全 文 ：2011年第 1 期
多孔淀粉是一种新型的中空变性淀粉， 它是将
天然淀粉经淀粉酶水解后， 在其颗粒表面形成小孔
并一直延伸到颗粒内部， 是一种类似马蜂窝状的中
空颗粒，可以盛装各种物质于其中，具有良好的吸附
性。 它是一种高科技含量的新型有机吸附剂和包埋
材料，广泛用于医药、农药、印刷、日用化工、化妆品
和食品行业[1]。
蕉藕又名蕉芋、藕芋、姜芋、旱芋、芭蕉芋，属昙
花科美人蕉多年生草本植物。 原产于印度尼西亚
和爪哇岛， 引进中国栽培已有近百年历史。 目前我
国南方各地都有栽培，可用作饲料、制淀粉食品、酿
酒、制醋等，蕉藕的营养价值高，其块根、茎叶营养成
分含量都较高。 风干蕉藕块根水份 5.2%， 粗蛋白
7.7%， 粗脂肪 0.4%， 粗纤维 3.1%， 无氮浸出物
28.3%，粗灰分 5.3%。 块根含淀粉 20%，每公斤蕉藕
块根相当于 0.74kg 玉米，含消化能 11 兆焦尔，其它
营养物质与红薯相比，除粗脂肪低于 0.3%外，其余
都高于红薯。 因此，进行蕉藕深加工，创造高附加值
产品，提高蕉藕生产的经济效益，对农民增收也具有
重要意义。 本文首次用双酶法对制备蕉藕多孔淀粉
的工艺进行了初步研究 [2]。
1 材料与方法
1.1 主要材料与试剂
蕉藕淀粉，市售；α-淀粉酶（酶活≥4000 ／ g)，北
京奥博星生物技术有限公司； 糖化酶 （酶活≥10
万 ／ g），北京奥博星生物技术有限公司；色拉油，嘉里
双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究
曹新志 1 ，刘芳 1 ，陈永京 2
(1.四川理工学院食品与生物技术应用研究所，四川自贡 643000；
2.四川白家食品有限公司质量技术中心，成都 610180）
摘 要： 本文以蕉藕淀粉为原料，用酶水解法研究高吸油率蕉藕多孔淀粉的形成，在研究单因素的基础上，优化了制
备蕉藕多孔淀粉的工艺条件。实验结果表明：在 α- 淀粉酶∶糖化酶为 1:3，酶用量 1.5%，pH5.0, 温度 55℃，时间 18h 的
条件下，得到了吸油率较高的焦藕多孔淀粉。
关键词： 蕉藕; 多孔淀粉；吸油率；酶解
中图分类号： TS235.9 文献标识码： A 文章编号：1674-506X（2011）01-0050-0003
Study on Canna Porous Starch of High Capacity of Adsorption for
Oil with Double Enzymatic Method
CAO Xin-zhi1；LIU Fang1；CHEN Yong-jing2
（1. Applied Institute of Food and Biotechnology, Sichuan Science and Technology College, Zigong 643000;
2. Quality Technology Center of Sichuan Bai Jia Food Co.,LTD, Chendu 610180）
Abstract: Canna porous starch was produced from corn starch, the optimum parameters for double enzymolysis based on
single factor level are as follows: the weight ratio of α-amylase and glucoamylase is 1:3，enzyme concentration 1.5%,pH
5.0，temperature 55℃, time 18h, the porous starch with better absorbent for oil could be obtained.
Keywords: canna; porous starch; capacity of adsorption oil; enzymolysis
doi: 10.3969/j.issn.1674-506X.2011.01-012
收稿日期： 2010-12-08
作者简介： 曹新志(1965-)，男，博士，教授，从事食品与发酵方面的研究。
Food and Fermentation Technology
第 47卷（第 1期） Vol.47，No.1
第 47卷（总第 161期）
粮油有限公司；其它试剂均为分析纯。
1.2 主要仪器
DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科
技有限公司；HH-S 恒温水浴锅，江苏省金坛市正基
仪器有限公司； JA5003电子天平， 上海恒平科学仪
器有限公司；SHB-3循环水多用真空泵，郑州杜甫仪
器厂；SHZ-A 水浴恒温振荡器， 上海贺德实验设备
厂；DK-98-Ⅱ型万用电炉， 天津市泰斯特仪器有限
公司； LG10-2.4A 高速离心机，北京医用离心机厂；
721E可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司。
1.3 测定方法
1.3.1 多孔淀粉得率测定
称取培养皿重量（精确至 0.001g）,加入水解得
到的湿多孔淀粉,在 60 ℃下常压干燥,称取总重量，
两者的重量差即为反应后多孔淀粉的重量， 再除以
反应前淀粉的重量，即可得到多孔淀粉产物得率。
1.3.2 多孔淀粉吸油率测定
称取多孔淀粉 Bg（精确 0.001g），恒温下与 10mL
色拉油混合搅拌 30 min， 置于已知重量 C （精确
0.001g）的砂芯漏斗抽滤，直至没有油滴滴下。 根据砂
芯漏斗总重量 Dg（精确 0.001g），计算吸油率 A%。
A%=D-B-CB ×100%
1.4 多孔淀粉的制备
将 20g 生淀粉加入到 250mL 烧瓶中， 加pH5.6
的 0.2 mol/L 醋酸-醋酸钠缓冲液 40 mL， 加入适当
稀释的酶液，在 55℃恒温下振荡反应 18 h 后，离心
（3000r/min，20min），分离上清液，沉淀在 60℃ 下常
压干燥，粉碎即可。
2 结果与讨论
2.1 单酶及双酶水解作用的比较
分别以 α-淀粉酶、 糖化酶和双合酶 (加酶量为
1.5%)分别作用淀粉颗粒，每隔 3h 取样，测定各自在
不同时间的吸油率，结果如图 1、图 2、图 3所示。
图 2 糖化酶单独作用不同时间的吸油率
Fig.2 The capacity of adsorption oil of glucoamylase under different time
图 3 复合酶作用不同时间的吸油率
Fig.3 The capacity of adsorption oil of complex enzymes under
different time
由图 1，图 2 和图 3 可以看出 α-淀粉酶和糖化
酶都具有使淀粉颗粒成孔的能力， 两者的作用机制
是完全不同的，淀粉 α-淀粉酶（1，4-α-D-葡聚糖水
解酶，α-amylase，EC.3.2.1.1）是内切型淀粉酶，它作
用于淀粉时从淀粉分子的内部任意切开 α-1，4 键，
使淀粉分子迅速降解，因此，反应到 9h，吸油率达到
顶峰；淀粉糖化酶（淀粉葡萄糖淀粉酶，1，4-α-D-葡
聚糖葡萄糖水解酶，α-1，4-Glucan glucohydrolase，
EC.3.2.1.3）是外切型淀粉酶，作用于淀粉颗粒表面，
在镗孔的同时表面粗糙部分被作用[3]。吸油率是表面
粗糙部分的损失和镗孔作用的综合反映。 随着孔洞
的形成，吸附了酶，主要表现为镗孔作用，吸油率整
体表现为逐渐增加。图 3表明当两者共同作用后，成
孔效率提高，在 18 h 后，淀粉颗粒的吸油率已经超
过 54.3％。 推测是由于 α-淀粉酶的随机作用产生了
大量的糖化酶可以作用的位点，随后，糖化酶在成孔
方面发挥了主要作用， 再次证明了双酶作用的复合
效应[4]。
2.2 酶解正交实验[5]
根据以上单酶及双合酶作用结果的讨论, 我们
可以确定出双合酶作用的效果是最好的[6]。 据此, 以
得率，吸油率为指标,采用正交表 L18(37)安排正交实
验，实验因素水平安排见表 1，实验结果见表 2。
图 1 α-淀粉酶单独作用不同时间的吸油率
Fig.1 The capacity of adsorption oil of α-amylase under different time
时间（h）
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
55
50
45
40
35
30
吸
油
率
（ %
）
时间（h）
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
55
50
45
40
35
30
吸
油
率
（ %
）
时间（h）
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
60
55
50
45
40
35
30
吸
油
率
（ %
）
曹新志等：双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究 51
2011年第 1 期
由上面分析可知，对得率来说酶用量，
达到了显著水平，各因素影响程度依次为：
酶用量>时间>pH>温度>酶配比，最优结合
为：温度 60℃，酶配比为 1∶4，酶用量 1.0%，
pH5.0，时间 15h。 对吸油率来说 pH达到了
显著水平， 各因素影响程度依次为：pH>时
间>温度>酶配比>酶用量， 最优结合为：温
度 55℃ ， 酶配比为 1 ∶3， 酶用量 1.5% ，
pH5.0，时间 18h。得率表示多孔淀粉产率的
高低，是生产成本的一个重要指标，但不能
清晰地反映成孔情况的好坏， 只能作为参
考指标； 吸油率才是反映多孔淀粉成孔好
坏的主要指标， 油主要吸附于多孔淀粉的
微孔之中，与原淀粉相比，吸油率越高，则
成孔情况越好，据此进行综合考虑。 最佳工
艺条件为：温度 55℃，酶配比为 1:3,酶用量
1.5%，pH5.0，时间 18h。验证最优工艺条件，
得到在此工艺条件下的吸油率为 71.23%,
得率为 51.0%。
3 结论
以蕉藕淀粉为原料， 用酶水解法研究
高吸油率蕉藕多孔淀粉的形成， 在研究单
因素的基础上， 用正交试验优化了制备蕉
藕多孔淀粉的工艺条件。 实验结果表明：在
α-淀粉酶 ∶糖化酶为 1 ∶3， 酶用量 1.5%，
pH5.0,温度 55℃，时间 18h 的条件下，得到
了吸油率较高的多孔淀粉。
参考文献：
[1] 曹新志， 武玉娟， 龚永东等. 多孔淀粉研究进
展[J].粮食与油脂,2008,142(2):10-12.
[2] 姚卫荣,姚惠源.淀粉性质及预处理对多孔淀粉
形成的影响 [J].中国粮油学报 ,2005（10）：51-
55.
[3] 郭勇.酶工程原理与技术[M].北京：高等教育出
版社，2005.
[4] 李军 ,陈存社 .酶法制备多孔淀粉的工艺研究
[J],北京工商大学学 报,2005,23(2):9-11.
[5] 王钦德等.食品试验设计与统计分析[M].北京：
中国农业大学出版社，2006.
[6] 何国庆,刘彩琴等.复合酶法制备早籼米多孔淀
粉的工艺条件[J],中国水稻科学,2006,20(2):227-
230.
表 1 正交实验因素水平表
Tab.1 Factors and levels of orthogonal test
水平 温度（℃） 酶配比 酶用量（％） pH 时间（h）
1 50 1:2 1.0 4.2 15
2 55 1:3 1.5 5.0 18
3 60 1:4 2.0 5.8 21
表 2 正交实验结果
Tab.2 Results of orthogonal test
实验号 温度/℃ 酶配比 酶用量/％ pH 时间/h 空列 空列 得率/％ 吸油率/％
1 1 1 1 1 1 1 1 48.5 43.8
2 1 2 2 2 2 2 2 37.8 58.5
3 1 3 3 3 3 3 3 33.2 48.1
4 2 1 1 2 2 3 3 50.8 63.7
5 2 2 2 3 3 1 1 35.7 55.7
6 2 3 3 1 1 2 2 40.3 40.3
7 3 1 2 3 2 3 30.1 45.2
8 3 2 3 2 1 3 1 46.8 48.8
9 3 3 1 3 2 1 2 52.1 51.6
10 1 1 3 3 2 2 1 42.3 50.6
11 2 2 1 4 3 3 2 42.2 49.8
12 3 3 2 2 1 1 3 50.3 50.6
13 1 1 2 3 1 3 2 44.2 50.4
14 2 2 3 1 2 1 3 44.1 48.5
15 3 3 1 2 3 2 1 46.3 50.5
16 1 1 3 2 3 1 2 45.7 48.9
17 2 2 1 3 1 2 3 49.5 45.3
18 3 3 2 1 2 3 1 43.1 44.9
K1 42.383 42.933 48.233 41.383 45.933 46.067 43.783
K2 42.900 42.683 39.533 46.283 45.033 41.050 43.050
K3 44.550 44.217 42.067 42.167 38.867 42.717 43.000
R 2.167 1.534 8.700 4.900 7.066 5.017 0.783
K’1 50.233 50.433 50.783 45.417 46.533 49.850 49.050
K’2 51.517 51.100 50.883 53.500 52.967 48.400 49.917
K’3 47.450 47.667 47.533 50.283 49.700 50.950 50.233
R’ 4.067 3.433 3.350 8.083 6.434 2.550 1.183
表 3 多孔淀粉得率的方差分析表
Tab.3 Variance analysis of porous starch yield
因素 偏差平方和 自由度 F 比
温度 15.368 2 0.178
误差 605.09 14
F 临界值
2.730
显著性
酶配比 8.121 2 0.094 2.730
酶用量 240.271 2 2.780 2.730 *
pH 83.141 2 0.962 2.730
时间 177.551 2 2.054 2.730
表 4 多孔淀粉吸油率的方差分析表
Tab.4 Variance analysis of the capacity of porous starch adsorbing oil
因素 偏差平方和 自由度 F 比
温度 51.863 2 0.753
误差 482.27 14
F 临界值
2.730
显著性
酶配比 39.773 2 0.577 2.730
酶用量 43.590 2 0.633 2.730
pH 198.743 2 2.885 2.730 *
时间 124.173 2 1.802 2.730
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