米糠茶飲料加工工藝研究

王烈喜，陳 瓊，陳黎斌，朱慶玲

(廣東食品藥品職業(yè)學院，廣東廣州 510520)

從稻谷到糙米，從糙米到精米，所經(jīng)歷的每一道加工程序都意味著營養(yǎng)的流失，以至于通過米飯進入人體的營養(yǎng)不到整個稻谷營養(yǎng)的30%。而這些流失的營養(yǎng)主要集中在稻谷的種皮和胚中，統(tǒng)稱為米糠。米糠作為稻谷的主要副產(chǎn)物，其質(zhì)量約占稻谷籽粒的7.5%～8.0%，但其富含的各種營養(yǎng)元素和生理活性物質(zhì)約占稻谷籽粒的64%。長期以來，米糠多被作為畜禽飼料原料加以利用，其寶貴的資源性價值遠未被充分開發(fā)。我國是世界上最大的稻米生產(chǎn)國，年產(chǎn)米糠1 000萬t以上，有效利用米糠資源具有重要的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實意義。

茶葉的營養(yǎng)成分極為豐富，且含有多種功能物質(zhì)，其中所含的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、碳水化合物及各種維生素和礦物質(zhì)等，基本上都是人體所必需的成分[1]，而且茶葉對預防心腦血管疾病、防癌抗癌、抗衰老、抗輻射等有極大的功效。

筆者將米糠與綠茶進行有機結合，通過現(xiàn)代飲料加工技術開發(fā)出一種復合型保健茶飲料。該飲料香味自然濃郁、口感鮮美，帶有綠茶的自然清香，兼具茶葉的保健功能與稻谷的營養(yǎng)價值。

1 材料與方法

1.1材料供試原料：米糠，江西產(chǎn)926晚秈稻，江西贛糧米業(yè)有限公司；速溶綠茶粉，大閩食品(漳州)有限公司；一級白砂糖。主要試劑：羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、黃原膠、結冷膠、單甘酯、蔗糖酯，均為食品級。主要設備：雙螺桿擠壓機、超微粉碎機、快速水分測定儀、電動攪拌機、膠體磨、均質(zhì)機、滅菌鍋。

1.2方法

1.2.1工藝流程。米糠茶飲料加工工藝流程見圖1。

圖1 米糠茶飲料加工工藝流程

1.2.2工藝要點。

1.2.2.1米糠穩(wěn)定化。將新鮮米糠加水調(diào)配，控制水分含量為25%，送入單螺桿擠壓機中，控制加熱溫度為130 ℃進行擠壓處理，冷卻至室溫，分別在真空干燥箱內(nèi)常溫干燥至水分含量10%，密封保存，待測。

1.2.2.2超微粉碎。干燥后的米糠用粉碎機進行超微化處理，并過180目篩，得米糠細粉。

1.2.2.3米糠粉糊化。邊攪拌邊加入米糠粉于60 ℃左右的軟水中，至米糠粉完全溶解后，將水溫升至90 ℃，在攪拌狀態(tài)下保持15 min。

1.2.2.4茶粉溶解。稱取一定量的綠茶粉，于65 ℃的熱水中充分溶解，過濾，取濾液備用。

1.2.2.5混合調(diào)配。將適量的奶粉用50 ℃溫水充分溶解，復配穩(wěn)定劑和白砂糖混勻后在60 ℃熱水中溶解，將所有物料混合均勻，加水至配方所需量。

1.2.2.6均質(zhì)。控制均質(zhì)溫度為70 ℃，對物料進行2次均質(zhì)，第1次均質(zhì)壓力為30 MPa，第2次均質(zhì)壓力為40 MPa。

1.2.2.7滅菌。殺菌溫度121 ℃，時間15 min。

1.2.3脂肪酸值快速測定[2-3]。

1.2.3.1浸出。精確稱取不同方法處理后的試樣4.00～5.00 g于帶塞錐形瓶中，用移液管加入50 ml乙醚乙醇混合液，加塞搖動幾秒鐘，打開塞子放氣，再蓋緊瓶塞振蕩30 min，取出，將瓶傾斜靜置數(shù)分鐘，使濾液澄清。

1.2.3.2過濾。用快速濾紙過濾，棄去最初幾滴濾液后，收集于錐形瓶中。

1.2.3.3滴定。將25 ml濾液移入錐形瓶中，再用量筒量取25 ml乙醚乙醇混合液加入錐形瓶中，用移液管加入1%酚酞乙醇溶液0.5 ml，立即用氫氧化鉀標準溶液滴定至微紅色30 s不消失為止。記下所耗用的氫氧化鉀標準溶液毫升數(shù)(V)。

1.2.3.4空白試驗。取25 ml乙醚乙醇混合液，并加入1%酚酞乙醇溶液0.5 ml，同“1.2.3.3”用氫氧化鉀標準溶液滴定，記下所耗用的氫氧化鉀標準溶液毫升數(shù)(V0)。

1.2.3.5結果計算。游離脂肪酸具體計算公式如下：

式中，V為滴定時消耗0.05 mol/L氫氧化鉀標準溶液的量(ml)；V0為空白試驗滴定時消耗1 mol/L氫氧化鉀標準溶液的量(ml)；N為滴定時所用氫氧化鉀的濃度(mol/L)；G為樣品的重量(g)；0.282為油酸的毫克當量數(shù)；50為浸泡試樣用乙醚乙醇混合液體積(ml)；25為用于滴定的濾液體積(ml)；17%為米糠含油量。

1.2.4飲料穩(wěn)定性測定[4-5]。在有刻度的離心管中，準確加入配制好的飲料10 ml，然后在3 500 r/min離心速度下離心15 min，除去上層液，準確稱取沉淀物重量，利用以下公式計算沉淀率：

2 結果與分析

2.1米糠擠壓穩(wěn)定化工藝米糠在生產(chǎn)出來之后，由于其中的脂肪酶等作用，容易產(chǎn)生游離脂肪酸(FFA)。隨著FFA含量的增加將導致米糠的營養(yǎng)品質(zhì)急劇下降，因此，米糠加工之后必須盡快進行穩(wěn)定化處理，控制其游離脂肪酸含量的增加。目前常用的米糠穩(wěn)定法有干法、濕法、微波法和擠壓法。筆者課題組查閱大量文獻，通過綜合考慮穩(wěn)定效果和營養(yǎng)成分的保留，決定選擇擠壓法作為米糠穩(wěn)定化方法。

取等量的新鮮米糠加入不同量的軟水進行調(diào)漿，將含水率分別為10.95%(原糠)、15%、20%、25%、30%的米糠送入單螺桿擠壓機中，不同溫度處理后米糠的游離脂肪酸值結果如圖2所示。

圖2 不同含水量米糠經(jīng)不同溫度擠壓處理后游離脂肪酸值變化情況

由圖2可以看出，在含水量相同的條件下，F(xiàn)FA隨溫度的升高而逐漸降低；在相同溫度下，F(xiàn)FA隨含水量的遞增也降低。在溫度為130 ℃、含水量為30%的情況下，經(jīng)擠壓處理，米糠中的FFA能降低到3.18%，滿足長期儲藏的要求。當含水量降低到25%時，在同樣的條件下處理，米糠中的FFA能降低到3.24%，符合長期保存的條件。含水量在25%～30%，其FFA沒有顯著差異。因此，從節(jié)約能源角度選擇含水量為25%較為恰當。在擠壓過程中隨著米糠含水量的提高，有利于FFA的降低，可能是因為水的良好傳熱性，使得擠壓過程中溫度分布更均勻，酶失活效果更好。

2.2米糠茶配方調(diào)制試驗米糠茶飲料的調(diào)配過程中，米糠粉與茶粉的配比是影響成品質(zhì)量的關鍵。試驗選擇米糠粉與茶粉的比例分別為2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1添加量分別為4%、6%、8%進行試驗。試驗后組織13名評判員進行感官評定和12 h后的穩(wěn)定狀態(tài)觀察，對飲料品質(zhì)進行判定，結果見表1。

表1 米糠粉與茶粉的配比對飲料品質(zhì)的影響

注：--表示品質(zhì)極差；-表示較差；+表示一般；++表示較好。

從表1中可以發(fā)現(xiàn)，隨著米糠粉含量的增加，飲料口感逐步變好，穩(wěn)定性有先變好后變差的趨勢。當米糠粉與茶粉的比例為4∶1，添加量為6%時飲料品質(zhì)最好。另外，為了使米糠茶飲料能形成更好的形態(tài)與口感，在調(diào)配過程中加入1.5%奶粉和5.5%白砂糖等輔料。

所以，在1 000 ml米糠茶飲料中添加48 g米糠粉、12 g綠茶粉、15 g奶粉和55 g白砂糖，所得成品風味最佳。

2.3穩(wěn)定劑配比試驗米糠茶飲料由多種成分組成，體系較為復雜，單靠高壓均質(zhì)等機械能作用將難以達到使體系穩(wěn)定化的目的。為使米糠茶的乳狀體系能夠較長時間地保持穩(wěn)定狀態(tài)，就需要加入適量的乳化劑和增稠劑來降低該體系的界面能，并相應提高分散介質(zhì)的粘度，使該體系能夠保持相對的穩(wěn)定。

2.3.1乳化劑對米糠茶飲料的作用效果。米糠的油脂含量較高，為了防止脂肪上浮，確保飲料組織狀態(tài)長時間穩(wěn)定，必須加入合適的乳化劑。該研究選用4種乳化劑，即單甘酯、吐溫-20、大豆卵磷脂、蔗糖酯S-15分別進行試驗以空白為對照，以制品的穩(wěn)定性測定值(沉淀率)以及口感為指標，獲得效果較好的單體乳化劑，結果見表2。

表2 不同乳化劑對米糠茶飲料穩(wěn)定性的影響

從表2中可以看出，對米糠茶飲料穩(wěn)定性影響最大的是蔗糖酯，其次是單甘酯，大豆卵磷脂、吐溫-20影響最小。

2.3.2穩(wěn)定增稠劑對米糠茶飲料的作用效果。米糠茶飲料是以蛋白質(zhì)、油脂、淀粉等組成的復雜乳狀液，是熱力學不穩(wěn)定體系。米糠茶飲料體系中，大部分膠粒都帶負電，正離子對其有聚沉作用。因此，增稠劑應選用負離子型穩(wěn)定劑，促使體系更加穩(wěn)定。

為了使米糠茶飲料達到較好的穩(wěn)定效果，試驗選用卡拉膠、海藻酸鈉、黃原膠、結冷膠、CMC-Na和微晶纖維素6種穩(wěn)定劑，探討其單獨使用對體系穩(wěn)定效果的影響，結果如表3所示。

表3 單一穩(wěn)定增稠劑對米糠茶飲料穩(wěn)定性的影響

從表3可以看出，各穩(wěn)定增稠劑單獨使用，根據(jù)添加量的不同，對體系穩(wěn)定性有一定的促進作用，但是無法維持飲料長期穩(wěn)定。其中CMC-Na、黃原膠和結冷膠對體系有相對比較明顯的穩(wěn)定作用。

2.3.3乳化劑、穩(wěn)定增稠劑復合使用效果。從以上的試驗結果可以看出，單獨使用一種乳化劑或增稠劑對飲料的穩(wěn)定效果影響不大，必須將幾種乳化劑和增稠劑進行適當復合，才能起到協(xié)同增效的作用，可顯著提高乳狀液體系的穩(wěn)定性[6]。該試驗選擇乳化劑蔗糖脂肪酸酯(HLB=15)和分子蒸餾單甘酯(HLB=3.8)、增稠劑選用CMC-Na、黃原膠和結冷膠進行復配組合，進行L16(45)正交試驗，正交試驗因素水平設計見表4，結果如表5所示。通過在米糠茶飲料中添加不同配比的復合穩(wěn)定劑，對比觀測米糠茶飲料體系穩(wěn)定系數(shù)R值的變化以及恒溫靜置一定時間后米糠茶組織狀態(tài)的變化情況，從而確定出米糠茶飲料的最適復合穩(wěn)定劑配比方案。

表4 正交試驗各因素與水平的設定 %

表5 穩(wěn)定劑最佳條件的復配正交試驗結果L16(45) %

試驗結果表明，影響米糠茶飲料穩(wěn)定性的主次因素順序為C>D>A>E>B。最佳組合是A3B1C2D2E4，即CMC-Na 0.10%、黃原膠0.03%、結冷膠0.04%、蔗糖酯0.07%、單甘脂0.11%。以此配方按相同的生產(chǎn)工藝進行驗證試驗，產(chǎn)品沉淀率為0.69%，穩(wěn)定性好于表5中較好的5號試驗。

3 結論

從米糠茶飲料的口感和品質(zhì)綜合考慮，米糠粉與茶粉的最佳配比為4∶1，添加量為6%，另外再添加1.5%奶粉和5.5%白砂糖，所得成品風味更佳。

在米糠茶飲料制備過程中，必須將大米淀粉與綠茶進行有效的結合才能使產(chǎn)品保持長期穩(wěn)定狀態(tài)。然而，米糠的穩(wěn)定工藝和乳化劑與穩(wěn)定劑的選擇將直接影響飲料的穩(wěn)定性，決定其貨架期的長短。

米糠茶飲料中米糠最佳擠壓穩(wěn)定化工藝為：130 ℃，控制水分含量為25%。通過正交試驗，確定了添加0.10% CMC-Na、0.03%黃原膠、0.04%結冷膠和、0.11%單甘脂和0.07%蔗糖酯穩(wěn)定效果較好。最終，產(chǎn)品呈微黃略帶棕色，色澤均勻、香味純正，滋味潤順，產(chǎn)品保質(zhì)期能達180 d以上。

[1] 陳亞非，李育軍.茶多酚保健功能的研究進展[J].中國食品信息，1994(12)：9-11.

[2] 嚴梅榮，顧華孝，馬云，等.微波加熱穩(wěn)定米糠研究[J].中國糧油學報，2002，17(4)：28-31.

[3] 梁蘭蘭，卓訓文.米糠游離脂肪酸值快速測定方法[J].糧食與油脂，2011(12)：44-45.

[4] 朱正鵬，單安山.米糠穩(wěn)定化及其在飼料中的應用[J].中國飼料，2004(20)：34-35.

[5] RUDIGER W S.Determination of total 3-chloropropane-1，2-diol( 3-MCPD)in edible oils by cleavage of MCPD esters with sodium methoxide[J].Eur J Lipid Sci Technol，2008，110：183-186.

[6] 劉程，周汝忠.食品添加劑實用大全[M].北京：北京工業(yè)大學出版社，1994.