糙米酵素糖化液制备工艺优化研究

赵依洋 姜忠丽 代岚 董平

摘要：糙米酵素经α-淀粉酶液化处理再经糖化酶糖化可得到糙米酵素糖化液。以葡萄糖当量值（DE值）为指标，通过单因素和正交试验对糙米酵素糖化液糖化制备工艺进行优化。结果表明：最佳工艺条件为糖化酶添加量160 U/g、糖化温度65 ℃、糖化时间4 h。

关键词：糙米酵素;糖化液;工艺优化

中图分类号：TS213    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）05-0035-03

糙米酵素是以发芽糙米粉为主要原料，按照一定比例添加水、蜂蜜、玉米胚芽油、菌种进行发酵，经烘干和粉碎得到的一种营养密度极高的具有特定生物活性的产品。糙米酵素可用作食品添加剂和改良剂，能够改变原料和产品的结构及加工特性，或强化食品的某些功能特性。糙米酵素保留了糙米中的多种营养成分，尤其B族维生素和蛋白质等含量都比普通糙米要高得多，其营养密度和各种生理机能都得到了较大提升。此外，糙米制作成糙米酵素后，去除了较粗的食用口感，改善了吸水性和膨胀性差的缺点，有利于人体对糙米中矿物质元素的吸收利用。目前我国对糙米酵素的研究还处于初级阶段，对其保健功效和安全性评价的研究还不深入，糙米酵素产品的开发及应用多为糙米酵素食品自身，而关于糙米酵素周边产品的研究较少。糙米酵素经糖化制成糙米酵素糖化液后酶活性较高，并含有多种功能成分，适用于食品加工生产，可直接作甜味剂食用，或用作食品工业的配料和医药工业中发酵的糖。对糙米酵素糖化液进行深入研究，可为食品添加剂市场提供新的原料。本课题旨在研究糙米酵素糖化液的制备工艺，以期为糙米及糙米酵素深加工指引方向。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糙米：辽宁农丰农业发展集团有限公司;干酵母：安琪酵母股份有限公司;金龙鱼玉米胚芽油：益海嘉里食品营销有限公司;蜂蜜;蒸馏水：沈阳师范大学创新中心实验室制备。

磷酸二氢钾、氢氧化钠、甲醇、次氯酸钠、葡萄糖、α-淀粉酶、糖化酶、无水乙醇、氢氧化钠、丙三醇、重蒸苯酚次氯酸钠、硼酸、氯化钾、氢氧化钾、3，5-二硝基水杨酸。

1.2 仪器与设备

JD2000-2型电子天平;JXFM-110 型锤式旋风磨;DK-S26型电热恒温水浴锅;DHG-9146型电热鼓风干燥箱;BDC-205型小天鹅冰箱;AvaniJ-Ecetri-fuge离心机;IKMS 3数显型振荡器。

1.3 试验方法

1.3.1 糙米酵素糖化液制备

1） 工艺流程：糙米→发芽糙米→烘干粉碎→混合调配→接种发酵→干燥→粉碎→糙米酵素→烘干磨粉→调浆→糊化→液化→灭酶→糖化→灭酶→离心→糙米酵素糖化液。

2） 操作要点：① 发芽糙米粉制备。将糙米洗净，均匀放进托盘中，加水后盖上纱布，水稍微没过纱布，置于42 ℃恒温培养箱中培养，待糙米长出2～3 mm的芽后取出，挑出未发芽的糙米。② 烘干粉碎。烘干磨粉过80目筛备用。③ 糙米酵素制备。按质量比加入175%水、8%蜂蜜、5%玉米胚芽油、5%酵母，搅拌均匀，置于30 ℃恒温培养箱中发酵3 h，再于52～58 ℃低温干燥至水分≤8%。④ 烘干磨粉。用粉碎机粉碎，过80目筛，于低温干燥避光条件下保存。⑤ 调浆。以糙米酵素粉和水比例为1∶10（g∶mL）调成浆。⑥ 糊化。置于90 ℃水浴锅中加热至完全糊化，冷却得到糙米酵素浆。⑦ 液化。液化工艺参数为α-淀粉酶的添加量16 U/g、液化温度75 ℃、液化时间60 min。⑧ 灭酶。升温至100 ℃，使α-淀粉酶和糖化酶失活。⑨ 糖化。通过单因素试验和正交试验选择最佳糖化工艺参数。⑩ 离心。糖化酶酶解后，以4 000 r/min離心20 min，取上清液，得到糙米酵素糖化液。

1.3.2 糙米酵素糖化液工艺条件优化 将糙米酵素在最佳液化条件下液化，对糖化液于100 ℃进行灭酶。以还原糖为指标，选择影响糙米酵素糖化过程的几个因素：糖化酶添加量120，140，160，180，200 U/g，糖化时间1，2，3，4，5 h，糖化温度50，55，60，65，70 ℃，进行单因素试验。根据单因素试验结果，以葡萄糖当量值（DE值）为指标，进行L9（34）正交试验（见表1），试验结果取3次的平均值。

1.3.3 测定方法

1） 还原糖含量测定。采用3，5-二硝基水杨酸比色法。

2） 可溶性固形物含量测定。采用折光计法。

3） DE值计算。

2 结果与分析

2.1 糖化酶添加量的确定

糖化酶添加量对糖化DE值的影响如图1所示。

由图1可以看出：随着糖化酶添加量的增加，DE值先逐渐升高;当糖化酶添加量为160 U/g时，DE值达到最高;之后继续增加糖化酶添加量，DE值无明显变化。从工业生产角度考虑，糖化酶最佳添加量为160 U/g。

2.2 糖化温度的确定

糖化温度对糖化DE值的影响如图2所示。

由图2可以看出：随着糖化温度的升高，DE值先逐渐升高;当温度为65 ℃时，DE值达到最高;之后温度继续升高，DE值反而降低。这可能是因为温度过高使得糖化酶活性降低、甚至失活。因此，确定最佳糖化温度为65 ℃。

2.3 糖化时间的确定

糖化时间对糖化DE值的影响如图3所示。

由图3可以看出：随着糖化时间的延长，DE值先逐渐升高;当糖化时间为3 h时，DE值达到最高;之后时间继续延长，DE值有所降低、但不明显。因此，确定最佳糖化时间为3 h。

2.4 糖化工艺优化正交试验结果

糖化工艺优化正交试验结果见表2。

由表2可知：以DE值為指标时，各因素影响糖化的主要次序为A>C>B，即酶添加量>糖化时间>糖化温度。最优组合为A2B2C3，即糖化酶添加量160

U/g、糖化温度65 ℃、糖化时间4 h。以此条件进行3组平行试验， 测得3组DE值的平均值为35.58%，高于其他试验组，说明通过正交试验得出的最优组合正确。

3 结论

通过单因素和正交试验优化糙米酵素糖化液制备工艺，得到最佳糖化工艺参数为糖化酶添加量160 U/g、糖化温度65 ℃、糖化时间4 h，该条件下DE值为35.58%。

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Research on Optimization of Preparation Technology of

Brown Rice Leaven Saccharification Liquid

ZHAO Yiyang， JIANG Zhongli*， DAI Lan， DONG Ping

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： Brown rice leaven was liquefied by α-amylase， and then saccharified by glucoamylase to obtain brown rice leaven saccharification solution. In this experiment， the sugar equivalent （DE value） was used as the index to optimize the saccharification process of brown rice leaven saccharification liquid by single factor and orthogonal experiments. The results showed that： The optimum process condition was the amount of saccharifying enzyme added 160 U/g， saccharification temperature 65 ℃， and saccharification time 4 h.

Key words： brown rice leaven; saccharification liquid; process optimization