◎宋慧波 ,陸世海 ,薛 冰 ,張大虎 ,于偉東 ,趙 順 ,趙貴紅
(1.菏澤學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院(牡丹學(xué)院),山東 菏澤 274015;2.山東大樹達孚特膳食品有限公司,山東 菏澤 274000)
燕麥(Avena sativa L.)是禾本科,主要用來作為糧食和飼料,在世界谷物生產(chǎn)中位居第六[1]。燕麥是世界性栽培作物,但主要產(chǎn)區(qū)是北半球的溫帶地區(qū),在我國北部和西部地區(qū)也有著廣泛種植。燕麥作為全營養(yǎng)谷物,含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維以及酚類、磷、鐵和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)[2]。燕麥中的蛋白質(zhì)含量在谷物中居首位,且含有8 種人體必需氨基酸。燕麥中脂肪的含量在所有谷物中亦居首位,且富含油酸、亞油酸、亞麻酸等優(yōu)質(zhì)脂肪酸。燕麥中可溶性膳食纖維的含量分別是小麥和玉米的4.7 和7.7倍,其所富含的β-葡聚糖能夠改善腸道菌群,具有抗疲勞、降脂、降糖、預(yù)防結(jié)腸癌、增強機體免疫力的作用。燕麥中還含有豐富的礦物質(zhì)和維生素,其中,硒含量是大米的34.8 倍,小麥粉的3.7 倍,位居谷物之首。燕麥中的多酚類物質(zhì)除具有抗氧化活性外,還具有抗炎、降低血清膽固醇、止癢等生物活性。
以燕麥為原料的燕麥飲品,因營養(yǎng)價值高且食用方便,越來越受到人們的重視。但是,傳統(tǒng)燕麥飲品黏度較高,口感不佳,穩(wěn)定性較差,這些問題制約著燕麥飲品產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。當前,國內(nèi)外專家學(xué)者對生物酶酶解燕麥漿投入了大量的研究工作,采用生物酶對燕麥漿進行水解,便能夠很好地解決這些問題,并且還可以增加燕麥的營養(yǎng)保健功能。
由于燕麥中高比例的淀粉因而燕麥漿黏度較高。采用淀粉酶對燕麥漿進行水解,水解后原料中的大分子淀粉變成了溶解性好的小分子糊精或麥芽糖,可明顯降低燕麥飲品的黏度,解決了傳統(tǒng)燕麥飲品淀粉老化、口感粗糙等問題。且淀粉酶水解淀粉的產(chǎn)物具有一定的甜味,能部分或全部替代外加蔗糖。因此,淀粉酶被廣泛應(yīng)用于燕麥酶解研究中。不少研究證明,淀粉酶可以大大降低燕麥飲品的黏稠度[3-4],同時,水解后產(chǎn)生的小分子物質(zhì)更容易被人體吸收[5]。α-淀粉酶又稱為液化淀粉酶,它可以快速降低淀粉糊的黏度[6]。曹盼等[7]以可溶性固形物含量為指標,對α-淀粉酶酶解燕麥漿的工藝進行優(yōu)化。優(yōu)化后的酶解工藝料液比為1:8(w:w),酶解溫度55℃,加酶量為6 U/g燕麥,酶解時間為45 min。在此條件下,酶解燕麥漿的可溶性固形物含量最高。師俊玲等[8]將燕麥糊用α-淀粉酶酶解至不同DE 值,經(jīng)噴霧干燥得到干粉。他們對干粉的堆積密度、休止角、沖調(diào)后結(jié)塊率和感官評價等指標進行測定,評價其品質(zhì)優(yōu)劣,發(fā)現(xiàn)DE值大于36.2%的燕麥溶解性狀和感官評價得分較高,但濃稠感不夠;DE 值為35%~38%時,所得燕麥干粉的綜合品質(zhì)最佳。李淑娟等[9]將燕麥漿用α-淀粉酶酶解,經(jīng)高壓微射流粉碎后進行噴霧干燥,得到速溶燕麥粉。他們首先做單因素實驗,然后以單因素試驗為基礎(chǔ)設(shè)計了三因素三水平試驗,分析各因素的顯著性和交互作用,以燕麥粉產(chǎn)品得率為指標,通過響應(yīng)曲面優(yōu)化噴霧干燥工藝,得到最佳工藝條件:樣品濃度26%,噴霧速度8 r/min,噴霧溫度94 ℃。在此條件下,燕麥粉的得率為41.18%。王少君等[10]以燕麥粉為原料,用α-淀粉酶酶解,以酶解溫度、酶解時間、酶添加量和糊化溫度四因素為單因素,在單因素實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計四因素三水平正交試驗,對燕麥漿的酶解工藝條件進行優(yōu)化,結(jié)果表明,酶解液穩(wěn)定性最好的酶解條件為A2B3C1D2,即酶解溫度80 ℃,酶解時間70 min,酶添加量120 U/g,糊化溫度80 ℃,此條件下離心沉淀率為20.04%,燕麥漿穩(wěn)定性較好。經(jīng)雷達感官圖分析得出:黏稠度適宜,口感細膩、爽滑,不油膩,口味適中,麥香味醇厚突出,完全無分層現(xiàn)象,上下均一且穩(wěn)定,此燕麥漿整體上優(yōu)于市售的燕麥飲料。孟偉帥等[3]為了制取一款品質(zhì)優(yōu)良的酶解燕麥飲品,在料水配比為1:15 的燕麥漿中添加0.2% α-淀粉酶,然后70 ℃條件下酶解燕麥漿90 min,沸水浴加熱20 min 使酶失活,過濾得到燕麥汁。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化產(chǎn)品配方,優(yōu)化后的產(chǎn)品配方為:80%燕麥汁,2.94%白砂糖,1.49%全脂奶粉,0.1%果膠,0.14%檸檬酸和0.25%黃原膠。然后均質(zhì)。郭曉娜等[4]對酶解燕麥飲品也進行了研究,他們優(yōu)化后的酶解條件為:燕麥和水的配比為1:10,添加50 U/g 高溫淀粉酶,在80 ℃條件下酶解,酶解時間為90 min。
燕麥蛋白在水中溶解性較差,在飲品中容易沉淀。劉剛等[11]采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察燕麥粉蛋白,發(fā)現(xiàn)燕麥蛋白為膠狀物質(zhì),包裹在燕麥淀粉顆粒外面,不易溶解。蛋白酶把燕麥中的蛋白質(zhì)水解,解決了蛋白質(zhì)沉淀的問題,同時,酶解產(chǎn)生的多肽還具有抗氧化、降血脂、降血壓、降血糖等保健功效。羅潔等[12]在燕麥漿中添加0.24%中性蛋白酶,在50 ℃條件下酶解140 min,提高了燕麥蛋白的溶解性,解決了燕麥蛋白容易沉淀等問題。
很多可溶性膳食纖維可形成不溶性凝膠。因此,高膳食纖維飲品會出現(xiàn)懸浮物多、穩(wěn)定性差、易分層沉淀等問題。陳東方等[13]研究了纖維素酶水解對燕麥中多酚及燕麥飲品穩(wěn)定性的影響,利用2,2’-聯(lián)氮雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基、l,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、鐵離子還原能力(FRAP)和蛋白損傷修復(fù)等方法測定酶解前后提取液的體外抗氧化活性。結(jié)果表明,酶解處理后可顯著增加燕麥粉中總多酚含量,尤其是阿魏酸含量提高了11~24 倍;酶解處理后燕麥粉多酚提取物的ABTS+·、DPPH 自由基清除能力和FRAP 值等體外抗氧化活性和蛋白氧化損傷修復(fù)能力得到顯著增強。同時,經(jīng)纖維素酶酶解后,燕麥酶解產(chǎn)品的穩(wěn)定性有了很大提高??傮w而言,纖維素酶水解處理能夠有效提高燕麥粉中總多酚含量和其功能活性以及燕麥酶解產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
單一酶酶解可以提高燕麥飲品的品質(zhì)。采用復(fù)合酶對燕麥粉進行酶解,可以使燕麥飲品的品質(zhì)得到進一步提高。尹永智等[14]對燕麥漿的糊化特性、酶水解對燕麥料液黏度的影響、酶水解時間以及酶的鈍化溫度進行了研究。結(jié)果表明:燕麥粉糊化液由于黏度過高不適用于燕麥飲料的生產(chǎn);α-淀粉酶水解燕麥粉可以使料液黏度迅速降低,糖化酶的添加量不影響料液黏度;糖化酶的添加量影響料液的DE 值;料液水解40 min 后接近反應(yīng)終點;水解反應(yīng)后料液的暫存溫度為15 ℃。路威等[15]首先用0.1% α-淀粉酶85 ℃酶解燕麥漿60 min,然后用0.09%復(fù)合糖化酶(葡糖淀粉酶、支鏈淀粉酶)糖化70 min,制得一種性能良好的燕麥飲品。張民等[16]把α-淀粉酶、β-淀粉酶和木瓜蛋白酶加入燕麥麩皮中制取酶解燕麥飲品。酶添加量為:α-淀粉酶240 μL/(100 g燕麥麩皮)、β-淀粉酶240 μL/(100 g燕麥麩皮),木瓜蛋白酶2 mg/(100 mL 燕麥麩皮漿液),反應(yīng)60 min 后加入乳化劑制得酶解燕麥飲品。
顧軍強等[5]研究表明,酶解燕麥飲品的穩(wěn)定性與燕麥粉糊化程度具有很大關(guān)系。對燕麥漿進行酶解能顯著提高人體對燕麥飲品中營養(yǎng)成分的吸收,增強營養(yǎng)價值。同時,酶解工藝作用條件溫和、催化率高、專一性強且安全綠色環(huán)保,因此,十分適合燕麥飲料的加工。
目前,國內(nèi)外市場上已經(jīng)有成熟的酶解燕麥產(chǎn)品,如山東大樹集團生產(chǎn)的植物基酶解燕麥乳,瑞典Oatly AB 公司生產(chǎn)的Oatly 品牌系列燕麥飲品等。同未酶解燕麥粉相比,此類產(chǎn)品多肽和可提取多酚含量顯著增加,且口感更佳;同牛奶相比,此類產(chǎn)品對于具有“乳糖不耐癥”患者的腸道幾乎不會產(chǎn)生任何負擔(dān),不含膽固醇,有利于心腦血管健康,含有豐富的膳食纖維,可以幫助人們更好地控制體重;同酶解小麥粉、酶解大米粉和酶解玉米粉等相比,本產(chǎn)品的賴氨酸含量是它們的兩倍還多,且蛋白質(zhì)、多肽、可溶性膳食纖維和硒的含量也明顯高;同豆奶相比,本產(chǎn)品的優(yōu)勢在于不含豆類致敏原且無轉(zhuǎn)基因風(fēng)險,故深受消費者歡迎,市場前景廣闊。
燕麥食品因其營養(yǎng)價值高且具有多種保健功能而備受消費者青睞。但傳統(tǒng)的燕麥飲品因為口感黏稠且穩(wěn)定性較差,影響了燕麥飲中品產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。酶解燕麥飲品很好地克服了這一缺點。其性質(zhì)穩(wěn)定,口感清爽細膩且營養(yǎng)價值更高,市場潛力巨大。本文總結(jié)了近年國內(nèi)外酶解燕麥飲品的研究成果,希望為燕麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻一份力量。