酶解技术在无添加糖类婴幼儿米粉中的应用

◎ 佘碧涵，卢宝川，黄旭民，何海情，庄奕超，张薄博

（1.广东一家人食品有限公司，广东 汕头 515021;2.汕头大学 理学院生物系，广东 汕头 515063）

婴幼儿米粉是一种根据婴幼儿生产发育的营养需求而研制的一种以大米为主要原料的婴儿断奶期补充食品。世界卫生组织认为，婴幼儿米粉是婴幼儿断奶期的重要食品之一。我国每年大约有3 000万新生儿出生，对婴幼儿米粉的需求量很大，婴幼儿米粉的研究开发具有广阔的市场前景。近几年，不少米粉生产厂家推出了各式各样的婴幼儿米粉，由于担心宝宝对甜味的依赖性及龋齿的问题，越来越多的妈妈选择不添加糖类的婴幼儿米粉。

目前，婴幼儿米粉的主要加工工艺为湿法（辊筒干燥技术）和干法（挤压膨化技术）2种，其中湿法工艺生产的米粉具有复水性好、营养素分散均匀、火气小且微生物较容易控制等优点，是目前主要的加工工艺[1]。用湿法工艺生产时，米浆靠黏附在内通蒸汽的高温辊筒上实现熟化干燥，但由于无添加糖类的米粉对辊筒的黏附性不够，导致在生产过程中部分米片受重力影响从辊筒上掉落而影响产品得率。

6个月以下的婴幼儿胃、肠内淀粉水解酶较少，对淀粉类食品的消化能力差，因此传统的米粉常常使婴幼儿出现胀气、腹泻等消化问题[2]。无添加糖类婴幼儿米粉的主要原料是大米，淀粉含量高，不利于婴幼儿消化；冲调性差，不易搅拌均匀；有团块，入口后黏度较大，不利于婴幼儿进食。因此，改善无添加糖类米粉生产配方的黏辊性和产品的冲调性是急需解决的关键技术问题。

α-淀粉酶是参与食物中糖类物质分解代谢的一种糖苷酶，能够切割淀粉、糖原或多糖的α-1,4-糖苷键，产生麦芽糖、短链糊精和少量葡萄糖等产物[3-5]。因此，在米浆中添加淀粉酶可以降低婴幼儿消化负担，改善产品冲调特性，具有理论可行性。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

粳米，益海（佳木斯）粮油工业有限公司；全脂奶粉，恒天然；α-淀粉酶4000 SG，诺维信；营养素预混包，北京金康普食品科技有限公司。

辊筒干燥机3040型，溧阳市江南烘缸制造有限公司；搅拌缸SJ500-JBG，汕头市金平区顺捷机械厂；电子秤XK3119WM，佛山市顺德区华普电子衡器有限公司；电子天平HZ-HS-502ND，福州衡之展电子有限公司；磨米机SJ500-WL，汕头市金平区顺捷机械厂。

1.2 试验方法

1.2.1 婴幼儿米粉生产工艺流程

本研究中婴幼儿米粉生产工艺流程如图1所示。

图1 婴幼儿米粉生产工艺流程图

1.2.2 指标计算

（1）水解度DE值的测定。参考《葡萄糖浆》（GB/T 20885—2007）[6]中的DE值检测方法。

（2）产品得率的计算。公式如（1）所示：

（3）菌落总数。参考《食品安全国家标准 婴幼儿谷类辅助食品》（GB 10769—2010）中微生物限量要求，菌落总数（CFU·g-1）：n=5，c=2，m=1 000，M=10 000。

1.2.3 底物浓度对产品的影响

α-淀粉酶4000 SG，常温，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物浓度分别为46%、48%、50%、52%和54%，蒸汽压力0.6 MPa，辊筒转速1 000 r·min-1，评价辊筒干燥的状态并测定产品DE值。

1.2.4 酶添加量对产品的影响

α-淀粉酶4000 SG，常温，酶添加量分别为0.003 7%、0.005 6%、0.007 4%、0.009 3%和0.011 1%，酶解30 min，底物浓度50%，蒸汽压力0.6 MPa，辊筒转速1 000 r·min-1，评价辊筒干燥的状态并测定产品DE值。

1.2.5 酶解时间对产品的影响

α-淀粉酶4000 SG，常温，酶添加量0.005 6%，酶解时间分别为10 min、20 min、30 min、40 min和50 min，底物浓度50%，蒸汽压力0.6 MPa，辊筒转速1 000 r·min-1，评价辊筒干燥的状态并测定产品DE值。

1.2.6 蒸汽压力对干燥效果的影响

α-淀粉酶4000 SG，常温，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物浓度50%制得料浆，固定滚筒转速为1 000 r·min-1，研究蒸汽压力分别为0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa对产品感官质量及菌落总数的影响。

1.2.7 滚筒转速对干燥效果的影响

α-淀粉酶4000 SG，常温，酶添加量0.005 6%，酶解30 min，底物浓度50%制得料浆，固定蒸汽压力为0.6 MPa，研究滚筒转速分别为800 r·min-1、1 000 r·min-1、1 200 r·min-1对产品感官质量及菌落总数的影响。

1.2.8 酶解工艺对产品得率的影响

研究蒸汽压力0.6 MPa，滚筒转速1 000 r·min-1条件下，最优酶解工艺处理前后产品得率差异，评价酶解工艺对产品得率的影响。

2 结果与分析

2.1 底物浓度

底物浓度对无添加糖类婴幼儿米粉配方的酶解效果有一定的影响，底物浓度过高或过低都会影响其酶解效率。如图2所示，随着底物浓度的增加，DE值先升高后降低，在底料浓度为50%时DE值最高，为6.2%。

图2 底物浓度对产品DE值的影响图

如表1所示，底物浓度过低会影响料浆的黏辊性，成片性差，片薄易碎，产能低；底物浓度过高时料浆不容易混合均匀，物料输送困难。综合考虑，选择50%的底物浓度进行后续优化。

表1 底物浓度对辊筒干燥产品的影响表

2.2 酶添加量

如图3所示，随着酶添加量的增加，产品的DE值增加。如表2所示，酶添加量0.005 6%和0.007 4%时料浆的干燥状态比较好。考虑到成本因素及辊筒干燥工艺需求，选择酶添加量为0.005 6%进行后续优化。

图3 酶添加量对产品DE值的影响图

表2 酶添加量对辊筒干燥产品的影响表

2.3 酶解时间

如图4所示，产品的DE值随着酶解时间的增加而增加，30 min后产品的DE值增长速度减缓。可能是由于浆料中大部分淀粉在α-淀粉酶的作用下发生水解，导致底物减少，从而使得酶解作用减缓。如表3所示，无添加糖类的婴幼儿米粉配方的黏辊性和成片性在30 min时最好。超过30 min后，可能由于酶解程度较高，导致辊筒上的浆料团黏度过高，容易黏到成品片上，造成成品婴幼儿米粉中带有未熟制的浆料团，有可能导致成品的微生物指标不合格。故结合不同酶解时间的DE值和对辊筒干燥工艺产品的影响，选择酶解时间30 min进行后续优化。

图4 酶解时间对产品DE值的影响图

表3 酶解时间对辊筒干燥产品的影响表

2.4 蒸汽压力和辊筒转速

通过以上试验，确定了无添加糖类的婴幼儿米粉在辊筒干燥工艺中的最佳酶解条件，即α-淀粉酶4000 SG，常温，底物浓度50%，0.005 6%酶添加量和酶解30 min。按此工艺处理后的浆料进入辊筒干燥程序，通过调节辊筒转速和蒸汽压力来确定产品的最佳工艺条件。

辊筒干燥除了蒸发水分使浆料变成熟制米片外，还需达到杀菌作用，使制得的婴幼儿米粉符合《食品安全国家标准 婴幼儿谷类辅助食品》（GB 10769—2010）的微生物要求。如表4和表5所示，综合辊筒干燥后的产品感官和菌落总数情况，确定辊筒干燥工艺的最佳工艺条件为蒸汽压0.6 MPa，转速为1 000 r·min-1。

表4 辊筒蒸汽压力对产品的影响表

表5 辊筒转速对产品的影响表

2.5 酶解工艺对产品得率的影响

酶解处理工艺条件为α-淀粉酶4000 SG，常温，底物浓度50%，酶添加量0.005 6%和酶解30 min，辊筒干燥工艺条件为蒸汽压力0.6 MPa，转速1 000 r·min-1。如图5所示，在此条件下，无添加糖类的婴幼儿米粉的辊筒干燥可行性大大提高，酶解处理后DE值增加至6.2%，产品得率达到70%，比未酶解处理的无添加糖类米粉产品得率提高了1.8倍。

图5 酶解处理对无添加糖类米粉的DE值与产品得率影响图

3 结论

研究了酶解处理对无添加糖类婴幼儿米粉产品DE值和对辊筒干燥程序的影响，得到最佳酶解条件为使用α-淀粉酶4000 SG，常温，底物浓度50%，0.005 6%酶添加量和30 min的酶解时间；在此酶解条件下，辊筒干燥工艺为蒸汽压力0.6 MPa，辊筒转速1 000 r·min-1。

在以上酶解条件和辊筒干燥工艺参数下，无添加糖类婴幼儿米粉产品得率提高至70%，DE值增加至6.2%，进一步提高了产品的可消化吸收性和冲调性，可应用于婴幼儿米粉产品的生产。