朱俊玲，閆巧珍，牛成，王曉聞，柳青山

1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西功能食品研究院（太谷 030800）；2. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所（晉中 030600）

高粱屬草本植物，在半干旱地區(qū)用來食用和制作飼料，也是世界第五大重要的糧食作物[1-2]。按其性質(zhì)分，可分為硬質(zhì)粳性、軟質(zhì)糯性等多種。按籽粒的色澤分，有黑色、淡褐色、黃色等[3]。世界上，供人類食用的高粱約占52%，用作動(dòng)物飼料的高粱約占48%[4]。在中國，高粱為五谷之一，有食用及藥用等多方面的功效[5]。

高粱營(yíng)養(yǎng)豐富，其組成成分為淀粉75%、蛋白質(zhì)12%、脂肪3.6%、纖維素與半纖維素2.7%、灰分1.6%以及其他0.2%[6-7]。和其他谷物一樣，高粱是蛋白質(zhì)良好的來源，但是其中賴氨酸、色氨酸等一些必需氨基酸的含量相對(duì)較少[8-9]。高粱中抗性淀粉含量較高，可以作為糖尿病人和肥胖病患者的理想食品[10]。此外，高粱中含有許多生理活性組分，其中多酚類化合物的含量較高，而這些化合物對(duì)預(yù)防癌癥及改善心血管疾病等方面有很大的作用[11-12]。高粱籽粒中單寧含量較高，大部分存在于籽粒的種皮和果皮中，單寧因澀味明顯，阻礙人體對(duì)食物的消化吸收，所以在碾制高粱米的時(shí)候，應(yīng)盡量將皮層去除完全，以減小高粱中單寧的影響。在食用時(shí)，也可通過浸泡、煮沸等方法，進(jìn)一步除去其中的單寧[13-14]。

在我國，高粱主要是用于釀酒、飼料以及作為一些地方的傳統(tǒng)食品，高粱的深加工產(chǎn)品及綜合利用等方面不多[6]。田殿梅等[15]研究了多種高粱對(duì)濃香型酒品質(zhì)的影響狀況；王海生等[16]研究了高粱桿的再利用；Murekatetr[17]研究了關(guān)于高粱、大豆、玉米混合粉的復(fù)配營(yíng)養(yǎng)食品；高興宇[18]研究了高粱烏米酒發(fā)酵，其成品口味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。目前來看，以高粱為原料加工的純高粱制品少之又少，茶作為我國的一種傳統(tǒng)飲品，現(xiàn)在更是一種廣泛流行在全世界的保健飲品，把二者結(jié)合制成高粱茶，將成為風(fēng)味獨(dú)特并且具有很好保健功能的新型飲品，而且未見文獻(xiàn)對(duì)有關(guān)高粱茶的制作工藝等方面進(jìn)行闡述。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

選用具有代表性的16種高粱。

電熱鼓風(fēng)干燥箱（101-3A），北京中興偉業(yè)儀器有限公司；烤爐（DFL-22），廣州得寶廚房設(shè)備有限公司；超聲波清洗機(jī)（KQ-500 DE），昆山市超聲儀器有限公司；可見光分光光度計(jì)（2100型），尤尼柯儀器有限公司；微型植物粉碎機(jī)（FZ 102型），天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 高粱茶的制作

1.2.1 工藝流程

參考苦蕎茶、麥芽茶和燕麥茶的加工工藝[19-21]，高粱茶的制作工藝：高粱粉碎→浸泡→蒸制→干燥→焙烤→成品。

1.2.2 具體步驟

1) 高粱粉碎：選取不同種類的高粱，放入粉碎機(jī)中，粉碎至蕎麥大小。

2) 浸泡：將破碎后的高粱加水浸泡3～5 h。

3) 蒸制：在蒸鍋中加水至燒開，加入浸泡過的高粱顆粒，蒸至全熟。

4) 干燥：將蒸熟后的高粱顆粒放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱之中，在80 ℃下鼓風(fēng)干燥1 min。

5) 焙烤：把干燥后的高粱顆粒倒入烤盤之中，放置于烤箱中，在185 ℃的溫度下焙烤35 min。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 粉碎顆粒大小的確定

取5份約20 g的高粱，分別至于粉碎機(jī)中，按表1進(jìn)行粉碎處理，之后過60目篩篩去粉末，觀察粉碎后的顆粒大小，并對(duì)最終成品進(jìn)行感官評(píng)定，選取最佳破碎條件。

1.3.2 正交試驗(yàn)方法

在已有的單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)蒸料時(shí)間、干燥溫度、焙烤溫度、焙烤時(shí)間按表2所示，進(jìn)行四因素四水平的正交試驗(yàn)。并按表4方法進(jìn)行評(píng)分，相加計(jì)算總分。

表1 處理時(shí)間表

表2 因素水平表

1.3.3 最佳沖泡時(shí)間的確定

選取5 g最佳的加工成品，加入300 mL的沸水，之后加蓋。分別在3，5，7和10 min之后對(duì)其吸水膨脹的情況進(jìn)行觀測(cè)評(píng)價(jià)，得出其成品顆粒膨脹的百分?jǐn)?shù)。

1.3.4 多種高粱樣品的加工及評(píng)價(jià)

選取應(yīng)用較為普遍的16個(gè)品種的高粱，按表3進(jìn)行編號(hào)，全部采用最佳工藝進(jìn)行加工，并采用確定的最佳沖泡時(shí)間進(jìn)行沖泡。按表4的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，將得出的分?jǐn)?shù)相加計(jì)算總分。

表3 產(chǎn)品編號(hào)表

1.3.5 感官評(píng)價(jià)方法

選擇身體指標(biāo)正常的10名評(píng)價(jià)小組成員，對(duì)各個(gè)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及最佳工藝條件下所制作的16種高粱茶產(chǎn)品的顏色、焙烤香氣、復(fù)水情況、茶品湯色、茶品香氣和茶品滋味等方面采用表4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，并取平均分[20-21]。

1.3.6 高粱茶原料及成品總酚含量的檢測(cè)

選取感官評(píng)分較高樣品的原料及成品，用微型植物粉碎機(jī)粉碎，過80目篩。采用超聲波提取法對(duì)粉碎后的高粱粉末提取30 min，之后按照Folin-Ciocalteu比色法（FC法）[22-24]，檢測(cè)其總酚含量，并計(jì)算總酚損失率。

表4 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

選取的樣品分別進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，其結(jié)果取平均值，并采用采用Origin 9.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 最佳粉碎時(shí)間的確定

表5顯示，在不同的破碎方法中以間斷式破碎為好，其中發(fā)現(xiàn)5號(hào)的五段粉碎效果最好。

表5 粉碎效果表

2.2 最佳沖泡時(shí)間的確定

以成品在水中的吸水膨脹情況為指標(biāo)，確定最佳沖泡時(shí)間，結(jié)果如圖1所示。最佳沖泡時(shí)間可選為7 min。

圖1 沖泡情況圖

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表6可知，影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素：焙烤溫度＞蒸煮時(shí)間＞焙烤時(shí)間＞干燥溫度。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.4 方差分析及多重比較

由表7可知，A因素和D因素的F值顯著，C因素的F值極顯著，B因素的F值不顯著。說明蒸煮時(shí)間、焙烤時(shí)間對(duì)成品感官品質(zhì)有顯著影響，焙烤溫度對(duì)成品感官品質(zhì)有極顯著的影響，而干燥溫度對(duì)成品的感官品質(zhì)影響不顯著。三因素的影響從大到小排列為焙烤溫度、焙烤時(shí)間、蒸煮時(shí)間。

表7 方差分析

分別對(duì)A、C、D因素采用SSR法進(jìn)行多重比較，結(jié)果如表8～表10所示。從表8可看出，在α=0.05水平下，只有A1與A4均數(shù)間差異顯著，其余均數(shù)間均差異不顯著；在α=0.01水平下，所有均數(shù)間均差異不顯著。

表8 A因素多重比較（SSR法）

從表9可看出，在α=0.05水平下，C2與C1均數(shù)間差異均不顯著，其余均數(shù)間差異均顯著；在α=0.01水平下，C4與C2、C3與C2、C4與C1、C3與C1均數(shù)間差異極顯著。

表9 C因素多重比較（SSR法）

從表10可看出，在α=0.05水平下，只有D2與D1均數(shù)間差異顯著，其余均不顯著；在α=0.01水平下，所有均數(shù)間差異均不顯著。

表10 D因素多重比較（SSR法）

2.5 試驗(yàn)結(jié)論

由以上分析可以得出結(jié)論，高粱茶制作工藝中最佳蒸煮時(shí)間為50 min，最佳焙烤溫度為185 ℃，最佳焙烤時(shí)間為30 min，最佳干燥時(shí)間采用100 ℃。

2.6 多種高粱的感官評(píng)定情況

對(duì)表11的情況進(jìn)行主成分分析[25]，結(jié)果表明顏色對(duì)評(píng)定結(jié)果的貢獻(xiàn)率為39.1%，焙烤香氣對(duì)評(píng)定結(jié)果的貢獻(xiàn)率為21.5%，復(fù)水情況對(duì)評(píng)定結(jié)果的貢獻(xiàn)率為16.1%，湯色對(duì)評(píng)定結(jié)果的貢獻(xiàn)率為11.4%，四者的貢獻(xiàn)率之和大于85%，所以簡(jiǎn)化為四個(gè)指標(biāo)。選取貢獻(xiàn)率最高的顏色（主成分1）和焙烤香氣（主成分2）為橫縱坐標(biāo)，繪制散點(diǎn)圖，結(jié)果如圖2所示。

表11 感官評(píng)定結(jié)果

由圖2可知，可將16個(gè)高粱茶產(chǎn)品大約可分為三組，其中Ⅰ組（1，4，5，9，10和12）主成分分析綜合得分較高，Ⅱ組和Ⅲ組（2，3，6，7，8，11，13，14，15和16）主成分分析綜合得分相對(duì)較低。

圖2 樣品分類示意圖

2.7 總酚損失情況分析

圖3 總酚損失情況

選取感官評(píng)分最高的四種產(chǎn)品進(jìn)行多酚損失情況的分析，結(jié)果如圖3所示。四種產(chǎn)品的總酚損失率在30%～40%之間。

3 討論

3.1 高粱原料的預(yù)處理

試驗(yàn)使用的高粱籽粒相對(duì)苦蕎略大，因家用粉碎機(jī)破碎出的產(chǎn)品相對(duì)顆粒相對(duì)較均勻，且用時(shí)較短，所以選用該操作方法。但家用粉碎機(jī)的強(qiáng)度較大且不易控制，稍不留意就會(huì)將高粱籽粒破碎為粉末，所以最終采用了分段粉碎的方法。

高粱茶制作工藝的第一步驟為蒸制，若在干燥狀態(tài)下進(jìn)行蒸制，所需的時(shí)間很長(zhǎng)，所以要對(duì)粉碎后的高粱進(jìn)行浸泡處理使其先吸收部分水分，從而減少蒸熟所需的時(shí)間，根據(jù)苦蕎茶的加工工藝最終確定浸泡時(shí)間為3～5 h。

3.2 干燥條件的控制

干燥作為焙烤之前的步驟，其條件也需要調(diào)控。此條件雖無顯著影響，但若干燥不夠充分，則會(huì)導(dǎo)致之后的焙烤時(shí)間加長(zhǎng)；若干燥過度，則會(huì)導(dǎo)致水分蒸發(fā)過量，易于焦糊。所以根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，選定干燥時(shí)間為1 h，在試驗(yàn)中只控制了干燥溫度。

3.3 多種高粱的加工及總酚含量的檢測(cè)

山西省高粱種類眾多，每種高粱的各營(yíng)養(yǎng)成分含量均有差異，多酚作為一種有益健康的物質(zhì)，有抗氧化、抗衰老的效用，所以有必要檢測(cè)加工過程對(duì)高粱原料的總酚損失情況做出評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

試驗(yàn)首先研究了高粱茶的制作工藝，其制作需要經(jīng)過粉碎、浸泡、蒸制、干燥、焙烤等工序。其中，對(duì)粉碎時(shí)間進(jìn)行了試驗(yàn)，確定使用家用粉碎機(jī)的最佳粉碎條件為間斷性粉碎：1 s→1 s→3 s→2 s→1 s。對(duì)蒸料時(shí)間、干燥溫度、焙烤溫度和焙烤時(shí)間進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定了最佳條件：蒸料時(shí)間50 min、干燥溫度100 ℃、焙烤溫度185 ℃、最佳焙烤30 min；當(dāng)浸泡時(shí)間達(dá)到7 min時(shí)，高粱茶成品的效果最佳。

第二步，試驗(yàn)確定了由多種高粱制成的產(chǎn)品的品質(zhì)差異，并且得出較適合制作高粱茶的高粱品種：HT-1、35、0823、晉雜34、晉糯4號(hào)、晉雜25。選取感官評(píng)分最高的四種高粱茶進(jìn)行多酚損失的測(cè)定，得出其多酚損失率在30%～40%之間。