绿茶米糕研制及其品质分析

李志鑫，徐雪野，张新振，高 洋，琚飞龙，孙 玥，李雪玲，梁 进

（安徽农业大学茶与食品科技学院，农业农村部江淮农产品精深加工与资源利用重点实验室，安徽省农产品加工工程实验室，安徽合肥 230036）

米糕作为日常中的传统食品，通常以糯米作为主要原料经蒸煮加工而成，因其味道软糯香甜，脂肪含量低，深受大众的喜爱[1]。随着现代生活水平的提高，其饮食观念逐渐发生转变，在关注风味口感的同时更加注重营养价值，对米糕产品的需求更加多样化及功能化。然而，目前市场上米糕产品的种类相对较少且口味单一，需要添加一些天然物质比如绿茶粉，来增强米糕产品的风味口感以及营养价值。目前相关研究表明[2-4]，在米糕中添加谷物、果蔬等功能性食材，有利于改善米糕的营养，同时还能提高其产品附加值。

绿茶是我国的主要茶类之一，其中含有一些人体必需的营养物质以及具有保健和药理功效的生物活性成分，具有增强免疫力、抗菌、降血压、降血糖等多种生物学功能[5-6]。目前绿茶的食用价值主要是通过冲泡饮用等方式来实现，但这些方式的利用率偏低，绿茶中营养物质无法充分利用。绿茶作为一种优质的药食两用型资源，若以食品为载体，将其加工应用至食品中，可以合理地利用绿茶中的各种营养物质，将绿茶的功效进一步发挥。此外，添加绿茶还可以丰富食品的风味，从而提高产品竞争力。王超等[7]将绿茶添加到饼干中，研制成绿茶饼干，其产品口感酥脆、营养丰富，并赋予了饼干独特的茶叶香气。

本研究主要以粳米粉和糯米粉为原料辅以绿茶粉研制出绿茶米糕，优化其最佳配方，并对产品的挥发性风味物质、抗氧化活性以及体外消化等品质特性进行分析，以期为绿茶在米糕类食品中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

绿茶 宁波御金香科技有限公司；糯米粉 新乡良润全谷物食品有限公司；粳米粉 宁波市江北五桥粮油有限责任公司；白砂糖 成都太古糖业有限公司；DPPH 试剂、ABTS 试剂 上海试验源叶生物科技有限公司；糖化酶（100 U/mg）、α-淀粉酶（100 U/mg）Sigma 公司；其他化学试剂 均为分析纯。

800Y 高速多功能粉碎机 永康市铂欧五金制品有限公司；LXJ-IIB 低速大容量多管离心机 上海化科试验器材有限公司；UV-9000 紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；DHG-9053A 电热恒温鼓风干燥箱 上海申贤恒温设备厂；JM-A10002电子天平 余姚纪铭称重校验设备有限公司；DKZ-2 电热恒温振荡水浴锅 上海恒一科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 米糕加工工艺 绿茶米糕：将糯米粉、粳米粉、绿茶粉、白砂糖和水按一定比例搅拌均匀进行揉粉，揉粉后进行过筛，将过筛后的米粉放在模具中，在蒸锅（额定电压220 V，额定频率50 Hz，额定功率1300 W）中蒸煮35 min，蒸煮后的米糕立即用保鲜膜密封好，防止其开裂，影响后续实验结果的测定。

对照组米糕：不添加绿茶粉，其余步骤同上。

1.2.2 米糕的感官评价 根据国标GB 7099-2015并稍加修改，由8 名食品专业评审人员组成的评价小组，对绿茶米糕进行感官评分，得分结果去除一个最大值和一个最小值。评分标准采用百分制，包括色泽（20 分）、硬度（20 分）、口感（20 分）、粘性（20 分）和弹性（20 分）共五部分，如表1 所示。

表1 绿茶米糕感官评价评分标准Table 1 Rice cake contained green tea sensory evaluation scoring standard

1.2.3 米糕质构特性的测定 TA 质构仪采用TPA 测试模式，参考汪名春等[8]的方法并进行了适当修改。将蒸煮好的米糕冷却至室温后，将绿茶米糕用模具切成直径为4 cm、厚度为1 cm 的圆柱形，使用P/36R 探头，质构仪的试验参数设定如下：测试前速度为2 mm/s，测试中速度为2 mm/s，测试后速度为2 mm/s，触发力为5 g，目标模式选为strain，并设置成30%，TPA 测试获得的质构参数：硬度、咀嚼度。

1.2.4 绿茶米糕配方工艺优化

1.2.4.1 绿茶米糕综合评分的确定 通常硬度、咀嚼性和胶粘性是米糕类产品品质的主要评价指标[9]。参考罗登林等[10]的方法并略作修改，采用百分制，将质构参数中硬度、咀嚼性作为绿茶米糕品质评价中的质构得分，将色泽、胶粘性、口感、弹性等作为感官得分。感官得分由感官评价小组进行评价所得，硬度和咀嚼度为质构评价指标。质构得分计算公式如下：

式中：Y 为测定值；Y0为测定最小值；Y1为测定最大值。

1.2.4.2 单因素实验设计 在前期预实验基础上，选取绿茶粉添加量（以米粉总重量为基重）、白砂糖添加量（以米粉总重量为基重）和粳糯米粉比例三个因素来进行单因素优化实验。

a.固定绿茶米糕中的白砂糖添加量7.5%和粳糯米粉比例1:1，探究不同绿茶粉添加量（1.5%、3%、4.5%、6%、7.5%）对绿茶米糕综合评分的影响，根据综合得分确定合适的绿茶粉添加范围。

b.固定绿茶米糕中的粳糯米粉比例1:1 和绿茶粉添加量4.5%，探究不同白砂糖添加量（2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%）对绿茶米糕综合评分的影响，根据综合得分确定合适的白砂糖添加量。

c.固定绿茶米糕中的白砂糖添加量7.5%和绿茶粉添加量4.5%，探究不同粳糯米粉比例（1:2、2:3、1:1、3:2、2:1）对绿茶米糕综合评分的影响，根据综合得分确定合适的粳糯米粉比例。

1.2.4.3 正交试验设计 在单因素实验的基础上，在绿茶粉添加量、粳糯米粉比例、白砂糖添加量中选取较为适宜的三个水平，以综合评分为指标，采用三因素三水平的正交试验来优化绿茶米糕的配方工艺。正交试验因素水平如表2 所示。

表2 正交试验设计表Table 2 Orthogonal test design table

1.2.5 电子鼻测定 电子鼻的测定参考Gu 等[11]的方法略加修改，用万分之一天平称取对照组米糕、绿茶米糕样品2 g 置于20 mL 进样瓶中密封，在室温下富集挥发性物质30 min 后，进行电子鼻检测，每个样品重复平行测定3 次。电子鼻设置参数为：手动进样、采样间隔时间5 s、清洗时间150 s、检测时间60 s、归零时间10 s、载气流量300 mL/min。

1.2.6 体外抗氧化测定 通过测定DPPH 自由基清除率、ABTS+自由基清除率和总酚含量，来确定米糕的抗氧化活性。

1.2.6.1 样品提取液的制备 在正交试验的基础上，制备米糕样品，参考Zheng 等[12]的方法并略加修改，将米糕真空冷冻干燥48 h 后，用粉碎机将米糕粉碎并过100 目筛，用万分之一天平称取2 g 样品加入40 mL 体积分数为80%的甲醇溶液混匀，混合液在恒温振荡器中以37 ℃、转速220 r/min，振荡提取2 h，然后将上清液放入离心机中以4000 r/min 离心5 min，结束后将上清液放入4 ℃冰箱中备用。

1.2.6.2 总酚含量的测定 采用Sidair 等[13]的方法并进行适当修改，将上清液从冰箱中拿出，吸取0.5 mL样品提取液至10 mL 离心管中，吸取5 mL 蒸馏水和0.5 mL 福林酚试剂至离心管中，待充分反应5 min后，吸取0.5 mL 预配制的20%碳酸钠溶液加入到离心管中，在暗处避光反应1 h，在紫外分光光度计765 nm 处测定吸光值。根据陈银焕等[14]的方法并略加修改，测定不同浓度没食子酸吸光度，绘制标准曲线来计算出样品中总酚的含量。

1.2.6.3 DPPH 自由基清除率测定 参考Donlao 等[15]的方法，并进行适当修改。用无水乙醇制备DPPH浓度为0.1 mmol/L 的溶液，取1 mL 样品提取液与2 mL 的DPPH 溶液混合均匀，暗处静置反应30 min，用紫外分光光度计于波长517 nm 处测定反应液吸光值为样品组，无水乙醇与样品提取液反应为对照组，无水乙醇与DPPH 溶液反应为空白组，全程尽量暗处操作。计算公式如下：

式中：A样品为样品组吸光值；A对照为对照组吸光值；A空白为空白组吸光值。

1.2.6.4 ABTS+自由基清除率测定 参考Seo 等[16]的方法并略加修改。分别配制7 mmol/L 的ABTS溶液和2.4 mmo/L 的过硫酸钾溶液，将两者1:1 混合，避光反应16 h 后，用无水乙醇稀释溶液直至在紫外分光光度计波长734 nm 下吸光度值为0.70±0.02，得到ABTS 工作液。将ABTS 工作液与样品提取液以8:1 的比例混合均匀混合，置于暗处反应6 min，于紫外分光光度计波长734 nm 处测定溶液吸光度为样品组。对照组为无水乙醇替代ABTS 工作液与样品提取液反应，空白组为无水乙醇替代样品提取液与ABTS 工作液反应。计算公式如下：

式中：A样品为样品组吸光值；A对照为对照组吸光值；A空白为空白组吸光值。

1.2.7 体外消化特性测定 在正交试验的基础上，制备米糕样品。参照文献[17-18]适当修改，用万分之一天平称取经冷冻干燥并粉碎过筛后的样品0.2 g，加入到50 mL 离心管中，与5 mL 醋酸钠缓冲溶液（pH5.2）混合均匀。取出4 mL 糖化酶（20 U/mL）和16 mLα-淀粉酶（6.4 U/mL）制备成混合酶溶液。将样品和混合酶溶液一同置于37 ℃水浴锅中水浴5 min，待水浴结束后，将水浴后的混合酶溶液倒入装有样品的离心管中充分混匀。将离心管放入37 ℃、200 r/min 的恒温振荡水浴锅中水浴，进行米糕的体外模拟消化实验，分别在反应0、10、20、30、60、90、120、180 min 时进行取样，用移液枪取出反应液1 mL，吸取4 mL 无水乙醇对酶进行灭活，4000 r/min离心5 min，保留上清液备用。使用DNS 法测定葡萄糖含量，取上清液和蒸馏水各1 mL，吸取DNS 溶液1.5 mL，一同滴入25 mL 消化管中，在沸水中水浴5 min。冷却后用蒸馏水定容至25 mL，然后将紫外分光光度计波长设为510 nm，对溶液进行吸光值的测定。根据葡萄糖标准曲线，计算米糕体外消化液中的还原糖含量，然后计算其淀粉水解率。根据文献计算样品中快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）值。计算公式如下：

式中：T20—消化20 min 时生成的葡萄糖含量（mg）；T120—消化120 min 时生成的葡萄糖含量（mg）；FG—消化前淀粉中的葡萄糖含量（mg）；TSC—样品中总淀粉含量（mg）。

1.3 数据处理

正交试验设计与分析由正交设计助手生成；Microsoft Excel 2021 版进行数据处理和分析；使用Origin 2019 软件进行绘图；运用IBM SPSS Statistics 软件对正交试验的数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 绿茶粉添加量对米糕综合评分的影响 绿茶粉添加量能够影响米糕综合评分。由图1 显示，随着绿茶粉添加量的增加，绿茶米糕的综合评分呈现出先增加后减小的趋势。当绿茶粉添加量为1.5%时，绿茶米糕中的茶香味并不明显，导致综合评分较低。随着绿茶粉添加量为3%时，茶香味逐渐变得浓郁，硬度和咀嚼性适中，综合评分达到最大值。继续添加绿茶粉，会使绿茶米糕的外观变得粗糙，出现苦味，颜色逐渐变深变暗，硬度逐渐变大，感官评分和质构评分下降，综合评分显著降低（P<0.05）。因此正交试验中选择绿茶粉添加量为2.5%、3%、3.5%三个水平。

图1 绿茶粉添加量对米糕综合评分的影响Fig.1 Influence of green tea powder addition amount on comprehensive score of rice cake

2.1.2 白砂糖添加量对米糕综合评分的影响 白砂糖添加量也是米糕综合评分的重要优化因素。由图2可以看出，随着白砂糖添加量的增加，绿茶米糕的综合评分呈现出先升高后降低的趋势。白砂糖添加量从2.5%增加到7.5%时，综合评分显著增高并达到最大值；白砂糖添加量由7.5%增加至12.5%时，综合评分显著下降（P<0.05）。当白砂糖添加量过少时，绿茶米糕味道寡淡感官评分下降，综合评分降低。白砂糖添加量在7.5%时，综合评分达到最大值，当继续增加白砂糖，绿茶米糕甜味过重且发腻，感官评分降低，综合评分下降。因此正交试验中选择白砂糖添加量为7%、7.5%、8%三个水平。

图2 白砂糖添加量对米糕综合评分的影响Fig.2 Influence of sugar addition amount on comprehensive score of rice cake

2.1.3 粳糯米粉比例对米糕综合评分的影响 粳糯米粉比例也是影响米糕品质的重要因素。由图3 可以看出，不同粳糯米粉比例制作而成的绿茶米糕，随着粳米粉比例不断的增加，综合评分呈现出先升高后降低的趋势。粳糯米粉比例主要影响了绿茶米糕的硬度、咀嚼度、粘性，在粳糯米粉比例为2:3 时，综合评分达到最大值。因此正交试验中选择粳糯米粉比例为1:2、2:3、1:1 三个水平。

图3 粳糯米粉比例对米糕综合评分的影响Fig.3 Influence of japonica glutinous rice flour ratio on comprehensive score of rice cake

2.2 正交试验结果

由表3 可知，通过分析极差R 值的大小可以得出各因素对绿茶米糕综合评分的影响效果依次为绿茶粉添加量>粳糯米粉比例>白砂糖添加量，绿茶米糕配方最优组合为A2B1C2，即绿茶粉添加量3%、粳糯米粉比例为1:2、白砂糖添加量7.5%。在此配方条件下制作的绿茶米糕，呈现黄绿色、色泽均匀，口感细腻、软硬适中、粘性适中、茶香浓郁，综合评分为85.60 分。

表3 正交试验设计方案及结果Table 3 Orthogonal test design scheme and results

对绿茶米糕的正交试验结果进行方差分析，结果如表4 所示。绿茶粉添加量和粳糯米粉比例对绿茶米糕综合评分均有显著影响（P<0.05），这一结果与表3 中的极差值相符。

表4 正交试验方差分析表Table 4 Analysis of variance of orthogonal test

2.3 电子鼻分析

对两种米糕样品进行电子鼻检测，通过传感器对挥发性风味物质进行收集与分析，并转化成响应值，根据响应值的大小绘制出雷达图如所示，响应值的大小对应了米糕中挥发性物质含量的高低[19]。

由雷达图4 可以看出，两组米糕的挥发性风味物质在W5S（氧氮化合物）、W2W（有机硫化合物）和W1W（无机硫化合物）传感器的响应值区别较为明显。相较于对照组米糕，绿茶米糕在W1W 传感器、W2W 传感器、W5S 传感器响应值较高，这有可能是绿茶的添加使米糕的氧氮化合物、有机硫化合物、无机硫化合物的含量有所增加。王宝怡等[20]利用电子鼻技术对绿茶香气成分进行分析，发现绿茶中含有氮氧化合物、硫化物等物质，与本实验结果相符。结果表明，加入绿茶后米糕的挥发性风味物质与对照组米糕具有一定的差异性。

图4 对照组和绿茶米糕的电子鼻雷达图Fig.4 Electronic nose radar of control group and rice cake contained green tea

对两种米糕使用PCA 来进行统计分析，可以突出两种米糕挥发性风味物质的差异，方差贡献率越高，说明反应综合原始变量的能力越强。当总成分的方差贡献率大于85%时，就已经表明了具有一定的合理性和可行性[21]。由图5 可知，主成分1 的方差贡献率为83.40%，主成分2 的方差贡献率为11.50%，总成分贡献率为94.90%，说明该结果已经可以反映出两种样品的大部分特征信息，同时图中的两种样品的挥发性物质所在的区域存在了一定的距离，并且没有重叠现象，说明了两种米糕的挥发性风味物质存在较大的差异，可以得到很好的区分[22]。

图5 对照组和绿茶米糕的电子鼻主成分分析图Fig.5 Main component analysis of electronic nose of control group and rice cake contained green tea

2.4 绿茶米糕抗氧化活性分析

在研究抗氧化能力时，ABTS+自由基清除能力、总酚含量、DPPH 自由基清除能力是常用的指标[23]。图6 体现了绿茶米糕和对照组米糕的总酚含量以及ABTS+自由基、DPPH 自由基的清除能力，可以看出在总酚含量上，绿茶米糕（107.68±0.53）μg/mL 显著高于对照组米糕（13.98±0.43）μg/mL（P<0.05），是对照组米糕的7 倍；在ABTS+自由基清除率上，绿茶米糕95.53%±1.25%显著高于对照组米糕55.11%±1.36%（P<0.05）；在DPPH 自由基清除率上，绿茶米糕98.36%±0.35%显著高于对照组米糕23.00%±1.53%（P<0.05），是对照组的4 倍。这可能是由于绿茶粉的加入，显著提高了总酚含量、DPPH 自由基清除率和ABTS+自由基清除率，提高了米糕的抗氧化能力。

图6 对照组米糕和绿茶米糕的抗氧化活性Fig.6 Antioxidant activities of control group and rice cake contained green tea

目前一些相关研究表明，将绿茶应用在蛋糕和茶酒中，产品也具有较高的抗氧化能力[24-25]。这可能是由于绿茶中含有较多的茶多酚和茶多糖，茶多酚增加了总酚含量，并且茶多酚和茶多糖具有清除自由基的功能，显著提升了米糕的抗氧化能力。茶多酚作为茶叶中重要的生物活性成分，可以当做天然的抗氧化剂，绿茶的许多保健医疗功能，如抗癌、增强免疫力、降血糖等，都与绿茶具有强大的清除自由基能力和抗氧化活性有一定的关系[26]。茶多糖是茶中重要的生物活性成分之一，有诸多医疗保健功能引起了人们的关注。Xu 等[27]从普洱茶中分离出的多糖，在DPPH、ABTS、FRAP、FIC 测定实验中，表现出良好的抗氧化能力。Chen 等[28]从乌龙茶中提取水溶性多糖，在羟基自由基清除测定和抑制脂质过氧化测定实验中，茶多糖显示出强大的抗氧化活性。

本实验结果说明绿茶经过蒸煮加工后，仍保留一定的抗氧化活性物质。由此可见，与传统未添加绿茶的米糕相比，通过添加绿茶研制的米糕能增强其抗氧化功能。

2.5 绿茶米糕淀粉体外消化特性分析

如图7 所示，通过体外消化实验，得到米糕的淀粉水解速率。实验结果表明，两种米糕在0～180 min内淀粉水解速率的变化趋势大体上是相似的，但绿茶米糕淀粉水解速率总体上升趋势比对照组米糕淀粉水解速率要低。在消化过程的前30 min，淀粉在α-淀粉酶及糖化酶的作用下分解为还原糖，淀粉水解率迅速上升；在30～120 min 内，淀粉分子不断被水解，与酶结合的位点减少，反应速率减慢，但整个消化过程产生的产物仍在增加[29]，淀粉水解率继续上升。在120 min 后，淀粉水解速率逐渐趋于平衡。由此可见，绿茶粉对米糕中的淀粉水解速率起到了抑制的作用，这主要是因为绿茶粉的添加，增加了米糕中的膳食纤维、茶多酚和茶多糖，这些物质起到了抑制的作用。目前的相关文献显示，茶多酚可以有效抑制α-淀粉酶和糖苷酶的活性[30]，茶多糖与膳食纤维可以和淀粉通过氢键、分子间作用力等作用形成复合物，改变了淀粉体系，防止淀粉酶水解[31-32]，导致了绿茶米糕消化率低于对照组米糕。李梦菲等[17]将黄茶添加到锅巴中，降低了锅巴的体外消化率，这与本研究结果相一致。综上，添加绿茶后米糕的体外消化速率呈现降低趋势。

图7 对照组米糕和绿茶米糕的淀粉水解率Fig.7 Starch hydrolysis rate of control group and rice cake contained green tea

根据淀粉水解的速率和比例，可分为快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）。快速消化淀粉（RDS）通常在被人体食用后，迅速水解成葡萄糖，并提供身体所需的能量。慢消化淀粉（SDS）是在小肠中缓慢水解成葡萄糖，以维持正常血糖水平的一部分淀粉。此外，还有一小部分淀粉仍未被消化酶水解，进而被肠道微生物转化为短链脂肪酸，这种类型的淀粉被称为抗性淀粉（RS）[33]。当抗性淀粉（RS）含量提高，快速消化淀粉（RDS）含量降低，是控制血糖的一种有效途径[34]。从表5 数据中可以看出，绿茶米糕RDS 值低于对照组米糕，绿茶米糕RS 值高于对照组米糕。魏香玉等[35]将绿茶粉加入到高粱挂面中，高粱挂面中RDS 值降低，RS 值上升，与本研究结果相似。本研究将绿茶引入米糕中，能够降低米糕淀粉水解率，且抗性淀粉（RS）含量提高，快速消化淀粉（RDS）含量降低。

表5 对照组米糕和绿茶米糕的淀粉组成Table 5 Starch composition of control group and rice cake contained green tea

3 结论

本研究利用粳米粉、糯米粉为主要原料，并添加绿茶粉研制绿茶米糕，通过单因素实验和正交试验获得绿茶米糕最佳配方：绿茶粉添加量3%、粳糯米粉比例为1:2、白砂糖添加量7.5%，在此配方条件下制作的绿茶米糕，呈现黄绿色、色泽均匀，口感细腻、软硬适中、粘性适中、茶香浓郁。通过电子鼻分析绿茶米糕和对照组米糕，两种米糕的挥发性物质差异主要来源于氧氮化合物、硫化合物。抗氧化活性检测显示，添加绿茶后，米糕的总酚含量及自由基清除能力显著提高（P<0.05）。通过体外消化实验表明，绿茶米糕比对照组米糕淀粉水解率要低，抗性淀粉增加，快速消化淀粉降低。综上，米糕中添加适当的绿茶可以提高产品的品质，增强米糕的风味，降低消化速率，同时还能增强其抗氧化能力。