马铃薯饮料酶解工艺的优化

2017-09-21刘庆庆束俊霞李刚凤谢勇侯广松

安徽农学通报 2017年17期

刘庆庆+束俊霞+李刚凤+谢勇+侯广松

摘要：该研究以新鲜马铃薯为原料，通过单因素试验和正交试验确定了马铃薯饮料酶解的最佳工艺条件。结果表明，马铃薯饮料的最佳酶解工艺条件为：料液比为1∶2（g/mL），α-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解时间为2h，酶解温度为60℃，此时饮料的可溶性固形物含量最高。

关键词：马铃薯；酶解；可溶性固形物

中图分类号 TS275 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）17-0122-03

Abstract：Take fresh potato as raw material by single factor test and orthogonal test to determine the optimum process conditions of potato beverage enzyme solution. Results show that the optimum enzymatic process conditions of potato beverage is the material liquid ratio of 1∶2，0.04% dosage of alpha amylase，saccharifying enzyme dosage is 0.03%，enzymolysis time is 2h，enzymolysis temperature was 60℃，the beverage of soluble solids content is the highest.

Key words：Potato；Enzymatic；Soluble solids

马铃薯（学名：Solanum tuberosum，英文：Potato），属茄科多年生草本植物，不论是单产或规模其均有明显优势，且冬季可在南方种植，不挤占粮田[1]，是全球第四大重要的粮食作物[2]。马铃薯是我国粮菜兼用的作物，具有丰富的营养，是一种低热量、高淀粉和高蛋白的绿色食品[3]，经常食用有益身体健康，可以预防和治疗胃溃疡、慢性胃炎等疾病[4]。

马铃薯饮料是用新鲜马铃薯加工调配而成，它是以水为分散质，以蛋白质、脂类为分散相的宏观分散体系，呈乳状，既有蛋白质形成的悬浊液，又有脂肪形成的乳浊液，还有糖、盐等物质形成的真溶液，是一种复杂不稳定的体系[5]。目前，国内有关马铃薯饮料的研究较少，例如，陈健初等[6]对马铃薯乳酸发酵饮料进行研究；杨玉玲[7]研究确定了马铃薯酸奶的加工工艺和配方；韩占江等[8]研制了马铃薯奶饮料，并对其制作工艺进行了优化；刘振宇等[9]对马铃薯饮料配方进行了优化研究。贵州省是中国最早种植土豆的省份之一[10]，马铃薯资源丰富。本研究以马铃薯为主要原料，探索马铃薯饮料的最佳酶解工艺，为马铃薯饮料的调配提供一定的技术参数，以期为地方经济发展服务。

1 材料与仪器

1.1 材料马铃薯：市场销售黄皮马铃薯；白砂糖：购于川硐上海华联超市；柠檬酸：购于市场；蜂蜜：购于市场；α-淀粉酶，糖化酶：北京奥博星生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备 Alpha-1860S紫外可见分光光度计，上海谱元仪器有限公司；SPH-S实验室高剪切均质机：上海世赫几点设备有限公司；JJ-2型组织捣碎机：常州亿通分析仪器制造公司；PAL-3糖度计，上海希言科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程挑选新鲜马铃薯→清水洗净→切条→烫漂→打浆→酶解→灭酶→离心→调配→杀菌→冷却→成品

1.3.2 操作要点（1）原料预处理：挑选健康体态均一的新鲜马铃薯，用清水将其洗干净，用刀片在板面上将其切成条状，置于沸水中煮熟，取出后立即用冷水将马铃薯表面冲洗干净，沥干。按一定的料水比用高速组织捣碎机打浆，取出用烧杯装好备用。（2）酶解：往预处理过的马铃薯浆液中加入需要添加的酶，将马铃薯浆置于到90℃水浴中保持10min灭酶。经过酶灭活后的马铃薯浆在10min、4000r/min的条件，并收集上清液作为马铃薯汁液[11]。（3）调配：将蔗糖和柠檬酸在一定量的温水中溶解，待完全溶解后，加入适量的蜂蜜，摇匀。（4）杀菌：调配好的马铃薯饮料灌装，封口，用沸水杀菌20min，即完成。

1.3.3 指標测定（1）澄清度的测定[13]：用透光率（T%）表示，可见分光光度法的应用。消化离心后，以相同波长测定马铃薯汁，以蒸馏水的透光率为100%作参照。（2）可溶性固形物的测定[14]：直接用糖度计测得。

1.4 试验设计分别以料液比、a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解时间、酶解温度为单因素进行试验，并通过正交试验得出马铃薯饮料的最佳酶解工艺条件。

2 结果与分析

2.1 料液比对马铃薯汁液的影响在50℃，α-淀粉酶添加量为0.05%，酶解2h的条件下研究料液比对汁液中可溶性固形物和汁液澄清度的影响。马铃薯与水的比例会影响饮料调配过程中的口感及风味，水分过多或过少都会对饮料的组织状态、稳定性、口感等品质产生影响。由图1可以看出，随着料液比的变化，澄清度也随之而变化，料液澄清度在料水比为1∶2时达到最好；可溶性固形物含量明显随着加水量的增加而减少。综合可溶性固形物含量及透光率，料液比在1∶2时饮料的质量风味外观及其组织结构状态最佳。

2.2 α-淀粉酶的添加量对汁液可溶性固形物的影响在料液比为1∶2，酶解温度50℃，酶解2h条件下，研究a-淀粉酶添加量对汁液的影响。由图2可知，随着a-淀粉酶添加量的增加，汁液中可溶性固形物含量持续增加，当α-淀粉酶的添加量在0.04%左右时，可溶性固形物达到最大，马铃薯中的淀粉物质基本被完全分解，继续增大酶的用量，可溶性固形物含量不再增加，趋于平缓，因而确定α-淀粉酶淀粉酶的添加量为0.04%。endprint

2.3 糖化酶的添加量对汁液可溶性固形物含量的影响在料液比為1∶2，酶解温度50℃，酶解2h条件下，研究添加糖化酶对马铃薯汁液的影响。由图3可知，当糖化酶用量在0.01%～0.05%范围内变化时，酶用量在0.02%时可溶性固形物含量达到峰值，因此确定糖化酶的添加量为0.02%。

2.4 酶解时间对可溶性固形物含量的影响在料液比为1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分别为0.04%、0.02%，酶解温度50℃条件下，研究酶解时间对马铃薯汁液的影响。由图4可知，随着酶解时间的延长，可溶性固形物逐渐增加，约2h后达到最大值，之后趋于平缓。因此选择最佳酶解时间为2h。

2.5 酶解温度对可溶性固形物含量的影响在料液比为1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分别为0.04%、0.02%，酶解2h条件下，研究酶解温度对马铃薯汁液的影响。由图5可知，当酶解温度达到60℃左右时，可溶性固形物含量达到峰值，之后温度再增加降低了酶的活性，可溶性固形物含量出现下降趋势。由此可以确定汁液的最佳酶解温度为60℃。

2.6 马铃薯饮料酶解正交试验在单因素试验基础上，选取了a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解时间、酶解温度作为主要影响因素，通过L9（34）进行正交试验，以可溶性固形物含量为指标确定马铃薯饮料酶解最佳工艺条件。正交因素水平表和正交试验结果分别见表1和表2。由表2可以看出，马铃薯饮料最佳酶解工艺条件为A2B3C2D3，即a-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解时间为2h，酶解温度为60℃。由极差分析可知各因素对马铃薯饮料酶解后固形物含量影响的主次顺序为：A>B>D>C，即a-淀粉酶添加量>糖化酶添加量>酶解温度>酶解时间。由表3方差分析结果可知，a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和酶解温度对马铃薯饮料酶解后可溶性固形物含量有显著性影响（p<0.05）。正交试验得到马铃薯饮料最佳酶解工艺最优组合为A2B3C2D3。由于最优组在正交试验中没有出现，所以进行验证性试验。在A2B3C2D3进行3次重复试验，可溶性固形物含量平均值为9.2，由于其他试验组结果，表明此优化工艺可行。

3 结论

通过单因素及L9（34）正交试验，确定了马铃薯饮料酶解的最佳工艺条件为：a-淀粉酶添加量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解时间2h，酶解温度60℃，此条件下可溶性固形物含量最高为9.2°Be'。

参考文献

[1]陈仕昌.马铃薯栽培技术要点[J].农技服务，2015（1）：43-43.

[2]杨思琼.中国马铃薯产业化之路[J].种子，2007，26（10）：90-92.

[3]文丽.马铃薯营养价值探讨[J].现代农业科技，2016，4：293-294.

[4]杜连启.薯类食品加工技术[M].北京：化学工业出版社，2010∶5-6.

[5]郑明初.甜玉米乳饮料加工工艺的研究[J].福建轻纺，2006（11）∶71-74.

[6]陈健初，叶兴亁，苏平，等.马铃薯乳酸发酵饮料的研究[J].食品工业，1993（2）∶33-34.

[7]杨玉玲.饮料型马铃薯酸奶的研究[J].中国粮油学报，1998（3）：49-51.

[8]韩占江，王伟华，李建宁.马铃薯奶饮料制作条件优化研究[J].广东农业科学，2009（9）：133-135.

[9]刘振宇，胡林双，刘尚武，等.马铃薯饮料配方的优化研究[J].中国马铃薯，2013（2）：106-111.