黄婉婷,戴宇辰,黄健东,王步江

(天津农学院食品科学与生物工程学院，天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384)

小米是一种重要的药食同源的新型食品资源，具有丰富的营养物质[1]。小米含有丰富的蛋白质和氨基酸、碳水化合物、维生素及微量元素等营养成分，而且还富含多酚、黄酮、甾醇等多种活性成分[1]。大多数的多酚与黄酮具有较强的降血糖，降血脂，清除自由基及抗氧化作用[2]。挤压膨化是一种瞬时高温加工工艺，能量及原料利用率高，同时可以钝化不良因子和杀菌等优点[3]。以小米为原料可以酿造黄酒、小米醋等食品，目前传统酿造企业仍采用传统的蒸煮糊化糖化工艺，能耗较高[2]。本研究采用挤压膨化蒸煮技术、酶法糖化工艺，该工艺可明显缩短生产周期，提高生产效率，提高小米的利用率[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

小米：市售；糖化酶：北京奥博星；3，5-二硝基水杨酸：化学纯，国药集团。

1.2 主要设备

TU-1810紫外可见分光光度计：普析通用、PHS-3E型pH计：上海精密科学仪器；HWS28型数显恒温水浴锅：上海一恒科技。

1.3 挤压膨化工艺路线[3]

小米经过筛选和清洗后烘干，模孔直径14mm，套筒温度140℃，物料水分10%～13%，主轴转速280r/min的条件下，双螺杆挤压膨化机处理小米粉，经切割、粉碎，过80目筛，得到实验原料，进行后期酶解糖化试验。

1.4 测定方法

还原糖的测定：3，5-二硝基水杨酸比色法(DNS)[4]

糖化率=还原糖g/底物g

2 结果与讨论

2.1 酶解时间

本研究以糖化率为考察目标，首先对酶解时间进行了研究，条件为：pH值=5，料液比1∶5(g∶mL)，加酶量为底物的0.4‰，温度55℃，酶解时间3h，每隔0.5h取样一次，测定其糖化率，确定最佳糖化时间。结果如图1所示。在2h前，糖化率迅速上升，随着时间延长糖化率趋于平缓，糖化率没有显著提升，所以选择2h作为酶解时间。

图1 酶解时间对糖化率的影响

2.2 酶解温度对糖化结果的影响

糖化温度对酶活力影响显著。条件为：pH值=5，料液比1∶5(g∶mL)，加酶量为底物的0.4‰，温度为45℃、50℃、55℃、60℃、65℃，酶解时间2h，由图2可知，膨化小米酶解的最佳温度为55℃，温度过高或过低，都会影响酶活力，造成还原糖产量明显下降。

图2 酶解温度对糖化率的影响

2.3 酶添加量

糖化酶添加量是影响糖化的重要因素[6]。在小米糖浆的制备中，酶解对还原糖的生成有决定性的作用，结果表明酶量与还原糖的量呈明显的正相关。本试验选择加酶量分别为底物的0.2‰、0.4‰、0.6‰、0.8‰、1‰，在料液比1∶5(g∶mL)，酶解时间2h，酶解温度55℃的条件下进行酶解反应。结果如图3所示，酶添加量小于0.6‰时，糖化率随酶量的增加而增加，大于0.6‰时，糖化率没有显著变化，呈平稳趋势，所以酶添加量选择0.6‰。

图3 酶添加量对糖化率的影响

2.4 糖化pH值

pH值对糖化酶的结构和活力有着直接的影响[7]。因此，适宜的pH值对糖化率至关重要，料液比1∶5(g∶mL)，加酶量为底物的0.4‰，温度55℃，酶解时间2h，pH值分别为3、4、5、6、7，研究pH值对糖化率的影响。结果如图4所示。由图可知，挤压膨化小米酶解的最佳pH值为5，过高或过低都会降低糖化酶的活力，影响挤压膨化小米的糖化率。

2.5 正交试验优化

根据单因素试验结果，选取温度、酶解时间、pH值3个影响因素，进行3水平设计[8]，以膨化小米的糖化率为考察指标，正交试验因素与水平见表1，正交试验结果见表2。

表1 正交试验因素表

表2 L9(34)正交试验表

通过正交试验结果可知，影响糖化率的因素由大到小的顺序为B>C>A，即：酶解时间>pH值>酶解温度，酶解条件的最优组合为A2B3C2，即温度为55℃，时间为2.2h，pH值为5，在该条件下进行了3次验证试验，酶解挤压小米的平均糖化率达到0.488。

3 结论

本试验通过单因素和正交试验得出酶法制备挤压膨化小米糖浆的最优工艺参数为：料液比为1∶5(g∶mL)，酶添加量0.6‰，反应时间2.2h，温度55℃，pH值5。该工艺下进行对挤压小米进行糖化，小米的糖化率为0.488，酶解液中还原糖的浓度达到9.8%，为后续产品的生产提供高质量原料保证。