白米糠生产麦芽糖浆工艺实验研究

李 渊,李仁全

(四川职业技术学院建筑与环境工程系，四川 遂宁 629000）

白米糠生产麦芽糖浆工艺实验研究

李 渊,李仁全

(四川职业技术学院建筑与环境工程系，四川 遂宁 629000）

通过对白米糠进行预处理，采用α-淀粉酶作用下的液化试验和β-淀粉酶作用下的糖化试验对白米糠中麦芽糖浆提取的最佳条件进行了研究.结果表明，白米糠经过脱脂和去蛋白质的预处理后，取10g白米糠，加入50ml蒸馏水搅拌，并用5%NaoH溶液中和至pH值为6.0，放入水浴锅中，温度达到60℃时加入α-淀粉酶0.25%，保温2小时，使淀粉初步水解，之后保持水浴锅温度为60℃，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴锅中恒温糖化3小时，再经过100℃高温灭酶30min，使用细粒活性炭在pH值为4.5，温度为80℃的条件下脱色30min后，再加入旋转蒸发仪中调节温度为60℃，减压浓缩至体积为21ml即得到成品麦芽糖浆，浓度可达为26.2%.

白米糠；α-淀粉酶；β-淀粉酶；液化；糖化

白米糠约占糙米质量的5%～7%，是稻谷加工过程中的副产物，是糙米碾白过程中被碾下的皮层及米胚和碎米的混合物.在所有副产品中(不包括白米)稻谷占量之61%、米糠占35%、白米糠占4%.通常米糠为米粒的8～9%，稻谷约占20%.白米糠的主要成分：粗蛋白质13.5%，粗纤维5.6%，乙醚抽出物16.50%，灰分8.7%，无氮抽出物55.7%.新鲜白米糠呈黄色，有一股米香味，具有鳞片状不规则结构[1].

本试验以白米糠为原材料，采用淀粉酶水解白米糠中的淀粉，生产麦芽糖浆.根据液化试验过程中淀粉的水解程度和糖化试验过程中麦芽糖浆的得率，确定较好的麦芽糖浆的生产方法和工艺参数.

1.实验设备及材料

1.1 实验设备

7200型可见分光光度计；电子天平；C s202型电热保温干燥箱；HH S21-6电热恒温水浴锅；旋转蒸发仪（E Y E L A RO T A R Y OR N-1001）；B CD-208型冰箱.

1.2 原材料

实验采用白米糠购自遂宁稻米加工厂.实验所用试剂：α-淀粉酶,酶活力单位≥4000U/g；β-淀粉酶，酶活力单位为10万U/g.化学试剂均为分析纯.

2.实验方法

2.1 白米糠的预处理

预处理过程为原料新鲜白米糠过40目筛，取100g用无水乙醚回流4小时，风干后于50℃烘箱中烘5h，室温下水分平衡2h.然后准确称取50g上述脱脂白米糠倒人500ml的大烧杯中，倒人预先配制好的1mol/L的稀盐酸50ml，在温度为45—50℃的水浴条件下水解蛋白质1—2h，去除滤液.得预处理的脱脂脱蛋白白米糠.

2.2 液化实验

2.2.1 液化α-淀粉酶酶用量试验

取经预处理的白米糠10g4份，分别加入2.0%、2.3%、2.5%、2.8%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸馏水搅拌，并用5%N aoH溶液中和至p H值为6.0,于60℃水浴锅加热水解2h，表2－1为α-淀粉酶酶用量对淀粉水解程度的影响[2].注：酶用量(%)=单位底物用酶量(IU*g-1)/酶的单位活力(IU*g-1)

表2 －1液化α-淀粉酶酶用量试验结果

由表2－1可知，酶用量为2.5%时，淀粉水解基本完全，从生产周期方面考虑，选取酶用量为2.5%。以下试验选取α-淀粉酶酶用量为2.5%。

2.2.2 液化温度条件试验

取经预处理的脱脂白米糠10g4份，加入2.5%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸馏水搅拌，并用5% N aoH溶液中和至p H值为6.0,分别与55℃、60℃、65℃、70℃的水浴锅加热水解2h，表2－2为温度对淀粉水解程度的影响.

表2 －2液化温度条件试验结果

由表2－2可知，温度为60℃时，淀粉水解基本完全。以下试验选取温度为60℃.

2.2.3 液化时间条件试验

取经预处理的脱脂白米糠10g4份，加入2.5%的α-淀粉酶,各加入50ml蒸馏水搅拌，并用5% N aoH溶液中和至p H值为6.0,于60℃的水浴锅分别加热水解1.5h、2h、2.5h、3h，表2－3为液化时间对淀粉水解程度的影响.

表2 －3液化时间条件试验结果

由表2－3可知，时间为2h、2.5h和3h时，淀粉水解都基本水解完全，从生产周期方面考虑，选取液化时间2h，此条件为液化最适的淀粉水解条件.

2.2.4 液化正交试验[3]

为了得出最适液化条件，参照正交试验方法进行了液化试验，以α-淀粉酶的最适温度，时间，酶用量三项为试验因素，以淀粉碘色反应现象为指标.结果见表2－4和2－5.

表2-4 因素水平的确定

表2-5 液化试验结果

参照液化正交表得出液化条件的最佳组合为：A2B2C3,即温度是60℃，时间为2h，酶用量为2.5%.

经过验证实验确定：温度是60℃，时间为2h，酶用量2.5%。

2.3 糖化实验

2.3.1 糖化β-淀粉酶酶用量试验

取最适液化条件下水解的液化液4份，保持p H值为6.0，放入温度为60℃的水浴锅中，然后分别加入β-淀粉酶0.19%、0.27%、0.37%、0.46%，在水浴锅中恒温糖化3小时.表2－6为糖化β-淀粉酶酶用量对麦芽糖含量的影响.

表2 －6糖化β-淀粉酶酶用量试验结果

由表2－6可知，酶用量为0.37%和0.46%时，淀粉水解基本完全.酶用量为0.37%以后，随酶用量的增加，麦芽糖含量没有显著的提高，以下试验选取β-淀粉酶酶用量为0.37%.

2.3.2 糖化温度条件试验

取最适液化条件下水解的液化液4份，保持p H值为6.0，分别放入温度为60℃、65℃、70℃、75℃的水浴锅中，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴锅中恒温糖化3小时.表2－7为糖化温度对麦芽糖含量的影响.

表2 －7糖化温度条件试验结果

由表2－7可知，温度为60℃时，淀粉水解基本完全且麦芽糖含量最高。以下试验选取温度为60℃.

2.3.3 糖化时间条件试验

取最适液化条件下水解的液化液4份，保持p H值为6.0，放入温度为60℃的水浴锅中，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴锅中分别恒温糖化2h、3h、4h、5h.表2－8为糖化过程中时间对麦芽糖含量的影响.

表2 －8糖化时间条件试验结果

由表2－8可知，时间为3h、4h和5h时，淀粉水解都基本水解完全，3h后，随酶解时间的延长，麦芽糖含量没有显著的提高，从生产周期方面考虑，选取糖化时间3h,此条件下麦芽糖含量较高，为11.6%.

2.3.4 糖化的正交试验

以β-淀粉酶的最适温度，时间，酶用量三项为试验因素，以麦芽糖含量为指标，进行L9（33）的正交试验，结果见表2－9、表2－10和表2－11.

表2-9 因素水平的确定

表2-10 β-淀粉酶各水平因素的确定

表2 －11极差分析结果

由表2－10和表2－11可知，糖化的最适酶解条件：温度是60℃，时间为4h，酶用量为0.37%，且从极差(R)可得出在糖化过程中影响麦芽糖含量的水平因素主次顺序为：B＞A＞C.

验证实验确定：温度是60℃，时间为3h，酶用量为0.37%.

2.4 灭酶

糖化后，将温度升高至100℃，使酶失活变性，恒温30min，过滤除去杂质和酶，取滤液.

2.5 活性碳脱色作用的试验

取经30min，100℃高温灭酶的糖化液10份，用1mol/L盐酸调节p h值至4.5，其中5份各加入1g粗粒活性炭，分别于60℃、70℃、80℃、90℃、100℃的水浴锅中加热，其余5份各加入1g细粒活性炭，分别于60℃、70℃、80℃、90℃、100℃的水浴锅中加热，加热时不断搅拌，。选择蒸馏水作为空白对照液，调节分光光度计波长为560nm。按表2－14和表2－15测定两种活性炭在不同时间不同温度下的吸光度[4].

表2 －12粗粒活性碳对水解糖溶液脱色效果的影响

表2 －13细粒活性碳对水解糖溶液脱色效果的影响

由表2－12和表2－13可知，活性炭最适脱色条件是细粒活性炭，温度为80℃，时间为30min，p H值为4.5。

2.6 浓缩

将制得的浓度为12.5%麦芽糖浆粗产品44ml转入旋转蒸发仪中，调节温度为60℃，减压浓缩至体积为21ml时取出，即得浓缩后的麦芽糖浆，浓度达26.2%

3 结论

试验证明，白米糠经过脱脂和去蛋白质的预处理后，取10g白米糠,加入50ml蒸馏水搅拌，并用5%N aoH溶液中和至p H值为6.0，放入水浴锅中，温度达到60℃时加入α-淀粉酶0.25%，保温2小时，使淀粉初步水解，之后保持水浴锅温度为60℃，然后加入β-淀粉酶0.37%，在水浴锅中恒温糖化3小时，再经过100℃高温灭酶30min，使用细粒活性炭在p H值为4.5,温度为80℃的条件下脱色30min后，再加入旋转蒸发仪中调节温度为60℃，减压浓缩至体积为21ml即得到成品麦芽糖浆，浓度可达为26.2%.

通过对白米糠生产麦芽糖浆提取的最佳条件研究，拓宽了白米糠的综合利用前景，过去主要作为饲料原料的白米糠也可以作为食品工业原料，其附加值得到提高，有较好的应用前景.

［1］刘芳莉.来自四川不同产地米糠常规营养成分对比分析[J].黑龙江畜牧兽医.2015,(07).

［2］夏永军,沈哲胜,艾连中,王光强.两级酶解工艺制备超高麦芽糖浆的研究[J].食品与发酵科技.2015,(02).

［3］陆萍,谭兴起,郭良君,倪东杰,韦庆.正交实验优选咽炎糖浆的提取工艺[J].中国药师.2011,(07).

[4].黄伟红,赵静静,张亮,崔静,邵竞峰.超高麦芽糖浆的制备工艺[J].中国食品添加剂.2015,(08).

责任编辑：张隆辉

Q53

A

1672-2094(2016)03-0164-04

2016-04-05

李 渊（1980-），男，四川遂宁人，四川职业技术学院讲师，硕士.研究方向：有机功能材料的合成与性质.

李仁全（1966-），男，四川达州人，四川职业技术学院副教授，硕士.研究方向：生物学、农学.