南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺研究_张雅娜.pdf

2022 年第 12 期摘要：以南瓜、鹰嘴豆为原料，通过单因素试验和正交试验对南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺进行优化。结果表明，使用中温淀粉酶酶解的效果最好，在南瓜粉和鹰嘴豆粉的添加比例为 72，料液比 15（gmL），酶添加量 0.5%，酶解时间 2.5 h 条件下生产的南瓜鹰嘴豆营养粉水解程度可达 32.28%。经过酶解处理后，结块率下降 21%，易于溶解。关键词：南瓜；鹰嘴豆；营养粉；酶解工艺；DE 值中图分类号：TS201.2文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2022.12.039Research on Enzymatic Hydrolysis of Nutrition Powder ofPumpkin and ChickpeaZHANG Yana，DI Bingqian，WANG Xin，ZHANG Sheng，*MA Liyuan，GUO Li（College of Food and Pharmaceutical Engineering，Suihua University，Suihua，Heilongjiang 152061，China）Abstract：With pumpkin and chickpea as raw materials，the optimization of enzymatic hydrolysis for pumpkin and chickpeanutrition powder were discussed by single factor experiment and orthogonal test.The results showed that the optimum enzymewas medium-temperature amylase，optimal conditions for the proportion of pumpkin powder and chickpea powder was 72，the ratio of material to liquid was 15（gmL），enzyme dosage 0.5%，enzymatic hydrolysis time 2.5 h，under the optimumenzymatic hydrolysis conditions，the degree of hydrolysis reached to 32.28%，after the treatment of enzymatic hydrolysis，thecaking rate decreased by 21%，which was easy to dissolve.Key words：pumpkin；chickpea；nutritional power；enzymatic hydrolysis process；DE value南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺研究张雅娜，狄冰倩，王欣，张晟，*马丽媛，郭丽（绥化学院 食品与制药工程学院，黑龙江 绥化152061）收稿日期：2022-01-25基金项目：黑龙江省省属高等学校基本科研业务费青年项目（KYYWF10236190112）；黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（202110236005）；绥化学院科研创新团队项目（SIT05003）。作者简介：张雅娜（1987），女，硕士，讲师，研究方向为粮油加工与检测。*通讯作者：马丽媛（1988），女，硕士，讲师，研究方向为农产品加工与检验。0引言南瓜富含蛋白质，脂肪含量较低，还有丰富的维生素（维 A、维 B、维 C、维 E）、矿物质、纤维素、碳水化合物等营养成分，并含有多种游离氨基酸及生物碱类等生物活性成分，其营养丰富且全面，有“蔬菜之王”的美誉1。在生活水平提高和科技水平进步的同时，人类对于自身的健康也愈发重视。南瓜粉以碳水化合物为主、脂肪含量极低（每 100 g南瓜粉含脂肪 4.09 g）、膳食纤维丰富（每 100 g 南瓜粉含膳食纤维 21.06 g），此外，南瓜粉富含铁（16.95 mg/100 g）、钙（301.57 mg/100 g）和 磷（223.95 mg/100 g），所以南瓜粉作为一种低脂、高钙、高纤维的理想保健食品2，可开发适合中老年人食用的食品。然而，新鲜南瓜因水分含量高而不耐贮藏、易腐烂，又因产量高、销售量小给农民带来经济损失3，在南瓜加工方面大部分用于取籽，仅有不足 10%的果肉用于食用和加工，造成资源的浪费4。因此，为提高南瓜产品附加值，将南瓜加工成南瓜粉不仅可以延长保质期，保留南瓜独特风味，还能满足市场需求、提高经济效益。鹰嘴豆起源于中东地区和亚洲西部，是世界上种植面积较广的豆类，因形如鹰嘴而得名。鹰嘴豆中植物蛋白含量丰富，脂肪少且多为对人体有益的不饱和脂肪酸，氨基酸和微量元素的含量高、组成均衡，可作为营养强化剂添加在食品中，除此之外，鹰嘴豆中还含有维生素、粗纤维、钙、镁、铁等营养成分5。与其他豆类相比，鹰嘴豆是膳食纤维、蛋白质和维生素的极佳营养来源6。且鹰嘴豆蛋白在消化吸收、功效比值及生物利用价值方面远远高于大豆及其他豆类7，被人们誉为“豆中之王”。鹰嘴豆作为一种药食两用的作物不仅含有丰富的营养成分，文章编号：1671-9646（2022）12b-0035-05第 12 期（总第 566 期）农产品加工No.122022 年 12 月Farm Products ProcessingDec.农产品加工2022 年第 12 期还能对疾病起到预防和保健功能。目前，我国对于鹰嘴豆产品的开发仍处于粗加工阶段，高技术含量少5，所生产的产品主要是保健营养粉，具有调节血糖、增强免疫力、降低胆固醇、降脂、降压、降糖等多种功效7。用维吾尔传统工艺生产的鹰嘴豆营养粉结块率高、易沉淀、稳定性差，产品不易保存且口感较差8。将鹰嘴豆粉中的淀粉进行酶解处理后，可以使结块率降低，更易冲调。中老年人的胰岛素分泌少，对血糖的调节作用减弱。可溶性多糖是南瓜中一种重要的有效成分，可以促进胰岛素的分泌，有效控制和辅助治疗因糖尿病引起的各种疾病（如心脏病、高血压、高血脂、肾病和视力等），使血糖在餐后上升缓慢，有利于糖尿病的控制和治疗，减轻了糖尿病人的负担9。南瓜中的可溶性多糖和鹰嘴豆中的微量元素铬能起到调节血糖的作用，进而减轻了胰岛素的负担。随着年龄的增加，人到了中年以后，消化和代谢功能逐渐衰退。将南瓜和鹰嘴豆制成粉后混合成为复合营养粉，采用淀粉酶对淀粉进行一定程度的酶促降解，将大分子转化为小分子，改变链长，降低南瓜鹰嘴豆营养粉溶解的稠度，有利于人体吸收。1材料与方法1.1材料与试剂糖化酶，北京奥博星生物技术有限责任公司提供；中温淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶，上海金穗生物科技有限公司提供；南瓜、鹰嘴豆，均为市售。1.2仪器与设备ESJ205-4 型普利赛斯电子分析天平，普利赛斯国际贸易有限公司产品；ZH-25B-B11 型多功能食品加工机产品；河南新飞电器集团有限公司电器有限公司产品；BCD-160TMPQ 型冰箱，青岛海尔股份有限公司产品；HZS-H 型水浴振荡器，哈尔滨市东联电子开发有限公司产品；PHS-3C 型 pH 计，杭州齐威仪器有限公司产品；2WAJ 阿贝折射仪，广州力赛计量检测有限公司产品；DGX-9143B-1 型电热鼓风干燥箱，上海福玛实验设备有限公司产品；DK-98-型电子万用炉，天津天泰仪器有限公司产品；HH-6 型数显恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司产品；SKD-20S3 型消化炉，上海沛欧分析仪器有限公司产品；K1302 型凯氏定氮仪，上海晟声自动化分析仪器有限公司产品。1.3试验方法1.3.1工艺流程鹰嘴豆挑选清洗；南瓜去皮、籽、瓤切片、护色；+干燥粉碎调浆酶解干燥成品。1.3.2操作要点（1）南瓜和鹰嘴豆的干燥与粉碎。挑选成熟的南瓜，去掉皮、籽、瓤，切片后采用热水、质量分数为 0.1%的柠檬酸溶液和质量分数为 0.1%的抗坏血酸为漂烫介质，漂烫温度为 95，漂烫时间 3 min10，放入 70 烘箱中干燥 8 h，烘至可以进行粉碎的状态。挑选无虫蛀、无发霉的鹰嘴豆，清洗后放入 70 烘箱中干燥 8 h，烘至可以进行粉碎的状态。利用多功能食品加工机将干燥的南瓜和鹰嘴豆进行粉碎得到南瓜粉和鹰嘴豆粉，再用 80 目筛对南瓜粉和鹰嘴豆粉进行筛选，得到细腻均匀的南瓜粉和鹰嘴豆粉。（2）酶解。首先将南瓜粉和鹰嘴豆粉按质量比73 的比例复配，再按料液比 14（gmL）进行调制，加入 0.5%的酶，使酶与料液混合均匀，在水浴振荡器中酶解 1.5 h。（3）灭酶。将酶解后的料液用盐酸溶液调至 pH值为 2，静置 10 min 进行灭酶，再用氢氧化钠溶液将浆料 pH 值调至中性11。1.3.3酶制剂的选择选择南瓜粉与鹰嘴豆粉质量比例 73（以总量10 g 为基准），料液比为 15（gmL），酶添加量为 0.4%，分别加入中温淀粉酶（最适温度 60，最适 pH 值 6.0）、淀粉葡萄糖苷酶（最适温度 60，最适 pH 值 4.0）和糖化酶（最适温度 60，最适pH 值 4.0），酶解时间 1.5 h，以水解程度（DE 值）为评价指标，最终确定出最佳的酶制剂。1.3.4单因素试验南瓜粉和鹰嘴豆粉的质量比（71，72，73，74，75）、料液比（13，14，15，16，17）、酶添加量（0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%）、酶解时间（0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 h）为单因素，考查各因素对水解程度（DE 值）的影响。1.3.5正交试验进行酶解工艺研究时存在不同的影响因素，各因素相互交织在一起，对试验结果造成影响，因此为了探究各个因素间的最优条件，找到最佳配方，采用正交试验四因素三水平法。通过单因素试验确定南瓜粉和鹰嘴豆粉的质量比、料液比、酶添加量及酶解时间的取值范围，从而确定南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺因素水平表。南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺因素与水平设计见表 1。表 1南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺因素与水平设计水平C 酶添加量/%D 酶解时间t/h1230.40.50.61.52.02.5A 南瓜粉和鹰嘴豆粉质量比/gg717273B 料液比/gmL151617362022 年第 12 期1.4理化性质分析1.4.1基本成分测定参考 GB 5009.32016 食品安全国家标准 食品中水分的测定12。参考 GB 5009.42016 食品安全国家标准 食品中灰分的测定13。参考 GB 5009.52016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定14。参考 GB 5009.62016 食品安全国家标准 食品中脂肪的测定15。1.4.2DE 值的测定参考 GB 5009.32016 食品安全国家标准 食品中还原糖的测定直接滴定法16。干物质含量选择折射法17。DE=还原糖含量总干物质含量100%.1.4.3结块率测定结块率按照以下公式计算。结块率=结块物质量（g）南瓜鹰嘴豆营养粉干质量（g）100%.1.5数据统计与分析所有试验进行 3 次，应用 Origin Pro 8.5 作图。2结果与分析2.1单因素试验结果与分析2.1.1酶种类对水解程度（DE 值）的影响酶种类对水解程度（DE 值）的影响见图 1。由图 1 可知，中温淀粉酶对南瓜鹰嘴豆营养粉的水解程度最好，DE 值为 30.08%，淀粉葡萄糖苷酶次之，糖化酶的水解程度最差。因此，选择中温淀粉酶作为南瓜鹰嘴豆营养粉酶解工艺的最佳酶制剂。2.1.2南瓜粉和鹰嘴豆粉的质量比对水解程度（DE值）的影响南瓜粉和鹰嘴豆粉的质量比对水解程度（DE值）的影响见图 2。由图 2 可知，随着南瓜粉添加量减少，鹰嘴豆粉添加量增多，南瓜鹰嘴豆营养粉的水解程度（DE值）不断降低，在南瓜粉和鹰嘴豆粉的质量比为 71时，DE 值最大，由 73 变为 74 时，DE 值下降最明显，在 75 时，DE 值降到最低。其原因可能是鹰嘴豆粉中淀粉含量较多（约占 50%）5，随着鹰嘴豆粉质量比逐渐增大，淀粉酶与底物反应不彻底