CN109601828A - 一种酶解燕麦粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酶解燕麦粉的制备方法，涉及食品加工技术领域，所述酶解燕麦粉的制备方法，包括以下步骤：(1)将燕麦粉化后进行蒸煮，得到燕麦蒸煮液；(2)采用固定化α‑淀粉酶进行酶解得到燕麦酶解液；(3)进行喷雾干燥。本发明采用固定化α‑淀粉酶进行酶解，α‑淀粉酶可以反复和连续使用，用于燕麦的酶解能够取得很好的酶解效果，得到的酶解燕麦粉口感细腻不粘稠，β‑葡聚糖含量高。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种酶解燕麦粉的制备方法。
背景技术
燕麦是一种特色的杂粮作物，燕麦是一种兼备食疗的作物。燕麦中的蛋白质、脂肪、矿物质元素总量及不饱和脂肪酸含量均居谷物之首，特别是属于水溶性膳食纤维的β-葡聚糖在所有谷物中含量最高。FDA认定燕麦β-葡聚糖具有降低胆固醇和平稳血糖的功效。针对燕麦开发的一系列食品有燕麦片、燕麦粥、速食燕麦粉及酶解燕麦粉等产品。与未加工的燕麦米相比，酶解燕麦粉的使用方便，能用于制作面制品、蛋糕、饮品等而受到广泛的关注。有研究表明，采用淀粉酶对燕麦进行酶解，能够显著提高燕麦中的没食子酸、对香豆酸、阿魏酸等可提取性总多酚和单体酚的含量，因此，酶解燕麦粉具有更佳的机体抗氧化功能。
固定化酶是指在一定的空间范围内起催化作用，并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的，而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的，但仍具有酶活性的状态。现有技术中，关于酶解燕麦粉的报道较少，也没有采用固定化酶技术来酶解燕麦粉的报道，CN102845677A中公开了一种预酶解燕麦粉的制备方法，包括：将淀粉酶与水混合均匀并拌入燕麦粗粉中，之后使得到的混合物经挤压膨化并烘干，最后磨成细粉。这种方法存在酶解效果差，产品口感和风味差等缺点。在CN107647285A中公开了一种燕麦的酶解方法，主要是将燕麦种子先经过发芽处理，在进行磨浆和酶解，这种方式的缺点在于，燕麦原料的要求高，且发芽过程会造成β-葡聚糖的大幅度损失。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种酶解燕麦粉的制备方法，采用固定化α-淀粉酶对燕麦进行酶解，能够取得很好的酶解效果，得到的酶解燕麦粉口感细腻不粘稠，β-葡聚糖含量高，由于α-淀粉酶被固定后不溶于水，因此还可以反复和连续使用，能够实现连续化生产。
为了达到本发明上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明提供一种酶解燕麦粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)将燕麦粉化后进行蒸煮，得到燕麦蒸煮液；
(2)采用固定化α-淀粉酶进行酶解得到燕麦酶解液；
(3)进行喷雾干燥。
优选地，步骤(3)所述喷雾干燥前还包括对所述燕麦酶解液进行浓缩。
更优选地，所述浓缩后得到浓缩液固含量为30～40％。所述浓缩采用双效蒸发器进行浓缩，真空度为-0.06～-0.08MPa，浓缩一效温度为80～90℃，二效温度为60～70℃。
在本发明中，该固定化α-淀粉酶中的淀粉酶可以采用中温α-淀粉酶或高温α-淀粉酶。其制备方法采用吸附交联法将中温α-淀粉酶固定在戊二醛交联壳聚糖微球上。戊二醛壳聚糖微球对中温α-淀粉酶具有较好的固定吸附效果，α-淀粉酶不容易游离析出，同时能够提高α-淀粉酶的稳定性，延长酶的使用时间，由于α-淀粉酶经固定化，使得α-淀粉酶由游离态转化为固定态，因此，酶解后所得燕麦液不需进行灭酶处理，大大简化了生产工艺，由于固定化酶的可重复和连续使用，实现了连续化生产。此外，市场上购买的中温α-淀粉酶并不纯，通常会含有少量的蛋白酶、β-葡聚糖酶等其他生物代谢产物。其中的β-葡聚糖酶能催化水解燕麦细胞壁中的β-葡聚糖，这可能是普通酶解燕麦粉中β-葡聚糖含量低的原因。采用本发明的方法获得的固定化α-淀粉酶，由于戊二醛壳聚糖微球对中温α-淀粉酶的选择性吸附作用，提高了α-淀粉酶的产品纯度，因此制得的酶解燕麦粉产品中β-葡聚糖的含量也更高。
优选地，步骤(1)所述粉化包括将燕麦在超微粉碎机中进行粉碎得到燕麦细粉，然后将燕麦细粉过100～150目。超微粉碎机粉碎燕麦得到的颗粒粒径分布均匀且细，营养成分损失少，能更好的分散在水中，缩短淀粉糊化所需要的时间，蒸煮后获得的蒸煮液均匀细腻。
优选地，步骤(1)所述蒸煮的温度为90～100℃，所述蒸煮时间为15～30min。对粉化后的燕麦粉进行蒸煮，燕麦中的淀粉能够快速糊化，且糊化很完全。
优选地，步骤(1)所述蒸煮的料水比为1:(4～6)。
优选地，步骤(2)所述酶解设备为夹套式固定床反应器。
优选地，所述夹套式固定床反应器的原料流速为1.0～3.5L/min。
优选地，步骤(3)所述喷雾干燥的进风温度160～170℃，塔内温度90～100℃，排风90～100℃。与滚筒干燥的方法相比，喷雾干燥所得到的燕麦粉由于在喷雾过程中燕麦酶解液与热气流进行了充分接触，其粉末更加松散，粒径大且分布均匀，在水中的溶解和分散性能更好，不容易沉淀，因此，喷雾干燥得到的燕麦粉具有更好的速溶性，更适合用于饮品的加工。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)酶制剂利用率高：本发明提供的固定化α-淀粉酶具有很好的固定吸附效果，α-淀粉酶不容易游离析出，α-淀粉酶可重复和连续使用，能够实现连续式生产，且酶解后也不需要进行灭酶处理。
(2)本发明在固定床反应器中采用固定化α-淀粉酶对燕麦进行酶解，所得到的产品β-葡聚糖含量高，可达到4.5％左右，远高于常规的酶解方法。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1：固定化α-淀粉酶的制备
将壳聚糖加入到2％体积浓度的乙酸溶液，充分溶解制成2％(w/v)的壳聚糖乙酸溶液，将壳聚糖乙酸溶液逐滴滴入到等体积的2mol/L的氢氧化钠溶液中，过滤收集壳聚糖白色微球，蒸馏水反复冲洗至水洗液为中性，室温下放置24h后，将该壳聚糖白色微球加入到2％(v/v)的戊二醛溶液中，壳聚糖白色微球和戊二醛溶液的质量体积比为1:10，将混合液先在35℃水浴震荡1h后置于室温下静置5h，过滤，蒸馏水冲洗至洗涤液中性，得到黄色的交联壳聚糖微球，将中温α-淀粉酶用50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液配成0.1mg/ml的酶溶液，酶溶液和交联壳聚糖微球按照体积质量比为5:1进行混合，置于摇瓶器中振荡吸附2h，过滤，50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液洗涤得到固定化α-淀粉酶。
实施例2：酶解燕麦粉的制备
燕麦采用超微粉碎机粉碎后过120目筛得到燕麦粉。将燕麦粉投入蒸煮罐，加入燕麦粉5倍量(质量)的水，混合均匀后，于98℃下进行蒸煮20min得到燕麦蒸煮液。
在夹套式固定床反应器(内径40cm)装填实施例1制备得到的固定化α-淀粉酶，酶的装填高度为60cm，夹套温度为80℃，将燕麦蒸煮液以2.5L/min的流速从上端连续进入固定床进行固定化酶解反应，收集燕麦酶解液。酶解液在双效蒸发器中进行浓缩(真空度为-0.08MPa，浓缩一效温度为85℃，二效65℃)至固含量为35％。浓缩液经离心式喷雾塔进行喷雾干燥，控制喷雾塔进风温度160～170℃，塔内温度90～100℃，排风90～100℃，收集干燥后的酶解燕麦粉，经测定所得到的燕麦粉中β-葡聚糖含量为4.53％(采用β-葡聚糖测定试剂盒进行测定)。
实施例3：酶解燕麦粉的制备
燕麦采用超微粉碎机粉碎后过100目筛得到燕麦粉。将燕麦粉投入蒸煮罐，加入燕麦粉4倍量(质量)的水，混合均匀后，于100℃下进行蒸煮15min得到燕麦蒸煮液。
在夹套式固定床反应器(内径40cm)装填实施例1制备得到的固定化α-淀粉酶，酶的装填高度为60cm，夹套温度为80℃，将燕麦蒸煮液以1.0L/min的流速从上端连续进入固定床进行固定化酶解反应，收集燕麦酶解液。酶解液在双效蒸发器中进行浓缩(真空度为-0.08MPa，浓缩一效温度为85℃，二效65℃)至固含量40％。浓缩液经离心式喷雾塔进行喷雾干燥，控制喷雾塔进风温度160～170℃，塔内温度90～100℃，排风90～100℃，收集干燥后的酶解燕麦粉，经测定所得到的燕麦粉中β-葡聚糖含量为4.49％。
实施例4：酶解燕麦粉的制备
燕麦采用超微粉碎机粉碎后过150目筛得到燕麦粉。将燕麦粉投入蒸煮罐，加入燕麦粉6倍量(质量)的水，混合均匀后，于90℃下进行蒸煮30min得到燕麦蒸煮液。
在夹套式固定床反应器(内径40cm)装填实施例1制备得到的固定化α-淀粉酶，酶的装填高度为60cm，夹套温度为80℃，将燕麦蒸煮液以3.5L/min的流速从上端连续进入固定床进行固定化酶解反应，收集燕麦酶解液。酶解液在双效蒸发器中进行浓缩(真空度为-0.08MPa，浓缩一效温度为85℃，二效65℃)至固含量30％。浓缩液经离心式喷雾塔进行喷雾干燥，控制喷雾塔进风温度160～170℃，塔内温度90～100℃，排风90～100℃，收集干燥后的酶解燕麦粉，经测定所得到的燕麦粉中β-葡聚糖含量为4.65％。
对比例
采用常规的方法进行酶解燕麦粉的制备，与实施例2方案的区别点为：将燕麦蒸煮液加入酶解罐，α-淀粉酶(中温淀粉酶)的加入量为燕麦蒸煮液质量的0.2％，在80℃下酶解90min，在121℃下灭酶10min，其余步骤同实施例2，经测定所得酶解燕麦粉中β-葡聚糖含量为3.20％。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将燕麦粉化后进行蒸煮，得到燕麦蒸煮液；
(2)采用固定化α-淀粉酶进行酶解得到燕麦酶解液；
(3)进行喷雾干燥。
2.根据权利要求1所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述喷雾干燥前还包括对所述燕麦酶解液进行浓缩得到浓缩液。
3.根据权利要求2所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，所述浓缩液的固含量为30～40％。
4.根据权利要求1或2所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，所述固定化α-淀粉酶的制备方法为：采用吸附交联法将中温α-淀粉酶固定在戊二醛交联壳聚糖微球上。
5.根据权利要求1所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粉化包括将燕麦在超微粉碎机中进行粉碎得到燕麦细粉，然后将燕麦细粉过100～150目。
6.根据权利要求1所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述蒸煮的温度为90～100℃，所述蒸煮时间为15～30min。
7.根据权利要求1所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述蒸煮的料水比为1:(4～6)。
8.根据权利要求4所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述酶解设备为夹套式固定床反应器。
9.根据权利要求8所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，所述夹套式固定床反应器的原料流速为1.0～3.5L/min。
10.根据权利要求1所述的一种酶解燕麦粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述喷雾干燥的进风温度160～170℃，塔内温度90～100℃，排风90～100℃。
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