魏振承，唐小俊，张名位，邓媛元，池建伟，张 雁，张瑞芬

(广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业生物技术研究所，广东广州510610)

红米因其糙米米皮红色而得名，红米稻在我国古代就有种植。目前中国保存的水稻种质资源中，有色稻种占10% 左右，其中红米稻种质有8963份［1］，占据有色稻种的首位。中国传统医学认为红米具有滋阴补肾、健脾开胃的功效。红米含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、多种维生素和矿质元素，如锌、有机锗、硒等;与白米相比，红米中锌、铜、铁、硒、钼、钙、锰等微量元素含量高0.5～3 倍;此外，红米还含有黄酮类化合物、生物碱、植物甾醇以及强心甙和β-胡萝卜素等药用成分［2］。现代医学研究表明，红米能显著提高大鼠高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，提示红米具有提高机体抗氧化能力和防治由氧自由基引起的疾病［3］;红米可降低实验兔的主动脉脂质斑块面积，提高血清HDL-C 和ApoAI水平，降低肝脏活性氧(ROS)，提高血清和肝总抗氧化能力，提高红细胞SOD 活性，具有抗动脉粥样硬化作用［4-5］。美国一份有关中国发酵红米的临床研究报告认为发酵红米含有“Cholestin”，可以有效地降低人体内的胆固醇，功效比大蒜更加显著［6］。研究还发现，红米具有治疗化疗药物引起的静脉炎［7］、放射性湿性皮肤反应［8］、烧烫伤［9］等作用。关于红米的加工利用，有方便米饭［10-11］、色素［12-13］、米酒［14］、婴幼儿食品［15］加工的报道，目前未见红米饮料加工的研究。由于红米含有丰富的淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪和其它活性物质，在制作饮料时极易产生析出和分层，因此本文开展了红米饮料加工技术的研究，旨在解决红米饮料稳定性差的问题。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红米 市购;高温淀粉酶，酶活80000U/g 诺维信公司;蔗糖、琼脂、海藻酸钠、黄原胶、藻酸丙二醇酯(PGA) 均为市购。

胶体磨 廊坊通用机械有限公司;高压均质机 上海科司大均质机电设备有限公司;立式压力蒸汽灭菌器 江阴滨江医疗设备有限公司。

1.2 红米饮料生产工艺流程

1.3 酶解工艺研究

1.3.1 单因素实验 把装有100mL 蒸馏水的烧杯放入恒温水浴锅中预热，达到设定温度后，加入8g 经粉碎和过60 目筛的红米粉，一边搅拌一边加入一定添加量的高温淀粉酶，酶解一定时间后立即用200目滤布过滤，然后干燥称取滤渣重量，计算滤渣重量占红米粉重量百分比。

高温淀粉酶添加量对酶解效果的影响:处理设高温淀粉酶添加量占红米粉重量百分比0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05%，酶解温度均设为90℃，酶解时间6min，3 次重复。

酶解温度对酶解效果的影响:处理设70、80、90、100℃，高温淀粉酶添加量占红米粉重量百分比均设为0.03%，酶解时间6min，3 次重复。

酶解时间对酶解效果的影响:处理设4、6、8、10、12、14、16、18、20min，高温淀粉酶添加量占红米粉重量百分比均设为0.03%，酶解温度90℃，3 次重复。

1.3.2 正交实验 根据单因素实验结果，选取高温淀粉酶添加量、酶解时间、酶解温度为考察因素，每个因素取3 个水平，进行L9(33)正交实验设计，因素水平如表1，以滤渣重量占红米粉重量百分比为指标，对实验参数进行优化。

表1 酶解工艺正交实验因素水平Table 1 The factors and levels of orthogonal experiment for enzymolysis

1.4 红米饮料的稳定性实验

1.4.1 单因素实验 把装有1500mL 蒸馏水的容器放入100℃恒温水浴锅中预热，达到设定温度后，加入120g 经粉碎和过60 目筛的红米粉，一边搅拌一边加入0.45mL 的高温淀粉酶，酶解10min 后立即用200 目滤布过滤。然后加入辅料和稳定剂琼脂、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶后，过胶体磨和均质机，装瓶，封口，121℃20min 灭菌，冷却后按1.4.3 的方法进行感官评分。

琼脂、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶用量对红米饮料稳定性的影响:各稳定剂处理均设稳定剂添加量占饮料重量百分比0、0.025、0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.175、0.2% 9 个处理，3 次重复。

1.4.2 正交实验 把装有1500mL 蒸馏水的容器放入100℃恒温水浴锅中预热，达到设定温度后，加入120g 经粉碎和过60 目筛的红米粉，一边搅拌一边加入0.45mL 的高温淀粉酶，酶解10min 后立即用200目滤布过滤。然后加入辅料和一定添加量的稳定剂后，过胶体磨和均质机，装瓶，封口，121℃20min 灭菌，冷却后按1.4.3 的方法进行感官评分。

根据稳定剂单因素实验的结果，选取琼脂、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶为考察因素，每个因素取3 个水平，进行L9(34)正交实验设计，因素水平如表2，以感官评分为指标，对实验参数进行优化。

表2 稳定剂正交实验因素水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment for stabilizers

1.4.3 感官评定 灭菌后进行感官评定，评定指标包括分层、粘壁物、悬浮物、沉淀物、流动性，10 个经过培训的评定员就上述指标给出分数，最好的10分，最差的1 分，总分按分层分数占50%、粘壁物10%、悬浮物10%、沉淀物10%、流动性20%的权重计算。

2 结果与分析

2.1 酶解工艺对酶解效果的影响

2.1.1 高温淀粉酶添加量对酶解效果的影响 在红米饮料生产中，由于红米含有大量的淀粉，加热后淀粉糊化非常粘稠，为了获得粘度低流动性良好的红米饮料，采用高温淀粉酶对红米粉进行酶解，高温淀粉酶添加量对酶解效果的影响，结果见图1。

从图1 可以看出，不加高温淀粉酶时，由于非常粘稠，难于过滤，导致滤渣占红米粉的重量百分比高达50%以上;加入少量高温淀粉酶后，滤渣占红米粉的重量百分比迅速降低，当酶添加量达到0.02%时，其滤渣占红米粉的重量百分比与酶添加量0.03%、0.04%和0.05%时的结果没有显著性差异。

图1 高温淀粉酶添加量对酶解效果的影响Fig.1 Effect of high temperature amylase dosage on enzymolysis

2.1.2 酶解温度对酶解效果的影响 酶解温度对酶解效果的影响，结果见图2。

从图2 可以看出，随着酶解温度的上升，滤渣占红米粉重量百分比降低，各处理温度之间的滤渣占红米粉重量百分比都有显著性差异。

图2 酶解温度对酶解效果的影响Fig.2 Effect of enzymolysis temperature on enzymolysis

2.1.3 酶解时间对酶解效果的影响 酶解时间对酶解效果的影响，结果见图3。

从图3 可以看出，随着酶解时间的增加，刚开始时滤渣占红米粉的重量百分比降低较快，酶解时间到10min 以后，其滤渣占红米粉的重量百分比下降速度变得缓慢。

图3 酶解时间对酶解效果的影响Fig.3 Effect of enzymolysis time on enzymolysis

2.1.4 酶解工艺正交实验 酶解正交实验设计及结果见表3。

从表3 可以看出，极差结果表明，酶解温度R 值＞酶解时间R 值＞酶添加量R 值，因此各因素对滤渣占红米粉重量百分比影响的顺序为:酶解温度＞酶解时间＞酶添加量;表3 结果还表明最佳酶解工艺组合为A3B3C3，即高温淀粉酶添加量0.04%，酶解温度100℃，酶解时间12min。由于最佳酶解工艺组合未出现在正交实验表中，按照此条件进行验证实验，结果表明滤渣占红米粉重量百分比为13.21%，说明该酶解工艺组合效果较好，可以用于红米淀粉酶解。

表3 酶解正交实验设计及结果Table 3 The design and results of orthogonal experiment for enzymolysis

2.2 稳定剂对红米饮料稳定性的影响

2.2.1 稳定剂单因素实验结果 稳定剂对红米饮料稳定性的影响实验结果见表4。

表4 稳定剂对红米饮料稳定性的影响Table 4 The effect of individual stabilizers on stability of red rice beverage

从表5 可以看出，随着琼脂、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯(PGA)、黄原胶添加量的增加，红米饮料的感官评分呈上升趋势，总体来说当添加量达到0.1%以上时，红米饮料的感官评分上升趋势趋缓，考虑到成本因素，稳定剂用量以0.1%左右为宜。

2.2.2 稳定剂正交实验结果 根据稳定剂单因素实验的结果，以琼脂、海藻酸钠、藻酸丙二醇酯、黄原胶为考察因素，进行L9(34)正交实验设计，以感官评分为指标，对实验参数进行优化。

稳定剂正交实验设计及结果见表5。

从表4 可以看出，极差结果表明，琼脂R 值＞海藻酸钠R 值＞黄原胶R 值＞藻酸丙二醇酯R 值，因此各稳定剂对红米饮料稳定性影响的顺序为:琼脂＞海藻酸钠＞黄原胶＞藻酸丙二醇酯;表5 结果还表明各稳定剂最佳组合为A3B3C1D2，即琼脂用量0.15%，海藻酸钠0.15%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.1%。由于该最佳组合未出现在正交实验表中，且实验组合号为7、8、9 的感官评分结果差距不大，即琼脂用量为0.15%时，其他胶体用量影响极小，因此从生产成本角度考虑，分别按照琼脂用量为0.15%、海藻酸钠0.15%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.10%，以及琼脂用量为0.15%、海藻酸钠0.05%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.05%进行稳定性实验，结果表明琼脂用量为0.15%、海藻酸钠0.15%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.10% 时感官评分为7.99，而琼脂用量为0.15%、海藻酸钠0.05%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.05%时感官评分也达7.92，两者差异不大，综合考虑生产成本因素，可采用琼脂用量为0.15%、海藻酸钠0.05%，藻酸丙二醇酯0.05%，黄原胶0.05%条件，即可获得稳定性较好的红米饮料。

表5 稳定剂正交实验设计及结果Table 5 The design and results of orthogonal experiment for stabilizers

3 结论

综合上述实验结果，红米饮料适合加工工艺为:加热一定体积的蒸馏水至沸腾，加入8%经过粉碎过60 目筛的红米粉，一边搅拌一边加入，然后加入0.04%的高温淀粉酶，100℃酶解12min 后过滤，取滤液加入蔗糖等辅料，以及0.15%琼脂、0.05%海藻酸钠、0.05%黄原胶和0.05%藻酸丙二醇酯等稳定剂，过胶体磨、均质机，然后灌装、封盖、灭菌，贴标、检验合格后即为成品。得到的红米饮料呈淡红色，均匀，无分层现象，口感良好。

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