袁芳，李丽 ，黄秋婵，邱诗铭，李文，孙健

1.广西民族师范学院生物与食品工程学院（崇左 532200）；2.广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所（南宁 530007）；3.广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室（南宁 530007）；4.崇左市环境保护监测站（崇左 532200）

红色糯米饭是五色糯米饭的其中一种，在我国的西南地区及东南亚国家的部分少数民族地区有制作五色糯米饭的习俗[1-4]。随着国内旅游业的蓬勃发展，五色糯米饭已逐渐成为独具民族特色的旅游食品，因此将五色糯米饭的制作工艺实现产业化、标准化，不仅有利于提高五色糯米饭的市场价值，还能弘扬民族文化。

红色糯米饭是利用红蓝草（Peristrophe bivalvis）中的天然植物色素将糯米染色后蒸制而成的。红蓝草，属于菊超目（Asteranae），爵床科（Acanthaceae），观音草属（Peristrophe），主要分布在我国、东南亚国家及非洲少数地区，来源很丰富[5-7]。红蓝草含有丰富的黄酮类[8]、萜类、甾体及其苷类[9]、苯丙素类[10]、生物碱[11-12]等物质，被用于传统药物中，用于治疗肺结核、咯血、充血、支气管炎和扭伤[5-6,13]。此外，研究表明红蓝草提取物具有保肝护肝作用，可以缓解高脂血症和炎症反应[14-15]，能抑制肝癌细胞和急性白血病细胞[16]，调节免疫功能[17]，其乙醇提取物有抗蛇毒活性[18]，急性毒性和亚慢性毒性研究显示红蓝草无毒副作用[6,19]。因此，用红蓝草制作红色糯米饭不仅具观赏性，还有民族性、功能性，更解决了合成色素的安全性问题。

目前，红色糯米饭的制作工艺关键控制点不明确，品质不稳定，不适合产业化。试验以红蓝草和糯米为原料，通过优化红色糯米饭制作过程中的色素提取、染色工艺、蒸煮条件等环节，确定最佳工艺，以期为红色糯米饭的工业化生产及红蓝草红色染料的开发应用提供一定的技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红蓝草（叶子背面带毛），从南宁市采购；糯米（天等大糯），从崇左市农贸市场采购；HW580B恒温箱，常州恩培仪器制造有限公司；FTC/TMS-Pilot质构仪，美国FTC公司；WSC-S色差仪，上海仪电物理光学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 制作工艺

新鲜红蓝草洗净晾干→切段→捣碎→加热水浸提→过滤→滤液冷却→按照料液比13∶30（g/mL）将糯米倒入滤液浸泡→过滤→沥干糯米→蒸煮→评价分析

1.2.2 单因素试验

分别对红蓝草色素提取料液比（1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶35和1∶45 g/mL）、色素提取温度（60，70，80，90和100 ℃）、色素提取时间（0.5，1，2，3和5 min）、糯米浸泡温度（0，10，20，30和40 ℃）、糯米浸泡时间（4，6，8，10和12 h）、糯米饭蒸煮时间（30，40，50，60和70 min）等做单因素试验，通过色差、质构、综合感官评分初步确定各因素的最佳水平。

1.2.3 响应面试验因素水平设计

为了确定红蓝草提取液的最佳工艺，在单因素试验的基础上，以色素提取料液比、色素提取温度、色素提取时间三个因素为自变量，感官评分为响应值，设计三因素三水平响应面试验，其因素编码及水平设计见表1。

表1 响应面试验因素水平设计

1.3 红色糯米饭品质分析

1.3.1 感官分析

参考GB/T 15682—2008加以修改，选12名食品专业的人员对新蒸熟并冷却至室温的红色糯米饭的气味（15分）、外观结构（45分）、适口性（30分）和滋味（10分）4个方面进行感官评分，总分为100分。

1.3.2 质构分析

参考刘巧真[20]、陈轩等[21]的方法，采用饭饼法测定红色糯米饭的质构特性。选用直径为10 mm的圆柱压缩探头。测试条件：起始力0.375 N，测试速度60 mm/min，回程速度60 mm/min，压缩比60%。每个样品平行测试8次，测得硬度、黏附性、弹性，各去除最大和最小值后取平均值。

1.3.3 色差分析

参考张玉荣等[22]的方法略作修改。每个样品重复测定5次，记录L*值、a*值和b*值，各去掉最大值和最小值后取平均值。

1.4 数据处理与统计分析

采用SPSS 17.0软件对试验数据进行统计分析，使用Duncan法比较平均值之间的差异性，用Excel 2010软件做表。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 色素提取料液比对红色糯米饭品质的影响

从表2可以看出，不同色素提取料液比对应的糯米饭颜色差异很大，料液比越大，L*值越小，说明颜色越深，但当料液比达1∶5（g/mL）时，糯米饭色泽太暗，而当料液比为1∶15～1∶45（g/mL）时，颜色太淡，且由于b*值较大，导致整体色泽偏黄，因此从颜色上判断，1∶10（g/mL）是最佳的料液比。色素提取料液比对糯米饭的硬度有一定影响，统计分析表明，1∶5（g/mL）时硬度最大，与1∶10（g/mL）差异显著（p＜0.05），当料液比超过1∶15（g/mL）后，糯米饭硬度变化不显著（p＞0.05），各料液比对糯米饭的黏附性和弹性都没有显著影响（p＞0.05）。在此次试验中，色素提取料液比为1∶10（g/mL）时，红色糯米饭的综合感官评分最高，因此选择1∶10（g/mL）作为最佳色素提取料液比。

表2 色素提取料液比对红色糯米饭品质的影响

2.1.2 色素提取温度对红色糯米饭品质的影响

从表3可以看出，色素提取温度主要影响红色糯米饭的颜色，对硬度、黏附性、弹性的影响不大。提取温度为60和70 ℃时，颜色太淡；80和90 ℃时，糯米饭的色泽较好，且颜色鲜红；100 ℃时，红色糯米饭的色泽偏暗，不够鲜艳。统计分析表明，色素提取温度为60和70 ℃时，糯米饭的L*值与80，90和100 ℃时差异显著（p＜0.05），色素提取温度为80 ℃的a*值与其他组的差异均显著（p＜0.05）。结合感官评分看，色素提取温度在80和90 ℃时，糯米饭的质量较好，其中80 ℃时评分最高，所以选择80 ℃作为最佳色素提取温度。

表3 色素提取温度对红色糯米饭品质的影响

2.1.3 色素提取时间对红色糯米饭品质的影响

从表4可知，色素提取时间对红色糯米饭的颜色影响很大，随着提取时间的增长，L*值下降，且色素提取时间为2 min的L*值与其他提取时间差异显著（p＜0.05），色泽由浅到深变化很明显，a*和b*值先上升后下降，色素提取时间太短，色素提取不够充分，导致渗入糯米中的色素太少，糯米饭颜色太浅。色素提取时间为2 min时，糯米饭颜色鲜红有光泽，随着提取时间延长，糯米饭的颜色开始变成暗红、无光泽。不同的色素提取时间对糯米饭的硬度没有显著影响（p＞0.05），但是色素提取时间为2 min的黏附性和弹性均比3 min时的好。综合外观和适口性，色素提取时间2 min为最佳，此时感官综合评分也显著高于其他提取时间（p＜0.05），所以选择2 min为最佳色素提取时间。

表4 色素提取时间对红色糯米饭品质的影响

2.1.4 糯米浸泡温度对红色糯米饭品质的影响

从表5可知，糯米浸泡温度对红色糯米饭的颜色和质构均有一定的影响。随着温度升高，糯米饭的L*值呈下降趋势，其中糯米浸泡温度0 ℃时L*值显著高于其它组（p＜0.05），说明色泽由浅变深较明显，而10，20和30 ℃三者的L*、a*、b*值差异不显著（p＞0.05），说明这3个处理的糯米饭外观颜色没有差异，但糯米浸泡温度为0 ℃时，糯米饭颜色偏淡，40 ℃时色泽偏暗。在质构方面，糯米浸泡温度为10和20 ℃的硬度、黏附性、弹性均没有显著差异（p＞0.05），且软硬适中有弹性，糯米浸泡温度为40 ℃时，糯米饭过软，感官评价较低，糯米浸泡温度为30 ℃时，糯米饭的黏附性、弹性显著下降（p＜0.05），但并未因此影响感官评分。糯米浸泡温度为10，20和30 ℃的综合感官评分相对较高，且三者没有显著差异（p＞0.05），因此选择20 ℃作为糯米最佳浸泡温度。

表5 糯米浸泡温度对红色糯米饭品质的影响

2.1.5 糯米浸泡时间对红色糯米饭品质的影响

由表6可知，糯米浸泡4 h与浸泡6 h，两者糯米饭的L*、a*、b*值均差异显著（p＜0.05），前者浸泡时间太短，渗入糯米的色素还不够多，糯米饭颜色偏淡，糯米浸泡6～12 h，L*、a*值的变化均很小，浸泡10和12 h，糯米饭的b*值显著高于浸泡6 h的样品（p＜ 0.05），表现为颜色稍微偏黄，不够鲜红。在质构方面，糯米浸泡4 h，糯米饭的硬度显著高于其他组，感官上表现为略硬，超过10 h，糯米饭的黏附性显著增大（p＜0.05），感官表现为太黏，糯米浸泡6和8 h时，糯米饭软硬适中，黏弹性很好且颜色最好，综合感官评分最高。因此，选择6 h作为最佳糯米浸泡时间。

表6 糯米浸泡时间对红色糯米饭品质的影响

2.1.6 糯米饭蒸煮时间对红色糯米饭品质的影响

从表7可知，糯米饭蒸煮时间对其颜色的影响很小，感官上差异较小，各组的L*、a*值均没有显著差异（p＞0.05）。蒸煮30～60 min，b*值的变化不显著（p＞0.05），蒸煮70 min与40 min的b*值有显著差异（p＜0.05）。在质构方面，蒸煮时间对硬度没影响，但是蒸煮30 min的糯米饭弹性稍差，蒸煮40～70 min，糯米饭的黏附性和弹性均没有显著变化（p＞0.05）。在此次试验条件下，糯米饭蒸煮30～50 min感官评分差异不显著，但以蒸煮40 min的糯米饭总分最高，所以选择40 min作为糯米饭最佳蒸煮时间。

表7 糯米饭蒸煮时间对红色糯米饭品质的影响

2.2 响应面法优化红色糯米饭制作工艺

2.2.1 响应面试验设计

制作红色糯米饭的单因素试验显示红蓝草色素提取液制备条件对其品质影响最为显著，因此选择色素提取料液比（A）、色素提取温度（B）、色素提取时间（C）作为自变量，综合感官评分为响应值（Y），每个变量因子均设3个水平，采用Design-Expert 10.0.4软件中Box-Behnken的试验设计原理进行优化设计，因素水平设计及结果见表8。

表8 试验方案和结果

2.2.2 回归方程和方差分析

采用Design-Expert软件对表8和表9中试验结果进行响应曲面分析，得到回归方程：

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

根据试验结果进行方差分析，由表9可知，模型F=29.78，p=0.000 1，表明该方程拟合度较好，失拟项不显著（p=0.213 6＞0.05），表明该模型具有统计学意义[23]。该模型的相关系数R2=0.974 5，校正相关系数R2Adj=0.941 8，表明红色糯米饭的实际值与预测值具有很好的一致性。综上所述，该模型拟合程度较好，误差较小，可用此模型对红蓝草制作红色糯米饭的工艺条件进行分析和预测。根据回归方程一次项系数绝对值的大小可知，影响红色糯米饭感官的主次因素为B（色素提取温度）＞C（色素提取时间）＞A（色素提取料液比）。模型的一次项A、B、C对响应值的影响均显著，其中一次项B达到极显著（p＜ 0.01），交互性BC对响应值影响显著（p＜0.05），二次项A2、B2、C2对响应值的影响极显著（p＜0.01）。

2.2.3 最优工艺条件确定与模型验证

运用Design Expert 10.0.4软件的优化算法可确定出该最大响应值（86.7分），此时各因素对应的取值为色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取温度81.9 ℃、色素提取时间1.80 min。为了操作方便，色素提取温度调整为82 ℃。综合以上单因素与响应面试验的结果分析得出红色糯米饭制作的最佳工艺条件：色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取温度82 ℃、色素提取时间1.8 min、糯米浸泡温度20 ℃、糯米浸泡时间6 h、糯米蒸煮时间40 min。在优化的工艺条件下制作红色糯米饭，其综合感官评分为（85.7±2.7）分，这与模型的预测值基本一致，进一步验证了上述模型的可靠性。

3 结论

试验考察了以红蓝草为原料，从中提取红色素后浸泡和蒸煮糯米的工艺路线。结果表明，红蓝草制作红色糯米饭的关键在于色素的提取条件，色素提取液成分复杂，在色素提取、糯米饭浸泡染色、蒸煮过程中，色素成分不断发生变化，与糯米中的大分子相互作用后，最终呈现红色。通过单因素试验和响应面试验方法分别对红色糯米饭的制作工艺和红蓝草提取液的条件进行了优化，最终确定的最佳制作工艺为色素提取料液比1∶10.4（g/mL），色素提取温度82 ℃，色素提取时间1.8 min，糯米浸泡温度20 ℃，糯米浸泡时间6 h，糯米蒸煮时间40 min。在优化的工艺条件下制作红色糯米饭，其综合感官评分为（85.7±2.7）分。在最佳工艺条件下制作的红色糯米饭具有浓郁的红蓝草香气，外观与内部颜色鲜红，有光泽，软硬适宜，有弹性。此次研究可以为红蓝草制作红色糯米饭、进一步实习标准化生产提供技术参考。