中温α-淀粉酶在鲜湿面条中的应用研究

何承云，孙俊良，李光磊，师玉忠，肖猛

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

中温α-淀粉酶在鲜湿面条中的应用研究

何承云，孙俊良，李光磊，师玉忠，肖猛

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

中温α-淀粉酶是一种非常重要的食品工业用酶。利用DNS法测定中温α-淀粉酶活力，在pH 5.6、温度60℃条件下该酶活力为（4 068±24）U/g。在此基础上，研究中温α-淀粉酶部分酶学性质，结果表明：中温α-淀粉酶的最适温度为60℃、最适pH值为5.6。根据粉质曲线，中温α-淀粉酶可以明显降低鲜湿面条面团的形成时间，从而提高生产效率。适量添加中温α-淀粉酶能够明显改善鲜湿面条的感官和质构品质，添加范围可以在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg面粉，其中24 mL/100 kg面粉的添加量较为适宜。

中温α-淀粉酶；面条；鲜湿面条

面条是我国的传统主食。鲜湿面条因含水量高、弹性足、爽口有韧性、具有天然麦香味而深受人们喜欢。2015年3月27日农业部办公厅印发《关于扎实推进主食加工业提升行动的通知》，要求以规范化、标准化生产为核心，推动我国传统主食加工。鲜湿面条是以小麦面粉为主要原料，经和面、醒面、切面成型、煮制等工序加工而成[1-2]。

中温α-淀粉酶已广泛应用于面包、馒头等面制品加工领域[3-8]。与传统的面条生产工艺相比，现代高度自动化的面条生产过程中，采用大型和面机进行高速搅拌，尽管缩短了和面时间，但缺点是导致面团成形时间不足，产品弹性较差，出现大量断条现象。因此，适量添加安全可靠的面条改良剂是促进面条工业化生产的有效方法。高温α-淀粉酶和中温α-淀粉酶这两种酶除了在热稳定性上存在差别外，作用于淀粉的终产物也不相同[9-10]。α-淀粉酶水解淀粉生成的麦芽糖可用3，5-二硝基水杨酸试剂测定。麦芽糖将后者还原成3-氨基5-硝基水杨酸的显色基团，在一定范围内其颜色的深浅与糖的浓度成正比，从而获得麦芽糖的含量，以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖的量表示酶活力，采用3，5-二硝基水杨酸法（简称DNS法）测定酶活力。通过探讨不同浓度的中温α-淀粉酶对面团形成和面条品质的影响，研究了中温α-淀粉酶作为鲜湿面条制作改良剂的可行性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中温α-淀粉酶（4 000 U/g）：广州鸿易食品添加剂有限公司；面粉：郑州金苑面业有限公司；谷朊粉：河南卫辉圣力有限责任公司；黄原胶改良剂：重庆力宏精细化工有限公司；食盐：市售；麦芽糖、柠檬酸、柠檬酸钠、3，5-二硝基水杨酸等：分析纯。

1.2 仪器与设备

分光光度计（7200型）：尤尼柯仪器有限公司；电子天平（FA1204B）、pH计（PHSJ-3F）：上海精密科学仪器有限公司；恒温水浴锅（DZKW-4）：北京中兴伟业仪器有限公司；粉质仪（300g面钵）：德国Brabender公司；九阳面条机（JYN-L10）：九阳股份有限公司；TAXT plus物性测定仪：英国SMS公司；移液枪：浙江力辰仪器科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 3，5-二硝基水杨酸（DNS）试剂的配制

精确称取3，5-二硝基水杨酸1 g溶于20 mL 2 mol/L NaOH中，加入50 mL蒸馏水，再加入30 g酒石酸钾钠，待溶解后，用蒸馏水稀释至100 mL，盖紧瓶塞。

1.3.2 中温α-淀粉酶活力测定方法

麦芽糖标准曲线的制作：分别取 0.0、0.2、0.6、1.0、1.4、2.0、2.5 mL的麦芽糖标准液（1 mg/mL）于 7个干净的25 mL刻度试管中，然后加蒸馏水均补足至2.5 mL，再各加入3，5-二硝基水杨酸试剂2.0 mL，至沸水中准确煮5 min，取出冷却至室温。用蒸馏水稀释至25 mL，摇匀，然后测OD520nm值。再取酶溶液1 mL，加入1 mL的pH=5.6柠檬酸缓冲液，加入4 mL的0.4 mol/L NaOH溶液，在40℃下预热10 min后加入2 mL 1%淀粉溶液，在60℃下反应5 min以后，取反应后的溶液2 mL，加入3，5-二硝基水杨酸试剂2.0 mL，至沸水中煮5min。冷却至室温后，用蒸馏水稀释至25 mL，摇匀，然后测OD520nm值。

1.3.3 中温α-淀粉酶最适温度的测定

取1 mL酶溶液，加入1 mL的pH=5.6柠檬酸缓冲液稀释，加入1%的淀粉2 mL，再分别加入4 mL的0.4 mol/L NaOH 溶液，分别在 45、50、55、60、65、70、75 ℃的条件下反应5 min后，取反应液2 mL，再各加入DNS试剂（显色剂）2.0 mL，立刻于沸水浴中加热5 min灭酶并显色，振荡冷却至室温。用蒸馏水稀释至25 mL，摇匀，然后测OD520nm值。

1.3.4 中温α-淀粉酶最适pH值的测定

取1mL酶溶液，加入1mL的pH值分别为3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5的柠檬酸缓冲液，加入1%的淀粉2 mL，再分别加入4 mL的0.4 mol/L NaOH溶液，在α-淀粉酶最适温度下反应5 min后，取反应液2 mL，再各加入DNS试剂（显色剂）2.0 mL，立刻于沸水浴中加热5 min灭酶并显色，振荡冷却至室温。用蒸馏水稀释至25 mL，摇匀，然后测OD520nm值。

1.3.5 面团粉质曲线的测定

粉质曲线分析指标包括面粉的吸水量、面团的形成时间、面团的稳定时间和弱化度。测定方法参照GB/T 14614-2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》。以每100 g水分含量为14%（质量分数）的小麦粉中所需添加水的毫升数表示吸水量，使面团的最大稠度达500 FU。将295 g面粉倒入粉质仪揉面钵中，在固定温度30℃下开机，1 min后用滴定管向揉面钵中加入165 g中温α-淀粉酶水溶液。中温α-淀粉酶水溶液的配置方法见表1。

表1 粉质曲线测定时中温α-淀粉酶水溶液的配置Table 1 The ratio of mesophilic α-amylase to water in the processing of dough mixing

仪器自动绘制出特定曲线，即得到不同中温α-淀粉酶添加量的面粉粉质曲线。粉质曲线反映了揉面过程中搅拌刀受到的阻力随搅拌时间的变化规律，是分析面团特性和面粉品质的依据。

1.3.6 面条制作工艺和基本配方

1.3.6.1 面条制作工艺

称重（面粉+加各种辅料）→搅匀→加水→和面→醒面→压面→切条成型→面条

1.3.6.2 基本配方

面条制作基本配方见表2。

表2 鲜湿面条制作基本配方Table 2 Primary formula of wet-fresh noodles making

1.3.7 面条感官评分

面条品尝评分标准和方法参照SB/T 10137-93《中华人民共和国行业标准面条用小麦粉附录A2.3.2面条评分》。总分100分，色泽10分；表观状态10分，适口性（软硬）20分，韧性25分，黏性25分，光滑性5分，食味5分。优选评分员10人，结果取平均。

1.3.8 面条质构咀嚼性测定

物性测试仪TPA质构测试又被称为两次咀嚼测试（Two Bite Test），主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动对样品进行两次压缩。测试与微机连接，通过界面输出咀嚼性等质构参数。

称取20 g鲜湿面条，煮至面条芯的白色生粉刚刚消失，立即将面条捞出置于凉水中浸泡10s，捞出待测。取长度为5 cm的鲜湿面条4条置于质构仪载物台上，测试探头P35，测试速度、测量前探头的下降速度和测量后探头返回速度均设定为1.0 mm/s，压缩程度为30%，两次压缩的等待时间为5 s。

2 结果与分析

2.1 中温α-淀粉酶活力测定

麦芽糖标准曲线如图1所示，标准曲线方程为y=0.367 5x-0.058 1（R2=0.999 6）。根据麦芽糖标准曲线方程，利用DNS法测定中温α-淀粉酶活力。在pH5.6、温度55℃条件下该酶活力为（4 068±24）U/g。

图1 麦芽糖标准曲线Fig.1 The Maltose standard curve

2.2 中温α-淀粉酶最适pH值的研究

pH值是影响酶活的主要因素，通常各种酶只在一定的pH值范围内才表现出活性，同一种酶在不同的pH值下所表现的活性不同，其活性最高时的pH值称为酶的最适pH值。利用DNS法测定在不同的反应pH值条件下吸光度值，吸光度值越高说明中温α-淀粉酶活力越强，而对应的pH值即是中温α-淀粉酶的最适pH值。不同反应pH值对中温α-淀粉酶活力的影响见图2。

从图2可知，中温α-淀粉酶在pH5.6时测得的活力最高，因此可以确定该酶的最适pH值在5.6左右。从图2还可以看出，在较高或者较低的pH值范围内，pH值直接影响着该酶的活力。中温α-淀粉酶不耐酸，在pH3.8以下则活力急剧下降，基本被钝化。

图2 不同反应pH值对中温α-淀粉酶活力的影响Fig.2 Effects of different pH on the activities of mesophilic αamylase

2.3 中温α-淀粉酶最适温度的研究

温度对酶的作用有双重影响，一方面如其他的化学反应一样，升高温度反应速率会增大，另一方面，又会加速酶蛋白的变性速度。因此，在较低的温度范围内，酶反应速度随温度升高而增大，但超过一定温度（60℃）后，酶反应速率反而会下降，不同反应温度对中温α-淀粉酶活力的影响图3所示。

图3 不同反应温度对中温α-淀粉酶活力的影响Fig.3 Effects of different temperatures on the activities of mesophilic α-amylase

利用DNS法测定在不同的反应温度下的吸光度值，吸光度值越高说明中温α-淀粉酶活力越强，而对应的温度即是中温α-淀粉酶的最适温度。从图3可以看出，中温α-淀粉酶的最适温度在60℃左右，在较宽的反应温度范围内有较高的活力。在65℃～75℃时，酶的相对活力急剧下降，可能是由于酶的热失活导致的。在低于最适温度范围时，酶-底物络合物转变成产物所需的能量不够，表现为酶的催化活力下降。

2.4 中温α-淀粉酶对面团形成的影响

利用Brabender粉质仪研究中温α-淀粉酶对面团形成的影响。面团的形成过程是一个复杂的过程，它与面粉本身的蛋白质含量和质量，以及和面过程中添加的水分、食盐和改良剂等有关[11-13]。在面团的形成过程中，主要是水分与面团中的大分子物质（如蛋白质、碳水化合物）结合的过程。中温α-淀粉酶将淀粉水解成糊精及少量的低分子糖类、葡萄糖和麦芽糖内切酶，从而减少水分与面团中大分子碳水化合物的结合[14]。根据粉质曲线，适量的中温α-淀粉酶添加量能够促使面团中水分的重新分布，缩短面团形成时间，增加面团的延伸性。不同中温α-淀粉酶添加量的面团形成参数见表3。

表3 不同中温α-淀粉酶添加量的面团形成参数Table 3 Indexes of dough mixing with different mesophilic αamylase

由表3可知，当中温α-淀粉酶添加量大于24 mL/100 kg后，面团的吸水量下降，面团的形成时间明显缩短，稳定时间下降，弱化度大幅增加，这不利于面条的制作。利用SPSS17.0数据统计软件对面团形成参数和中温α-淀粉酶添加量进行相关性分析，结果见表4。

表4 相关分析Table 4 The result of correlations

中温α-淀粉酶添加量与粉质曲线测定参数吸水量、形成时间、稳定时间、弱化度均表现出显著相关性。这说明中温α-淀粉酶对面团形成过程有显著影响。

2.5 中温α-淀粉酶对鲜湿面条感官评分的影响

不同中温α-淀粉酶添加量的面条感官评分情况见图4。

图4 不同中温α-淀粉酶添加量的面条感官评分情况Fig.4 Sensory evaluation scores of bread groups with different mesophilic α-amylase additions

从图4可知，适量的中温α-淀粉酶有利于改善面条煮制后的感官品质。中温α-淀粉酶的添加量为24 mL/100 kg面粉时，面条的感官评分最高。随着中温α-淀粉酶添加量增加，面条的感官评分下降。原因在于，中温α-淀粉酶添加量增加导致面团淀粉颗粒吸水量下降，水分流动性下降，面团形成时间减少，黏度增加，形成比较粗糙，空洞大小不一的面筋网络[15-17]。这就导致面团醒发效果下降，从而降低面条的品质。因此。不能过量添加中温α-淀粉酶。中温α-淀粉酶作为面条改良剂，添加量在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg范围内较为适宜。

2.6 中温α-淀粉酶对面条咀嚼性的影响

物性仪通过压缩运动模拟口腔运动，咀嚼性就表示将固体食品咀嚼到可吞咽时需要做的功，消耗功的大小反应面条在口腔中对咀嚼运动的持续抵抗性[18-20]。因此，咀嚼性就能综合反应感官品尝时人们对面条韧性、适口性等的感觉。由中温α-淀粉酶对面条咀嚼性的影响见图5。

图5 中温α-淀粉酶对面条咀嚼性的影响Fig.5 Effects of different mesophilic α-amylase additions additions on the chewingness of noodles

图5可知，中温α-淀粉酶的添加量为24mL/100 kg面粉时，面条的咀嚼性能相对较好，随后开始呈较陡的下降趋势。总体上说，中温α-淀粉酶对面条咀嚼性的影响不显著。但是，适量添加中温α-淀粉酶对面条咀嚼性有一定的改善作用。

3 结论

在食品工业中，虽然中温α-淀粉酶有着广阔的应用前景，但是目前在我国传统主食生产加工中应用性研究还不够深入，有待于进一步研究。在研究中温α-淀粉酶酶学性质的基础上，研究了中温α-淀粉酶在鲜湿面条制作中的应用。在pH5.6、温度60℃条件下采用DNS法测定液态中温α-淀粉酶酶活力，其活力为（4 082±24）U/g。在此基础上，研究了中温α-淀粉酶的部分酶学性质，结果表明：该中温α-淀粉酶的最适温度为60℃、最适pH值为5.6。根据粉质曲线，在中温α-淀粉酶合适的添加范围内，可以明显缩短面条形成时间。中温α-淀粉酶添加量在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg面粉的添加范围内，尤其是24 mL/100 kg面粉时，可以明显改善面条的口感和质构咀嚼性。

[1] 闵照永,汪雅馨,师玉忠.基于耐高温α-淀粉酶处理面条制作最佳配方的研究[J].广东农业科学,2015,42(10):100-104

[2] 张豫辉,陆启玉.淀粉种类及性质对鲜湿面条品质的影响[J].食品工业,2015(4):161-164

[3] 何承云,梁新红,吴鹏.中温α-淀粉酶在面包制作中的应用研究[J].中国食品添加剂,2011(6):205-209

[4] 徐梁.α-淀粉酶添加量对面包品质的影响[J].现代面粉工业,2014(2):20-21

[5] 王显伦.真菌α-淀粉酶对馒头储存特性影响研究[J].粮食与饲料工业,2008(1):83-85

[6] 鲍宇茹,李辉.低温α-淀粉酶对馒头储存特性影响研究[J].粮油加工,2007(12):91-93

[7] 陈丽明.α-淀粉酶在馒头加工中的作用[J].食品工业科技,2008,29(8):305-307

[8] 张首玉,曾洁,孙俊良.α-淀粉酶对馒头品质的影响及抑制回生的机理研究[J].食品工业,2014(3):31-33

[9] Lu B.Influence of Starches Varieties and Additive Amounts on Qualities of Wet-Fresh Noodle[J].Journal of the Chinese Cereals&Oils Association,2013,28(4):37-41

[10]Hager A S,Wolter A,Jacob F,et al.Nutritional properties and ultra-structure of commercial gluten free flours from different botanical sources compared to wheat flours[J].Journal of Cereal Science,2012,56(2):239-247

[11]刘燕琪,李梦琴,李超然,等.谷氨酰胺转氨酶对面条水分状态及蛋白质结构的影响[J].中国粮油学报,2016,31(1):10-16

[12]崔明敏,李芳,刘英.燕麦-小麦预混和面条粉流变学特性研究[J].粮食加工,2015(1):38-42

[13]Hager A S,Ryan L A M,Schwab C,et al.Influence of the soluble fibres inulin and oat-glucan on quality of dough and bread[J].European Food Research and Technology,2011,232(3):405-413

[14]Zhang J.Relationship between Wheat Flour Traits and Quality Indexes of Fresh-Wet Noodles[J].Journal of the Chinese Cereals&Oils Association,2008,23(2):20-24

[15]姜海燕,章绍兵,牛巧娟,等.谷氨酰胺转氨酶对燕麦熟面条质构及蒸煮特性的影响[J].食品科技,2015(3):186-190

[16]刘锐,武亮,张影全,等.基于低场核磁和差示量热扫描的面条面团水分状态研究[J].农业工程学报,2015,31(9):288-294

[17]师俊玲,魏益民.蛋白质和淀粉对面条类制品微观结构的影响[J].麦类作物学报,2000,20(4):72-74

[18]梁静,陈俊,万根文,等.强筋与弱筋小麦配麦面粉及馒头和面条品质的研究[J].西北农业学报,2015,24(5):34-40

[19]李硕碧,单明珠,王怡,等.鲜湿面条专用小麦品种品质的评价[J].作物学报,2001,27(3):334-338

[20]姚大年,李保云,梁荣奇,等.小麦品种面粉粘度性状及其在面条品质评价中的作用[J].中国农业大学学报,2000,5(3):25-29

The Application of Mesophilic α-Amylase in Wet-fresh Noodles Making

HE Cheng-yun，SUN Jun-liang，LI Guang-lei，SHI Yu-zhong，XIAO Meng
（School of Food Science，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

Mesophilic α-amylase was a kind of important food industrial enzymes.The activity of mesophilic αamylase as determined by DNS method was found to be （4 068±24）U/g at pH 5.6 and 60 ℃.Next，partial properties of mesophilic α-amylase such as its optimal temperature，optimal pH，were investigated.The optimal temperature and pH of the mesophilic α-amylase were 60 ℃ and pH 5.6，respectively.Based on its partial characterization，the feasibility of application of mesophilic α-amylase as flour products additive was studied.The farinograph showed that as flour products additive its use could reduce dough forming time.Moreover，mesophilic α-amylase not only markedly improved the sensory score of noodles，it also led to an increase in the chewingness of noodles.The added amount ranged from 16 mL/100 kg to 32 mL/100 kg wheat flour among which the optimal addition was 24 mL/100 kg wheat flour.

mesophilic α-amylase；noodles；wet-fresh noodles

2017-03-29

新乡市科技攻关计划项目（CXGG16027）；河南省高等学校重点科研项目资助计划（16A550013）

何承云（1979—），女（汉），讲师，硕士研究生，研究方向：粮油加工与食品生物技术。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.021