CN113678933A - 一种酶法增强淀粉软糖凝胶性的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酶法增强淀粉软糖凝胶性的方法及其应用，属于食品加工领域。首先将淀粉、白砂糖、麦芽糖浆、柠檬酸和水配制成混合液，加热熬至固形物含量为70～80％，冷却至20‑50℃，再加入普鲁兰酶(PUL酶)和环糊精葡萄糖转移酶(CGT酶)一步协同处理淀粉软糖，提高淀粉软糖凝胶性的方法。本发明方法只能，PUL酶和CGT酶可以将分别淀粉部分转化为环状糊精和直连淀粉填充到软糖基质中，增强与淀粉分子之间的氢键相互作用，提高淀粉软糖的凝胶性。该方法制备的淀粉软糖，口感爽滑，富有弹性，耐咀嚼，是一种简单、有效的提高淀粉软糖的凝胶性方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种酶法增强淀粉软糖凝胶性的方法及其应用，属于食品加工领域。
背景技术
传统软糖通常采用明胶制备，但是新的植物基软糖可以满足素食者的需求。淀粉是一类天然生物大分子，来源广泛，可再生，淀粉分子间可以形成氢键相互作用，形成凝胶，可以作为软糖生产的原料。并且，人体对淀粉的吸收利用率相对于明胶和果胶来说比较高，尤其对于儿童，如果吃多了含有明胶的食品后容易影响其他营养成分的摄入。而且明胶软糖的口感比较单一，都是高弹性和高咀嚼性。然而，目前的淀粉软糖在凝聚性、咀嚼性和弹性等方面还存在不足，因而影响了淀粉软糖的质量和口感。而且存在硬度较低，不易浇注成型等问题。
针对这些淀粉软糖所存在的缺点，目前的研究主要集中在优化淀粉软糖的配方上面。以及还有少数探究变性淀粉对淀粉软糖质构性的影响，对于酶对淀粉软糖性能的影响还未见报道。
发明内容
本申请针对现有技术的不足，提供了一种简单、绿色的方法来提高淀粉软糖凝胶性。通过添加少量PUL酶将淀粉部分水解为直链淀粉，添加CGT酶将部分淀粉转化为环糊精，填充在淀粉网络中，并且与淀粉分子产生更强的氢键相互作用，从而增强淀粉软糖的凝胶性。
具体的，本发明第一个目的是提供一种酶法增强淀粉软糖凝胶性的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将淀粉、白砂糖、麦芽糖浆、柠檬酸和水配制成混合液，加热熬至固形物含量为70～80％，冷却至20-50℃；
(2)加入PUL酶和CGT酶，其中PUL酶的加入量为底物质量的0.03-0.05wt％，CGT酶的加入量为底物质量的0.1-0.4wt％，在20-50℃下各酶解3-5min；
(3)浇注，15-35℃下冷却12～36h，干燥、分装即可。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述混合液中，按照质量浓度，淀粉10-13％，白砂糖23-30％，麦芽糖浆35-40％，柠檬酸0.2-0.3％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉或豌豆淀粉；优选为玉米淀粉。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，所述PUL酶的酶活为4500U/mL。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，所述CGT酶的酶活为2000U/mL。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，酶解的顺序优选先添加PUL酶再添加CGT酶进行顺序酶解。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中，酶解温度优选为40℃。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中，所述干燥是指置于25-35℃干燥24-48h，
本发明还提供了上述方法制备得到的淀粉软糖。
本发明还提供了包含上述淀粉软糖的食品、玩具。
本发明还提供了上述方法在食品领域的应用。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
本发明提出了一种双酶协同法增强淀粉软糖凝胶性的新方法，本发明通过添加少量PUL酶将淀粉部分水解为直链淀粉，添加CGT酶将部分淀粉转化为环糊精，填充在淀粉网络中，并且与淀粉分子产生更强的氢键相互作用，从而增强淀粉软糖的凝胶性。
本发明方法操作简单，并且能够有效提高淀粉软糖的硬度、弹性、咀嚼性，更易浇注成型。
附图说明
图1对比例2和实施例8制备的淀粉软糖的硬度及咀嚼性。
图2实施例8和实施例12制备的淀粉软糖的硬度及咀嚼性。
图3实施例8和对比例3-4制备的淀粉软糖的硬度及咀嚼性。
具体实施方式
PUL酶购于北京诺维信有限公司，CGT酶购于美国Sigma公司。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将木薯淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再底物质量0.1％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例2
将木薯淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入占底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再加底物质量0.2％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例3
将木薯淀粉按照13％，白砂糖30％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再加底物质量0.3％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例4
将木薯淀粉按照12％，白砂糖28％，麦芽糖浆40％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为70％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再加底物质量0.4％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于30℃烘箱中烘48h后取出，分装。
实施例5
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理3min，然后再加底物质量0.1％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例6
将玉米淀粉按照13％，白砂糖25％，麦芽糖浆40％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再加底物质量0.2％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例7
将玉米淀粉按照12％，白砂糖23％，麦芽糖浆38％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.03％的PUL酶，在40℃下处理3min，然后再加底物质量0.3％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于30℃烘箱中烘48h后取出，分装。
实施例8
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，然后再加底物质量0.4％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例9
将玉米淀粉按照12％，白砂糖25％，麦芽糖浆38％，柠檬酸0.3％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为75％，冷却至20℃，先加入底物质量0.03％的PUL酶，在20℃下处理5min，然后再加底物质量0.4％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘36h后取出，分装。
实施例10
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.3％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至30℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在30℃下处理5min，然后再加底物质量0.4％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于35℃烘箱中烘24h后取出，分装。
实施例11
将玉米淀粉按照10％，白砂糖25％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为70％，冷却至50℃，先加入底物质量0.05％的PUL酶，在50℃下处理5min，然后再加底物质量0.4％的CGT酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘48h后取出，分装。
实施例12
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，先加入底物质量0.4％的CGT酶，40℃下处理5min，然后再加底物质量0.05％的PUL酶，在同样温度下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
对比例1-2为未加酶制备的淀粉软糖
对比例1
将木薯淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
对比例2
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
对比例3-4为添加单一酶制备的淀粉软糖
对比例3
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，加入底物质量0.05％的PUL酶，在40℃下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
对比例4
将玉米淀粉按照10％，白砂糖23％，麦芽糖浆35％，柠檬酸0.2％的比例配置混合液，电磁炉加热，不断搅拌，逐渐变为浓稠的糊状，熬至固形物含量为80％，冷却至40℃，加入底物质量0.4％的CGT酶，在40℃下处理5min，浇注，室温下冷却24h，置于25℃烘箱中烘24h后取出，分装。
质构测定：
将市售软糖以及实施例1-14制备的淀粉软糖进行TPA测定，测试探头为P/50，测前速度为1.0mm/s，测定速度为1.0mm/s，测后速度为1.0mm/s，压缩应变为60％。
市售软糖的质构性如表1所示，旺仔QQ糖和好丽友软糖的胶凝剂均为明胶和果胶，蒟蒻果冻的凝胶剂是卡拉胶、刺槐豆胶和黄原胶。从弹性上可以看出，市售软糖的弹性数值基本稳定在0.9-1.0；从凝聚性上看，旺仔QQ糖和好丽友软糖由于凝胶剂都是明胶和果胶，他们的凝聚性比蒟蒻果冻的凝聚性稍大。
表1市售凝胶软糖质构分析结果
表2为对比例1～2分别制备得到的木薯淀粉软糖和玉米淀粉软糖的质构特性，从表2中可得，木薯淀粉软糖的硬度稍低，而玉米淀粉软糖的硬度较高，在硬度方面玉米淀粉软糖更容易被消费者所接受；而在弹性方面木薯淀粉软糖的弹性更高，更接近消费者所喜欢的弹性强度；而且玉米淀粉软糖的凝聚性较差，木薯淀粉软糖的凝聚性较高但和市售明胶软糖的凝聚性有一定差距；在咀嚼性方面，木薯淀粉软糖和玉米淀粉软糖的咀嚼性都较低。主要是因为木薯淀粉中直连淀粉含量较低，氢键相互作用较玉米淀粉弱。综上所述，玉米淀粉软糖和木薯淀粉软糖的各个属性强度数值与较为适宜的软糖质构的数值范围存在一定的偏离。
表2对比例1-2制备的木薯淀粉软糖和玉米淀粉软糖质构性
通过对市售软糖的分析，当硬度为1000g左右，凝聚性为0.96左右且咀嚼性和弹性较大时，消费者接受性较好。表3和表4分别为实施例1-4制备的木薯淀粉软糖以及实施例5-8制备的玉米淀粉软糖质构性。从表3、4中可以看出，添加PUL酶和CGT酶可以增加淀粉软糖的硬度和咀嚼性，弹性也更接近市售软糖。主要是因为PUL酶和CGT酶将部分淀粉转化为直链淀粉和环糊精，小分子直链淀粉的和环糊精更容易与淀粉产生氢键相互作用，提高交联强度，直链淀粉和环糊精可作为填充剂镶嵌在淀粉网络中。另外，淀粉经过酶解后，部分淀粉分子链断开，分子间紧密程度降，因而软糖的硬度和咀嚼性增加，弹性也更接近消费者喜爱。
表3实施例1-4制备的淀粉软糖质构性
表4实施例5-8制备的淀粉软糖质构性
图1为对比例2和实施例8制备的淀粉软糖的硬度及咀嚼性，可以看出，与未添加酶的玉米淀粉软糖(对比例2)相比，添加0.05％的PUL酶和0.4％的CGT酶，在40℃条件下酶解，制备的玉米淀粉软糖(实施例8)的硬度和咀嚼性都显著提高，软糖的凝胶性增强。
表5为实施例9-11制备的淀粉软糖的质构性，由表5可知，随着酶解温度的增加，软糖的硬度和咀嚼性先增加后减小，软糖的弹性和凝聚性基本保持不变。由此可知，当酶解温度为40℃时，软糖的硬度适中，咀嚼性相对较高，比较符合消费者的接受预期。但总体来看，酶解温度对软糖的各个质构数值的影响不大。
表5实施例9-11制备的淀粉软糖的质构性
图2显示了酶的添加顺序对淀粉软糖凝胶性的影响，可以看出，先添加PUL酶再添加CGT酶(实施例8)所制备的淀粉软糖的硬度和咀嚼性均优于先添加CGT酶后添加PUL酶(实施例12)所制备的淀粉软糖，因此，优选先添加PUL酶再添加CGT酶进行酶解。
图3显示了单一酶酶解及双酶酶解对淀粉软糖凝胶性的影响，可以看出添加双酶制备的淀粉软糖(实施例8)硬度和咀嚼性高于添加单一酶制备的淀粉软糖(对比例3-4)，并且添加PUL酶制备的淀粉软糖(对比例3)硬度和咀嚼性高于添加CGT酶制备的淀粉软糖(对比例4)。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种酶法增强淀粉软糖凝胶性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将淀粉、白砂糖、麦芽糖浆、柠檬酸和水配制成混合液，加热熬至固形物含量为70～80％，冷却至20-50℃；
(2)加入PUL酶和CGT酶，其中PUL酶的加入量为底物质量的0.03-0.05wt％，CGT酶的加入量为底物质量的0.1-0.4wt％，在20-50℃下各酶解3-5min；
(3)浇注，15-35℃下冷却12～36h，干燥、分装即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液中，按照质量浓度，淀粉10-13％，白砂糖23-30％，麦芽糖浆35-40％，柠檬酸0.2-0.3％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述淀粉包括木薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉或豌豆淀粉。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述PUL酶的酶活为4500U/mL，所述CGT酶的酶活为2000U/mL。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酶解的顺序为：先添加PUL酶再添加CGT酶进行顺序酶解。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酶解温度为40℃。
8.应用权利要求1～7任一项所述的方法制备得到的淀粉软糖。
9.包含权利要求8所述的淀粉软糖的食品、玩具。
10.权利要求1～7任一项所述的方法在食品领域的应用。
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