全 文 ：豆薯糖化液制备技术研究
刘 轲1，刘建华1，赵林杰1，卫 星1，张志健1，2
（1.陕西理工学院生物科学与工程学院，陕西 汉中 723000; 2.陕西省黑色有机食品工程技术研究中心，陕西 汉中 723000）
摘 要：以去皮、打浆所得的豆薯原浆为原料，以浆液中还原糖含量为依据，通过单因素试验和正交试验，对豆薯原浆的液化、
糖化以及糖化液的脱色技术进行了研究。 结果表明，豆薯原浆的液化条件为：ɑ-淀粉酶（3 700 U/g）用量为11‰、pH为6.0、温度为
65℃、时间为2 h；糖化条件为：糖化酶（50 000 U/g）用量为0.9‰、pH为4.0、温度为55℃、时间为4 h；脱色剂以活性炭为宜，其用量为
1%。
关键词：豆薯；液化；糖化；脱色
中图分类号：TS27 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2013）15-0107-04
Preparation technology of jicama saccharification liquid
LIU Ke1, LIU Jian-hua1, ZHAO Lin-jie1, WEI Xing1, ZHANG Zhi-jian1，2
(1.The School of Biological Science & Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, China;
2.Shaanxi Engineering Research Center for Black & Organic Foods，Hanzhong 723000, China)
Abstract: Liquefaction and saccharification of puree of jicama，as well as decolorization technology of saccharification liquid were
studied by taking the puree of peeling and beating jicama as raw material，and the reducing sugar in puree as main component of
research, through the single factor experiment and orthogonal experiment. The results showed that，liquefied conditions of puree of jicama
were as below: concentration and levels of α-amylase were 3 700 U/g and 11‰ respectively, pH 6.0, temperature 65℃ , time 2 h.
Saccharification conditions of puree of jicama were as below: concentration and levels of glucoamylase were 50 000 U/g and 0.9‰
respectively. pH 4.0 temperature 55℃, and time 4 h. Taking the active carbon as decoloring agents， its level was 1%.
Key words: jicama；liquefaction；saccharification；decolorization
收稿日期：2013-05-06
基金项目：2012 年度陕西省教育厅科研计划项目（12JK0819）；
陕西理工学院大学生创新创业训练项目（UIRP122062）
作者简介：刘轲（1989-），男，在读硕士生，E-mail：969775452@
qq.com
通讯作者：张志健（1961-），男，教授，E-mail：zzj071030@126.com
豆薯 [Pachyrrhyizus erosus （Linn.）Urb.]又称凉薯 、沙
葛、地瓜等，属蝶形花科（Papilionaceae）薯属（Pachyrhizus
Rich. ex DC.）多年生缠绕或直立草本植物。 豆薯原产热带
美洲， 现许多热带地区均有种值， 我国台湾、 福建、 广
东、 海南、 广西、 云南、 四川、 贵州、 湖南、 湖北和陕
西等地均有栽培 [1]。 豆薯食用部分为肥大的块根，性凉、
味甘， 具有生津止渴、 清凉去热、 解酒降毒、 降血压、
抗癌等功效； 是抗坏血酸，硫胺素，核黄素，尼克酸和矿物
质的一种良好来源[2]。 豆薯（100 g食部）约含还原糖 3.302 g，
淀粉 2.3545 g，总糖 5.6565 g，是加工豆薯汁、果酒等饮品
的良好原料[3-10]。
以豆薯为原料加工饮品，特别是加工发酵产品，均需
对豆薯原浆进行液化和糖化，对糖化液进行脱色处理。 因
此，本试验以去皮、打浆所得的豆薯原浆为原料，对其液
化、糖化及糖化液脱色等技术进行研究，以确定最佳工艺
条件，以期为充分开发利用豆薯资源，加工豆薯饮品提供
科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
豆薯，陕西汉中产；缓冲液（酸性）；冰乙酸（分析纯，成
都市科龙化工试剂厂）；葡萄糖（分析纯，天津市登峰化学
试剂厂）；氢氧化钾（分析纯，天津市福晨化学试剂厂）；碘
化钾（化学纯，国药集团化学试剂有限公司）；乙酸锌（分析
纯，天津市盛奥化学试剂有限公司）；白凡士林（外用，商丘
市亮峰卫生用品有限公司）；无水亚硫酸钠（分析纯，天津
市百世化工有限公司）；酒石酸钾纳（分析纯，天津市永兴
化学试剂开发中心）；次甲基蓝（生物染色试剂，天津市科
密欧化学试剂有限公司）；糖化酶（50 000 U/g，无锡市雪梅
酶制剂科技有限公司）；氢氧化钠、硫酸铜、亚铁氰化钾（分
析纯，天津市恒星化学试剂制造有限公司）；ɑ-淀粉酶（生
物试剂，≥3 700 U/g， 北京奥博星生物科技有限责任公
司）。
Blender767 型专业商用冰沙豆浆调理机（慧中机械设
备有限公司）；WY0207 型手持折光仪（成都万辰光学仪器
厂）；PHS-3c 型精密酸度计 （上海大普仪器有限公司）；
HH-S4 型电热恒温水浴锅 （北京科伟永兴仪器有限公
司）；BS224S 型分析天平 （北京市赛多利斯科学仪器有限
公司 ）；UV-2550 型紫外 -可见光分光光度计 （苏州
shimadzu公司）。
1.3 豆薯糖化液制备工艺流程
广东农业科学 2013 年第 15 期
↑
脱色剂
107
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.15.005
1.4 还原糖测定方法
根据国家标准 《食品中还原糖的测定方法 》（GB/
T5009.7-2003）进行。
2 豆薯原浆液化试验
2.1 单因素试验
2.1.1 ɑ-淀粉酶添加量对液化的影响 取豆薯原浆 5 份
（约 500 mL） 于烧杯中， 用柠檬酸调 pH 为 6.0， 分别按
5‰、7‰、9‰、11‰、13‰的比例添加 ɑ-淀粉酶，充分搅拌
后，加盖置于 85℃的水浴锅中恒温 2 h，恒温过程中间隔
一定时间对豆薯浆进行搅拌 （下同）。 试验结果如图 1 所
示。由图 1可知，随着 ɑ-淀粉酶添加量的增加，DE值随之
增大， 当加酶量大于 11‰后，DE值则减小， 故加酶量以
11‰为宜。
2.1.2 pH 对液化的影响 取豆薯原浆 4 份（约 500 mL）于
烧杯中，分别用柠檬酸调 pH 为 5.0、5.5、6.0、6.5，按 11‰
添加 ɑ-淀粉酶，充分搅拌，然后加盖在 70℃水浴中恒温 2
h。试验结果如图 2所示。由图 2可知，当 pH在 5.0~6.0之
间时，DE值随着 pH的增大而增大，在 6.0时达到最大；当
pH超过 6.0时，DE值随着 pH的增大而迅速减小。因此认
为在 pH为 6.0时，液化结果较好。
2.1.3 温度对液化的影响 取 4 份豆薯原浆于烧杯中，调
豆薯浆的 pH为 6.0，按 11‰添加 ɑ-淀粉酶，并充分搅拌，
然后将烧杯加盖后分别置于 65、70、75、80 ℃的水浴锅中
恒温 2 h。试验结果如图 3所示。由图 3可知，当温度低于
70℃时，DE值随着温度的升高而迅速增大，当温度在 70~
80 ℃之间，DE值随着温度的升高的变化不大。 故液化温
度以 70℃为最佳。
2.1.4 时间对液化的影响 取 4 份豆薯原浆于烧杯中，调
豆薯浆的 pH为 6.0，按 11‰添加 ɑ-淀粉酶，并充分搅拌，
然后将烧杯加盖置于 70℃水浴锅中， 分别恒温 1、2、3、4
h。 试验结果如图 4所示。 由图 4可知，随着恒温时间的延
长 DE值也随之增加， 但当恒温时间超过 2 h 后其 DE值
增加幅度减缓，而且时间越长酶越容易钝化，故恒温时间
以 2 h为宜。
2.2 正交试验
根据豆薯浆液化单因素实验的结果，按 L9（34）设计豆
薯浆液化正交试验，正交试验因素表如表 1所示。 试验结
果及直观分析见表 2，方差分析见表 3，试验结果为 3 次平
行试验结果的平均值。 由表 2 可知，影响 DE值的因素主
次顺序为：温度、pH、加酶量、时间；最优实验条件为：加酶
量 11‰、pH为 6.0、时间 2 h、温度 65℃。由表 3可知，温度
为最显著影响因素， 影响液化实验的因素主次顺序依次
为：温度、pH、加酶量、时间，这与表 2 极差分析的结果一
致。
图 1 ɑ-淀粉酶添加量对豆薯原浆液化的影响
图 2 pH 对豆薯原浆液化的影响
图 3 温度对豆薯原浆液化的影响
图 4 时间对豆薯原浆的影响
表 1 液化正交试验因素
9
11
7
A（酶添加量，‰）
水平
因 素
1
2
3
5.5
6.5
6.0
1
2
3
70
65
75
B（pH） C（时间，h） D（温度，℃）
108
3 豆薯原浆糖化试验
3.1 单因素试验
3.1.1 糖化酶添加量对糖化的影响 将液化后的豆薯浆在
100℃下加热 15 min 灭酶，冷却至常温（下同），再将液化
液的 pH调为 6.0、按 0.5‰、0.7‰、0.9‰、1.1‰的比例分别
添加糖化酶并搅拌至糖化酶充分分散， 然后将其置于
70℃的水浴锅中，加盖恒温 2 h。 恒温过程中，间隔一定时
间进行搅拌（下同）。试验结果如图 5所示。由图 5可知：当
糖化酶的添加量比例在 0.5‰~0.9‰之间时， 随着酶量的
增加 DE值迅速增大； 当加酶量超过 0.9‰后，DE 值随酶
加量的增加无明显不变。故认为糖化酶的添加量为0.9‰。
3.1.2 pH 对糖化的影响 取 4 份液化豆薯液，调 pH 分别
为 3.5、4.0、4.5、5.0，按 0.9‰的比例添加糖化酶，并搅拌至
酶均匀分散，然后将烧杯加盖置于 60℃的水浴锅中恒温 2
h。试验结果如图 6所示。由图 6可知，DE值随着 pH的增
大而减小， 且当 pH 大于 4.0 后，DE 值随 pH 值增加的变
化明显趋缓。 故糖化以 pH在 3.5为宜。
3.1.3 温度对糖化的影响 取 4 份液化豆薯液， 调 pH 为
3.5，按 0.9‰添加糖化酶，并搅拌至酶均匀分散，然后将烧
杯加盖分别置于 50、55、60、65℃的水浴锅中恒温 2 h。 试
验结果如图 7 所示。 由图 7 可知：当温度在 50~60℃之间
时，DE值随温度的升高显著增大；当温度大于 60℃时，DE
值几乎不再随温度变化。 故认为糖化温度以 60℃为宜。
3.1.4 糖化时间对糖化的影响 取 4 份液化豆薯液，调 pH
为 3.5，按 0.9‰添加糖化酶，并搅拌至酶均匀分散，然后将
烧杯加盖置于 60℃水浴锅中，分别恒温 1、2、3、4 h。 试验
结果如图 8 所示。 由图 8 可知，当时间在 0~2 h 时，DE值
随时间的延长增长较慢；当时间在 2~3 h 时，随时间的延
表 2 液化正交试验直观分析
试验号 A（酶添加量，‰） B（pH）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
8.827
9.053
8.643
0.410
1
2
3
1
2
3
1
2
3
8.597
9.113
8.813
0.516
1
2
3
2
3
1
3
1
2
8.603
8.910
9.010
0.407
C时间（h）
1
2
3
3
1
2
2
3
1
8.717
9.163
8.643
0.520
D 温度（℃）
8.22
9.49
8.77
8.68
9.37
9.11
8.89
8.48
8.56
DE值
表 3 液化正交试验方差分析
变异来源 偏差平方和
0.253
0.404
0.269
0.475
1.40
A
B
C
D
误差
自由度 F比
2
2
2
2
8
0.722
1.153
0.718
1.356
注：*表示为显著，表 6同。
F临界值
4.460
4.460
4.460
4.460
显著性
*
*
图 6 pH 对豆薯原浆糖化的影响
图 7 温度对豆薯原浆糖化的影响
图 8 时间对豆薯原浆糖化试验的影响
图 5 糖化酶添加量对豆薯原浆糖化的影响
12.75
12.70
12.65
12.60
12.55
12.50
12.45
12.40
12.35
12.30
12.25
DE
(%
)
16.2
16.1
16.0
15.9
15.8
15.7
15.6
15.5
15.4
15.3
15.2
DE
(%
)
109
长 DE值增加幅度较大；而当时间大于 3 h 时，DE 值几乎
不再随时间变化。 故认为糖化以 3 h为宜。
3.2 正交试验
根据糖化单因素试验的结果，按 L9（34）设计豆薯浆糖
化正交实验，正交试验因素表如表 4所示。 试验结果及直
观分析见表 5，方差分析见表 6。试验结果为 3次平行试验
结果的平均值。 由表 5 可知，影响糖化液 DE值因素的主
次顺序为：时间、温度、pH、加酶量；最优试验条件为：加酶
量 0.9‰、pH 为 4.0、时间 4 h、温度 55℃。 由表 6 可知，温
度为最显著的影响因素，影响糖化的因素主次顺序为：时
间、温度、pH、加酶量，这与表 5极差分析结果一致。
4 豆薯糖化液脱色试验
取等量（20 mL）豆薯糖化液于烧杯中，分别加活性炭
或硅藻土，搅拌 5 min，静置 1 h 后，过滤得脱色豆薯糖化
液。 然后用紫外-可见光分光光度计检测样品的吸光值。
根据样品吸光值 （即脱色效果） 和脱色剂用量选择脱色
剂。试验结果如表 7所示。从表 7可知，活性炭和硅藻土均
具有一定的脱色效果， 但当脱色剂用量达到 0.15 g后，活
性炭的脱色效果明显优于硅藻土。 当在 20 mL 豆薯糖化
液中，活性炭的添加量大于 0.20 g 后，脱色糖化液的吸光
值变化不大，感官上呈几乎无色状态，且脱色后的豆薯糖
化液色泽稳定性良好，在室温下放置 7 d 后吸光值基本未
变，4℃下放置 1年后感官上未见变化。 因此，认为选择活
性炭作为豆薯糖化液的脱色剂， 用量为 1%（0.20 g/20 mL
糖化液）为宜。
5 结论
豆薯原浆的最佳液化工艺条件为：ɑ-淀粉酶（生物试
剂，≥3 700 U/g， 北京奥博星生物科技有限责任公司）用
量为 11‰、豆薯原浆 pH调至 6.0、恒温液化时间为 2 h、液
化温度为 65℃。
豆薯原浆的最佳糖化工艺条件为：糖化酶（50 000 U/g，
无锡市雪梅酶制剂科技有限公司）用量为 0.9‰、豆薯液化
液的 pH调至 4.0、恒温糖化时间为 4 h、糖化温度为 55℃。
豆薯糖化液脱色条件为：以活性炭为脱色剂，活性炭
用量为 1%。
参考文献:
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[10] 秦捷,姚茂君.凉薯液化糖化工艺[J].食品研究与开发,2010,31(10):
117-121.
表 4 糖化正交试验因素
0.9
1.1
0.7
A（酶添加量，‰）
水平
因 素
1
2
3
4
2
3
60
65
55
B（时间，h） C（pH） D（温度，℃）
3.5
4.5
4.0
表 5 糖化正交试验直观分析
因素 A酶量(‰) B（时间，h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
1
1
1
2
2
2
3
3
3
10.867
10.447
10.640
0.420
1
2
3
1
2
3
1
2
3
10.253
10.607
11.093
0.840
1
2
3
2
3
1
3
1
2
10.423
10.460
11.070
0.647
C（pH）
1
2
3
3
1
2
2
3
1
10.990
10.160
10.803
0.830
D 温度（℃）
10.58
10.14
11.88
10.01
11.16
10.17
10.17
10.52
11.23
DE值
表 6 糖化正交试验方差分析
变异来源 偏差平方和
0.265
1.067
0.792
1.138
3.26
A
B
C
D
误差
自由度 F比
2
2
2
2
8
0.325
1.308
0.971
1.305
F临界值
4.460
4.460
4.460
4.460
显著性
*
*
表 7 活性炭与硅藻土脱色效果比较
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
活性炭
脱色剂用量
（g）
吸光值
硅藻土
0.36150
0.33029
0.20837
0.18513
0.16180
0.30922
0.27730
0.27287
110