CN103919007B - 一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，方法包括步骤：将大米粉碎，过筛得到大米粉；将大米粉调浆制成淀粉乳；在淀粉乳中加入α-淀粉酶和β-淀粉酶保温酶解一段时间；在酶解反应后，添加辅料并混合均匀得到混合料；将混合料进行细化处理，然后进行干燥处理得到营养米粉。本发明的酶解工艺生产米粉的方法，操作性强，完全可以取代传统的频繁升温降温的酶解工艺，生产设备简单，降低了投资成本，简化了操作，减轻了劳动强度，减少了能耗，本方法非常适于广大传统工艺米粉厂的改造升级。

Description

一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法

技术领域

本发明涉及婴幼儿食品领域，尤其涉及一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法。

背景技术

婴幼儿营养米粉作为我国传统的母乳替代品或婴幼儿的补充、辅助食品而备受关注。但现有的米粉其存在冲调性能差、有结块，不利于婴幼儿进食，以及摄取辅食的婴幼儿的胃、肠内淀粉水解酶较少，对淀粉类食品的消化能力差的问题，目前，也有使用淀粉酶生物酶解技术将婴幼儿营养米粉的主要成分—淀粉部分从长链大分子水解成短链小分子，以提高产品的消化吸收率和冲调性能。

但婴幼儿营养米粉采用的酶解工艺中，通常采用高温灭酶终止酶促反应，随后又需要降温以满足生产工艺要求，频繁的升温降温操作，不仅增加了劳动强度，还增加了能耗，增加了生产成本，此外高温还会对原料中的营养素造成损失。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，旨在解决现有的米粉酶解工艺能耗高、易造成营养损失的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，包括步骤：

将大米粉碎，过筛得到大米粉；

将大米粉调浆制成淀粉乳；

在淀粉乳中加入α-淀粉酶和β-淀粉酶保温酶解一段时间；

在酶解反应后，添加辅料并混合均匀得到混合料；

将混合料进行细化处理，然后进行干燥处理得到营养米粉。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，在添加辅料并混合均匀后，将得到的混合料自然放置一段时间。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，将得到的混合料自然放置30min。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，加入α-淀粉酶和β-淀粉酶后，保温酶解40min。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，使用温度70℃的温水进行调浆处理。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，所述辅料包括蛋白类辅料和糖类辅料，蛋白类辅料包括奶粉、大豆分离蛋白及浓缩乳清蛋白中的一种或几种，糖类辅料包括蔗糖、葡萄糖及果糖中的一种或几种。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，所述淀粉乳的质量浓度为35%。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，使用粉碎机将大米粉碎，然后过80目筛得到大米粉。

所述的适用于婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其中，采用滚筒干燥机进行干燥处理，干燥条件为压强0.5Mpa，转速为3r/min。

有益效果：本发明的酶解工艺生产米粉的方法，操作性强，完全可以取代传统的频繁升温降温的酶解工艺，生产设备简单，降低了投资成本，简化了操作，减轻了劳动强度，减少了能耗，本方法非常适于广大传统工艺米粉厂的改造升级。

附图说明

图1为传统工艺中糖类辅料的添加对米浆DE值的影响对比图。

图2为传统工艺中蛋白类辅料的添加对米浆DE值的影响对比图。

图3为传统工艺中淀粉乳浓度对米浆DE值的影响对比图。

图4为采用本发明的方法添加辅料对米浆DE值的影响对比图。

具体实施方式

本发明提供一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提供的一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其包括步骤：

将大米粉碎，过筛得到大米粉；

具体可使用大米粉碎机将大米粉碎，再过80目筛得到小于80目的大米粉。

将大米粉调浆制成淀粉乳；

在实施时，可使用一定温度的水来进行调浆处理，按质量百分比计，调浆的淀粉乳浓度为35%，例如使用70℃热水进行调浆处理，配成质量浓度为35%的淀粉乳。

调浆处理后，在淀粉乳中加入α-淀粉酶和β-淀粉酶保温酶解一段时间；

此步骤中，加入用于水解淀粉的α-淀粉酶和β-淀粉酶后，保温酶解，酶解时间约为40min。保温是指在调浆处理后的温度下继续保温，例如70℃条件下保温处理。

在酶解处理后，加入辅料，搅拌均匀并进行细化处理；

搅拌均匀后得到混合料，细化过程可采用胶体磨进行细化，细化处理后可将混合料转移到储料罐中待用。其中的辅料包括蛋白类辅料和糖类辅料，蛋白类辅料包括奶粉、大豆分离蛋白及浓缩乳清蛋白中的一种或几种，糖类辅料包括蔗糖、葡萄糖及果糖中的一种或几种。更优选的是，添加辅料后并搅拌均匀后，进行细化处理，然后再自然放置一段时间，即置于室温放置一段时间，以降低酶活，较佳的放置30min。

将细化处理后的物料（米浆）进行干燥处理得到营养米粉；

具体可通过滚筒干燥机进行干燥处理，干燥条件为压强0.4Mpa，转速为3r/min。米浆上料厚度为0.4mm。最后进行检验、包装制得营养米粉。

在本发明实施例中，采用先酶解后加辅料的方法，是基于加入辅料会抑制酶解过程的原理。

下面对此进行具体说明。

在淀粉乳水解过程中，DE值（也称葡萄糖值）代表了淀粉的水解程度或糖化程度，糖化液（水解得到）中还原性糖全部当作葡萄糖计算，占干物质的百分比称为DE值。

DE值的测定方法：称取1.0g浆料（即制备过程中的米浆，可指任意阶段的物料，例如调浆后、酶解后、添加辅料并混合均匀后、细化处理后等得到的米浆）于预加10ml水的试管中，沸水浴中加热3min，定容到100ml容量瓶中，称取25g于50ml离心管中，10000r/min离心10min，取上清液2ml，置于25mL比色管中，再加入3,5-二硝基水杨酸溶液3mL，沸水显色5min，然后以流水迅速冷却，用水定容至25mL，摇匀。以试剂空白调零，在540nm处比色，参照预先制作的葡萄糖标准曲线求出还原性糖的量，同法平行操作2份，计算得出DE。

大米浆料残存酶活的测定：将大米浆料用不超过70℃（例如70℃）温水调配成5%（质量百分比）的溶液，然后将溶液密封保存在55℃恒温培养箱内保温48h, 使其中残余的酶在适宜的温度下充分的作用。取样测定各样品的DE值，DE值变化的大小反映淀粉酶残余活力的情况，DE差值越大，淀粉酶残余活力越强。

一、首先分析糖类的添加对大米淀粉水解的影响：

先依照米粉传统生产工艺，在进行调浆处理后，加辅料混合均匀，然后在进行酶处理，反应完毕后进行细化处理，最后进行干燥处理制得营养米粉。

在米浆中分别添加蔗糖、葡萄糖和果糖，每种糖添加比例为10.0%、15.0%和20.0%（占淀粉干基比重，质量百分比）三个水平，糖对米浆DE值的影响如图1所示。

从图1可知，随着蔗糖、葡萄糖和果糖添加量的增加，DE值都有不同程度的降低，即三种糖类的添加抑制了淀粉酶对大米淀粉的水解，这是因为随着浆料中糖的增多，溶液粘度增大，粘度不仅影响扩散和分子彼此碰撞，而且也影响酶的变构，一定程度上降低了酶活力。

同时，三种糖对米浆DE值的影响有较大的差异，蔗糖的影响最小，葡萄糖的影响最大。蔗糖的影响除了上述溶液粘度增大原因，还因其作为竞争性底物，有类似淀粉的α-1,4糖苷键与酶结合结构，进而影响到淀粉水解，当蔗糖添加量为20.0%（占淀粉干基）时水解程度降低了41.7%。果糖的影响有溶液粘度增大原因，还有其作为非酶底物不断增多降低了底物与酶活性位点的碰撞结合，从而降低了酶反应效率，当果糖添加量为20.0%时DE值降低了80.0%。葡萄糖的影响包括溶液粘度和非酶底物因素，此外淀粉水解反应中，葡萄糖作为反应产物，反应产物浓度的增加，一定程度上也抑制了淀粉水解，当葡萄糖添加量为20%时DE值降低了87.8%。

二、再分析蛋白的添加对大米淀粉水解的影响：

依照上述传统的米粉生产工艺，在米浆中分别添加大豆分离蛋白、浓缩乳清蛋白和全脂奶粉，每种蛋白原料添加比例为2.5%、5.0%和10.0%（占淀粉干基比例，质量百分比）三个水平，三种蛋白类物料对米浆DE值的影响如图2所示。

从图2可知，随着大豆分离蛋白、浓缩乳清蛋白和全脂奶粉添加量的增加，DE值都有所降低，但是变化很小，在大豆分离蛋白粉、浓缩乳清蛋白粉和全脂奶粉添加量为10.0%时DE值分别降低了8.9%、6.3%和6.3%。这是因为非酶底物的增加降低了底物与酶活性位点的碰撞结合，导致酶反应效率降低。

三、最后分析浆料浓度对大米淀粉水解的影响

依照上传传统的米粉生产工艺，添加固定配比的蔗糖、全脂奶粉、大豆分离蛋白、浓缩乳清蛋白粉，以70℃热水调浆，浆料浓度分别调为30%、35%、40%和45%，加酶水解40min，测得浆料反应终点DE值如图3所示。

从图3可知，随着浆料浓度的增加，DE值不断的降低，即浆料浓度的增加抑制了淀粉酶对大米淀粉的水解，在浓度为45.0%时水解程度较30.0%时降低了77.0%。这是因为随着浆料浓度的增大，溶液粘度增大，影响酶的扩散及分子间彼此碰撞，也影响酶的变构的缘故。此外，浆料中添加的蔗糖作为竞争性底物，有类似淀粉的α-1,4糖苷键与酶结合结构，蔗糖的存在一定程度上降低了酶活力，进而影响到淀粉水解。

同时在传统的酶解工艺生产中，抑制酶活需采用高温钝化法，即升高米浆温度使酶蛋白失活。酶高温钝化后还需及时降温，以满足后续营养素投料的要求，这种升温和降温操作不仅提高了劳动强度，还增加了能耗，提高了生产成本。

从以上分析可知，酶解反应前加入辅料严重影响正常的酶解反应，降低淀粉酶的效能，鉴于此，本发明调整辅料添加时机，在酶解终点时添加辅料，这样既能充分发挥淀粉酶的效能，也可以在酶解终点时通过辅料的添加增加浓度以及辅料添加过程中浆料体系的降温共同抑制酶解反应，替代高温终止酶促反应的工艺，本发明改进后的婴幼儿营养米粉生产新工艺如下：

大米→粉碎→调浆→加酶水解→添加辅料→细化→滚筒干燥→成型→检验→包装。

由于生产实践中，大豆分离蛋白的溶解速度快，易结块，给生产带来不利影响，故提前将大豆分离蛋白与大米粉混合，易分散均匀，避免结团。

按照本发明的酶解新工艺生产婴幼儿营养米粉，在调浆时采用70℃热水调浆，并保温酶解40min后添加蔗糖、全脂奶粉和浓缩乳清蛋白粉（当然也可以是其他配比的辅料），搅拌均匀、细化后转移到储料罐自然放置30min，分别测定浆料反应40min和70min时的DE值。

从图4可知，酶解40min时浆料的DE值为11.5%，酶解70min时浆料的DE值为11.8%，添加辅料后的30min内米淀粉的酶解程度仅增加了2.6%，不影响浆料的上辊、干燥和成型，完全能够满足生产需要，达到了很好的抑制酶解反应效果。这是辅料的添加增加浓度和粘度以及辅料添加后浆料体系的降温大大降低了酶活力的缘故。

按照本发明的酶解新工艺生产婴幼儿营养米片，采用70℃热水调浆，保温酶解40min后添加固定配比蔗糖、全脂奶粉和浓缩乳清蛋白粉，搅拌均匀、细化后转移到储料罐自然放置30min，然后滚筒干燥。滚筒干燥机工作气压0.40Mpa，转速3r/min，米浆上料厚度0.40mm，制得的营养米粉进行酶活力测定，结果如表1。

表1  保温时间对米淀粉DE值影响

保温时间（h）	0	12	24	36	48
						DE/%	11.73±0.11	11.71±0.17	11.78±0.09	11.81±0.07	11.70±0.19
DE值变化	—	不显著	不显著	不显著	不显著

从表1可知，米粉DE值变化不显著，说明米粉中的酶没有残存的活力，已经钝化完全。

从上可知，本发明的酶解工艺生产米粉的方法，操作性强，完全可以取代传统的频繁升温降温的酶解工艺，生产设备简单，降低了投资成本，简化了操作，减轻了劳动强度，减少了能耗，本方法非常适于广大传统工艺米粉厂的改造升级。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，包括步骤：

将大米粉碎，过筛得到大米粉；

将大米粉调浆制成淀粉乳；

在淀粉乳中加入α-淀粉酶和β-淀粉酶保温酶解一段时间；

在酶解反应后，添加辅料并混合均匀得到混合料；

将混合料进行细化处理，然后进行干燥处理得到营养米粉；

在添加辅料并混合均匀后，将得到的混合料自然放置30min；

所述辅料为蛋白类辅料和糖类辅料，蛋白类辅料为奶粉、大豆分离蛋白及浓缩乳清蛋白中的一种或几种，糖类辅料为蔗糖、葡萄糖及果糖中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，加入α-淀粉酶和β-淀粉酶后，保温酶解40min。

3.根据权利要求1所述的用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，使用温度70℃的温水进行调浆处理。

4.根据权利要求1所述的用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，所述淀粉乳的质量浓度为35%。

5.根据权利要求1所述的用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，使用粉碎机将大米粉碎，然后过80目筛得到大米粉。

6.根据权利要求1所述的用于制备婴幼儿营养米粉的双酶水解方法，其特征在于，采用滚筒干燥机进行干燥处理，干燥条件为压强0.5Mpa，转速为3r/min。