紅色糯米飯的制作工藝

袁芳，李麗 ，黃秋嬋，邱詩銘，李文，孫健

1.廣西民族師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（崇左 532200）；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所（南寧 530007）；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術(shù)重點(diǎn)實驗室（南寧 530007）；4.崇左市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站（崇左 532200）

紅色糯米飯是五色糯米飯的其中一種，在我國的西南地區(qū)及東南亞國家的部分少數(shù)民族地區(qū)有制作五色糯米飯的習(xí)俗[1-4]。隨著國內(nèi)旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展，五色糯米飯已逐漸成為獨(dú)具民族特色的旅游食品，因此將五色糯米飯的制作工藝實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，不僅有利于提高五色糯米飯的市場價值，還能弘揚(yáng)民族文化。

紅色糯米飯是利用紅藍(lán)草（Peristrophe bivalvis）中的天然植物色素將糯米染色后蒸制而成的。紅藍(lán)草，屬于菊超目（Asteranae），爵床科（Acanthaceae），觀音草屬（Peristrophe），主要分布在我國、東南亞國家及非洲少數(shù)地區(qū)，來源很豐富[5-7]。紅藍(lán)草含有豐富的黃酮類[8]、萜類、甾體及其苷類[9]、苯丙素類[10]、生物堿[11-12]等物質(zhì)，被用于傳統(tǒng)藥物中，用于治療肺結(jié)核、咯血、充血、支氣管炎和扭傷[5-6,13]。此外，研究表明紅藍(lán)草提取物具有保肝護(hù)肝作用，可以緩解高脂血癥和炎癥反應(yīng)[14-15]，能抑制肝癌細(xì)胞和急性白血病細(xì)胞[16]，調(diào)節(jié)免疫功能[17]，其乙醇提取物有抗蛇毒活性[18]，急性毒性和亞慢性毒性研究顯示紅藍(lán)草無毒副作用[6,19]。因此，用紅藍(lán)草制作紅色糯米飯不僅具觀賞性，還有民族性、功能性，更解決了合成色素的安全性問題。

目前，紅色糯米飯的制作工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)不明確，品質(zhì)不穩(wěn)定，不適合產(chǎn)業(yè)化。試驗以紅藍(lán)草和糯米為原料，通過優(yōu)化紅色糯米飯制作過程中的色素提取、染色工藝、蒸煮條件等環(huán)節(jié)，確定最佳工藝，以期為紅色糯米飯的工業(yè)化生產(chǎn)及紅藍(lán)草紅色染料的開發(fā)應(yīng)用提供一定的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅藍(lán)草（葉子背面帶毛），從南寧市采購；糯米（天等大糯），從崇左市農(nóng)貿(mào)市場采購；HW580B恒溫箱，常州恩培儀器制造有限公司；FTC/TMS-Pilot質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；WSC-S色差儀，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 制作工藝

新鮮紅藍(lán)草洗凈晾干→切段→搗碎→加熱水浸提→過濾→濾液冷卻→按照料液比13∶30（g/mL）將糯米倒入濾液浸泡→過濾→瀝干糯米→蒸煮→評價分析

1.2.2 單因素試驗

分別對紅藍(lán)草色素提取料液比（1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶35和1∶45 g/mL）、色素提取溫度（60，70，80，90和100 ℃）、色素提取時間（0.5，1，2，3和5 min）、糯米浸泡溫度（0，10，20，30和40 ℃）、糯米浸泡時間（4，6，8，10和12 h）、糯米飯蒸煮時間（30，40，50，60和70 min）等做單因素試驗，通過色差、質(zhì)構(gòu)、綜合感官評分初步確定各因素的最佳水平。

1.2.3 響應(yīng)面試驗因素水平設(shè)計

為了確定紅藍(lán)草提取液的最佳工藝，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以色素提取料液比、色素提取溫度、色素提取時間三個因素為自變量，感官評分為響應(yīng)值，設(shè)計三因素三水平響應(yīng)面試驗，其因素編碼及水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面試驗因素水平設(shè)計

1.3 紅色糯米飯品質(zhì)分析

1.3.1 感官分析

參考GB/T 15682—2008加以修改，選12名食品專業(yè)的人員對新蒸熟并冷卻至室溫的紅色糯米飯的氣味（15分）、外觀結(jié)構(gòu)（45分）、適口性（30分）和滋味（10分）4個方面進(jìn)行感官評分，總分為100分。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)分析

參考劉巧真[20]、陳軒等[21]的方法，采用飯餅法測定紅色糯米飯的質(zhì)構(gòu)特性。選用直徑為10 mm的圓柱壓縮探頭。測試條件：起始力0.375 N，測試速度60 mm/min，回程速度60 mm/min，壓縮比60%。每個樣品平行測試8次，測得硬度、黏附性、彈性，各去除最大和最小值后取平均值。

1.3.3 色差分析

參考張玉榮等[22]的方法略作修改。每個樣品重復(fù)測定5次，記錄L*值、a*值和b*值，各去掉最大值和最小值后取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，使用Duncan法比較平均值之間的差異性，用Excel 2010軟件做表。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 色素提取料液比對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

從表2可以看出，不同色素提取料液比對應(yīng)的糯米飯顏色差異很大，料液比越大，L*值越小，說明顏色越深，但當(dāng)料液比達(dá)1∶5（g/mL）時，糯米飯色澤太暗，而當(dāng)料液比為1∶15～1∶45（g/mL）時，顏色太淡，且由于b*值較大，導(dǎo)致整體色澤偏黃，因此從顏色上判斷，1∶10（g/mL）是最佳的料液比。色素提取料液比對糯米飯的硬度有一定影響，統(tǒng)計分析表明，1∶5（g/mL）時硬度最大，與1∶10（g/mL）差異顯著（p＜0.05），當(dāng)料液比超過1∶15（g/mL）后，糯米飯硬度變化不顯著（p＞0.05），各料液比對糯米飯的黏附性和彈性都沒有顯著影響（p＞0.05）。在此次試驗中，色素提取料液比為1∶10（g/mL）時，紅色糯米飯的綜合感官評分最高，因此選擇1∶10（g/mL）作為最佳色素提取料液比。

表2 色素提取料液比對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.1.2 色素提取溫度對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

從表3可以看出，色素提取溫度主要影響紅色糯米飯的顏色，對硬度、黏附性、彈性的影響不大。提取溫度為60和70 ℃時，顏色太淡；80和90 ℃時，糯米飯的色澤較好，且顏色鮮紅；100 ℃時，紅色糯米飯的色澤偏暗，不夠鮮艷。統(tǒng)計分析表明，色素提取溫度為60和70 ℃時，糯米飯的L*值與80，90和100 ℃時差異顯著（p＜0.05），色素提取溫度為80 ℃的a*值與其他組的差異均顯著（p＜0.05）。結(jié)合感官評分看，色素提取溫度在80和90 ℃時，糯米飯的質(zhì)量較好，其中80 ℃時評分最高，所以選擇80 ℃作為最佳色素提取溫度。

表3 色素提取溫度對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.1.3 色素提取時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

從表4可知，色素提取時間對紅色糯米飯的顏色影響很大，隨著提取時間的增長，L*值下降，且色素提取時間為2 min的L*值與其他提取時間差異顯著（p＜0.05），色澤由淺到深變化很明顯，a*和b*值先上升后下降，色素提取時間太短，色素提取不夠充分，導(dǎo)致滲入糯米中的色素太少，糯米飯顏色太淺。色素提取時間為2 min時，糯米飯顏色鮮紅有光澤，隨著提取時間延長，糯米飯的顏色開始變成暗紅、無光澤。不同的色素提取時間對糯米飯的硬度沒有顯著影響（p＞0.05），但是色素提取時間為2 min的黏附性和彈性均比3 min時的好。綜合外觀和適口性，色素提取時間2 min為最佳，此時感官綜合評分也顯著高于其他提取時間（p＜0.05），所以選擇2 min為最佳色素提取時間。

表4 色素提取時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.1.4 糯米浸泡溫度對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

從表5可知，糯米浸泡溫度對紅色糯米飯的顏色和質(zhì)構(gòu)均有一定的影響。隨著溫度升高，糯米飯的L*值呈下降趨勢，其中糯米浸泡溫度0 ℃時L*值顯著高于其它組（p＜0.05），說明色澤由淺變深較明顯，而10，20和30 ℃三者的L*、a*、b*值差異不顯著（p＞0.05），說明這3個處理的糯米飯外觀顏色沒有差異，但糯米浸泡溫度為0 ℃時，糯米飯顏色偏淡，40 ℃時色澤偏暗。在質(zhì)構(gòu)方面，糯米浸泡溫度為10和20 ℃的硬度、黏附性、彈性均沒有顯著差異（p＞0.05），且軟硬適中有彈性，糯米浸泡溫度為40 ℃時，糯米飯過軟，感官評價較低，糯米浸泡溫度為30 ℃時，糯米飯的黏附性、彈性顯著下降（p＜0.05），但并未因此影響感官評分。糯米浸泡溫度為10，20和30 ℃的綜合感官評分相對較高，且三者沒有顯著差異（p＞0.05），因此選擇20 ℃作為糯米最佳浸泡溫度。

表5 糯米浸泡溫度對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.1.5 糯米浸泡時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

由表6可知，糯米浸泡4 h與浸泡6 h，兩者糯米飯的L*、a*、b*值均差異顯著（p＜0.05），前者浸泡時間太短，滲入糯米的色素還不夠多，糯米飯顏色偏淡，糯米浸泡6～12 h，L*、a*值的變化均很小，浸泡10和12 h，糯米飯的b*值顯著高于浸泡6 h的樣品（p＜ 0.05），表現(xiàn)為顏色稍微偏黃，不夠鮮紅。在質(zhì)構(gòu)方面，糯米浸泡4 h，糯米飯的硬度顯著高于其他組，感官上表現(xiàn)為略硬，超過10 h，糯米飯的黏附性顯著增大（p＜0.05），感官表現(xiàn)為太黏，糯米浸泡6和8 h時，糯米飯軟硬適中，黏彈性很好且顏色最好，綜合感官評分最高。因此，選擇6 h作為最佳糯米浸泡時間。

表6 糯米浸泡時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.1.6 糯米飯蒸煮時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

從表7可知，糯米飯蒸煮時間對其顏色的影響很小，感官上差異較小，各組的L*、a*值均沒有顯著差異（p＞0.05）。蒸煮30～60 min，b*值的變化不顯著（p＞0.05），蒸煮70 min與40 min的b*值有顯著差異（p＜0.05）。在質(zhì)構(gòu)方面，蒸煮時間對硬度沒影響，但是蒸煮30 min的糯米飯彈性稍差，蒸煮40～70 min，糯米飯的黏附性和彈性均沒有顯著變化（p＞0.05）。在此次試驗條件下，糯米飯蒸煮30～50 min感官評分差異不顯著，但以蒸煮40 min的糯米飯總分最高，所以選擇40 min作為糯米飯最佳蒸煮時間。

表7 糯米飯蒸煮時間對紅色糯米飯品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化紅色糯米飯制作工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗設(shè)計

制作紅色糯米飯的單因素試驗顯示紅藍(lán)草色素提取液制備條件對其品質(zhì)影響最為顯著，因此選擇色素提取料液比（A）、色素提取溫度（B）、色素提取時間（C）作為自變量，綜合感官評分為響應(yīng)值（Y），每個變量因子均設(shè)3個水平，采用Design-Expert 10.0.4軟件中Box-Behnken的試驗設(shè)計原理進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，因素水平設(shè)計及結(jié)果見表8。

表8 試驗方案和結(jié)果

2.2.2 回歸方程和方差分析

采用Design-Expert軟件對表8和表9中試驗結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)曲面分析，得到回歸方程：

Y=85.92+1.18A+2.16B-1.46C+0.27AB-0.43AC-1.70BC-8.51A2-3.59B2-2.78C2

表9 方差分析

根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，由表9可知，模型F=29.78，p=0.000 1，表明該方程擬合度較好，失擬項不顯著（p=0.213 6＞0.05），表明該模型具有統(tǒng)計學(xué)意義[23]。該模型的相關(guān)系數(shù)R2=0.974 5，校正相關(guān)系數(shù)R2Adj=0.941 8，表明紅色糯米飯的實際值與預(yù)測值具有很好的一致性。綜上所述，該模型擬合程度較好，誤差較小，可用此模型對紅藍(lán)草制作紅色糯米飯的工藝條件進(jìn)行分析和預(yù)測。根據(jù)回歸方程一次項系數(shù)絕對值的大小可知，影響紅色糯米飯感官的主次因素為B（色素提取溫度）＞C（色素提取時間）＞A（色素提取料液比）。模型的一次項A、B、C對響應(yīng)值的影響均顯著，其中一次項B達(dá)到極顯著（p＜ 0.01），交互性BC對響應(yīng)值影響顯著（p＜0.05），二次項A2、B2、C2對響應(yīng)值的影響極顯著（p＜0.01）。

2.2.3 最優(yōu)工藝條件確定與模型驗證

運(yùn)用Design Expert 10.0.4軟件的優(yōu)化算法可確定出該最大響應(yīng)值（86.7分），此時各因素對應(yīng)的取值為色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取溫度81.9 ℃、色素提取時間1.80 min。為了操作方便，色素提取溫度調(diào)整為82 ℃。綜合以上單因素與響應(yīng)面試驗的結(jié)果分析得出紅色糯米飯制作的最佳工藝條件：色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取溫度82 ℃、色素提取時間1.8 min、糯米浸泡溫度20 ℃、糯米浸泡時間6 h、糯米蒸煮時間40 min。在優(yōu)化的工藝條件下制作紅色糯米飯，其綜合感官評分為（85.7±2.7）分，這與模型的預(yù)測值基本一致，進(jìn)一步驗證了上述模型的可靠性。

3 結(jié)論

試驗考察了以紅藍(lán)草為原料，從中提取紅色素后浸泡和蒸煮糯米的工藝路線。結(jié)果表明，紅藍(lán)草制作紅色糯米飯的關(guān)鍵在于色素的提取條件，色素提取液成分復(fù)雜，在色素提取、糯米飯浸泡染色、蒸煮過程中，色素成分不斷發(fā)生變化，與糯米中的大分子相互作用后，最終呈現(xiàn)紅色。通過單因素試驗和響應(yīng)面試驗方法分別對紅色糯米飯的制作工藝和紅藍(lán)草提取液的條件進(jìn)行了優(yōu)化，最終確定的最佳制作工藝為色素提取料液比1∶10.4（g/mL），色素提取溫度82 ℃，色素提取時間1.8 min，糯米浸泡溫度20 ℃，糯米浸泡時間6 h，糯米蒸煮時間40 min。在優(yōu)化的工藝條件下制作紅色糯米飯，其綜合感官評分為（85.7±2.7）分。在最佳工藝條件下制作的紅色糯米飯具有濃郁的紅藍(lán)草香氣，外觀與內(nèi)部顏色鮮紅，有光澤，軟硬適宜，有彈性。此次研究可以為紅藍(lán)草制作紅色糯米飯、進(jìn)一步實習(xí)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供技術(shù)參考。