方法。

1.2.2.2 淮山浆的制备。

新鲜淮山削去表皮及内层皮，充分冲洗后，将其浸泡在护色剂中护色，并将其切成5 mm厚的薄片，然后沸水预煮1 min，加入一定水进行打浆，即得淮山浆。

1.2.2.3 淮山浆中的淀粉液化工艺条件的确定。

取一定量的淮山浆，加入α-淀粉酶对其进行液化。该α-淀粉酶的最适pH为5.5～7.5，淮山浆pH刚好处于此范围内，为了减少酸碱试剂的加入和简化步骤，该试验确定不调整pH直接进行反应。分别研究淮山料液比、液化时间、液化温度、α-淀粉酶添加量4个因素对淮山浆中淀粉液化效果的影响，通过测定液化后料液中还原糖的含量，确定4个因素的最适宜条件。

1.2.2.4 淮山浆中淀粉糖化工艺条件的确定。

试验糖化酶的最适作用温度在55～60 ℃，最适pH在4.0～4.5，最适宜的作用范围较小，对糖化效果的影响变化不大，故直接应用温度60 ℃，pH 4.5进行糖化试验。分别研究糖化酶添加量、糖化时间2个因素对淮山浆中淀粉糖化效果的影响，然后通过测定糖化后料液中还原糖的含量，确定2个因素的最适宜条件。

1.2.2.5 淮山水解液中还原糖含量的测定。

淮山浆中的淀粉液化、糖化后，加热灭酶后冷却至室温，于4 000 r/min离心20 min，取上清液作为待测液，参照GB/T 5009.5还原糖的测定方法[11]进行测定。

1.2.2.6 淮山酶解饮料的制备。

取一定量的淮山水解液，加入白砂糖、稳定剂进行调配，并进行风味品评，得出口感最好，风味最佳的饮料。将调配好的淮山酶解饮料装进玻璃瓶中，用硅胶塞密封后110 ℃杀菌10 min，冷却至室温即得成品。

1.2.3 产品理化指标的测定。

对成品饮料进行总酸度、总糖和蛋白质含量的测定。总酸度的测定采用中和滴定法[12];总糖的测定采用直接滴定法[12];蛋白质含量的测定参照GB/T 5009.5的方法进行[11]。

2 结果与分析

2.1 控制淮山褐变的护色剂的确定

选用不同浓度的柠檬酸、抗坏血酸溶液浸泡1 h，用蒸馏水作为参比，通过测定淮山浸泡液的吸光度来判断褐变程度，吸光度越小，褐变程度越轻，结果见表1。

由表1可知，选用0.1%柠檬酸和0.2%抗坏血酸复配护色可以有效地控制淮山褐变。

表1 不同护色剂对淮山褐变程度的影响

2.2 淮山浆中淀粉液化工艺条件的确定

2.2.1 淮山料液比的确定。

采用料液比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5（W/V）g/ml，打浆后糊化、冷却，在α-淀粉酶添加量为0.3%（占淮山浆质量），温度为70 ℃，液化90 min，通过感官评定及淮山水解液中还原糖的含量来确定料液比对淮山淀粉液化的影响，结果见表2。

由表2可知，当料液比为1∶1、1∶2、1∶3 g/ml时，三者的水解液中还原糖含量相差不大，但是淮山浆的组织形态有很大差别，当料液比在1∶3 g/ml时淮山浆较均匀，且水解液的还原糖含量最高，而料液比为1∶4、1∶5 g/ml时，液化前后还原糖含量相对变化较小，故选取1∶3 g/ml的料液比为宜。

表2 不同料液比对淮山淀粉液化的影响

2.2.2 α-淀粉酶添加量的确定。

鲜淮山以1∶3 g/ml的料液比进行打浆，各取相同质量的淮山浆，糊化、冷却后，分别加入占淮山浆质量0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%的α-淀粉酶，70 ℃液化90 min，对比淮山水解液中还原糖的含量，结果如图1所示。

图1 α-淀粉酶添加量对淮山淀粉液化效果的影响

由图1可知，当α-淀粉酶添加量在0.20%～0.35%范围内，淮山水解液中的还原糖含量随着酶添加量的增加而增加，水解液的还原糖含量在α-淀粉酶添加量为0.35%时达到最高，故选取α-淀粉酶添加量为0.35%。

2.2.3 淮山浆中淀粉液化温度的确定。

鲜淮山以1∶3 g/ml的料液比进行打浆，各取相同质量的淮山浆，糊化、冷却后，加入0.35% α-淀粉酶，分别置于60、65、70、75、80 ℃水浴锅，液化90 min，对比水解液中还原糖的含量，结果如图2所示。

图2 液化温度对淮山淀粉液化效果的影响

由图2可知，当温度为70 ℃时，水解液的还原糖含量达到最高，α-淀粉酶的活性达到最强，液化较完全，故选择液化温度为70 ℃为宜。

2.2.4 淮山浆中淀粉液化時间的确定。

鲜淮山以1∶3 g/ml的料液比进行打浆，各取相同质量的淮山浆，糊化、冷却后，加入0.35% α-淀粉酶，70 ℃的条件下分别液化0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，对比水解液中还原糖的含量，结果如图3所示。

由图3可知，当液化时间为1.5 h时，还原糖含量达到最高;而当液化时间高于1.5 h时，还原糖含量变化不大，由于滴定时的读数误差，还原糖含量稍有降低，故选择液化时间为1.5 h为宜。

图3 不同液化时间对淮山淀粉液化效果的影响

2.3 淮山浆中淀粉糖化工艺条件的确定

2.3.1 糖化酶添加量的确定。

取5份相同质量的淮山浆，按照上述得到的液化最适条件制备得到淮山液化水解液。冷却后，用柠檬酸溶液调节pH至4.5左右，分别加入占淮山浆质量0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的糖化酶，60 ℃糖化4 h，对比水解液中还原糖的含量，结果如图4所示。

图4 糖化酶用量对淮山淀粉糖化效果的影响

由图4可知，当糖化酶用量达到0.15%以上时还原糖含量达到最高，并趋于稳定，故选择糖化酶用量为0.15%为宜。

2.3.2 淮山浆淀粉糖化工艺中糖化时间的确定。

取6份相同质量的淮山浆，按照上述得到的液化最适条件制备得到淮山液化水解液。冷却后，用柠檬酸溶液调节pH至4.5左右，加入占淮山浆质量0.15%的糖化酶，60 ℃分别糖化1、2、3、4、5、6 h，对比水解液中还原糖的含量，结果如图5所示。

由图5可知，当糖化时间达到4 h以上时，水解液中还原糖含量随着糖化时间的增加趋势变缓，故选择糖化时间为4 h为宜。

图5 糖化时间对淮山淀粉糖化效果的影响

2.4 淮山饮料的调配

2.4.1 穩定剂对淮山饮料稳定性的影响。取5份等量的淮山水解液，分别加入黄原胶0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%，搅拌均匀后装罐、灭菌，将其置于避光地方保存，7 d后观察其组织状态来确定黄原胶的适宜添加量。由表3可知，黄原胶的适宜添加量为0.15%，7 d后观察淮山饮料仍均匀一致、无沉淀，即此时的稳定效果最好。

表3 不同浓度稳定剂对淮山饮料稳定性的影响

2.4.2 淮山饮料中白砂糖添加量的确定。

分别取等量的淮山水解液，加入0.15%的黄原胶，再分别加入白砂糖2%、4%、6%、8%、10%、12%，搅拌均匀后，进行感官评价，选出适宜的白砂糖添加量。

由表4可知，白砂糖的适宜添加量为8%，此时淮山饮料的口感较好，酸甜适宜，可口细腻。另外，对产品的总体评定也表明该饮料组织均匀、无沉淀、色泽均匀，口感可口，有淮山的清香味。

表4 不同糖添加量对淮山饮料口感的影响

2.5 产品质量指标

感官指标：产品为乳白色，色泽均匀;有淮山的清香气味，无异味;口感均匀细腻，酸甜可口;组织状态均匀一致，没有沉淀及悬浮物。

经测定成品淮山酶解饮料的总酸度为1.136 g/L，总糖为132.400 g/L，蛋白质含量为6.119 g/L。

3 结论与展望

通过试验研究表明，选用0.1%的柠檬酸及0.2%的抗坏血酸复配护色能更好地控制淮山褐变;液化的适宜工艺条件为料液比1∶3 g/ml，α-淀粉酶用量0.35%，温度为70 ℃，时间为1.5 h;糖化的适宜工艺条件为糖化酶用量为0.15%，温度为60 ℃，时间为4 h;在淮山水解液中加入8%白砂糖和0.15%黄原胶调配，口感风味最好。成品饮料的总酸为1.136 g/L，总糖为132.400 g/L，蛋白质含量为6.119 g/L。

淮山作为药食同源食品，具有丰富的营养成分，具有降血脂、抗氧化、抗衰老、调节肠胃等多种保健功效，具备开发保健饮料的条件，今后可进一步尝试更多类型产品的开发研究。

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