玉米汁加工工艺研究

粮食加工

粮油食品科技第21卷2013年第3期

玉米汁加工工艺研究

韩晓娜，黄国清，肖军霞

(青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109)

要：以玉米为原料，研究α－淀粉酶用量、酶解时间和酶解温度对玉米汁稳定性的影响，并且探

索了壳聚糖用量、澄清温度和澄清溶液pH值对玉米汁澄清效果的影响。结果表明采用2g/lα－淀粉酶在70℃处理玉米浆60min，得到的玉米汁稳定系数为0．92，最接近1，沉淀率最小为1．619%，酶解得到的玉米汁最稳定;调节玉米汁pH值到4．5，加入壳聚糖使其质量浓度达到0．7摘

g/l，在60℃下保温60min，得到的玉米汁澄清透明，透光率为0．203。关键词：玉米汁;酶解;澄清中图分类号：TS213．4

文献标识码：A

文章编号：1007－7561（2013）03－0018－04

Researchonprocessingtechnologyofcornjuice

HANXiao－na，HUANGGuo－qing，XIAOJun－xia

（CollegeofFoodScienceandEngineering，QingdaoAgriculturalUniversity，QingdaoShandong266109）Abstract：Theeffectofthreefactors，includingconcentrationofα－amylase，timeandtemperatureofen-zymatichydrolysis，onthestabilityofcornjuicewasstudied．Andtheeffectoftheconcentrationofchi-tosan，temperatureandpHonclarificationofcormjuicewasstudied．Theresultsshowedthatthestabilityofcornjuicewasthebestwhenthejuicewithα－amylasedosage2g/L，at70℃for60min，thestability

1．619%．Whenthecoefficientwas0．92closedto1，andtheprecipitationcoefficientwastheminimum，

chitosanwithconcentrationof0．07%wasaddedtothecornjuiceat60℃for60minandpH4．5，thejuicewasclearandtransparentwiththelighttransmittanceof0．203．

Keywords：cornjuice；enzymehydrolysis；clarify我国是世界上第二生产玉米大国，玉米是重要经济作物和饲料作物，其种植面积和产的粮食作物、

量仅次于水稻而高于小麦，稳居粮食作物的第2位。近年来，我国玉米70%以上用作饲料，约6%－10%作为口粮，其余作工业原料和贸易用管疾病、调节血糖等

［4－5］

［1－3］

但是在生产的过程中存在一些问题。将玉米磨浆之后进行糊化时，淀粉不易糊化完全，容易产生淀粉沉淀；而且玉米汁饮料在放置的过程中容易出现沉淀，从而影响玉米汁饮料的感官品质

［6－9］

。本论文研究

。玉米具

了酶用量、温度和酶解时间对玉米汁稳定性的影响，并且探索了壳聚糖用量、澄清温度和澄清溶液pH值对玉米汁澄清效果的影响。

如护眼明目、抗癌、预防心脑血有很高的营养价值，

，将玉米制成玉米饮料使人

保留了玉米中对人体健康们从吃谷物变成喝谷物，

有益的营养成分，有着其他谷物饮料不可比拟的优口感清新自然，既保持了玉米的原生滋味，又具势，

备了新型饮料甘甜爽口的特点，还有独特的蛋白具在酒醉后饮用玉米饮料不会有宿醉有醒酒的功能，

的头痛感。玉米饮料完全符合饮料的发展趋势和消有着广阔的市场前景。费趋势，

目前玉米汁的加工已经达到了工业化的生产，

收稿日期：2012－11－12

1989年出生，作者简介：韩晓娜，女，山东烟台人，在读硕士研究生．1977年出生，通讯作者：肖军霞，女，湖北人，博士，副教授．

1

1．1

材料与方法

材料与试剂

新鲜玉米：青岛市城阳区春阳路大润发超市购

买；α－淀粉酶（3700U/g）：山东隆大生物工程有限公司；柠檬酸（AR）：中国天津市巴斯夫化工有限公司；壳聚糖（500mpas）：潍坊海之源有限公司。1．2

仪器与设备

电热恒温水浴锅：龙口市先科仪器公司；UV－2000紫外分光光度计：上海尤尼科仪器有限公司；阿贝折光仪：上海亚荣生化仪器厂；组织捣碎机：上

瑏瑨

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粮食加工

见表1。

表1

水平

正交实验因素水平表

因素

A酶用量/U

3707401110

B温度/℃

506070

C时间/min

456075

海梅香有限公司；电子天平：上海奥豪斯公司；台式离心机：上海安亭科学仪器厂；DELTA320型pH计梅特勒托利多有限公司。1．31．3．1

方法

玉米汁加工的工艺流程

［10］

新鲜玉米→选

123

料、清洗→预煮→打浆→粗滤→糊化→加热酶解→澄清→精滤→离心分离→糖酸调配→杀菌→冷却→理化指标→成品。1．3．2

预处理

在清洗后的新鲜玉米中加入适量

［11］

1．3．61．3．6．1

澄清工艺的单因素实验壳聚糖用量对澄清效果影响

取5份酶

煮沸5min的蒸馏水（液固比为3∶1），。取100g

解后的玉米浆，每份100mL。在玉米浆中加入壳聚0.03%、0.05%、0.07%、糖使其质量浓度为0、

0.09%，于60℃、自然pH值条件保温60min。按1．3．3．3的方法测定玉米汁的OD值，并且按1．3．3．2的方法测定玉米汁的沉淀率。1．3．6．2

温度对澄清效果的影响

取5份酶解后

的玉米浆，每份100mL。玉米浆中加入壳聚糖使其

玉米原料，按料水比1∶6进行磨浆，然后将玉米汁原液过100目滤布除去粗渣。在搅拌下将粗滤液加热至100℃、保温15min，使淀粉充分糊化，然后冷却至70℃。1．3．31．3．3．11．3．3．21．3．3．3

指标检测方法稳定系数的测定沉淀率透光率

采用分光光度法

［12］

测

50℃、60℃、70质量浓度为0．07%。分别于40℃、

℃和80℃，自然pH值条件保温60min。按1．3．3．3的方法测定玉米汁的OD值，并且按1．3．3．2的方法测定玉米汁的沉淀率。1．3．6．3

pH对澄清效果的影响

取5份酶解后的

玉米浆，每份100mL。玉米浆中加入壳聚糖使其质量浓度为0．07%。将玉米浆的pH值分别调节为2．5、3．5、4．5、5．5和6．5，于60℃下保温60min。按1．3．3．3的方法测定玉米汁的OD值，并且按1．3．3．2的方法测定玉米汁的沉淀率。1．3．7

澄清工艺的正交实验根据单因素实验结

选择壳聚糖用量、温度和pH三个因素，采用果，

L9（33）正交试验表进行试验。正交因素水平见表2。

表2

水平123

正交实验因素水平表

因素

B温度/（℃）

405060

CpH值3．54．55．5

定稳定系数。

采用沉淀量用105℃恒重法。将玉米汁在4000r/min下离

［13］

心20min，将玉米汁稀释5倍，用分光光度计在660nm波长下测定其吸光值，OD以蒸馏水作为参比，OD值越小澄清效果越好。每代表溶液的澄清度，个样品平行测定三次。1．3．4

玉米汁酶解工艺的单因素实验酶用量对酶解效果的影响

取5份经

1．3．4．1

1．3．2处理的玉米浆，每份100mL。向玉米浆中加370、740、1110、入α－淀粉酶使其酶活力分别为0、

1480U，100℃下加热15于70℃下酶解60min，min灭酶。1．3．4．2

时间对酶解效果的影响

取5份经1．3．

2处理的玉米浆，每份100mL。向玉米浆中均加入α－淀粉酶使其酶活力为740U，于70℃下分别酶30、45、60、75min，100℃下加热15min灭解15、酶。1．3．4．3

温度对酶解效果的影响

取5份经1．3．

A壳聚糖量/（g/l）

0．50．70．9

2

2．1

2处理的玉米浆，每份100mL。向玉米浆中均加入50α－淀粉酶使其酶活力为740U，分别于40℃、℃、60℃、70℃和80℃下酶解60min，100℃下加热15min灭酶。1．3．5

酶解工艺的正交实验

根据单因素实验结

果，选择酶用量、酶解温度和酶解时间三个因素，采

3［14］

用L9（3）正交试验表进行试验。正交因素水平

结果与分析

玉米汁酶解工艺的单因素试验酶用量对酶解效果的影响

稳定系数越接近1，饮料越稳定；由于淀粉颗粒

2．1．1

在酶的作用下发生水解，形成可溶性小分子物质，沉淀率越小，说明水解越彻底，酶解效果越好。由图1可知，随着α－淀粉酶用量增加酶解效果上升，达到740U时最好，随后酶用量增加酶解效果下降。当α

瑩瑏

粮食加工

－淀粉酶酶活力为740U时，产品的稳定值为0．92，最接近1，沉淀率为1．619%，玉米汁的稳定性最好。因此，α－淀粉酶的酶活力为740U即用量为2g/l时玉米汁酶解效果最佳。

2．2

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酶解条件的正交试验

由表3的极差分析可知，各因素的显著影响顺

序为：A＞C＞B，即酶用量对玉米汁稳定性影响最大，以第二水平最优，其次是酶解时间，以第三水平最后是酶解温度，以第二水平最优，因此玉米最优，

汁的最佳酶解工艺条件是A2B3C2；由表4的方差分酶解过程中酶用量、酶解时间和酶解温度对析可知，

玉米汁的酶解影响均不显著。因此玉米汁的最佳酶解工艺条件是A2B3C2，即最佳酶解条件为采用2g/lα－淀粉酶在70℃处理玉米浆60min。

表3

正交实验结果

B1231231230.5500．6030．5350．068

C1232313120.5430．5300．6060．076

沉淀率/%0．5160．6420．4730．5180．5000．4450．6170．6680．688

图1α－淀粉酶用量对酶解效果的影响

编号123456789

K1K2K3R

A1112223330.5440．4880．6580．17

2．1．2时间对酶解效果的影响

但酶解时间是影响酶解效果的一个重要因素，是玉米汁营养丰富，长时间作用会造成风味和感官的变化。由图2可知，酶解时间越长，酶解效果越好，达到60min时最好，随后随着酶解时间的延长酶解效果下降。当α－淀粉酶酶解时间为60min时，产品的稳定值为0．93，最接近1，沉淀率为1．088%，玉米汁的稳定性最好。因此，α－淀粉酶的最佳酶解时间为60min。

表4

方差来源平方和SS

ABC误差e总和T

图2

酶解时间对酶解效果的影响

0．0450．0080．0130．070．066

酶解条件的方差分析自由度f22228

F值2．0450．3640．591

临界值F0．01（2，2）=99．00F0．05（2，2）=19．00F0．1（2，2）=9．00

2．1．3温度对酶解效果的影响

2．32．3．1

澄清工艺的单因素实验

壳聚糖用量对澄清效果的影响

壳聚糖是一种带正电荷的碳水高分子化合物，

由图3可知，当酶解温度为70℃时，产品稳定值为0．96，最接近1，沉淀率为1．29%，玉米汁最稳定。因此，α－淀粉酶的最佳酶解温度为70℃。

它与玉米汁中所含的大量带负电荷的悬浮物相互作使玉米汁中的悬浮物缠绕于具有线性分子结构用，

的壳聚糖分子中，使微小颗粒变为大颗粒而沉降

［15］

。玉米汁的OD值越小，沉淀率越大，表明澄

清效果越好。由图4可知，随着壳聚糖用量的增加澄清效果变好，壳聚糖用量为0．7g/l时澄清效果最好，随后壳聚糖用量增加澄清效果下降。当壳聚糖用量为0．7g/l时，玉米汁的OD值为0．45，在五组在五组实验值实验中最小；沉淀率为0．332%，

图3

温度对酶解效果的影响

最大，澄清效果最佳。因此，壳聚糖的最适用量为0．7g/l。

瑐瑠

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粮食加工

2．4

澄清工艺的正交实验

由表5的极差分析可知，各因素的显著影响顺序为：A＞B＞C，即壳聚糖用量对玉米汁澄清效果影响最大，以第二水平最优，其次是澄清温度，以第三最后是玉米汁溶液的pH值，以第二水平水平最优，

最优，因此玉米汁的最佳澄清工艺条件是A2B3C2；由表6的方差分析可知，澄清过程中壳聚糖用量、澄清温度和澄清溶液pH值对玉米汁的澄清效果影响即不显著。玉米汁的最佳澄清工艺条件是A2B3C2，

图4壳聚糖用量对玉米汁澄清效果

玉米汁的最佳澄清条件为调节玉米汁pH值到4．5，加入壳聚糖使其质量浓度达到0．7g/l，在60℃下保温60min，此时的玉米澄清饮料色泽清亮，略带浅黄绿色，澄清透明，无沉淀、无杂质。

表5

编号123456789K1K2K3R

A1112223330．3550．1440．380．236

B1231231230．3690．2720．2380．131

正交实验结果C1232313120．2860．2680．3250．057

吸光度值0．4000．3030．3630．2250．1310．0760．4810．3830．275

感官评定悬浊液，少量沉淀透明度低，少量沉淀半透明，沉淀分层较透明，少量沉淀澄清，较透明澄清透明，沉淀多半透明，浑浊半透明，沉淀分层较透明，沉淀量多

2．3．2温度对澄清效果的影响

由图5可知，随着澄清温度升高澄清效果变好，温度为60℃时澄清效果最好，随后温度升高澄清效果下降。当温度为60℃时，玉米汁的OD值为0．471，在五组实验中最小；沉淀率为0．64%，在五组实验中最大，澄清效果最佳。因此，玉米汁的最佳澄清温度为60℃。

图5温度对玉米汁澄清效果的影响

方差来源

ABC误差e总和T

表6平方和SS0．1010．0280．0050．130．134

澄清条件的方差分析自由度f22228

F值2．2610．6270．112

临界值

F0．01（2，2）=99．002）=19．00F0．05（2，F0．1（2，2）=9．00

2．3．3pH值对澄清效果的影响

由图6可知，随着澄清溶液pH值增大，澄清效pH值为4．5时澄清效果最好，果变好，随后pH增大澄清效果下降。当pH值为4．5时，玉米汁的OD值为0．203，在五组实验中最小；沉淀率为0．671%，在五组实验中最大，澄清效果最佳。因此，玉米汁澄清工艺的最佳pH值参数为4．5。

3结论

实验研究了玉米汁的酶解工艺和澄清工艺，结

果表明采用2g/lα－淀粉酶在70℃处理玉米浆60min，得到的玉米汁稳定系数为0．92，沉淀率最小为1．619%，在此酶解条件下可以提高甜玉米的出汁率，并增强其原汁特有的滋味和气味；调节玉米汁pH值到4．5，加入壳聚糖使其质量浓度达到0．7g/l，在60℃下保温60min，在此条件下得到的玉米澄清饮料色泽清亮，略带浅黄绿色，澄清透明，无沉淀、无杂质。

图6

pH值对玉米汁澄清效果的影响

（下转第76页）

瑡瑐

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质量安全

对人体健康和环境有一定的危害，而无水乙醇不仅

因此，选择无无毒且与氯化苦标准溶液的介质相同，

水乙醇为提取溶剂。2．3标准曲线线性范围

按1．3．1方法操作测定，对其结果进行回归计r=0．99946，算。回归方程为y=2225．3x+33．9，标准曲线的线性范围为0．005～2．0μg/mL。2．4

方法的精密度和准确度

在糙米粉、小麦粉和玉米粉样品中，氯化苦添加0．10、1．0mg/kg进行回收率实浓度分别选择0．02、

验，每个添加浓度进行5次平行测定。结果显示：样品中氯化苦平均回收率在94．2%～104．0%之间，相对标准偏差（RSD）为2．3%～7．0%之间，均在农药残留检测允许的范围内（见表1）。

表1样品

样品中氯化苦的添加回收率和相对标准偏差

回收率

/（%）93．5～105．096．2～105．090．2～99．891．7～102．091．7～103．091．2～105．093．2～110．096．4～102．096．4～105．0

平均回收率/（%）

99．5101．094．296．798．098．6104．098．9101．0

RSD/（%）4．43．14．74．54．76．37．02．33．7

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2．5方法的检出限和定量限

在该色谱条件下，对粮食中的氯化苦残留量进

行测定得到响应色谱图。分别以噪音信号的3倍和10倍确定方法的检出限（LOD）和定量限（LOQ），得LOQ值为0．018mg/kg。到LOD值为0．0054mg/kg，

3结论

本方法采用无水乙醇对粮食中氯化苦提取，毛

细管色谱柱分离，电子捕获检测器测定，在稻谷、小氯化苦添加浓度分别为0．02、麦和玉米样品中，

0．10、1．0mg/kg时，测得平均回收率在94．2%～104．0%，相对标准偏差（RSD）为2．3%～7．0%之间，均在农药残留检测允许的范围内。同时在0．005～2．0μg/mL浓度范围内，峰面积与氯化苦浓度线性关系良好，且线性范围较宽，适合测定粮食中干扰因不同浓度水平的氯化苦。本方法操作简单，素少，所用器材、试剂简单，灵敏度高，重复性好。可用于粮食中氯化苦残留量的监测检验。参考文献：

［1］．北京：卫生部高鹤娟．食品卫生检验方法（理化部分）注解［M］

1987．出版社，

［2］GB2715—2005，粮食卫生标准［S］．

［3］GB/T5009．36—2003，S］．粮食卫生标准的分析方法［

［4］陈文强，彭浩，邓百万，等．气相色谱技术在食品安全检测中的应

J］．江苏农业科学，2009，（4）：356－358．用［

［5］张浩，纪俊敏，周展明．气相色谱法检测小麦中氯化苦残留量研

J］．河南工业大学学报（自然科学版），2007．6．究［

［6］王文博，王玉涛，陈子雷，等．气相色谱法测定蔬菜水果中的氯化

添加水平

/（mg/kg）0．02

糙米粉0．101．00．02

小麦粉0．101．00．02

玉米粉0．101．0

2008，10（4）：499－502．●苦残留［J］．农药学学报，

檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第21页）

参考文献：

［1］潘进武．玉米高产栽培技术［J］．新疆农业科技，2008，36（3）：

50－53．

［2］农业部农机化管理司．加快推进玉米生产机械化［J］．农机科技

2008，（1）：15－16．推广，

［3］赵久然．抓住机遇振兴玉米栽培学科为提高我国玉米国际竞争力

J］．玉米科学，2004，12（1）：103－105．做贡献［

［4］石明亮，薛林，胡加如，等．玉米和特用玉米的营养保健作用及

2011，17（2）：66－71．加工利用途径［J］．中国食物与营养，

［5］DewantoV，WuXZ，LiuRH．Processedsweetcornhashigheran-［8］J］．营于彦春，朱芳，武丽敏．玉米的营养价值及综合利用前景［

1998，28（13）：452－457．养与保健，

［9］MansonBenison．Thescienceoffood［M］．SanFranciscoHarper＆

RowPublishers，1980．280－286．

［10］TokujiY，AkiyamaK，YounkerK，etal．Screeningforbeneficial

effectsoforalintakeofsweetcornbyDNAmicroarrayanalysis［J］．JournalofFoodScience，2009，74（7）：197－203．

［11］吴文龙，杨志娟．玉米汁饮料的加工工艺［J］．食品工业科技，

2001，22（4）：72．

［12］．湖北陶兴无．α－淀粉酶在甜玉米饮料生产中的应用研究［J］

2006，77（2）：17－20．工业大学学报，

13］汪钊，何晋浙，郑裕国．淀粉酶在大米粉浆液化过程中的作用研．JournalAgriculturalandFoodChemistry，［tioxidantactivity［J］

J］．中国粮油学报，1998，13（6）：21－22．究［2002，50（17）：4959－4964．［6］姚丽娟，王志勇，马志超．浅谈玉米高产栽培技术［J］．河北农

2010，31（3）：60－63．业，

［7］梦娜．玉米的营养价值与保健［J］．生活百科，2007，5（10）：

12－13．

［14］徐玉娟，肖更生，李升锋，等．甜玉米汁酶解工艺条件的研究

［J］．广东农业科学，2006，29（11）：48－50．

［15］王鸿飞，李和生．壳聚糖对苹果汁澄清的研究［J］．中国农业科

2003，36（12）：117－120．●学，

瑖瑦