宋雪健，修禹旸，王文豪，阮長青，張東杰，3，王長遠(yuǎn)，李志江，3

（1 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶163319；2 黑龍江省雜糧加工及質(zhì)量安全工程技術(shù)研究中心；3.國家雜糧工程技術(shù)研究中心）

雜糧方便粥是一種食療代替藥療的一種符合現(xiàn)代人生活方式的大眾產(chǎn)品，八寶粥作為以多種雜糧為食材而制作的方便粥口感香味俱佳，方便、開蓋即食、營養(yǎng)豐富[1]。因此，對(duì)雜糧方便粥的研發(fā)推廣具有廣闊的市場(chǎng)前景。雜糧中的高粱是全球第五類谷物食品，由于其對(duì)于栽培條件要求不高，可以在一些條件惡劣的環(huán)境下進(jìn)行種植，具有產(chǎn)量高，價(jià)格低等特點(diǎn)[2]。高粱中含有大量有益于人體健康的營養(yǎng)成分，可以很好的預(yù)防和輔助治療高血壓、心血管疾病、糖尿病和降低膽固醇等病癥[3-4]。糯米又被稱作江米，在稻谷中產(chǎn)量較少，是糯稻脫殼的米[5]，糯米能補(bǔ)養(yǎng)氣色、養(yǎng)護(hù)脾胃[6]。紅豆，豆科，具有蛋白質(zhì)和碳水化合物高，脂肪含量低等特點(diǎn)，有很多營養(yǎng)成分要高于玉米和小麥，具有清熱解毒、美容養(yǎng)顏和補(bǔ)氣養(yǎng)血等功效[7-8]。黑米的色澤呈棕色或黑色，蛋白質(zhì)、植物脂肪、維生素含量、礦物質(zhì)等高于普通大米[9]，具有很強(qiáng)的保健功能，常食能夠防治貧血、脾胃虛弱等癥狀[10]。將多種雜糧進(jìn)行互混，有利于改良產(chǎn)品品質(zhì)，提升雜糧利用率。宮雪等[11]對(duì)多種雜糧粉進(jìn)行混合配比，生產(chǎn)的功能性雜糧膳食預(yù)混粉主成分配比有優(yōu)良的性質(zhì)，適合進(jìn)一步進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)，為相關(guān)產(chǎn)品提供了品質(zhì)良好的原材料。

因此，研究以高粱、糯米、紅豆和黑豆為主要原料，經(jīng)蒸煮、復(fù)配和調(diào)質(zhì)后生產(chǎn)高粱營養(yǎng)粥，并評(píng)價(jià)其營養(yǎng)和消化特性，以期為營養(yǎng)雜糧方便粥的開發(fā)及雜糧產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供新思路。

1 材料與方法

1.1 材料

高粱、糯米、紅豆、黑米購于北京華聯(lián)生活超市；三聚磷酸鈉、蔗糖脂肪酸酯：萬邦牌，產(chǎn)自河南糠柜食品有限公司；白砂糖：展藝牌，產(chǎn)自江西巧嫂食品有限公司；銀鷺黑米粥：廈門銀鷺食品有限公司。

1.2 主要使用儀器

電磁爐、電磁鍋，廣州美的生活電器制造有限公司；不銹鋼湯勺；一次性塑料碗；臺(tái)秤；分析天平（精確到0.000 1 g）；破壁料理機(jī)，中山市十三郎電器有限公司；K9860 凱氏定氮儀，賽德儀器設(shè)備有限公司；SZC-D 脂肪測(cè)定儀，上海向帆儀器有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋，廣州基創(chuàng)儀器有限公司；DGG-9023A 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；恒溫震蕩器，國華儀器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

原料→清洗→浸泡→稱取12 份高粱的水份與高粱煮沸→轉(zhuǎn)文火120 ℃→15 min 后加入黑米→25 min后加入紅豆（水沸騰加入冷水）→25 min 后加入糯米→文火蒸煮至黏稠→加入三聚磷酸鈉、蔗糖脂肪酸酯、白砂糖→關(guān)火→滅菌→灌裝

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料的篩選：高粱米、糯米、紅豆、黑米要求顆粒飽滿、無病蟲害、無雜質(zhì)。

（2）原料的浸泡：高粱米、糯米、紅豆、黑米洗凈提前放入清水中浸泡12 h。

（3）熬煮：大火燒開水，將浸泡過的高粱米洗凈放入鍋中轉(zhuǎn)文火熬煮。

（4）蔗糖脂肪酸酯的制備：將蔗糖脂肪酸酯提前用溫水融化再加入到粥中。

1.3.3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

參考GB/T 15682-2008《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米熬煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》[13]進(jìn)行修改，選取10 個(gè)人（5 男5 女），總分為100 分，其中滋氣味、組織狀態(tài)各30 分、色澤20 與是否含有雜質(zhì)各20 分，進(jìn)行感官評(píng)分，評(píng)價(jià)過程中不能討論。評(píng)價(jià)項(xiàng)目參考GB/T 31116-2014《八寶粥罐頭》[14]。具體參考標(biāo)準(zhǔn)如圖表1。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Scale analysis table for sensory evaluation

1.3.4 單因素試驗(yàn)

（1）高粱、糯米、紅豆、黑米的添加量。采用基礎(chǔ)配方制作高粱粥，固定其他變量，其中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高粱米、糯米、紅豆和黑米的添加量比例為10∶3∶6∶1、9∶4∶6∶1、8∶5∶6∶1、7∶6∶6∶1、6∶7∶6∶1，通過感官評(píng)分，確定5 個(gè)水平高粱米、糯米、紅豆和黑米的添加量比例對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

（2）料水比。試驗(yàn)設(shè)計(jì)料與水的比例為1∶8、1∶10、1∶12、1∶14、1∶16，通過感官評(píng)分，確定5 個(gè)水平料水比對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

（3）高粱、糯米、紅豆、黑米蒸煮時(shí)間。為了保證各原料的完整性，采用基礎(chǔ)配方制作高粱粥，固定其他變量，其中試驗(yàn)設(shè)計(jì)通過確定各個(gè)原料的不同煮熟時(shí)間：高粱75、80、85、90、95 min；糯米15、20、25、30、35 min；黑米65、70、75、80、85 min；紅豆45、50、55、60、65 min，通過感官評(píng)分，確定各原料5 個(gè)水平的煮熟時(shí)間對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

（4）三聚磷酸鈉添加量。采用基礎(chǔ)配方制作高粱粥，固定其他變量，其中試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的三聚磷酸鈉（占水料總和的比例），在高粱粥煮熟后加入，通過感官評(píng)分，探究5 個(gè)水平的三聚磷酸鈉添加量對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

（5）蔗糖脂肪酸酯添加量。采用基礎(chǔ)配方制作高粱粥，固定其他變量，其中試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的蔗糖脂肪酸酯（占水料總和的比例），在高粱粥煮熟后加入，通過感官評(píng)分，確定5 個(gè)水平的蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

（6）白砂糖添加量。采用基礎(chǔ)配方制作高粱粥，固定其他變量，其中試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的白砂糖（占水料總和的比例），在粥煮熟后加入，通過感官評(píng)分確定5 個(gè)水平的白砂糖添加量對(duì)高粱營養(yǎng)粥的感官品質(zhì)影響。

1.3.5 正交試驗(yàn)

采用L9（34）正交表，進(jìn)行四因素三水平的正交設(shè)計(jì)，綜合考慮原料比、料液比、三聚磷酸鈉添加量和蔗糖脂肪酸酯添加量4 個(gè)指標(biāo)對(duì)感官評(píng)分的影響，從而取得最優(yōu)配方。正交試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)如表2。

表2 高粱營養(yǎng)粥正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)Table 2 Orthogonal experimental factors and level design of nutritional sorghum porridge

1.3.6 理化指標(biāo)測(cè)定

（1）高粱粥蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。按GB 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[15]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

（2）高粱粥脂肪的測(cè)定。按GB 5009.5-2016《食品中脂肪的測(cè)定》[16]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

（3）高粱粥水分含量的測(cè)定。按GB 5009.3-2016《食品中水分的測(cè)定》[17]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

（4）高粱粥灰分含量的測(cè)定。按GB 5009.4-2016《食品中灰分的測(cè)定》[18]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

（5）高粱粥碳水化合物和能量的測(cè)定。按QB/T 2833-2006《能量控制食品》[19]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

（6）高粱粥固型物含量的測(cè)定。按GB/T 10786-2006《罐頭食品檢驗(yàn)方法》[20]中的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7 碳水化合物消化率測(cè)定

食物在經(jīng)過口腔、胃、小腸、結(jié)腸后被消化[21]。第一步開始發(fā)生消化的部位是在口腔內(nèi)，實(shí)驗(yàn)研究高粱粥中的碳水化合物在口腔內(nèi)的消化率，高粱粥在口腔內(nèi)經(jīng)過咀嚼，在酶的作用下碳水化合物會(huì)部分被分解成麥芽糖。故試驗(yàn)采用麥芽糖作為標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。在參考Englyst 等[22]創(chuàng)立的體外模擬消化方法后，稍作改變。分別在30、60、90、120、150、180 min取樣，采用斐林試劑法測(cè)還原糖含量，計(jì)算出碳水化合物消化率。

2 結(jié)果與分析

2.1 高粱粥最優(yōu)制作工藝的確定

2.1.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

（1）高粱、糯米、紅豆、黑米的各添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

高粱為酸性食品，需添加堿性食品從而達(dá)到酸堿綜合的目的。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，紅豆為堿性食品，為了豐富粥中營養(yǎng)，選取了糯米和黑米進(jìn)行添加[23]。紅豆和黑米不僅能提供營養(yǎng)，含有的花青素還能使粥的色澤變成紅棕色，可以增加食欲[24]。，由于糯米中直鏈淀粉含量較高，黏性大的特點(diǎn)，所以選取添加糯米增加粥的黏稠度，從而達(dá)到提高穩(wěn)定性的目的。高粱、糯米、紅豆、黑米的各添加量對(duì)感官評(píng)分的影響如表3，原料比為7∶6∶6∶1 時(shí)感官評(píng)分最高，與其他配比相比差異顯著，高粱粥的色澤呈現(xiàn)誘人的紅棕色，黏稠度適宜。配比為6∶7∶6∶1 時(shí)粥的質(zhì)地過于粘稠，配比為8∶5∶6∶1、10∶3∶6∶1 和9∶4∶6∶1 時(shí)高粱粥質(zhì)地不黏稠、過稀。選用8∶5∶6∶1、7∶6∶6∶1 和6∶7∶6∶1 進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

表3 高粱、糯米、紅豆、黑米添加量的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 3 Effects of different addition amounts of sorghum，glutinous rice，red bean and black rice on sensory score

（2）料水比對(duì)感官評(píng)分的影響

由于粗糧和紅豆需要煮制時(shí)間長，若水的比例添加不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致水被熬干料未熟的情況發(fā)生，過多的水會(huì)導(dǎo)致各原料煮熟后粥體過稀，所以料水比直接關(guān)系到成品品質(zhì)，在粥的制作中十分重要。料水比對(duì)感官評(píng)分的影響如表，從表4 可知，料液比為1∶12時(shí)與其他料液比相比差距顯著且感官評(píng)分最高，高粱粥料液均勻、不分層，原料的軟爛程度適宜，色澤鮮亮。1∶14 時(shí)次之，粥中液體略多，靜至一段時(shí)間略有分層，1∶16 時(shí)粥中液體過多，料液分層，1∶8 和1∶10時(shí)水熬干原料未熟。選用1∶10、1∶12 和1∶14 進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

表4 料水比的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 4 Effects of different ratio of material to water on sensory score

（3）各原料熬煮時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響

通過預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)若將原料同一時(shí)間放入鍋中熬煮，由于各原料煮熟的時(shí)間不同，高粱、糯米和黑米長時(shí)間熬煮會(huì)發(fā)生破碎，紅豆會(huì)發(fā)生脫皮的現(xiàn)象。如表5，為了保證各原料的完整性，設(shè)計(jì)通過確定各個(gè)原料的煮熟時(shí)間，高粱75、80、85、90、95 min；糯米15、20、25、30、35 min；黑米65、70、75、80、85 min；紅豆45、50、55、60、65 min，從而確定粥最終的最佳熬煮時(shí)間。從表5 可知，高粱的熬煮時(shí)間85 min 以上時(shí)與其他熬煮時(shí)間相比差距顯著，在90 min 時(shí)感官評(píng)分最高，糯米在熬煮20 min 和25 min 時(shí)與其他熬煮時(shí)間相比差距顯著，在25 min 時(shí)感官評(píng)分最高，黑米在熬煮75 min 以上時(shí)與其他熬煮時(shí)間相比差距顯著，在75 min 時(shí)感官評(píng)分最高，以上評(píng)分最高的時(shí)間各原料軟爛而未破碎。紅豆在熬煮55 min 和60 min時(shí)與其他熬煮時(shí)間相比差距顯著，在55 min 時(shí)感官評(píng)分最高，軟爛未脫皮。所以確定熬煮流程為將水燒開先下入高粱轉(zhuǎn)文火后，15 min 后下入黑米，25 min 后再下入紅豆，25 min 后下入糯米，時(shí)間總共耗時(shí)90 min。煮熟后粥中各原料顆粒完整，軟爛可口。

表5 各原料熬煮時(shí)間的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 5 Effects of different cooking time of each raw material on sensory score

（4）三聚磷酸鈉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

三聚磷酸鈉不僅可以作為水分保持劑，還可以絡(luò)合金屬離子減緩褐變，作為護(hù)色劑，無特別味道對(duì)粥的風(fēng)味沒有改變。在GB 2760-2014 中規(guī)定三聚磷酸鈉在雜糧罐頭中最大使用限量為1.5 g·kg-1。從表6 可知，三聚磷酸鈉的添加量為0.08%和0.1%時(shí)與其他添加量相比差異顯著，其中添加量為0.08%的感官評(píng)分最高，高粱粥色澤呈現(xiàn)紅棕色且穩(wěn)定，冷卻靜止10 h 后未出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。添加量為0.1%時(shí)高粱粥水分略多靜置一段時(shí)間后分層。添加量為0.02%、0.04%時(shí)和0.06%時(shí)的高粱粥靜置一段時(shí)間后會(huì)凝固。選用0.06%、0.08%和0.10%進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

表6 三聚磷酸鈉添加量的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 6 Effects of different amount of sodium tripolyphosphate on sensory score

（5）蔗糖脂肪酸酯添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

高粱粥中加入乳化劑可以延緩淀粉老化、增稠，試驗(yàn)選用蔗糖脂肪酸酯作為乳化劑，可以保持原料的完整，還有抑菌和鰲合重金屬物質(zhì)的作用，在GB 2760-2014 中規(guī)定蔗糖酯在雜糧罐頭中最大使用限量為1.5 g·kg-1，從表7 可以清楚地看出，添加量為0.12%時(shí)與其他添加量相比差異顯著，高粱粥在冷卻10 h 后粥體均一，原料完整，口感軟糯香甜。添加量為0.06%和0.09%時(shí)粥體均一，靜置一段時(shí)間后略有分層。添加量為0.03%時(shí)出現(xiàn)料液分層，添加量為0.15%時(shí)粥體色澤變淡。選用0.06%、0.09%和0.12%進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

表7 蔗糖脂肪酸酯添加量的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 7 Effects of sucrose fatty acid ester addition on sensory score

（6）白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

如表8 所示，高粱粥在不添加調(diào)味劑的情況下味道寡淡，白砂糖不僅提供了甜味，還能提供營養(yǎng)成分，是一種天然的防腐劑。但是攝入過多的糖分會(huì)對(duì)人體造成影響，口感上也會(huì)過于甜膩，會(huì)掩蓋住原料的香氣。試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的白砂糖（占水料總和的比例），在粥煮熟后加入，通過感官評(píng)分，確定白砂糖的最佳添加量。從表8 可以清楚的看出，白砂糖的添加量為2%時(shí)與其他添加量相比差異顯著，原料的香味和白砂糖的甜味融合在一起，口感香甜不膩。添加量在1.5%和1%時(shí)口感寡淡。添加量2.5%和3%時(shí)口感甜膩，品嘗不出原料獨(dú)特的口感。

表8 白砂糖添加量的不同對(duì)感官評(píng)分的影響Table 8 Effects of different amount of white sugar on sensory score

2.1.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

基于單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析各項(xiàng)因素對(duì)高粱粥的影響，考慮到由于熬煮時(shí)間和白砂糖的添加量最終口感因人而異，所以在正交實(shí)驗(yàn)中不作為重點(diǎn)因素選取。最終選定的四個(gè)因素為各原料的添加比例、料液比、三聚磷酸鈉和蔗糖脂肪酸酯的不同添加量，每個(gè)因素下選取感官評(píng)分最高的三種作為水平，設(shè)計(jì)L9（34）正交實(shí)驗(yàn)表，最終由感官評(píng)定和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定產(chǎn)品最終的配方，如表9。

表9 正交試驗(yàn)分析表Table 9 Orthogonal test analysis table

根據(jù)表10 可以看出影響的主次因素是料液比＞原料比＞三聚磷酸鈉＞蔗糖脂肪酸酯。表10 可以看出，四個(gè)因素對(duì)于成品高粱粥的影響都是極顯著的，可以通過以上方法進(jìn)行配方比例的確定。高粱粥的最優(yōu)配比為B2A2C2D3，即原料的配比為7∶6∶6∶1、料液比為1∶12、三聚磷酸鈉為0.08%、蔗糖脂肪酸酯為0.12%。

表10 方差分析表Table 10 Analysis of variance

2.2 最優(yōu)配方下高粱粥品質(zhì)測(cè)定結(jié)果

2.2.1 最優(yōu)配方下高粱粥感官品質(zhì)

成品粥口感軟糯、味道香甜，具有原料特有的香味，組織狀態(tài)均勻、各原料無破損、脫皮，粥體黏稠適宜，整體呈現(xiàn)紅棕色、色澤鮮亮，無外來雜質(zhì)，每項(xiàng)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31116-2014《八寶粥罐頭》，如表11。

表11 最優(yōu)配比下高粱粥的感官評(píng)價(jià)Table 11 Sensory evaluation of sorghum porridge under optimal ratio

2.2.2 最優(yōu)配方下高粱粥營養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果

任意選取三碗由最佳配方和相同工藝流程做出來的高粱粥作為平行樣，測(cè)定其中的營養(yǎng)成分，取平均值作為最終結(jié)果。結(jié)果得出能量為331.6 KJ·100 g-1、蛋白質(zhì)含量為1.1 g·100 g-1、脂肪含量為0.6 g·100 g-1、碳水化合物含量為17.1 g·100 g-1、水分含量76.4 g·100 g-1、灰分為0.83 g·100 g-1、固型物含量為59%，測(cè)得的結(jié)果每項(xiàng)都符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31116-2014《八寶粥罐頭》。

2.2.3 最優(yōu)配方下高粱粥碳水化合物口腔消化階段消化率的測(cè)定結(jié)果及該指標(biāo)與市售黑米粥對(duì)比

高粱粥在30 min 的碳水化合物消化率為6.45%，60 min 的碳水化合物消化率為11.75%，90 min的碳水化合物消化率為14.10%，120 min 的碳水化合物消化率為16.05%，180 min 的碳水化合物消化率為19.95%。銀鷺黑米粥在30 min 的碳水化合物消化率為5.20%，60 min 的碳水化合物消化率為8.50%，90 min 的碳水化合物消化率為11.80%，120 min 的碳水化合物消化率為12.10%，180 min 的碳水化合物消化率為18.35%。

由圖1 可知，高粱粥比銀鷺黑米粥在口腔內(nèi)的碳水化合物消化率高，因此證明高粱粥比銀鷺黑米粥消化的快。由于高粱粥的制作過程是常壓熬制，所以在模擬口腔內(nèi)的消化實(shí)驗(yàn)的消化率在3 h 僅達(dá)到19.95%，銀鷺黑米粥用料比高粱粥復(fù)雜，采用高壓熬制在3 h 也僅達(dá)到18.35%。高粱粥消化率整體較低的原因是由于高粱粥中的快速消化淀粉較少，因此較適宜糖尿病人食用。

圖1 高粱粥與銀鷺八寶粥的碳水化合物消化利率對(duì)比Fig.1 Comparison of carbohydrate digestion rates between sorghum porridge and Yinlu Babao porridge

3 結(jié)論

粗糧因難消化，口感差，難熟等不足[25]，大眾接受度不高，而粗糧方便粥可解決當(dāng)代人不愿意花費(fèi)大量時(shí)間去熬粥的問題。在方便粥領(lǐng)域，我國的方便粥產(chǎn)品存在不夠新穎、口感單一等問題，同時(shí)限制了方便粥的發(fā)展[26]。高粱營養(yǎng)粥的研制從以上問題入手，通過試驗(yàn)探究手段整合多種雜糧原料，高粱、糯米、紅豆、黑米添加量和工藝的確定，為高粱粥的感官性質(zhì)提供了保障，營養(yǎng)特性符合GB/T 31116-2014《八寶粥罐頭》標(biāo)準(zhǔn)，研制的高粱營養(yǎng)粥益于消化，高于市售產(chǎn)品的消化率，有廣闊的市場(chǎng)前景。