复合酶制备葛根粉的工艺研究

涂招秀 罗斌 李雄辉 胡居吾

(1.江西省科学院，江西 南昌 3300962.江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330006)

葛是一种名贵的天然野生植物，广布山区。葛根的淀粉含量高达20%，是一种营养独特、药食兼优的绿色保健食品，富含人体必需的13种氨基酸和铁、钙、硒、锌、锗等微量元素，还含有黄豆甙、葛根素等黄酮类物质，具有清心明目、扩张血管、降血压、抗癌等作用。经常食用葛粉，能强筋壮骨、美容健身、延年益寿。因此葛粉被誉为“长寿粉”，国内外市场需求旺、容量大、价值高。我国葛根资源丰富，开发葛粉系列保健食品潜力大，市场广阔。

本文探索复合酶水解工艺中酶制剂的选择、酶解时间的确定、反应温度和pH值等条件对葛根中葛淀粉产率及产品质量的影响;与传统的沉淀提取葛根中淀粉的方法相比，酶法提取葛根淀粉具有过滤压力小、节水、节能和效率高的特点。

1 材料与方法

1.1 原材料

葛根由江西大忙人实业公司提供;纤维素酶果和胶酶从郑州三荣化工产品有限公司购买。

1.2 主要仪器与设备

双层玻璃反应器，河南斯泰双层玻璃反应器厂;旋转蒸发器(RE－52AA)，北京医用离心厂;真空干燥箱(YZG－600)，瑞安金安制药机械有限公司;电子天平(JA3003)，上海平轩科学仪器有限公司;PHS－SC型精密pH计，上海精密科学仪器有限公司;高压均质机(GJJ－0.1/100)，上海诺尼轻工机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

鲜葛→初洗→二次清洗→粉碎→复合酶解→脱汁→曲筛分离→高压均质→脱水→干燥→筛分→葛粉

1.3.2 实验方法

①预处理:将清洗干净葛根粉碎成50－60目。

②复合酶水解提取:以葛根浆(10%葛粉)为酶促反应底物，首先考察纤维素酶的用量、酶解时间、反应温度和最适pH值范围。其次是考察果胶酶和双酶联合使用对葛粉得率的影响。

③高压超剪切均质超细化粉碎:对葛根淀粉进行超细化粉碎，再用200目过滤布进行精滤。

④脉冲气流干燥:采用程序升温，干燥温度65—105℃，干燥时间 1.5h，物料厚度 2.5—3cm 。

2 结果与分析

2.1 纤维素酶的用量选择

将纤维素酶配成含量为2000U/ml的酶液，在100g葛根浆样品中分别加入 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 ml，以不加酶液为对照，酶促反应温度为35℃、时间1.5h。葛粉的平均得率见表1。

表1 纤维素酶用量对葛粉得率的影响

3.0 18.66 37.614.0 18.96 39.825.0 19.12 41.00

从表1看出，随着酶用量的增加，葛粉提取物的得率比较明显增加，这是因为纤维素酶是一类将纤维素水解成水溶性糖的复合酶类，植物的细胞壁主要是由纤维素组成，葛根浆用纤维素酶处理后，结构致密的细胞壁中的纤维素被水解成水溶性的糖类物质，而细胞壁的水解有利于胞内物质的溶出。酶用量的增加到一定时，葛粉得率增加速度变慢。因此，纤维素酶用量每克葛根浆(10%葛粉)中，纤维素酶60－80U(等同每100克葛根浆加入3.0ml纤维素酶纤)为宜。

2.2 纤维素酶解时间的确定

在100g葛根浆样品中加 3.0ml酶液，温度为50℃，酶解时间分别 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h，测定葛粉含量如图1。从图1中可以看出，水解时间控制在1.5h为好。

图1 酶解时间对葛粉的量的影响

2.3 纤维素酶反应温度条件选择

在100g葛根浆样品中加3.0ml酶液，酶解时间1.5h，酶解温度分别为 30、35、40、45、50℃下，研究酶解温度对葛粉提取率的影响，结果见图2。结果表明，酶解温度在45℃时，葛粉提取率最大，达到95.3%左右。

图2 酶解温度对对葛粉提取率的影响

2.4 果胶酶对葛粉得率的影响

将果胶酶配成含量为1000U/ml的酶液，果胶酶液的用量分别为 0.5、1.O、1.5、2.0，以不加果胶酶为对照，酶处理时间为1.5 h，温度为45℃ 。结果见表2。

表2 果胶酶用量对葛粉得率的影响

表2结果表明，每克葛根浆(10%葛粉)中，加入果胶酶20－30U时(等同每100克葛根浆加入1.5ml果胶酶)葛粉量的增加率提高了5.75% 。在处理过程中加入果胶酶能提高葛粉得率，果胶酶是一种能水解果胶的酶。加入果胶酶后将葛根浆中不溶性的果胶降解成可溶性的半乳糖醛酸和其它物质，有利于后序工艺的进行。

2.5 混合酶制剂使用对葛粉得率的影响

在100g葛根浆样品中，混合酶的用量分别为0.5、1.O、1.5、2.Oml(1000U/ml)，以不加果胶酶为对照，酶处理时间为1.5h，温度为45℃ 。结果见表3。

表3 混合酶用量对葛粉得率的影响

表3结果表明，在混合酶用量为1.5 ml时，葛粉量为19.12g，增加率达到48.65%，效果远优于分别单独使用各酶的情况，同时又节省了各酶的用量。随着酶用量的增加，葛粉提取物的得率比较明显增加，这是因为纤维素酶和果胶酶能够更好地将结构致密的细胞壁中的纤维素被水解成水溶性的糖类物质，而细胞壁的水解更有利于胞内物质的溶出，从而生产更多的葛粉，实现节能节水。

2.6 葛粉颗粒外表面形状

图3 传统工艺生产的葛粉颗粒外表面形状

图4 本工艺生产的葛粉颗粒外表面形状

由图3，4可见，通过SEM观察葛粉颗粒表面结构，传统工艺生产的原葛粉颗粒外表面光滑，致密，多呈球形或多角形;酶解葛粉颗粒外表面疏松，不光滑，多呈片状或球形。说明复合酶分解提取的葛粉表面积变大颗粒间疏松，溶解性能好。

3 结论

复合酶酶解工的最佳工艺参数为每克葛根浆(10%葛粉)中，纤维素酶60－80U，果胶酶20－30U，酶解时间1.5h，反应温度45℃，在此条件下，葛粉量达到19.12%，增加率提高了48.65%，效果远优于分别单独使用各酶，同时又节省了各酶的用量。

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