全 文 ：　第 21 卷第 6 期
2002年 11 月 　 　 　　　　 　
无 锡 轻 工 大 学 学 报
Journal of Wuxi University of Light Industry
　 　 　　　　Vol.21　No.6
Nov.　2002
　文章编号:1009-038X(2002)06-0641-04
　　收稿日期:2002-07-09;　修订日期:2002-09-06.
作者简介:杨玉玲(1964-), 女 ,辽宁喀左人 , 食品科学与工程博士研究生.
籼米制备脂肪替代品的酶水解工艺
杨玉玲 , 　许时婴 , 　王 璋
(江南大学 食品学院 ,江苏 无锡 214036)
摘　要:研究了以籼米为基质的脂肪替代品加工过程中的酶水解工艺 ,采用响应面分析法得到了
最佳酶解工艺条件 ,并对不同干燥工艺进行了比较.结果表明 ,酶水解的最佳温度为 85 ～ 92 ℃,酶
用量为 8 U/g.采用喷雾干燥方法所得到的产品具有良好的复水性能.
关键词:籼米;脂肪替代品;酶水解
中图分类号:TS 236.9 文献标识码:A
Enzymatic Process of Long Rice Based Fat Substitute
YANG Yu-ling , 　XU Shi-ying , 　WANG Zhang
(School o f Food Science and Technolo gy , Southern Yang tze Univ ersity , Wuxi 214036 , China)
Abstract:The enzymatic hydrolysis in the process of long rice based fat substitute was studied and the
optimal condi tions of the enzymatic hydroly sis w as obtained by using Response Surface Analysis.Also
different drying techniques were compared.The results showed that the optimal hydroly tic tempera-
ture w as 85 ～ 92 ℃ and amount of enzyme w as 8 U/g.Spray dry ing w as used fo r manufacturing the
fat substi tute which had good rehydration.
Key words:long rice;fat substitute;enzymatic hydrolysis
　　以籼米为原料制备脂肪替代品的工艺流程一
般为:籼米粉※调浆※糊化※酶水解※灭酶※中和
※过滤※干燥※包装.
淀粉轻度水解是制备籼米为基质的脂肪替代
品的关键.淀粉轻度水解有两种方式———酸法和酶
法.酸法水解有许多缺点[ 1 ,2] ,主要缺点是酸法使淀
粉中的α-1 , 4糖苷键和α-1 , 6 糖苷键被随机切断 ,
无法控制在给定 DE 值条件下的相对分子质量分
布 ,因此不适合制造脂肪替代品.采用 α-淀粉酶水
解淀粉时 ,由于α-淀粉酶是一种仅水解α-1 , 4 糖苷
键的内切酶 ,水解反应比较均匀 ,故所得产品溶解
性能好 ,高聚合度分子数目较少 ,不易产生老化现
象.国外以马铃薯淀粉和玉米淀粉为原料制备低
DE值脂肪替代品时多采用酶水解工艺 ,因此 ,作者
在制备籼米为基质的脂肪替代品时也采用酶法水
解工艺.
1　材料与方法
1.1　材料
籼米:市售;α-淀粉酶:无锡杰能科生物技术有
限公司产品;盐酸 、氢氧化纳均为分析纯试剂.
1.2　方法
淀粉测定:费林滴定法[ 3] ;脂肪测定:索氏抽提
法[ 3] ;蛋白质测定:凯氏定氮法[ 3] ;水分测定:常压
干燥法[ 4] ;还原糖含量测定:费林滴定法[ 4] ;总糖含
量测定:按参考文献[ 4]进行;固形物含量测定:常
温干燥法[ 5] .
酶活力测定:按无锡杰能科生物技术有限公司
提供的产品测定方法进行.其中 ,一个淀粉酶活力
单位(U)是指在pH 6.0 ,温度为 80 ℃条件下 , 1 min
内将 1 mg 可溶性淀粉液化成糊精的酶量.
凝胶强度测定[ 5] :样品在 90 ℃下配制成质量
分数为 25%的溶液 ,在 4 ℃下放置约 2 h形成凝胶
后 ,采用 TA.XTZI 质构仪进行测定.探头直径:12
mm;下压速度:1 cm/ s.凝胶强度定义为单位面积上
最大破裂力.
复水性测定:取 1.0 g 样品+10 mL 水※不同
温度下保温※搅拌※记录样品形成均匀混浊液的
时间.
2　结果与讨论
2.1　酶解条件优化
选择影响籼米粉酶水解的三因素(酶用量 、酶
解时间和酶解温度),每个因素取三水平 ,以产品的
DE值和得率作为响应指标进行响应面分析[ 6] ,结
果见表 1.
表 1　不同酶解条件下所得产品的 DE值与得率
Tab.1　DE value and yield of the product made in different
conditions
实验
号
酶用量/(U/ g)
x 1
时间/
min
x 2
温度/℃
x 3
DE值/%
y 1
得率/%
y 2
1 6.1367 75 18 2.91 71.9
2 6.1367 75 30 4.03 69.5
3 6.1367 95 18 0.61 79.5
4 6.1367 95 30 0.69 78.2
5 9.2050 85 18 3.22 76.9
6 9.2050 85 30 3.53 76.2
7 4.6025 85 18 1.43 80.4
8 4.6025 85 30 1.51 78.8
9 9.2050 75 24 4.45 71.5
10 9.2050 95 24 0.78 76.4
11 4.6025 75 24 2.96 74.9
12 4.6025 95 24 0.60 79.5
13 6.1367 85 24 1.95 75.4
14 6.1367 85 24 2.32 74.3
15 6.1367 85 24 2.30 75.4
　　用SAS 软件对产品 DE值进行回归分析 ,得回
归方程如下:
y 1=-16.957215+1.588224 x 1+
0.352149 x2+0.327493 x 3-
0.009183 x12-0.014152 x 1 x 2-
0.001775 x22+0.001631 x 3 x 1-
0.004333 x3 x 2+0.001319 x 32
R 2=0.9671
再进一步对影响产品 DE 值的三因素进行方差分
析[ 6] ,结果见表 2.
表 2　三因素对产品 DE值影响的方差分析
Tab.2　Derivation analysis of the effect of three factors on
DE value
因素 自由度 平方和 均方和 F 比率 显著性
酶用量(x 1) 4 4.330091 1.082523 7.194 0.0264
时间(x 2) 4 17.858125 4.464531 29.668 0.0011
温度(x 3) 4 0.596884 0.149221 0.992 0.4890
　　从表 2可见 ,影响产品 DE 值的主要因素依次
为酶解温度>酶用量>酶解时间.
由于酶解时间对 DE 值影响最小 ,所以作者主
要研究酶解温度和酶用量对 DE 值的影响(见
图 1).
图 1　温度和酶用量对产品 DE值的影响
Fig.1　Ef fect of temperature and the amount of enzyme
on DE value
　　从图 1可见 ,随着酶反应温度升高 ,DE值明显
下降 ,而随着酶用量增加 ,DE 值随之升高 ,但后者
对 DE值的影响不如温度明显 ,这是由于在较高温
度下酶的失活占主导地位.制备一定 DE 值的产品
时 ,可以通过改变温度和酶用量进行控制.
同样用 SAS 软件对产品得率进行分析 ,得到如
下回归方程:
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y 2=5.161343-7.683740 x 1+
2.630739 x2-2.165386 x 3+
　　　　0.524785 x12-0.008229 x 1 x 2-
　　　　0.014042 x22+0.018868 x 1 x 3+
　　　　0.005417 x2 x3+0.030440 x 32
R2=0.9555
　　从表 3可见 ,影响产品得率的主要因素为酶解
温度>酶用量>酶解时间.
表 3　三因素对产品得率影响的方差分析
Tab.3　Derivation analysis of the effect of three factors on
yield
因素 自由度 平方和 均方和 F 比率 显著性
酶用量(x 1) 4 34.263016 8.565754 6.865 0.0290
时间(x 2) 4 89.773969 22.443492 17.987 0.0036
温度(x 3) 4 9.347957 2.336989 1.873 0.2533
　　对影响产品得率的显著因素酶解温度和酶用
量进行研究 ,结果见图 2.随着酶反应温度升高 ,得
率明显增高 ,而酶用量对得率影响比较复杂 ,制备
较高得率的产品 ,可以通过选择适当的温度和酶用
量来实现.
图 2　温度和酶用量对产品得率的影响
Fig.2　Ef fect of temperature and the amount of enzyme
on yield
　　同时考虑三因素对 DE 值和得率的影响 ,从图
3可知 ,酶解温度为 85 ～ 92 ℃,酶用量大于 8 U/g
时 , 产品 DE值为 2 ～ 3且得率较高.
2.2　干燥方法对产品复水性的影响
采用两种干燥方法(喷雾干燥和热风干燥),对
上述酶解条件下制得的产品进行干燥.
喷雾干燥条件:常温 ,固形物质量分数为 10%,
进风温度为 195 ℃,出风温度为 95 ℃.
热风干燥条件:85 ℃,鼓风干燥.
图 3　三因素对产品 DE值和得率的影响
Fig.3　Ef fect of temperature and the amount of enzyme
on DE value and yield
　　从表 4可知 ,由于热风干燥的产品复水性差 ,
因此选择喷雾干燥方法制备籼米为基质的脂肪替
代品.
表 4　干燥方法对产品复水温度和复水性的影响
Tab.4　Ef fect of drying ways on temperature and property of
rehydration
干燥方式 复水温度/ ℃ 复水时间/ min
热风干燥 90　　　 >120
喷雾干燥 90　　　 11
喷雾干燥 60　　　 25
喷雾干燥 17(室温) >60
2.3　产品凝胶性质的比较
凝胶具有三维网状结构 ,凝胶网孔中可以截留
大量水 ,被截留的水具有一定的流动性 ,其口感类
似脂肪.淀粉水解得到的低 DE 值产品能模拟脂肪
的质构和口感在于其能形成凝胶的能力[ 7 ,8] ,当淀
粉水解度太高时 ,淀粉的长分子链被切断因而不能
形成凝胶;当产品水解度太低时 ,凝胶强度太强 ,水
的流动性较差 ,模仿脂肪的效果较差.作者在相同
酶解温度和时间条件下 ,通过改变酶用量制备不同
DE值的产品 ,并测定凝胶强度 ,结果见图 4.
图 4　DE值与凝胶强度的关系
Fig.4　Relationship of DE value and gel strength
643第 6期 杨玉玲等:籼米制备脂肪替代品的酶水解工艺
　　从图 4可见 ,当 DE值小于 2%时 ,产品形成凝
胶的能力随着 DE 值的增加而迅速下降;DE 值在
2%～ 3%时 ,产品形成相对稳定的弱凝胶 ,能够模
仿脂肪的性质;当 DE 值大于 4%时 ,几乎不能形成
凝胶.
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12.
(责任编辑:朱 明)
(上接第 640页)
而对数期的比生长速率对应整个发酵过程的最大
比生长速率.因此在数值微分法确定的相对比生长
速率曲线基础上 ,可以确定合理的参数初值 ,从而
只经过少数几次的参数调整 ,就可获得最终的模型
参数 ,缩短了建模时间 ,为模型的在线自适应和在
线应用提供了可能.
对数期可以用菌体的相对比生长速率曲线来
确定.在 0.5 的截集水平上 ,富硒酵母发酵的对数
期开始于 0.4 h ,结束于 4.8 h.
参考文献:
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(责任编辑:李春丽)
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