中温α—淀粉酶水解糯玉米汁的工艺条件

苏爱梅 吴海燕 唐明霞 陈慧

摘要：糯玉米营养丰富，口感易于接受，黏滞性以及消化率都较高，加温处理后具有较好的膨胀力和透明性，近年来其相关产品糯玉米汁饮料也逐渐受到广大消费者的喜爱。以苏玉糯1号玉米粒为原料，将煮熟的玉米粒按照 1 g ∶4 mL 的料液比进行混合打浆处理，研究温度、时间、中温α-淀粉酶的添加量对糯玉米汁水解效果的影响。通过正交试验确定玉米汁中温α-淀粉酶水解的最佳条件为：温度75 ℃，时间60 min，加酶量0.080%；通过验证试验也表明此工艺效果最佳。

关键词：苏玉糯1号；糯玉米汁；饮料；中温α-淀粉酶；DE值；酶解工艺

中图分类号：TS275.5 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0306-02

糯玉米作为玉米属的一个亚种，起源于中国，最先在我国的西南地区被发现，是由当地种植的硬粒玉米发生基因突变，并经人工选择而保存下来的一种玉米新类型[1]，其特有的基因决定了糯质玉米胚乳淀粉全部为支链淀粉，且富有黏性[2]，籽粒不透明、有光泽、坚硬、平滑，煮熟后黏软，别称黏玉米或蜡质玉米，是一种老少皆宜的、对身体健康有益的粮食作物。20世纪70年代，我国糯玉米育种事业起步；直到20世纪90年代，随着市场和国民经济的不断发展，我国相继培育出了中糯1号、中糯2号、苏玉糯1号、苏玉糯2号等一系列的糯玉米新品种[3]；目前，我国糯玉米的种植面积已经达到33万hm2，主要分布在长江三角洲地区，约占40%以上。

糯玉米营养价值高，除含有蛋白质、氨基酸、膳食纤维、钙、铁、磷等营养物质外，还含有多种维生素、胡萝卜素、硒等营养物质。其中含蛋白质10.6%、氨基酸8.3%左右，赖氨酸含量比普通玉米高16%～74%[4]。糯玉米不仅营养丰富，而且保健功能显著，能降低血脂和血压、预防癌症、提神健腦等。糯玉米汁作为一种新型谷物饮料，符合饮料工业的发展趋势，口感好、饮用方便、更容易吸收，因此受到广大消费者青睐，具有很好的市场前景。然而，由于糯玉米中含有较多的淀粉，对于制成饮料后的稳定性有不利的影响，在加工中一般须要水解，即利用α-淀粉酶将玉米中的淀粉水解降解成糊精、低聚糖、单糖、双糖等，从而提高玉米汁的稳定性。本研究以期通过对糯玉米汁中温α-淀粉酶水解工艺的研究，确定最佳的酶解工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试糯玉米品种为苏玉糯1号，由江苏沿江地区农业科学研究所提供。

试验试剂主要为中温α-淀粉酶（酶活力6 000 U/g）、氯化钙、氢氧化钠、葡萄糖等。

1.2 试验设备

PHS-29A型酸度计，上海第二分析仪器厂；分析天平，北京赛多利斯天平有限公司；电热恒温水浴锅，上海医疗器械厂；阿贝折射仪，上海光学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 酶解工艺流程 酶解工艺流程主要为：苏玉糯1号玉米—剥粒、去芯—打浆 （料液比1 g ∶4 mL，反应温度60 ℃）—糊化（90 ℃，15 min）—加淀粉酶水解—灭酶（100 ℃，10 min）—测定指标。

1.3.2 中温α-淀粉酶水解工艺条件的研究 （1）中温α-淀粉酶添加量对玉米汁品质的影响。将料液比为1 g ∶4 mL的苏玉糯1号玉米汁在pH值自然的条件下分为6组，分别添加0.035%、0.050%、0.065%、0.080%、0.095%、0.100%的中温α-淀粉酶。在65 ℃的条件下恒温液化30 min，测定DE值。（2）液化时间对玉米汁品质的影响。将料液比为 1 g ∶4 mL 的苏玉糯1号玉米汁在pH自然的条件下分为6组，分别添加0.080%的中温α-淀粉酶，在70 ℃的条件下分别恒温20、30、40、50、60、70 min，测定DE值。（3）液化温度对玉米汁品质的影响。将料液比为1 g ∶4 mL的苏玉糯1号玉米汁在pH值自然的条件下分为6组，分别添加0.080%的中温α-淀粉酶，分别在35、45、55、65、75、85 ℃的条件下水浴30 min，测定DE值。（4）玉米汁中温α-淀粉酶最佳工艺参数的确定。根据单因素试验结果，选择温度、时间、加酶量进行3因素3水平正交试验，确定最佳工艺参数。

1.3.3 测定方法 DE值指还原糖（以葡萄糖计）占糖浆干物质的百分比。分别测定糯玉米汁液化前后的还原糖含量、可溶性固形物含量，然后计算出DE值，以此作为淀粉酶解程度的指标[5-6]。相关计算公式为：

DE=（A1-A0）/[（B1-B0）×P]。

式中：A1为水解后100 mL汁液中的还原糖含量，g；A0为水解前100 mL汁液中的还原糖含量，g；B1为水解后汁液的可溶性固形物含量，0Bx；B0为水解前汁液的可溶性固形物含量，0Bx；P为糯玉米汁的密度，g/mL。

2 结果与分析

2.1 中温α-淀粉酶添加量对玉米汁品质的影响

图1表示在糯玉米汁中分别添加不同量的中温α-淀粉酶，在65 ℃的条件下恒温液化60 min，DE值的变化情况。可以看出，糯玉米汁的DE值呈一直上升的趋势，在加酶量为0080%之前迅速上升，大于0.080%之后趋于平缓。因此，本试验的中温α-淀粉酶的添加量选择0.080%。

2.2 液化时间对玉米汁品质的影响

图2表示在糯玉米汁中添加0.080%的中温α-淀粉酶，在65 ℃的条件下，随着恒温液化时间的变化，DE值的变化情况。可以看出，液化反应的时间越长，DE值越大，小于60 min时DE值增长较为迅速，大于60 min之后DE值趋于平缓。因此，本试验中的时间选择60 min。

2.3 液化温度对玉米汁品质的影响

图3表示在在糯玉米汁中添加0.080%的中温α-淀粉酶，在不同的条件下恒温液化60 min，DE值的变化情况。可以看出，液化温度在低于75 ℃时DE值快速增加，高于75 ℃时DE值反而下降。因此，本试验中温度选择75 ℃。

2.4 苏玉糯1号玉米汁液化最佳工艺参数的确定

在单因素试验的基础上，选择液化温度、液化时间、加酶量3个因素，进行L9（33）正交试验，设计因素水平（表1）；进一步进行正交试验，以确定最佳提取工艺条件，结果见表2。

由极差R值的大小可知，对苏玉糯1号玉米汁淀粉酶水解效果的影响因素从大到小为加酶量﹥液化温度﹥液化时间；由均值k可知，最优组合为A2B2C2，即液化温度75 ℃，液化时间60 min，加酶量0.080%。

2.5 验证试验

由于最佳酶解工艺组合A2B2C2在正交试验表中没有，须要对其进行试验验证。取料液比为1 g ∶4 mL的苏玉糯1号玉米汁3份，每份500 mL，按照上述最佳工艺条件进行酶解。结果表明，平均DE值为1.545 1（表3），高于正交设计表中的组合，RSD=0.59%，由此可知优化出的最佳酶解工艺是稳定可靠的。

3 结论

糯玉米汁饮料作为营养保健、方便快捷的保健型饮料，口感香甜、成本低廉、工艺操作简单。然而当今市场上糯玉米汁飲料还比较少，因此其市场前景广阔，值得食品企业开发利用。

通过单因素试验和正交试验表明，对苏玉糯1号玉米汁液化效果的影响因素从大到小为加酶量﹥温度﹥时间；苏玉糯1号玉米汁中温α-淀粉酶水解的最佳条件为：液化温度75 ℃，液化时间60 min，加酶量0.080%。正交试验及验证试验结果都表明，该酶解工艺效果最佳。

参考文献：

[1]陈树宾，李鲁华，王 婷，等. 糯玉米的开发利用及其高产栽培技术[J]. 新疆农垦科技，2002（4）：7-8.

[2]武宝云，王素芬. 发展优质高产糯玉米几大环节技术[J]. 现代农业，2011（4）：42-43.

[3]佘花娣，苏胜宇，张冬梅. 我国糯玉米产业现状与发展战略[J]. 科技风，2012（11）：252，256.

[4]王静波，梁建娥，翟冷楚，等. 糯玉米高产栽培技术及发展前景[J]. 中国农业信息，2013（8）：18-19，21.

[5]夏 辉. 甜玉米发酵酸乳加工工艺研究[D]. 西安：陕西师范大学，2007.

[6]姜锡瑞，段 钢. 新编酶制剂实用技术手册[M]. 北京：中国轻工业出版社，2002.