酶解谷物原浆制备方法及酶解谷物原浆

摘要

本发明的目的在于提供一种酶解谷物原浆制备方法，其包括以下步骤：对谷物原料进行浅焙；在高干物质浓度下，对所述浅焙的谷物原料进行粉碎过筛，然后在58℃-65℃下进行低温溶胀；通过加入淀粉酶与糖化酶，在62℃-68℃下对所述低温溶胀后得到的原料进行酶解；对得到的酶解液进行灭酶并过滤，从而得到酶解谷物原浆。本发明还提供了使用该酶解谷物原浆制备方法得到的酶解谷物原浆。

说明书

技术领域

本发明涉及一种酶解谷物原浆制备方法，还涉及使用该制备方法生产的酶解谷物原浆，属于食品技术领域。

背景技术

谷物饮料是指以谷物为主要原料经调配制成的饮料，具有解决消费者饥饿和口渴的功能。谷物饮料可以作为代餐饮品，并且能够方便快捷的食用，对于喜欢食用谷物的学生、上班族等人群具有重要的意义，市场潜力巨大。在利用谷物制作谷物饮料中，需要对谷物原料进行加工，将固体原料液化，以获得适合用于饮料加工的谷物原浆。

在现有的谷物原浆制备工艺中，由于常规谷物中如燕麦、大米、小米、青稞、红豆、黑豆等含有结构致密的淀粉质颗粒，因此采用酶解技术生产谷物原浆时，通常需要对淀粉进行升温糊化，使淀粉颗粒的致密结构发生破坏，从而有利于酶解液化的进行。然而，淀粉在糊化过程中将导致谷物浆料粘度急剧上升，因此当酶解过程中的干物质含量超过25％时，普通的胶体磨以及酶解过程由于淀粉的糊化导致粘度过大难以进行，从而使得酶解过程中的干物质浓度受到显著限制，导致生产效率有所降低、并且生产成本上升。

为了克服粘度对产品带来的影响，现有技术中采用了不同的策略对谷物进行处理，如按照常规玉米淀粉加工工艺对谷物原料进行糊化、液化、糖化；或者采用现有喷射液化工艺对谷物在添加酶制剂条件下进行加工以获得酶解谷物原浆；或者采用胶体磨的方式使得原浆粘度下降以适合谷物饮料加工。

然而，由于原料的差异特性，通过简单易行的工艺对谷物原料进行处理，以获得适宜谷物饮料加工、风味优良、质量稳定的酶解谷物原浆在技术上仍然存在一定难度。另外，现有技术中的方法并未解决粘度过大与干物质浓度偏低之间的矛盾。因此，对于加工方式简单、成本低廉且所得谷物原浆质量优异的高效谷物原浆制备方法仍存在实际需求。

发明内容

本发明针对上述问题进行了深入研究，提供了一种加工方式简单、制备成本低廉的酶解谷物原浆制备方法，该方法在不对淀粉进行糊化的基础上获得了满意的酶解效率，并且因此可在生产过程中使用较高的谷物原料干物质浓度，从而能够高效地获得适宜谷物饮料加工、风味优良、质量稳定的酶解谷物原浆。

为达到上述目的，本发明的酶解谷物原浆制备方法包括以下步骤：

(1)对谷物原料进行浅焙；

(2)在高干物质浓度下，对步骤(1)中得到的浅焙产物进行粉碎过筛，然后在58℃-65℃下进行低温溶胀；

(3)通过加入淀粉酶与糖化酶，在62℃-68℃下对步骤(2)中得到的低温溶胀产物进行酶解；

(4)对步骤(3)中得到的酶解液进行灭酶并过滤，从而得到酶解谷物原浆。

在本发明的优选实施方式中，在所述步骤(1)中，所述浅焙在80℃-120℃温度下进行10-30min。

在本发明的一个优选实施方式中，在所述步骤(2)中的所述高干物质浓度为10-30wt％，和/或所述低温溶胀进行10-60min。

在本发明的优选实施方式中，所述步骤(3)满足以下条件的一项或多项：所述淀粉酶为内切淀粉酶、外切淀粉酶、生淀粉酶，优选生淀粉酶；所述糖化酶的酶活力高于280GAU/g；所述淀粉酶的酶活力高于26000RAU/g；所述糖化酶以及所述淀粉酶的酶加量各自为谷物干重的0.3-1.5‰；和/或所述酶解进行1-6h。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤(3)中的酶解进行1-2h，此时灭酶后原液的葡萄糖浓度为1-12g/L。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤(3)中的酶解进行2-6h，此时灭酶后原液的葡萄糖浓度为12-60g/L。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤(3)中的酶解在不调节pH值下进行。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤(3)中的酶解在将pH值调节为3-4下进行。

在本发明的一个优选实施方式中，所述步骤(4)中的灭酶在95℃下进行0.5-2h。

在另一方面，本发明还提供了使用本发明的酶解谷物原浆制备方法生产的酶解谷物原浆以及该酶解谷物原浆在制备谷物饮料方面的用途。

在优选的实施方式中，本发明所述酶解谷物原浆的固含量为10-40％，可溶性固含量为7-35％，葡萄糖含量为1-60g/L，pH值为5-6，粘度为100cp以下。

本发明的酶解谷物原浆制备方法通过采用浅焙粉碎后、在高干物质浓度下进行低温溶胀的策略对谷物原料进行预处理，通过浅焙粉碎，使得谷物原料中的淀粉质粒发生破碎，淀粉致密结构被破坏；并且在低温溶胀期间，原料对水分进行一定程度的吸收，但不发生糊化，因此可以在增加酶解的效率的同时保证粘度并不上升。从而，本发明的方法可以在较高的干物质浓度下进行酶解以获得谷物原液。因此，与现有技术相比，本发明的酶解谷物原浆制备方法具有步骤简单、加工成本低廉、酶解温度低、酶解效率高、所得酶解谷物原浆风味优良、质量稳定、适合用于谷物饮料加工等众多优势。

具体实施方式

本发明人发现，在经烘焙(浅焙)的谷物原料，在高干物质浓度下，在经过粉碎(过60目)，低温溶胀，中温酶解，灭酶、过滤工艺后可以获得风味优良、质量稳定的原浆。

本发明所述的谷物原料包括但不限于：燕麦、大米、小米、青稞、红豆、黑豆。

在本发明中，对谷物的预处理主要包括浅焙、粉碎过筛与低温溶胀。

本发明所述的“浅焙”，通常是指在80℃-120℃下进行10-30min的烘焙处理。经过浅焙的谷物其风味物质进一步释放与增强。

在一个实施方式中，将浅焙后得到的浅焙产物粉碎，过60目筛。粉碎过筛可获得颗粒度符合要求的谷物原料。

在一个实施方式中，对粉碎过筛后获得的粉碎产物进行低温溶胀。本发明的低温溶胀，是指在谷物原料的糊化温度以下，在较短时间内(通常进行10-15min)以少量水对粉碎产物进行溶胀。优选地，所述低温溶胀在58℃-65℃下进行。低温溶胀可使得原料在糊化温度以下吸收一定程度的水分，并且重要的是原料中淀粉颗粒并不发生糊化，因此可有利地用于后续在高干物质浓度下进行酶解。

在本发明中，糖化酶和淀粉酶的作用是使得被酶解的物料在一定的干固浓度与酶解条件下，使膨胀糊化的淀粉得以降低粘度，并释放部分的天然糖。首先将上述经低温溶胀的谷物与酶充分接触，然后在保持较低粘度的物料特性下实现淀粉变为低聚的寡糖以及葡萄糖，从而实现本发明中酶解液的制备。只要能够实现这一作用，可以采用本领域中任何已知的糖化酶和淀粉酶，如商业化生产的内切淀粉酶、外切淀粉酶、生淀粉酶等，本发明中，所述淀粉酶优选使用生淀粉酶，术语“生淀粉酶”是指对不经过蒸煮糊化的生淀粉颗粒能够表现出强水解活性的酶类。在本发明的优选实施方式中，所使用的糖化酶的酶活力高于280GAU/g，淀粉酶的酶活力高于26000RAU/g。在本发明中，在中温下进行所述酶解，在本发明的范围内，“中温酶解”是指在62℃-68℃的温度进行酶解。

在本发明中，酶解时间的确定可以依据最终产品的葡萄糖浓度来进行，如进行1-2小时酶解时，灭酶后原液的葡萄糖浓度为1-12g/L，进行2-6小时酶解时，其葡萄糖浓度可以达到12-60g/L，从而可以根据产品的对原浆的要求来变化酶解的工艺。在本发明的一个实施方式中，不对酶解的pH值进行调节，在本发明的一个实施方式中，采用柠檬酸将pH值降至3-4。

在酶解之后，通过升温进行灭酶。在本发明的实施方式中，灭酶在95℃下进行0.5-2h。灭酶完成后，对酶解液进行均质，过100目筛或离心分离，除去粗纤维，得到酶解谷物原浆。

实施例

接下来，通过实施例对本发明进行进一步详细地说明，但本发明不仅限于这些实施例。

在以下实施例中，所使用的各种原料如下所列：

燕麦：江西绣香谷

青稞：江西绣香谷

红豆：江西绣香谷

糖化酶：杜邦丹尼斯克diazyme P25糖化酶

淀粉酶：杜邦丹尼斯克Amylex中温淀粉酶

结晶果糖：山东西王

稳定剂：杜邦丹尼斯克9555-c

低聚果糖：量子高科，欧力多G50S

实施例1燕麦酶解谷物原浆的制备

在本实施例中，按照如下方法制备了酶解燕麦原浆：

(1)对燕麦原料进行浅焙，所述浅焙在80℃下进行10min；

(2)在10wt％的干物质浓度下，对步骤(1)中浅焙获得的燕麦原料进行粉碎，过60目筛，然后在58℃下低温溶胀10min；

(3)在搅拌条件下，将步骤(2)中得到的燕麦粉碎原料加入到预先加入有糖化酶和淀粉酶的50℃水中，所述糖化酶和淀粉酶的添加量各自为所述燕麦粉碎原料的0.3wt‰，所述燕麦粉碎原料与水的重量比为1:5；将混合液升温至62℃，保温1h进行酶解；

(4)将步骤(3)中得到的酶解液升温至95℃并保持0.5h进行灭酶，均质，过100目筛或离心分离，除去粗纤维，得到酶解燕麦原浆。

经检测，所得酶解燕麦原浆的固含量为10％，可溶性固含量为7％，葡萄糖浓度为1g/L，pH值为5，粘度为75cp。

实施例2青稞酶解谷物原浆的制备

在本实施例中，按照如下方法制备了酶解青稞原浆：

(1)对青稞原料进行浅焙，所述浅焙在80℃下进行10min；

(2)在20wt％的干物质浓度下，对步骤(1)中浅焙获得的青稞原料进行粉碎，过60目筛，然后在60℃下低温溶胀30min；

(3)在搅拌条件下，将步骤(2)中得到的青稞粉碎原料加入到预先加入有糖化酶和淀粉酶的50℃水中，所述糖化酶和淀粉酶的添加量各自为所述青稞粉碎原料的0.8wt‰，所述青稞粉碎原料与水的重量比为1:5；将混合液升温至65℃，保温1.5h进行酶解；

(4)将步骤(3)中得到的酶解液升温至95℃并保持1h进行灭酶，均质，过100目筛或离心分离，除去粗纤维，得到酶解青稞原浆。

经检测，所得酶解青稞原浆的固含量为27％，可溶性固含量为15％，葡萄糖浓度为12g/L，pH值为6，粘度为80cp。

实施例3红豆酶解谷物原浆的制备

在本实施例中，按照如下方法制备了酶解红豆原浆：

(1)对红豆原料进行浅焙，所述浅焙在80℃下进行10min；

(2)在30wt％的干物质浓度下，对步骤(1)中浅焙获得的红豆原料进行粉碎，过60目筛，然后在62℃下低温溶胀30min；

(3)在搅拌条件下，将步骤(2)中得到的红豆粉碎原料加入到预先加入有糖化酶和淀粉酶的50℃水中，所述糖化酶和淀粉酶的添加量各自为所述红豆粉碎原料的1.5wt‰，所述红豆粉碎原料与水的重量比为1:5；加入50％柠檬酸水溶液调节pH至3.5，将混合液升温至68℃，保温4h进行酶解；

(4)将步骤(3)中得到的酶解液升温至95℃并保持2h进行灭酶，均质，过100目筛或离心分离，除去粗纤维，得到酶解红豆原浆。

经检测，所得酶解红豆原浆的固含量为35％，可溶性固含量为28％，葡萄糖浓度为60g/L，pH值为5.5，粘度为95cp。

实施例4燕麦青稞混合谷物饮料(I)

原料(以重量计，下同)：结晶果糖30份；稳定剂2份；实施例1中获得的酶解燕麦原浆100份；实施例2中获得的酶解青稞原浆50份；低聚果糖15份，余量为水，且上述原料总量为1000份。

将稳定剂和结晶果糖干混合均匀，在60℃的水中溶解，搅拌10分钟左右。再将稳定剂溶液、酶解燕麦原浆和酶解青稞原浆与其他原料一起混合均匀，搅拌约10分钟，定容。均质(一级5MPA，二级15MPA)、超高温瞬时杀菌(135℃，4秒)、灌装、包装。

实施例5燕麦青稞混合谷物饮料(II)

原料：结晶果糖30份；稳定剂2份；实施例1中获得的酶解燕麦原浆80份；实施例2中获得的酶解青稞原浆30份；低聚果糖15份，余量为水，且上述原料总量为1000份。

将稳定剂和结晶果糖干混合均匀，在60℃的水中溶解，搅拌10分钟左右。再将稳定剂溶液、酶解燕麦原浆和酶解青稞原浆与其他原料一起混合均匀，搅拌约10分钟，定容。均质(一级5MPA，二级15MPA)、超高温瞬时杀菌(135℃，4秒)、灌装、包装。

效果例

效果例1口感接受度测试

对于所得到的混合谷物饮料产品，实施由79人测试者进行的口感接受度评价。测试男女比例为23:56，年龄主要集中在20岁以上至40岁以下(其中，20-29岁的测试者占到总测试者的82％，30-39岁的测试者占到总测试者的18％。)，饮用频次主要集中在每1周食用2次和1月食用2次(其中，每周食用4次以上的测试者占到总测试者的4％，每周食用2次的测试者占到总测试者的31％，每周食用1次的测试者占到总测试者的17％，每月食用2次的测试者占到总测试者的34％，每月食用1次及以下的测试者占到总测试者的14％)，测试筛选的标准为半年内食用过谷物类产品。评价结果如下：

表1口感度测试评价结果

编号非常接受，口感好可以接受难以接受实施例4551212实施例5451618

效果例2整体喜好度测试

本次谷物饮料产品的整体喜好度测试，共召集79名普通消费者。测试男女比例为23:56，年龄主要集中在20岁以上至40岁以下(其中，20-29岁的测试者占到总测试者的82％，30-39岁的测试者占到总测试者的18％。)，饮用频次主要集中在每1周食用2次和1月食用2次(其中，每周食用4次以上的测试者占到总测试者的4％，每周食用2次的测试者占到总测试者的31％，每周食用1次的测试者占到总测试者的17％，每月食用2次的测试者占到总测试者的34％，每月食用1次及以下的测试者占到总测试者的14％)，测试筛选的标准为半年内食用过谷物类产品。(1)整体喜好度

整体喜好程度打分标准1-7分：1分表示非常不喜欢、2分表示不喜欢、3分表示有点不喜欢、4分表示一般、5分表示有点喜欢、6分表示喜欢、7分表示非常喜欢。

表2整体喜好度测试结果

样品得分平均值谷物饮料1^a4.72谷物饮料2^b3.58实施例4^a4.75

a，b：相同字母表示在P<0.05的水平上测试品之间没有显著差异

测试实验结果表明，在整体喜好度方面，在95％置信区间内(P<0.05)，本发明的混合谷物饮料与市售某款谷物饮料1没有显著差异，而显著高于另一款市售谷物饮料2。

(2)Penalty分析

将实施例4的谷物饮料作为样品，对甜味、香气、浓稠度、顺滑度、回味做Penalty分析，如表3所示。结果表明，各属性均表型较好，均超过50％的人认为恰到好处，从总Penalty指数可以看出甜度偏强是首要影响因素，可以适当降低甜度，其次可以对香气和回味稍微调整。

表3：Penalty分析