何承云，孫俊良，李光磊，師玉忠，肖猛

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

中溫α-淀粉酶在鮮濕面條中的應(yīng)用研究

何承云，孫俊良，李光磊，師玉忠，肖猛

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

中溫α-淀粉酶是一種非常重要的食品工業(yè)用酶。利用DNS法測(cè)定中溫α-淀粉酶活力，在pH 5.6、溫度60℃條件下該酶活力為（4 068±24）U/g。在此基礎(chǔ)上，研究中溫α-淀粉酶部分酶學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：中溫α-淀粉酶的最適溫度為60℃、最適pH值為5.6。根據(jù)粉質(zhì)曲線(xiàn)，中溫α-淀粉酶可以明顯降低鮮濕面條面團(tuán)的形成時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。適量添加中溫α-淀粉酶能夠明顯改善鮮濕面條的感官和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，添加范圍可以在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg面粉，其中24 mL/100 kg面粉的添加量較為適宜。

中溫α-淀粉酶；面條；鮮濕面條

面條是我國(guó)的傳統(tǒng)主食。鮮濕面條因含水量高、彈性足、爽口有韌性、具有天然麥香味而深受人們喜歡。2015年3月27日農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)《關(guān)于扎實(shí)推進(jìn)主食加工業(yè)提升行動(dòng)的通知》，要求以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)為核心，推動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)主食加工。鮮濕面條是以小麥面粉為主要原料，經(jīng)和面、醒面、切面成型、煮制等工序加工而成[1-2]。

中溫α-淀粉酶已廣泛應(yīng)用于面包、饅頭等面制品加工領(lǐng)域[3-8]。與傳統(tǒng)的面條生產(chǎn)工藝相比，現(xiàn)代高度自動(dòng)化的面條生產(chǎn)過(guò)程中，采用大型和面機(jī)進(jìn)行高速攪拌，盡管縮短了和面時(shí)間，但缺點(diǎn)是導(dǎo)致面團(tuán)成形時(shí)間不足，產(chǎn)品彈性較差，出現(xiàn)大量斷條現(xiàn)象。因此，適量添加安全可靠的面條改良劑是促進(jìn)面條工業(yè)化生產(chǎn)的有效方法。高溫α-淀粉酶和中溫α-淀粉酶這兩種酶除了在熱穩(wěn)定性上存在差別外，作用于淀粉的終產(chǎn)物也不相同[9-10]。α-淀粉酶水解淀粉生成的麥芽糖可用3，5-二硝基水楊酸試劑測(cè)定。麥芽糖將后者還原成3-氨基5-硝基水楊酸的顯色基團(tuán)，在一定范圍內(nèi)其顏色的深淺與糖的濃度成正比，從而獲得麥芽糖的含量，以單位重量樣品在一定時(shí)間內(nèi)生成的麥芽糖的量表示酶活力，采用3，5-二硝基水楊酸法（簡(jiǎn)稱(chēng)DNS法）測(cè)定酶活力。通過(guò)探討不同濃度的中溫α-淀粉酶對(duì)面團(tuán)形成和面條品質(zhì)的影響，研究了中溫α-淀粉酶作為鮮濕面條制作改良劑的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中溫α-淀粉酶（4 000 U/g）：廣州鴻易食品添加劑有限公司；面粉：鄭州金苑面業(yè)有限公司；谷朊粉：河南衛(wèi)輝圣力有限責(zé)任公司；黃原膠改良劑：重慶力宏精細(xì)化工有限公司；食鹽：市售；麥芽糖、檸檬酸、檸檬酸鈉、3，5-二硝基水楊酸等：分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

分光光度計(jì)（7200型）：尤尼柯儀器有限公司；電子天平（FA1204B）、pH計(jì)（PHSJ-3F）：上海精密科學(xué)儀器有限公司；恒溫水浴鍋（DZKW-4）：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；粉質(zhì)儀（300g面缽）：德國(guó)Brabender公司；九陽(yáng)面條機(jī)（JYN-L10）：九陽(yáng)股份有限公司；TAXT plus物性測(cè)定儀：英國(guó)SMS公司；移液槍?zhuān)赫憬Τ絻x器科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 3，5-二硝基水楊酸（DNS）試劑的配制

精確稱(chēng)取3，5-二硝基水楊酸1 g溶于20 mL 2 mol/L NaOH中，加入50 mL蒸餾水，再加入30 g酒石酸鉀鈉，待溶解后，用蒸餾水稀釋至100 mL，蓋緊瓶塞。

1.3.2 中溫α-淀粉酶活力測(cè)定方法

麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作：分別取 0.0、0.2、0.6、1.0、1.4、2.0、2.5 mL的麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液（1 mg/mL）于 7個(gè)干凈的25 mL刻度試管中，然后加蒸餾水均補(bǔ)足至2.5 mL，再各加入3，5-二硝基水楊酸試劑2.0 mL，至沸水中準(zhǔn)確煮5 min，取出冷卻至室溫。用蒸餾水稀釋至25 mL，搖勻，然后測(cè)OD520nm值。再取酶溶液1 mL，加入1 mL的pH=5.6檸檬酸緩沖液，加入4 mL的0.4 mol/L NaOH溶液，在40℃下預(yù)熱10 min后加入2 mL 1%淀粉溶液，在60℃下反應(yīng)5 min以后，取反應(yīng)后的溶液2 mL，加入3，5-二硝基水楊酸試劑2.0 mL，至沸水中煮5min。冷卻至室溫后，用蒸餾水稀釋至25 mL，搖勻，然后測(cè)OD520nm值。

1.3.3 中溫α-淀粉酶最適溫度的測(cè)定

取1 mL酶溶液，加入1 mL的pH=5.6檸檬酸緩沖液稀釋?zhuān)尤?%的淀粉2 mL，再分別加入4 mL的0.4 mol/L NaOH 溶液，分別在 45、50、55、60、65、70、75 ℃的條件下反應(yīng)5 min后，取反應(yīng)液2 mL，再各加入DNS試劑（顯色劑）2.0 mL，立刻于沸水浴中加熱5 min滅酶并顯色，振蕩冷卻至室溫。用蒸餾水稀釋至25 mL，搖勻，然后測(cè)OD520nm值。

1.3.4 中溫α-淀粉酶最適pH值的測(cè)定

取1mL酶溶液，加入1mL的pH值分別為3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5的檸檬酸緩沖液，加入1%的淀粉2 mL，再分別加入4 mL的0.4 mol/L NaOH溶液，在α-淀粉酶最適溫度下反應(yīng)5 min后，取反應(yīng)液2 mL，再各加入DNS試劑（顯色劑）2.0 mL，立刻于沸水浴中加熱5 min滅酶并顯色，振蕩冷卻至室溫。用蒸餾水稀釋至25 mL，搖勻，然后測(cè)OD520nm值。

1.3.5 面團(tuán)粉質(zhì)曲線(xiàn)的測(cè)定

粉質(zhì)曲線(xiàn)分析指標(biāo)包括面粉的吸水量、面團(tuán)的形成時(shí)間、面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間和弱化度。測(cè)定方法參照GB/T 14614-2006《小麥粉面團(tuán)的物理特性吸水量和流變學(xué)特性的測(cè)定粉質(zhì)儀法》。以每100 g水分含量為14%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的小麥粉中所需添加水的毫升數(shù)表示吸水量，使面團(tuán)的最大稠度達(dá)500 FU。將295 g面粉倒入粉質(zhì)儀揉面缽中，在固定溫度30℃下開(kāi)機(jī)，1 min后用滴定管向揉面缽中加入165 g中溫α-淀粉酶水溶液。中溫α-淀粉酶水溶液的配置方法見(jiàn)表1。

表1 粉質(zhì)曲線(xiàn)測(cè)定時(shí)中溫α-淀粉酶水溶液的配置Table 1 The ratio of mesophilic α-amylase to water in the processing of dough mixing

儀器自動(dòng)繪制出特定曲線(xiàn)，即得到不同中溫α-淀粉酶添加量的面粉粉質(zhì)曲線(xiàn)。粉質(zhì)曲線(xiàn)反映了揉面過(guò)程中攪拌刀受到的阻力隨攪拌時(shí)間的變化規(guī)律，是分析面團(tuán)特性和面粉品質(zhì)的依據(jù)。

1.3.6 面條制作工藝和基本配方

1.3.6.1 面條制作工藝

稱(chēng)重（面粉+加各種輔料）→攪勻→加水→和面→醒面→壓面→切條成型→面條

1.3.6.2 基本配方

面條制作基本配方見(jiàn)表2。

表2 鮮濕面條制作基本配方Table 2 Primary formula of wet-fresh noodles making

1.3.7 面條感官評(píng)分

面條品嘗評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和方法參照SB/T 10137-93《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)面條用小麥粉附錄A2.3.2面條評(píng)分》?？偡?00分，色澤10分；表觀狀態(tài)10分，適口性（軟硬）20分，韌性25分，黏性25分，光滑性5分，食味5分。優(yōu)選評(píng)分員10人，結(jié)果取平均。

1.3.8 面條質(zhì)構(gòu)咀嚼性測(cè)定

物性測(cè)試儀TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)試又被稱(chēng)為兩次咀嚼測(cè)試（Two Bite Test），主要是通過(guò)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮。測(cè)試與微機(jī)連接，通過(guò)界面輸出咀嚼性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

稱(chēng)取20 g鮮濕面條，煮至面條芯的白色生粉剛剛消失，立即將面條撈出置于涼水中浸泡10s，撈出待測(cè)。取長(zhǎng)度為5 cm的鮮濕面條4條置于質(zhì)構(gòu)儀載物臺(tái)上，測(cè)試探頭P35，測(cè)試速度、測(cè)量前探頭的下降速度和測(cè)量后探頭返回速度均設(shè)定為1.0 mm/s，壓縮程度為30%，兩次壓縮的等待時(shí)間為5 s。

2 結(jié)果與分析

2.1 中溫α-淀粉酶活力測(cè)定

麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖1所示，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.367 5x-0.058 1（R2=0.999 6）。根據(jù)麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程，利用DNS法測(cè)定中溫α-淀粉酶活力。在pH5.6、溫度55℃條件下該酶活力為（4 068±24）U/g。

圖1 麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Fig.1 The Maltose standard curve

2.2 中溫α-淀粉酶最適pH值的研究

pH值是影響酶活的主要因素，通常各種酶只在一定的pH值范圍內(nèi)才表現(xiàn)出活性，同一種酶在不同的pH值下所表現(xiàn)的活性不同，其活性最高時(shí)的pH值稱(chēng)為酶的最適pH值。利用DNS法測(cè)定在不同的反應(yīng)pH值條件下吸光度值，吸光度值越高說(shuō)明中溫α-淀粉酶活力越強(qiáng)，而對(duì)應(yīng)的pH值即是中溫α-淀粉酶的最適pH值。不同反應(yīng)pH值對(duì)中溫α-淀粉酶活力的影響見(jiàn)圖2。

從圖2可知，中溫α-淀粉酶在pH5.6時(shí)測(cè)得的活力最高，因此可以確定該酶的最適pH值在5.6左右。從圖2還可以看出，在較高或者較低的pH值范圍內(nèi)，pH值直接影響著該酶的活力。中溫α-淀粉酶不耐酸，在pH3.8以下則活力急劇下降，基本被鈍化。

圖2 不同反應(yīng)pH值對(duì)中溫α-淀粉酶活力的影響Fig.2 Effects of different pH on the activities of mesophilic αamylase

2.3 中溫α-淀粉酶最適溫度的研究

溫度對(duì)酶的作用有雙重影響，一方面如其他的化學(xué)反應(yīng)一樣，升高溫度反應(yīng)速率會(huì)增大，另一方面，又會(huì)加速酶蛋白的變性速度。因此，在較低的溫度范圍內(nèi)，酶反應(yīng)速度隨溫度升高而增大，但超過(guò)一定溫度（60℃）后，酶反應(yīng)速率反而會(huì)下降，不同反應(yīng)溫度對(duì)中溫α-淀粉酶活力的影響圖3所示。

圖3 不同反應(yīng)溫度對(duì)中溫α-淀粉酶活力的影響Fig.3 Effects of different temperatures on the activities of mesophilic α-amylase

利用DNS法測(cè)定在不同的反應(yīng)溫度下的吸光度值，吸光度值越高說(shuō)明中溫α-淀粉酶活力越強(qiáng)，而對(duì)應(yīng)的溫度即是中溫α-淀粉酶的最適溫度。從圖3可以看出，中溫α-淀粉酶的最適溫度在60℃左右，在較寬的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)有較高的活力。在65℃～75℃時(shí)，酶的相對(duì)活力急劇下降，可能是由于酶的熱失活導(dǎo)致的。在低于最適溫度范圍時(shí)，酶-底物絡(luò)合物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物所需的能量不夠，表現(xiàn)為酶的催化活力下降。

2.4 中溫α-淀粉酶對(duì)面團(tuán)形成的影響

利用Brabender粉質(zhì)儀研究中溫α-淀粉酶對(duì)面團(tuán)形成的影響。面團(tuán)的形成過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它與面粉本身的蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量，以及和面過(guò)程中添加的水分、食鹽和改良劑等有關(guān)[11-13]。在面團(tuán)的形成過(guò)程中，主要是水分與面團(tuán)中的大分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、碳水化合物）結(jié)合的過(guò)程。中溫α-淀粉酶將淀粉水解成糊精及少量的低分子糖類(lèi)、葡萄糖和麥芽糖內(nèi)切酶，從而減少水分與面團(tuán)中大分子碳水化合物的結(jié)合[14]。根據(jù)粉質(zhì)曲線(xiàn)，適量的中溫α-淀粉酶添加量能夠促使面團(tuán)中水分的重新分布，縮短面團(tuán)形成時(shí)間，增加面團(tuán)的延伸性。不同中溫α-淀粉酶添加量的面團(tuán)形成參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 不同中溫α-淀粉酶添加量的面團(tuán)形成參數(shù)Table 3 Indexes of dough mixing with different mesophilic αamylase

由表3可知，當(dāng)中溫α-淀粉酶添加量大于24 mL/100 kg后，面團(tuán)的吸水量下降，面團(tuán)的形成時(shí)間明顯縮短，穩(wěn)定時(shí)間下降，弱化度大幅增加，這不利于面條的制作。利用SPSS17.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)面團(tuán)形成參數(shù)和中溫α-淀粉酶添加量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 相關(guān)分析Table 4 The result of correlations

中溫α-淀粉酶添加量與粉質(zhì)曲線(xiàn)測(cè)定參數(shù)吸水量、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度均表現(xiàn)出顯著相關(guān)性。這說(shuō)明中溫α-淀粉酶對(duì)面團(tuán)形成過(guò)程有顯著影響。

2.5 中溫α-淀粉酶對(duì)鮮濕面條感官評(píng)分的影響

不同中溫α-淀粉酶添加量的面條感官評(píng)分情況見(jiàn)圖4。

圖4 不同中溫α-淀粉酶添加量的面條感官評(píng)分情況Fig.4 Sensory evaluation scores of bread groups with different mesophilic α-amylase additions

從圖4可知，適量的中溫α-淀粉酶有利于改善面條煮制后的感官品質(zhì)。中溫α-淀粉酶的添加量為24 mL/100 kg面粉時(shí)，面條的感官評(píng)分最高。隨著中溫α-淀粉酶添加量增加，面條的感官評(píng)分下降。原因在于，中溫α-淀粉酶添加量增加導(dǎo)致面團(tuán)淀粉顆粒吸水量下降，水分流動(dòng)性下降，面團(tuán)形成時(shí)間減少，黏度增加，形成比較粗糙，空洞大小不一的面筋網(wǎng)絡(luò)[15-17]。這就導(dǎo)致面團(tuán)醒發(fā)效果下降，從而降低面條的品質(zhì)。因此。不能過(guò)量添加中溫α-淀粉酶。中溫α-淀粉酶作為面條改良劑，添加量在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg范圍內(nèi)較為適宜。

2.6 中溫α-淀粉酶對(duì)面條咀嚼性的影響

物性?xún)x通過(guò)壓縮運(yùn)動(dòng)模擬口腔運(yùn)動(dòng)，咀嚼性就表示將固體食品咀嚼到可吞咽時(shí)需要做的功，消耗功的大小反應(yīng)面條在口腔中對(duì)咀嚼運(yùn)動(dòng)的持續(xù)抵抗性[18-20]。因此，咀嚼性就能綜合反應(yīng)感官品嘗時(shí)人們對(duì)面條韌性、適口性等的感覺(jué)。由中溫α-淀粉酶對(duì)面條咀嚼性的影響見(jiàn)圖5。

圖5 中溫α-淀粉酶對(duì)面條咀嚼性的影響Fig.5 Effects of different mesophilic α-amylase additions additions on the chewingness of noodles

圖5可知，中溫α-淀粉酶的添加量為24mL/100 kg面粉時(shí)，面條的咀嚼性能相對(duì)較好，隨后開(kāi)始呈較陡的下降趨勢(shì)?？傮w上說(shuō)，中溫α-淀粉酶對(duì)面條咀嚼性的影響不顯著。但是，適量添加中溫α-淀粉酶對(duì)面條咀嚼性有一定的改善作用。

3 結(jié)論

在食品工業(yè)中，雖然中溫α-淀粉酶有著廣闊的應(yīng)用前景，但是目前在我國(guó)傳統(tǒng)主食生產(chǎn)加工中應(yīng)用性研究還不夠深入，有待于進(jìn)一步研究。在研究中溫α-淀粉酶酶學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，研究了中溫α-淀粉酶在鮮濕面條制作中的應(yīng)用。在pH5.6、溫度60℃條件下采用DNS法測(cè)定液態(tài)中溫α-淀粉酶酶活力，其活力為（4 082±24）U/g。在此基礎(chǔ)上，研究了中溫α-淀粉酶的部分酶學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：該中溫α-淀粉酶的最適溫度為60℃、最適pH值為5.6。根據(jù)粉質(zhì)曲線(xiàn)，在中溫α-淀粉酶合適的添加范圍內(nèi)，可以明顯縮短面條形成時(shí)間。中溫α-淀粉酶添加量在16 mL/100 kg～32 mL/100 kg面粉的添加范圍內(nèi)，尤其是24 mL/100 kg面粉時(shí)，可以明顯改善面條的口感和質(zhì)構(gòu)咀嚼性。

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The Application of Mesophilic α-Amylase in Wet-fresh Noodles Making

HE Cheng-yun，SUN Jun-liang，LI Guang-lei，SHI Yu-zhong，XIAO Meng
（School of Food Science，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）

Mesophilic α-amylase was a kind of important food industrial enzymes.The activity of mesophilic αamylase as determined by DNS method was found to be （4 068±24）U/g at pH 5.6 and 60 ℃.Next，partial properties of mesophilic α-amylase such as its optimal temperature，optimal pH，were investigated.The optimal temperature and pH of the mesophilic α-amylase were 60 ℃ and pH 5.6，respectively.Based on its partial characterization，the feasibility of application of mesophilic α-amylase as flour products additive was studied.The farinograph showed that as flour products additive its use could reduce dough forming time.Moreover，mesophilic α-amylase not only markedly improved the sensory score of noodles，it also led to an increase in the chewingness of noodles.The added amount ranged from 16 mL/100 kg to 32 mL/100 kg wheat flour among which the optimal addition was 24 mL/100 kg wheat flour.

mesophilic α-amylase；noodles；wet-fresh noodles

2017-03-29

新鄉(xiāng)市科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（CXGG16027）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目資助計(jì)劃（16A550013）

何承云（1979—），女（漢），講師，碩士研究生，研究方向：糧油加工與食品生物技術(shù)。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.021