以低聚异麦芽糖制作低糖苹果果酱的工艺研究

黄钰 邱晓宇 靖函之

摘要 以珍珠米为材料，采用碱法制备大米淀粉，将大米淀粉进行液化转苷处理制备低聚异麦芽糖，以制备糖液中异麦芽糖（IG2）含量为指标优化液化工艺。同时，以制备的低聚异麦芽糖部分替代白砂糖，制作适合糖尿病人食用的低糖苹果果酱。结果表明，液化时间为8 min、液化温度为85 ℃、酶的添加量最适为20 U/g、底物淀粉浆浓度为15%时，糖液中异麦芽糖的含量最高。苹果浆添加量为60 g，白砂糖和低聚异麦芽糖添加比例为2∶3、羧甲基纤维素纳添加0.233%、黄原胶添加0.100%、瓜尔豆胶添加0.200%，柠檬酸添加0.6%时所制得的产品色泽均一、光亮，酸甜适口，组织细腻，浓稠适宜。

关键词 苹果果酱；低糖；大米淀粉；低聚异麦芽糖；研制工艺

中图分类号 TS245 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0248-05

Abstract The rice starch was prepared from the pearl rice by the alkali method，and the rice starch was liquefied and trans-glycosidated to prepare the isomaltooligosaccharide.The liquefaction process was optimized with the content of isomaltose（IG2）in the preparation solution.Isomaltooli-gosaccharide was partly substituted for white sugar to make the low-sugar apple jam suitable for diabetics.The results showed that when the liquefaction time was 8 min，the liquefaction temperature was 85 ℃，the optimal amount of enzyme was 20 U/g，the concentration of the starch slurry was 15%，the content of isomaltooligosaccharide in the sugar solution was the highest.When the amount of apple pulp was 60 g，the ratio of white sugar and isomaltooligosaccharide was 2∶3，the amount of CMC-Na was 0.233%，xanthan gum was 0.100%，guar gum was 0.200% and citric acid was 0.6%，the apple jam was made with the bright and uniform color，the suitable taste，the smooth texture.

Key words apple jam；low-sugar；rice starch；isomaltooligosaccharide；development process

大米按類型分为籼米、粳米和糯米，珍珠米是粳米中的一种，因米颗粒饱满、色泽洁白、形似珍珠而得名，味道香甜，营养丰富，富含蛋白质、脂肪等成分[1]。

低聚异麦芽糖（isomaltooligosacharide）是指葡萄糖基以α-1，6糖苷键结合而成的单糖，由于分子构象不同，为区别于麦芽糖而称为低聚异麦芽糖，其主要成分为异麦芽糖（isomaltose）、潘糖（panose）、异麦芽三糖（isomaltotriose）[2-3]。低聚异麦芽糖甜度低（仅为蔗糖甜度的40%～45%）、热值低；能够消除自由基、过氧化脂质以及腐败菌产生的胺和血清酚等有害物质，能有效防止慢性肝炎、肝硬化、肝脑综合症等；且其吸收与人体胰岛素几乎无关，是糖尿病病人和低血糖患者理想的代用甜味剂；其黏度介于同浓度的蔗糖与麦芽糖之间，更易于保持食品组织结构的稳定，目前已应用于糖果、糕点、饮料等食品中[4]。

水果中富含各种维生素，如维生素A、维生素C、维生素E和叶酸，还含有微量的钠、钾、磷、铁等元素，是老少皆宜的食物[5]。但由于大部分水果含糖量高，糖尿病患者只能食用低糖水果。常见的低糖水果有柠檬、柚子、樱桃、苹果、梨、木瓜、草莓和橙子等，其中苹果中营养成分可溶性较好，易被人体吸收，故有“活水”之称，有利于硫元素溶解，使皮肤润滑柔嫩。此外，苹果中的铜、碘、锰、锌、钾等元素还可以预防皮肤干燥、瘙痒[6]。

以珍珠米为材料，采用碱法制备大米淀粉，将大米淀粉进行液化转苷处理制备低聚异麦芽糖；同时以苹果为主要原料，以制备的低聚异麦芽糖部分替代白砂糖制作适合糖尿病人食用的低糖苹果果酱，在补充营养的同时又能满足糖尿病患者健康饮食的要求，具有较好的市场前景。

1 材料与方法

1.1 试验材料

珍珠米、异麦芽糖标准品、潘糖标准品、异麦芽三糖标准品、耐高温α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶、α-葡萄糖转苷酶、苹果、柠檬酸、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、瓜尔豆胶、白砂糖。

1.2 主要仪器

电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、高效液相色谱仪（日本岛津公司）、数显恒温水浴锅（金坛市医疗仪器厂）、pH计（杭州陆恒生物科技有限公司）、分析天平（上海越平科学仪器有限公司）、紫外可见光度计（日本日立公司）、阿贝折光仪（德州市昊诚实验仪器有限公司）、数显旋转黏度计（上海魅宇仪器设备有限公司）、恒温培养箱（宁波江南仪器厂）、立式压力蒸汽灭菌锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程。试验主要流程如图1所示[7-8]。

1.3.2 低聚异麦芽糖制备工艺。以液化时间、液化温度、耐高温α-淀粉酶用量、底物淀粉浆浓度为影响因素，以低聚异麦芽糖中异麦芽糖的含量为指标，考察各个因素对液化过程的影响。

1.3.3 低糖苹果果酱制备。以苹果浆添加量、白砂糖和低聚异麦芽糖的配比、增稠剂的添加量、柠檬酸的添加量等因素进行单因素试验，选择每个因素的3个水平进行L9（34）正交试验，以产品的感官评分、可溶性固形物含量作为参考指标来确定最佳的低糖果酱加工工艺。

1.3.4 产品评定方法。

（1）制备液中低聚异麦芽糖含量的测定[7]。在《低聚异麦芽糖》（QB/T 2491—2004）方法基础上进行改进应用高效液相色谱法测定制备得到的低聚异麦芽糖中异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖的含量。采用岛津LC-20AT高效液相色谱仪，配备RID-10A示差折光显示器。高效液相色谱条件：色谱柱为氨基键合色谱柱（4 μm，4.6 mm×250 mm）；流动相为乙腈∶水=67∶33；流速为1 mL/min；柱温为20 ℃；检测器池温为40 ℃；进样量为10 μL。以保留时间定性，低聚异麦芽糖含量为异麦芽糖、潘糖、异麦芽三糖三者含量之和。

（2）可溶性固形物含量的测定[6]。采用折光式手持糖度计直接测定。

（3）总糖的测定[9]。产品经处理除去蛋白质等杂质后，用鹽酸在加热条件下将其中的多糖和寡糖水解为还原性单糖后用直接滴定法测定。

（4）黏度的测定[10]。用NDJ-8S型数显旋转黏度计直接测定（测定时采用3#转子，转速设置为12 r/min）。

（5）菌落总数的检测。按照《食品卫生微生物学检验 糖果、糕点、蜜饯检验》（GB/T 4789.24—2003）规定的方法测定。

（6）大肠菌群的检测。按照《食品卫生微生物学检验糖果、糕点、蜜饯检验》（GB/T 4789.24—2003）规定的方法测定。

（7）感官评定。组织多人（5～8人）组成评价小组，对单因素试验和正交试验制作出来的低糖苹果酱成品进行感官评价，取其平均值作为最终评价结果（表1）。评价标准有色泽、气味、滋味与状态4个方面[9-11]。

2 结果与分析

2.1 低聚异麦芽糖制备工艺试验研究结果

2.1.1 液化时间对异麦芽糖含量的影响。从表2和图2可以看出，随着液化时间的延长，检测出的异麦芽糖含量开始上升趋势较快，12 min时含量最高，为0.101 9 mg/mL。此时耐高温α-淀粉酶充分作用于α-1，4糖苷键，使其断裂水解产生低聚异麦芽糖，随着液化时间的延长，逐渐被水解完全，呈下降趋势。因此，珍珠米淀粉最适的液化时间为12 min。

2.1.2 液化温度对异麦芽糖含量的影响。从表3和图3可以看出，随着温度的升高，异麦芽糖的含量呈先上升后稍下降趋势。当达到90 ℃时，耐高温α-淀粉酶的活力最强，其异麦芽糖含量也逐渐增加，并达到最高值（0.076 2 mg/mL）。因此，最适液化温度为90 ℃。

2.1.3 底物淀粉浆浓度对异麦芽糖含量的影响。从表4和图4可以看出，随着底物淀粉浆浓度的增加，异麦芽糖的含量先增加后减少。在淀粉液化过程中，随着底物浓度的增加，酶促反应加快，异麦芽糖含量增加；同时底物淀粉浆浓度增加会增加反应体系的黏度，使酶受到限制，减慢反应速度。且受黏度影响，在分离液化液时造成异麦芽糖的损失。在底物淀粉浆浓度为15%时，异麦芽糖含量最高，为0.101 9 mg/mL。因此，最适底物浓度为15%。

2.1.4 耐高温α-淀粉酶添加量对异麦芽糖含量的影响。从表5和图5可以看出，随着耐高温α-淀粉酶的添加，反应速度逐渐加快，异麦芽糖含量逐渐增加。当耐高温α-淀粉酶为20 U/g时，异麦芽糖含量最高为0.102 6 mg/mL。继续添加淀粉酶，因为底物已几乎酶解完全，异麦芽糖含量下降，所以酶的添加量最适为20 U/g。

2.1.5 淀粉液化工艺的正交试验。在上述单因素试验的基础上，选取3个对淀粉液化影响较大的因素，分别为液化时间、液化温度、底物淀粉浆浓度，每个因素选取3个水平进行试验，安排L9（33）的正交试验，最后得出最佳调配工艺。

由表6、7可知，对正交试验进行极差分析，结果显示，影响异麦芽糖含量的因素排序为A>C>B。同时由正交试验结果可以得出，在A1B1C2组合条件下，异麦芽糖的含量最大，故珍珠米淀粉液化最佳工艺为A1B1C2，即最适液化温度为8 min、最适温度为85 ℃、最适的底物淀粉浆浓度为15%。

2.1.6 验证试验。因为正交试验异麦芽糖含量最高组合与正交优化组合不符，所以进行验证试验（表8）。试验结果显示，检测出来的异麦芽糖含量为0.102 1 mg/mL，与正交试验结果相符，因而正交试验得出的最佳提取工艺符合实际，即最适液化温度为8 min、最适温度为85 ℃、最适的底物淀粉浆浓度为15%。

2.2 低糖苹果果酱加工工艺研究结果

2.2.1 苹果浆添加量对产品质量的影响。由表9和图6可知，在其他原辅料添加量不变的条件下，随着苹果果浆添加量的增加，制得的果酱中苹果特有滋味和气味明显增强，感官评分呈上升的趋势。当果浆添加量为55 g时，感官评分达到最大值，为89.3分，此时果酱酸甜适口，果味适宜，组织细腻。但继续添加果浆会使产品甜度下降，组织低速流散，产品感官评分下降。因此，选取苹果浆的添加量为50、55、60 g进行正交试验。

2.2.2 白砂糖和低聚异麦芽糖的添加比例对产品质量的影响。由表10和图7知，在其他原辅料添加量不变的条件下，白砂糖和低聚异麦芽糖添加比例的改变对产品质量的影响较大。白砂糖添加量较大时产品过甜，且产品过于黏稠，故随着白砂糖添加比例下降感官评分逐渐升高，说明低聚异麦芽糖部分替代白砂糖可改善果酱的品质，不仅降低了果酱的甜度，使果酱甜酸适宜，而且低聚异麦芽糖还能赋予果酱功能特性。当白砂糖和低聚异麦芽糖的添加配比为1∶1时，产品品质最佳。继续增加低聚异麦芽糖的添加量，产品呈现出快速流散、略稀、甜度不足、感官评分下降，因而选取白砂糖和低聚异麦芽糖添加比例为3∶2、1∶1、2∶3进行正交试验。

2.2.3 柠檬酸添加量对产品品质的影响。由表11和图8可知，在其他原辅料添加量不变的条件下，增加柠檬酸的添加量，果酱的感官评分大体上呈上升趋势，中间略有所波动。柠檬酸的添加量过多时，产品滋味偏酸；柠檬酸添加过少时，产品略甜。柠檬酸的添加主要调节了果酱成品的酸甜度，同时也对果酱的颜色有改善作用。当柠檬酸的添加量为0.6%时，果酱的感官评分达到最大值，为88.3分，此时果酱的酸甜度适宜，颜色金黄、有光泽。根据感官评分的高低，选取柠檬酸的添加量为0.5%、0.6%、0.7%进行正交试验结果分析。

2.2.4 增稠剂添加量对产品品质的影响。增稠剂选取CMC-Na、黄原胶、瓜尔豆胶进行复配，由于是复合增稠剂，理论上每种增稠剂的添加量较其单独添加时要少很多，将每种添加剂的量减少到原来的1/3进行正交试验，结果如表12所示。

由表12、13正交试验结果进行直观分析可知，因素主次依次为A>B>C，即CMC-Na添加量影响最大，其次是黄原胶添加量，最后是瓜爾豆胶添加量。再根据k值结果分析，增稠剂最佳试验组合是A1B1C1，正交试验最佳组合为A1B1C1，即CMC-Na添加0.167%、黄原胶添加0.067%、瓜尔豆胶添加0.067%。

2.2.5 低糖果酱加工工艺正交试验。由表14、15的正交试验结果进行直观分析可知，因素主次依次为：A>C>D>B，即苹果浆用量的影响最大，其次是复合增稠剂的添加量，其次是柠檬酸的添加量，白砂糖和低聚异麦芽糖的添加比例对产品的影响较小。再根据k值结果分析，最佳试验组合是A3B1C3D2，正交试验最佳组合为A3B1C3D2。因此，低糖苹果酱加工工艺的最佳配方为以苹果为原材料，果浆添加60g，白砂糖和低聚异麦芽糖添加比例为2∶3，CMC-Na添加 0.233%、黄原胶添加0.100%、瓜尔豆胶添加0.200%，柠檬酸添加 0.6%，所制得的果酱色泽均一、光亮，苹果香味适宜，酸甜适口，组织细腻均匀；产品的可溶性固形物含量在45%～60%范围内，符合低糖苹果酱的标准（高糖苹果酱≥65%，低糖苹果酱≥45%）。

3 结论

液化时间为8 min、液化温度为85 ℃、酶的添加量为20 U/g、底物淀粉浆浓度为15%时，糖液中异麦芽糖的含量最高。苹果浆添加量为60 g，白砂糖和低聚异麦芽糖添加比例为2∶3，CMC-Na添加0.233%、黄原胶添加0.100%、瓜尔豆胶添加0.200%，柠檬酸添加0.6%时所制得的苹果酱色泽均一、光亮，酸甜适口，组织细腻，浓稠适宜。

4 参考文献

[1] 于乱鹏，高群玉，普庆孝.大米淀粉制备及其综合利用研究进展[J].粮食与油脂，2004（4）：14-16.

[2] 邹耀洪，孙佳.低聚异麦芽糖制备工艺研究[J].常熟高专学报，2003，17（2）：41-46.

[3] 陈辉.釉米淀粉制取低聚异麦芽糖技术研究[D].长沙：湖南农业大学，2008.

[4] 罗庆为，姜永煌.异麦芽低聚糖在乳酸菌饮料中的应用试验[J].软饮料工业，1997（4）：40-44.

[5] 向延菊.红枣番茄复合低糖果酱制作工艺的研究[J].保鲜与加工，2013（13）：32-36.

[6] 张雁，池建伟，徐志宏.低糖芦荟苹果酱的制作[J].食品工业，2001（5）：38-39.

[7] 李福谦，唐书泽，李爱萍.碱消化法提纯大米淀粉的研究[J].食品与发酵工业，2005，31（7）：55-58.

[8] YANG C C，LAI H M，LII C Y.The modified alkaline steeping method for thw isolation of rice starch[J].Food Science（ROC），2003，31：63-74.

[9] 苗燕，董晓静.芒果低糖果酱的研制[J].现代食品科技，2012（3）：332-334.

[10] 杜琨.不同增稠剂对低糖番茄果酱凝胶效果的研究[J].食品研究与开发，2011（11）：21-22.

[11] 潘叙恩，周秀清.雪梨琵琶低糖果酱的研制[J].现代食品科技，2011（6）：695-697.