复合型功能性糙米果汁饮料的研制

张 群

（湖南省农产品加工研究所，湖南 长沙 410125）

糙米的营养功能远胜于同品种稻谷加工的大米。糙米中的蛋白质、脂肪、矿物质及维生素含量均比大米高，糙米富含十多种人体必需成分和生理活性成分，还含众多酶。糙米中酶主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、β-葡聚糖酶、麦芽糖酶、纤维素酶等[1-6]。糙米胚的外层组织质地坚韧，用常规方法炊煮，籽粒内淀粉难以糊化，口感差，有麸渣感，且食用之后难以消化吸收。因此，食用糙米必须经过形态的改变或再次深加工，确保糙米中活性物质的吸收。大米、糙米经形态改变深加工的产品有百合大米乳饮料、糙米茶饮料、糙米露、大米饮料、大米和糙米乳饮料等[7-14]，但糙米和柑橘汁混合加工成复合型糙米果汁饮料的研究未见报道。

柑橘是湖南的特色资源，柑橘中类黄酮含量丰富，主要是柚皮苷和橙皮苷。柑桔类水果具有抗氧化活性、抗癌、预防循环系统疾患、抗炎症、抗过敏以及抗菌等作用。由于类黄酮在柑橘果汁饮料生产中易产生苦味，单独加工饮用有一定的缺陷，故大量的文章中谈到了柑橘汁脱苦、调配的问题。类黄酮在体内可以抗氧化，对人体而言，是一种不可多得的功能性成分，将其脱去无疑是一种浪费。本试验研究将糙米汁与柑橘果汁按一定的比例复合，运用β-环状糊精来包埋苦味物质的方法，研究出一种复合型的功能性糙米柑橘汁饮料，它具有糙米和果汁的功效，色、香、味等品质较好。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糙米（籼型）、柑橘，市场采购；糖化酶（100 000 U/mL）、耐高温 α 一淀粉酶(200 000 U/mL)，枣庄市杰诺生物酶有限公司；DS一1高速组织捣碎机，江苏金城国胜实验仪器厂；TGL一20M台式高速离心机，上海恒科有限公司；手持糖量计（WYT-4型），早州中友光学仪器有限公司；电子天平（FA1104型），上海天平仪器厂；榨汁机（PHILIPS CITRUS 500），飞利浦公司；水浴锅（XMT-DA，带数显调节仪），余姚市亚显仪器仪表有限公司；高效液相色谱仪（Shimadu 2010AT，带 PDA 检测器），Shi－madu公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程 糙米加工工艺流程为：糙米—洗净—晾干—烘烤—粉碎—调浆—糊化—第一次酶解—第二次酶解—灭酶—冷却—离心—过滤—取上清液（米汤）。柑橘果汁加工工艺流程为：柑橘果实—选果—洗净—切开榨汁—原汁—过滤（2～3层纱布）—果汁。功能性糙米柑橘汁饮料加工工艺流程为：果汁与米汤配比—加糖、酸调配—加入复合稳定剂—均质—脱气—罐装—杀菌—分装一成品。

1.2.2 工艺要点 （1）烘烤。温度180℃下烘烤15 min。（2）粉碎。经烘烤后的糙米必须经过粉碎，使之更能适合糊化、酶解的工艺要求。本试验以粉碎后糙米粒过100目筛为标准，并对糙米进行3～5次粉碎，以获得较为粉细的糙米颗粒。（3）调浆。用100℃的沸水以米粉∶水=1∶15（g∶g）冲泡米粉，均匀搅拌。（4）糊化。沸水浴中糊化30 min，边糊化边搅拌。（5）酶解。加入耐高温α－淀粉酶，保持高温，酶解30 min，然后冷却到60℃，加入糖化酶，保温糖化4 h。（6）灭酶。水解液加热至100℃ ，保持5 min，确保酶失活。（7）冷却。将酶解液冷却至室温。（8）过滤、离心，将酶解液过滤，然后3 000 r/min条件下离心20 min，取上清液过200目滤布过滤，收集滤液进行下一步试验。（9）果汁与糙米汁配比。固定可溶性固形物含量为7 Brix，酸pH 3.5。将果汁与糙米汁配以不同的比例，根据口感、颜色确定最佳比例。（10）乳化稳定体系的建立。为了保持产品的口感、稳定性以及良好的外观，在对复合型糙米果汁饮料进行调配的过程中加入一定量的乳化稳定剂及柑橘汁苦味物质掩埋剂。本研究以羧甲基纤维素钠、β-环状糊精、黄原胶、瓜尔豆胶设计4因素3水平的正交试验。稳定效果的评价采用离心沉淀率作为标准（即在4 000 r/min下离心10 min左右，计算沉淀量占总量的百分比）。（11）调配。将稳定剂、酸味剂、糖分别用热水溶解，加入到果汁与糙米汁的混和液中，搅拌均匀至完全混和。每次加入都要搅拌均匀。（12）均质、脱气、罐装。将调配好的浆液加热至70～80℃，热灌装以达到脱气目的，脱气后由于空气含量减少，可防止或减少脂肪氧化，也可提高杀菌效果，加热后迅速灌装，时间过长会影响糙米果汁饮料的品质。（13）灭菌。121℃下杀菌20 min。

2 结果与讨论

2.1 烘烤条件的确定

烘烤温度选取160℃、180℃、200℃，时间选取5、10、15、20 min，分别进行单因素试验，其结果见表l。由表1可知，糙米高温短时烘烤可保留较好的原始米香味，烘烤颜色较好；高温长时间烘烤有较好的烘烤米香味，烘烤程度较重。因此，糙米烘烤温度和时间以180℃、15 min效果较好。

表1 糙米烘烤状态评定

2.2 粉碎方法

经烘烤后的大米必须粉碎，使之更能适合糊化、酶解的工艺要求。本试验以粉碎后米粒过100目筛为标准，并对大米进行3～5次粉碎，以获得较为粉细的糙米颗粒。

2.3 糙米粉糊化加水的比例

糊化时加水量直接影响液化过程和成品品质。加水量过少，糊化液粘度过大，液化时酶与底物不能很好接触，需常搅拌，否则容易导致糊化液局部变质。对于成品，加水量越少，糖度越高，粘度越大；相反，加水量越大，由于复合反应主要生成异麦芽糖，使产品糖度低，粘度也小。单因素试验研究糊化加水量对成品品质的影响见表2。

表2 糙米粉糊化加水比例

2.4 糖化液化条件的确定

糙米的主要成分是糖类，而淀粉占到大米总含量的75%。糙米必须经过充分的酶解，使得糊化液中的直链淀粉分子被剪切成许多短的糊精。本试验将粉碎后的大米加入15倍开水进行搅拌，并在沸水浴中糊化30 min后进行液化、糖化处理。

2.5 α－淀粉酶用量的确定

α－淀粉酶又称液化酶，可随机地作用于淀粉中的α－1,4－糖苷键，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、糊精等还原糖，同时使淀粉的粘度降低。一般随着酶量的增加，达到相同液化程度所需时间逐渐减少，酶的费用和液化时间需同时考虑，以求最佳效果。通过单因素试验，在酶解温度固定的情况下（沸水浴），用不同酶量、不同时间对糙米液化效果进行研究，以测定水解后上清液的固形物含量来选取最佳的液化工艺，其结果见表3。最后确定α－淀粉酶用量为0.12%，液化时间为30 min。

表3 α－淀粉酶用量对糙米液化时间的影响

2.6 糖化酶用量的确定

第2次酶解根据糖化酶的水解特性，采用单因素试验，在糖化酶的最佳酶解温度下，用不同酶量、不同时间对糙米液化后的糖化效果进行研究，通过测定水解后上清液的固形物含量来选取最佳的糖化工艺（表4）。最后确定糖化酶用量0.2%，糖化时间为4 h。

表4 糖化酶水解反应因素与水平

2.7 调配

将果汁、糙米汁按一定的比例混和，加水定容到300 mL，加蔗糖调固形物含量达7 Brix，调酸到pH值3.5。然后缓慢搅拌，品尝评分，确定比例结果见表5。最后确定糙米汁：果汁比例为 50∶50（mL∶mL）。

2.8 稳定体系的确定

表5 糙米汁与果汁的比例

为了保持产品的口感、稳定性以及良好的外观，在对糙米乳进行调配的过程中，加入一定量的乳化稳定剂和其他配料。

利用β-环状糊精、羧甲基纤维素钠、黄原胶、瓜尔豆胶作为糙米果汁饮料的悬浮稳定体系，进行四因素三水平的正交试验，以离心沉淀率来确定最佳配方,离心沉淀率越低饮料的稳定性越好。因素水平表见表6，正交表见表7，水平与指标关系见图1。

表6 悬浮体系的因素水平

图1 水平与指标关系

从表7和图1可看出，A因素在K2值最小，K1和K3值相近；B因素在K3值最小；C因素在K2值最小；D因素在K3值最小。由此确定，最佳悬浮体系为A2B3C2D3，即β-环状糊精0.1‰，羧甲基纤维素钠1.0‰，黄原胶0.4‰，瓜尔豆胶0.3‰。

3 结论

（1）糙米烘烤工艺中，糙米为 180℃，15 min，所得到的糙米具有诱人的香气和良好的色泽。（2）糊化时糙米加15倍开水，沸水浴糊化30 min效果好。（3）液化酶解时α-淀粉酶的添加量为0.12%，液化时间为30 min；糖化酶的添加量为0.2%，糖化时间4 h，液化、糖化效果最好。（4）糙米汁与果汁50∶50（mL∶mL）,调配定容到 300 mL，产品颜色清亮，口感好。（5）加热后柑桔果汁的苦味一般增加，用β-环状糊精作为柑橘果汁的苦味掩埋剂，则柑桔果汁中的苦味物质类黄酮不会影响口感品质，而且保留了其功能性成分。（6）最佳稳定体系为β-环状糊精0.1‰，羧甲基纤维素钠1.0‰，黄原胶0.4‰，瓜尔豆胶0.3‰。（7）本产品感官评价为：甘甜可口，具有米香味和柑桔汁香味，口感细腻爽口，酸甜可口，果汁米香协调，乳液整体呈现柑桔汁清亮黄色，产品放置半个月无分层和结块现象，流动性好。（8）产品检测指标：可溶性固形物含量7 Brix，pH 3.5；细菌总数＜100 cfu/ml，大肠菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未检出；柚皮苷（＜0.054 ug/mL）、橙皮苷（＜0.124 ug/mL）均为未检出，小于检测限[15]。

表7 悬浮体系的正交试验表

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