復合型功能性糙米果汁飲料的研制

張 群

（湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長沙 410125）

糙米的營養(yǎng)功能遠勝于同品種稻谷加工的大米。糙米中的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)及維生素含量均比大米高，糙米富含十多種人體必需成分和生理活性成分，還含眾多酶。糙米中酶主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、β-葡聚糖酶、麥芽糖酶、纖維素酶等[1-6]。糙米胚的外層組織質(zhì)地堅韌，用常規(guī)方法炊煮，籽粒內(nèi)淀粉難以糊化，口感差，有麩渣感，且食用之后難以消化吸收。因此，食用糙米必須經(jīng)過形態(tài)的改變或再次深加工，確保糙米中活性物質(zhì)的吸收。大米、糙米經(jīng)形態(tài)改變深加工的產(chǎn)品有百合大米乳飲料、糙米茶飲料、糙米露、大米飲料、大米和糙米乳飲料等[7-14]，但糙米和柑橘汁混合加工成復合型糙米果汁飲料的研究未見報道。

柑橘是湖南的特色資源，柑橘中類黃酮含量豐富，主要是柚皮苷和橙皮苷。柑桔類水果具有抗氧化活性、抗癌、預防循環(huán)系統(tǒng)疾患、抗炎癥、抗過敏以及抗菌等作用。由于類黃酮在柑橘果汁飲料生產(chǎn)中易產(chǎn)生苦味，單獨加工飲用有一定的缺陷，故大量的文章中談到了柑橘汁脫苦、調(diào)配的問題。類黃酮在體內(nèi)可以抗氧化，對人體而言，是一種不可多得的功能性成分，將其脫去無疑是一種浪費。本試驗研究將糙米汁與柑橘果汁按一定的比例復合，運用β-環(huán)狀糊精來包埋苦味物質(zhì)的方法，研究出一種復合型的功能性糙米柑橘汁飲料，它具有糙米和果汁的功效，色、香、味等品質(zhì)較好。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糙米（秈型）、柑橘，市場采購；糖化酶（100 000 U/mL）、耐高溫 α 一淀粉酶(200 000 U/mL)，棗莊市杰諾生物酶有限公司；DS一1高速組織搗碎機，江蘇金城國勝實驗儀器廠；TGL一20M臺式高速離心機，上海恒科有限公司；手持糖量計（WYT-4型），早州中友光學儀器有限公司；電子天平（FA1104型），上海天平儀器廠；榨汁機（PHILIPS CITRUS 500），飛利浦公司；水浴鍋（XMT-DA，帶數(shù)顯調(diào)節(jié)儀），余姚市亞顯儀器儀表有限公司；高效液相色譜儀（Shimadu 2010AT，帶 PDA 檢測器），Shi－madu公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程 糙米加工工藝流程為：糙米—洗凈—晾干—烘烤—粉碎—調(diào)漿—糊化—第一次酶解—第二次酶解—滅酶—冷卻—離心—過濾—取上清液（米湯）。柑橘果汁加工工藝流程為：柑橘果實—選果—洗凈—切開榨汁—原汁—過濾（2～3層紗布）—果汁。功能性糙米柑橘汁飲料加工工藝流程為：果汁與米湯配比—加糖、酸調(diào)配—加入復合穩(wěn)定劑—均質(zhì)—脫氣—罐裝—殺菌—分裝一成品。

1.2.2 工藝要點 （1）烘烤。溫度180℃下烘烤15 min。（2）粉碎。經(jīng)烘烤后的糙米必須經(jīng)過粉碎，使之更能適合糊化、酶解的工藝要求。本試驗以粉碎后糙米粒過100目篩為標準，并對糙米進行3～5次粉碎，以獲得較為粉細的糙米顆粒。（3）調(diào)漿。用100℃的沸水以米粉∶水=1∶15（g∶g）沖泡米粉，均勻攪拌。（4）糊化。沸水浴中糊化30 min，邊糊化邊攪拌。（5）酶解。加入耐高溫α－淀粉酶，保持高溫，酶解30 min，然后冷卻到60℃，加入糖化酶，保溫糖化4 h。（6）滅酶。水解液加熱至100℃ ，保持5 min，確保酶失活。（7）冷卻。將酶解液冷卻至室溫。（8）過濾、離心，將酶解液過濾，然后3 000 r/min條件下離心20 min，取上清液過200目濾布過濾，收集濾液進行下一步試驗。（9）果汁與糙米汁配比。固定可溶性固形物含量為7 Brix，酸pH 3.5。將果汁與糙米汁配以不同的比例，根據(jù)口感、顏色確定最佳比例。（10）乳化穩(wěn)定體系的建立。為了保持產(chǎn)品的口感、穩(wěn)定性以及良好的外觀，在對復合型糙米果汁飲料進行調(diào)配的過程中加入一定量的乳化穩(wěn)定劑及柑橘汁苦味物質(zhì)掩埋劑。本研究以羧甲基纖維素鈉、β-環(huán)狀糊精、黃原膠、瓜爾豆膠設計4因素3水平的正交試驗。穩(wěn)定效果的評價采用離心沉淀率作為標準（即在4 000 r/min下離心10 min左右，計算沉淀量占總量的百分比）。（11）調(diào)配。將穩(wěn)定劑、酸味劑、糖分別用熱水溶解，加入到果汁與糙米汁的混和液中，攪拌均勻至完全混和。每次加入都要攪拌均勻。（12）均質(zhì)、脫氣、罐裝。將調(diào)配好的漿液加熱至70～80℃，熱灌裝以達到脫氣目的，脫氣后由于空氣含量減少，可防止或減少脂肪氧化，也可提高殺菌效果，加熱后迅速灌裝，時間過長會影響糙米果汁飲料的品質(zhì)。（13）滅菌。121℃下殺菌20 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 烘烤條件的確定

烘烤溫度選取160℃、180℃、200℃，時間選取5、10、15、20 min，分別進行單因素試驗，其結(jié)果見表l。由表1可知，糙米高溫短時烘烤可保留較好的原始米香味，烘烤顏色較好；高溫長時間烘烤有較好的烘烤米香味，烘烤程度較重。因此，糙米烘烤溫度和時間以180℃、15 min效果較好。

表1 糙米烘烤狀態(tài)評定

2.2 粉碎方法

經(jīng)烘烤后的大米必須粉碎，使之更能適合糊化、酶解的工藝要求。本試驗以粉碎后米粒過100目篩為標準，并對大米進行3～5次粉碎，以獲得較為粉細的糙米顆粒。

2.3 糙米粉糊化加水的比例

糊化時加水量直接影響液化過程和成品品質(zhì)。加水量過少，糊化液粘度過大，液化時酶與底物不能很好接觸，需常攪拌，否則容易導致糊化液局部變質(zhì)。對于成品，加水量越少，糖度越高，粘度越大；相反，加水量越大，由于復合反應主要生成異麥芽糖，使產(chǎn)品糖度低，粘度也小。單因素試驗研究糊化加水量對成品品質(zhì)的影響見表2。

表2 糙米粉糊化加水比例

2.4 糖化液化條件的確定

糙米的主要成分是糖類，而淀粉占到大米總含量的75%。糙米必須經(jīng)過充分的酶解，使得糊化液中的直鏈淀粉分子被剪切成許多短的糊精。本試驗將粉碎后的大米加入15倍開水進行攪拌，并在沸水浴中糊化30 min后進行液化、糖化處理。

2.5 α－淀粉酶用量的確定

α－淀粉酶又稱液化酶，可隨機地作用于淀粉中的α－1,4－糖苷鍵，生成葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、糊精等還原糖，同時使淀粉的粘度降低。一般隨著酶量的增加，達到相同液化程度所需時間逐漸減少，酶的費用和液化時間需同時考慮，以求最佳效果。通過單因素試驗，在酶解溫度固定的情況下（沸水?。貌煌噶?、不同時間對糙米液化效果進行研究，以測定水解后上清液的固形物含量來選取最佳的液化工藝，其結(jié)果見表3。最后確定α－淀粉酶用量為0.12%，液化時間為30 min。

表3 α－淀粉酶用量對糙米液化時間的影響

2.6 糖化酶用量的確定

第2次酶解根據(jù)糖化酶的水解特性，采用單因素試驗，在糖化酶的最佳酶解溫度下，用不同酶量、不同時間對糙米液化后的糖化效果進行研究，通過測定水解后上清液的固形物含量來選取最佳的糖化工藝（表4）。最后確定糖化酶用量0.2%，糖化時間為4 h。

表4 糖化酶水解反應因素與水平

2.7 調(diào)配

將果汁、糙米汁按一定的比例混和，加水定容到300 mL，加蔗糖調(diào)固形物含量達7 Brix，調(diào)酸到pH值3.5。然后緩慢攪拌，品嘗評分，確定比例結(jié)果見表5。最后確定糙米汁：果汁比例為 50∶50（mL∶mL）。

2.8 穩(wěn)定體系的確定

表5 糙米汁與果汁的比例

為了保持產(chǎn)品的口感、穩(wěn)定性以及良好的外觀，在對糙米乳進行調(diào)配的過程中，加入一定量的乳化穩(wěn)定劑和其他配料。

利用β-環(huán)狀糊精、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、瓜爾豆膠作為糙米果汁飲料的懸浮穩(wěn)定體系，進行四因素三水平的正交試驗，以離心沉淀率來確定最佳配方,離心沉淀率越低飲料的穩(wěn)定性越好。因素水平表見表6，正交表見表7，水平與指標關(guān)系見圖1。

表6 懸浮體系的因素水平

圖1 水平與指標關(guān)系

從表7和圖1可看出，A因素在K2值最小，K1和K3值相近；B因素在K3值最小；C因素在K2值最??；D因素在K3值最小。由此確定，最佳懸浮體系為A2B3C2D3，即β-環(huán)狀糊精0.1‰，羧甲基纖維素鈉1.0‰，黃原膠0.4‰，瓜爾豆膠0.3‰。

3 結(jié)論

（1）糙米烘烤工藝中，糙米為 180℃，15 min，所得到的糙米具有誘人的香氣和良好的色澤。（2）糊化時糙米加15倍開水，沸水浴糊化30 min效果好。（3）液化酶解時α-淀粉酶的添加量為0.12%，液化時間為30 min；糖化酶的添加量為0.2%，糖化時間4 h，液化、糖化效果最好。（4）糙米汁與果汁50∶50（mL∶mL）,調(diào)配定容到 300 mL，產(chǎn)品顏色清亮，口感好。（5）加熱后柑桔果汁的苦味一般增加，用β-環(huán)狀糊精作為柑橘果汁的苦味掩埋劑，則柑桔果汁中的苦味物質(zhì)類黃酮不會影響口感品質(zhì)，而且保留了其功能性成分。（6）最佳穩(wěn)定體系為β-環(huán)狀糊精0.1‰，羧甲基纖維素鈉1.0‰，黃原膠0.4‰，瓜爾豆膠0.3‰。（7）本產(chǎn)品感官評價為：甘甜可口，具有米香味和柑桔汁香味，口感細膩爽口，酸甜可口，果汁米香協(xié)調(diào)，乳液整體呈現(xiàn)柑桔汁清亮黃色，產(chǎn)品放置半個月無分層和結(jié)塊現(xiàn)象，流動性好。（8）產(chǎn)品檢測指標：可溶性固形物含量7 Brix，pH 3.5；細菌總數(shù)＜100 cfu/ml，大腸菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未檢出；柚皮苷（＜0.054 ug/mL）、橙皮苷（＜0.124 ug/mL）均為未檢出，小于檢測限[15]。

表7 懸浮體系的正交試驗表

[1]張守文.糙米的營養(yǎng)保健功能 [J].糧食與飼料工業(yè)，2003，（12）：38-41.

[2]王仲麗，趙曉紅.糙米的營養(yǎng)價值及其新型食品開發(fā)應用[J].中國稻米，2005，（5）：47-48.

[3]劉月好，任力民.糙米的營養(yǎng)價值及在食品中的應用[J].糧食加工，2004，（2）：18-20.

[4]周惠明，張民平.糙米中功能性成分的研究 [J].食品科技，2002，（5）：18-20.

[5]尚曉婭，劉 英，印兆慶，等.若干糙米及白米化學成分分析[J].糧食與油脂，2004，（4）：26-29.

[6]孟憲梅，余 平.天然營養(yǎng)保健糙米食品的開發(fā)與生產(chǎn)[J].糧食與飼料工業(yè)，2004，（10）：27-29.

[7]丁 軻，牛曉蕊.百合大米乳飲料生產(chǎn)工藝及關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].食品研究與開發(fā)，2008，8：104-110.

[8]何新益，劉金福，崔 晶.糙米茶飲料的生產(chǎn)工藝研究[J].食品與機械，2008，24（3）：116-121.

[9]曾建新，黃巍鋒，周雪松.糙米露的研制 [J].現(xiàn)代食品科技，2008，24（7）：671-673.

[10]傅冬和，王 芳，郝 翻，等.茶米飲料加工工藝研究[J].食品工業(yè)科技，2007，（7）：134-139.

[11]金海珠，葉向庫，付學軍，等.大米飲料制備工藝研究[J].食品與機械，2005，21（6）：68-78.

[12]劉 濤，孫 洋，王靜芬，等.大米和糙米乳飲料工藝條件的研究[J].食品工業(yè)科技，2008，29（10）：164-166.

[13]劉 濤，羅 冰，于 華，等.功能性米乳飲料加工工藝[J].食品研究與開發(fā)，2008，（7）：61-63.

[14]張洪.米乳飲料的研制[J].食品工業(yè)，2000,（5）：13-15.

[15]何建新，張 群，林樹花.反相高效液相色譜同步對酸橙汁中柚皮苷和橙皮苷的定量分析研究 [J].現(xiàn)代食品科技，2008，（1）：83-85.