馬鈴薯飲料酶解工藝的優(yōu)化

劉慶慶+束俊霞+李剛鳳+謝勇+侯廣松

摘 要：該研究以新鮮馬鈴薯為原料，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定了馬鈴薯飲料酶解的最佳工藝條件。結(jié)果表明，馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝條件為：料液比為1∶2（g/mL），α-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時(shí)間為2h，酶解溫度為60℃，此時(shí)飲料的可溶性固形物含量最高。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；酶解；可溶性固形物

中圖分類號(hào) TS275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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

馬鈴薯（學(xué)名：Solanum tuberosum，英文：Potato），屬茄科多年生草本植物，不論是單產(chǎn)或規(guī)模其均有明顯優(yōu)勢(shì)，且冬季可在南方種植，不擠占糧田[1]，是全球第四大重要的糧食作物[2]。馬鈴薯是我國(guó)糧菜兼用的作物，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，是一種低熱量、高淀粉和高蛋白的綠色食品[3]，經(jīng)常食用有益身體健康，可以預(yù)防和治療胃潰瘍、慢性胃炎等疾病[4]。

馬鈴薯飲料是用新鮮馬鈴薯加工調(diào)配而成，它是以水為分散質(zhì)，以蛋白質(zhì)、脂類為分散相的宏觀分散體系，呈乳狀，既有蛋白質(zhì)形成的懸濁液，又有脂肪形成的乳濁液，還有糖、鹽等物質(zhì)形成的真溶液，是一種復(fù)雜不穩(wěn)定的體系[5]。目前，國(guó)內(nèi)有關(guān)馬鈴薯飲料的研究較少，例如，陳健初等[6]對(duì)馬鈴薯乳酸發(fā)酵飲料進(jìn)行研究；楊玉玲[7]研究確定了馬鈴薯酸奶的加工工藝和配方；韓占江等[8]研制了馬鈴薯奶飲料，并對(duì)其制作工藝進(jìn)行了優(yōu)化；劉振宇等[9]對(duì)馬鈴薯飲料配方進(jìn)行了優(yōu)化研究。貴州省是中國(guó)最早種植土豆的省份之一[10]，馬鈴薯資源豐富。本研究以馬鈴薯為主要原料，探索馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝，為馬鈴薯飲料的調(diào)配提供一定的技術(shù)參數(shù)，以期為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

1 材料與儀器

1.1 材料 馬鈴薯：市場(chǎng)銷售黃皮馬鈴薯；白砂糖：購(gòu)于川硐上海華聯(lián)超市；檸檬酸：購(gòu)于市場(chǎng)；蜂蜜：購(gòu)于市場(chǎng)；α-淀粉酶，糖化酶：北京奧博星生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備 Alpha-1860S紫外可見分光光度計(jì)，上海譜元儀器有限公司；SPH-S實(shí)驗(yàn)室高剪切均質(zhì)機(jī)：上海世赫幾點(diǎn)設(shè)備有限公司；JJ-2型組織搗碎機(jī)：常州億通分析儀器制造公司；PAL-3糖度計(jì)，上海希言科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程 挑選新鮮馬鈴薯→清水洗凈→切條→燙漂→打漿→酶解→滅酶→離心→調(diào)配→殺菌→冷卻→成品

1.3.2 操作要點(diǎn) （1）原料預(yù)處理：挑選健康體態(tài)均一的新鮮馬鈴薯，用清水將其洗干凈，用刀片在板面上將其切成條狀，置于沸水中煮熟，取出后立即用冷水將馬鈴薯表面沖洗干凈，瀝干。按一定的料水比用高速組織搗碎機(jī)打漿，取出用燒杯裝好備用。（2）酶解：往預(yù)處理過的馬鈴薯漿液中加入需要添加的酶，將馬鈴薯漿置于到90℃水浴中保持10min滅酶。經(jīng)過酶滅活后的馬鈴薯漿在10min、4000r/min的條件，并收集上清液作為馬鈴薯汁液[11]。（3）調(diào)配：將蔗糖和檸檬酸在一定量的溫水中溶解，待完全溶解后，加入適量的蜂蜜，搖勻。（4）殺菌：調(diào)配好的馬鈴薯飲料灌裝，封口，用沸水殺菌20min，即完成。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定 （1）澄清度的測(cè)定[13]：用透光率（T%）表示，可見分光光度法的應(yīng)用。消化離心后，以相同波長(zhǎng)測(cè)定馬鈴薯汁，以蒸餾水的透光率為100%作參照。（2）可溶性固形物的測(cè)定[14]：直接用糖度計(jì)測(cè)得。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 分別以料液比、a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，并通過正交試驗(yàn)得出馬鈴薯飲料的最佳酶解工藝條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對(duì)馬鈴薯汁液的影響 在50℃，α-淀粉酶添加量為0.05%，酶解2h的條件下研究料液比對(duì)汁液中可溶性固形物和汁液澄清度的影響。馬鈴薯與水的比例會(huì)影響飲料調(diào)配過程中的口感及風(fēng)味，水分過多或過少都會(huì)對(duì)飲料的組織狀態(tài)、穩(wěn)定性、口感等品質(zhì)產(chǎn)生影響。由圖1可以看出，隨著料液比的變化，澄清度也隨之而變化，料液澄清度在料水比為1∶2時(shí)達(dá)到最好；可溶性固形物含量明顯隨著加水量的增加而減少。綜合可溶性固形物含量及透光率，料液比在1∶2時(shí)飲料的質(zhì)量風(fēng)味外觀及其組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)最佳。

2.2 α-淀粉酶的添加量對(duì)汁液可溶性固形物的影響 在料液比為1∶2，酶解溫度50℃，酶解2h條件下，研究a-淀粉酶添加量對(duì)汁液的影響。由圖2可知，隨著a-淀粉酶添加量的增加，汁液中可溶性固形物含量持續(xù)增加，當(dāng)α-淀粉酶的添加量在0.04%左右時(shí)，可溶性固形物達(dá)到最大，馬鈴薯中的淀粉物質(zhì)基本被完全分解，繼續(xù)增大酶的用量，可溶性固形物含量不再增加，趨于平緩，因而確定α-淀粉酶淀粉酶的添加量為0.04%。endprint

2.3 糖化酶的添加量對(duì)汁液可溶性固形物含量的影響 在料液比為1∶2，酶解溫度50℃，酶解2h條件下，研究添加糖化酶對(duì)馬鈴薯汁液的影響。由圖3可知，當(dāng)糖化酶用量在0.01%～0.05%范圍內(nèi)變化時(shí)，酶用量在0.02%時(shí)可溶性固形物含量達(dá)到峰值，因此確定糖化酶的添加量為0.02%。

2.4 酶解時(shí)間對(duì)可溶性固形物含量的影響 在料液比為1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分別為0.04%、0.02%，酶解溫度50℃條件下，研究酶解時(shí)間對(duì)馬鈴薯汁液的影響。由圖4可知，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，可溶性固形物逐漸增加，約2h后達(dá)到最大值，之后趨于平緩。因此選擇最佳酶解時(shí)間為2h。

2.5 酶解溫度對(duì)可溶性固形物含量的影響 在料液比為1∶2，α-淀粉酶、糖化酶的添加量分別為0.04%、0.02%，酶解2h條件下，研究酶解溫度對(duì)馬鈴薯汁液的影響。由圖5可知，當(dāng)酶解溫度達(dá)到60℃左右時(shí)，可溶性固形物含量達(dá)到峰值，之后溫度再增加降低了酶的活性，可溶性固形物含量出現(xiàn)下降趨勢(shì)。由此可以確定汁液的最佳酶解溫度為60℃。

2.6 馬鈴薯飲料酶解正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取了a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度作為主要影響因素，通過L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，以可溶性固形物含量為指標(biāo)確定馬鈴薯飲料酶解最佳工藝條件。正交因素水平表和正交試驗(yàn)結(jié)果分別見表1和表2。由表2可以看出，馬鈴薯飲料最佳酶解工藝條件為A2B3C2D3，即a-淀粉酶用量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時(shí)間為2h，酶解溫度為60℃。由極差分析可知各因素對(duì)馬鈴薯飲料酶解后固形物含量影響的主次順序?yàn)椋篈>B>D>C，即a-淀粉酶添加量>糖化酶添加量>酶解溫度>酶解時(shí)間。由表3方差分析結(jié)果可知，a-淀粉酶添加量、糖化酶添加量和酶解溫度對(duì)馬鈴薯飲料酶解后可溶性固形物含量有顯著性影響（p<0.05）。正交試驗(yàn)得到馬鈴薯飲料最佳酶解工藝最優(yōu)組合為A2B3C2D3。由于最優(yōu)組在正交試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)，所以進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。在A2B3C2D3進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，可溶性固形物含量平均值為9.2，由于其他試驗(yàn)組結(jié)果，表明此優(yōu)化工藝可行。

3 結(jié)論

通過單因素及L9（34）正交試驗(yàn)，確定了馬鈴薯飲料酶解的最佳工藝條件為：a-淀粉酶添加量0.04%，糖化酶用量0.03%，酶解時(shí)間2h，酶解溫度60℃，此條件下可溶性固形物含量最高為9.2°Be'。

參考文獻(xiàn)

[1]陳仕昌.馬鈴薯栽培技術(shù)要點(diǎn)[J].農(nóng)技服務(wù)，2015（1）：43-43.

[2]楊思瓊.中國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化之路[J].種子，2007，26（10）：90-92.

[3]文麗.馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016，4：293-294.

[4]杜連啟.薯類食品加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010∶5-6.

[5]鄭明初.甜玉米乳飲料加工工藝的研究[J].福建輕紡，2006（11）∶71-74.

[6]陳健初，葉興亁，蘇平，等.馬鈴薯乳酸發(fā)酵飲料的研究[J].食品工業(yè)，1993（2）∶33-34.

[7]楊玉玲.飲料型馬鈴薯酸奶的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，1998（3）：49-51.

[8]韓占江，王偉華，李建寧.馬鈴薯奶飲料制作條件優(yōu)化研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（9）：133-135.

[9]劉振宇，胡林雙，劉尚武，等.馬鈴薯飲料配方的優(yōu)化研究[J].中國(guó)馬鈴薯，2013（2）：106-111.

[10]劉振興.貴州馬鈴薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展優(yōu)勢(shì)與潛力[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，33（3）：5-8.

[11]陳俊，陳芳.玉米澄清飲料加工工藝的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2007（06）.

[12]李新華，王立男.甘薯飲料澄清工藝的研究[J].糧油加工，2007（12）：120-123.

[13]王珊珊. 藍(lán)莓可溶性固形物、總酚和花青素近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)研究[D].北京：京林業(yè)大學(xué)，2012.

（責(zé)編：張宏民）endprint