高粱茶制作工藝

朱俊玲，閆巧珍，牛成，王曉聞，柳青山

1. 山西農業大學食品科學與工程學院，山西功能食品研究院（太谷 030800）；2. 山西農業科學院高粱研究所（晉中 030600）

高粱屬草本植物，在半干旱地區用來食用和制作飼料，也是世界第五大重要的糧食作物[1-2]。按其性質分，可分為硬質粳性、軟質糯性等多種。按籽粒的色澤分，有黑色、淡褐色、黃色等[3]。世界上，供人類食用的高粱約占52%，用作動物飼料的高粱約占48%[4]。在中國，高粱為五谷之一，有食用及藥用等多方面的功效[5]。

高粱營養豐富，其組成成分為淀粉75%、蛋白質12%、脂肪3.6%、纖維素與半纖維素2.7%、灰分1.6%以及其他0.2%[6-7]。和其他谷物一樣，高粱是蛋白質良好的來源，但是其中賴氨酸、色氨酸等一些必需氨基酸的含量相對較少[8-9]。高粱中抗性淀粉含量較高，可以作為糖尿病人和肥胖病患者的理想食品[10]。此外，高粱中含有許多生理活性組分，其中多酚類化合物的含量較高，而這些化合物對預防癌癥及改善心血管疾病等方面有很大的作用[11-12]。高粱籽粒中單寧含量較高，大部分存在于籽粒的種皮和果皮中，單寧因澀味明顯，阻礙人體對食物的消化吸收，所以在碾制高粱米的時候，應盡量將皮層去除完全，以減小高粱中單寧的影響。在食用時，也可通過浸泡、煮沸等方法，進一步除去其中的單寧[13-14]。

在我國，高粱主要是用于釀酒、飼料以及作為一些地方的傳統食品，高粱的深加工產品及綜合利用等方面不多[6]。田殿梅等[15]研究了多種高粱對濃香型酒品質的影響狀況；王海生等[16]研究了高粱桿的再利用；Murekatetr[17]研究了關于高粱、大豆、玉米混合粉的復配營養食品；高興宇[18]研究了高粱烏米酒發酵，其成品口味獨特，營養價值較高。目前來看，以高粱為原料加工的純高粱制品少之又少，茶作為我國的一種傳統飲品，現在更是一種廣泛流行在全世界的保健飲品，把二者結合制成高粱茶，將成為風味獨特并且具有很好保健功能的新型飲品，而且未見文獻對有關高粱茶的制作工藝等方面進行闡述。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

選用具有代表性的16種高粱。

電熱鼓風干燥箱（101-3A），北京中興偉業儀器有限公司；烤爐（DFL-22），廣州得寶廚房設備有限公司；超聲波清洗機（KQ-500 DE），昆山市超聲儀器有限公司；可見光分光光度計（2100型），尤尼柯儀器有限公司；微型植物粉碎機（FZ 102型），天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 高粱茶的制作

1.2.1 工藝流程

參考苦蕎茶、麥芽茶和燕麥茶的加工工藝[19-21]，高粱茶的制作工藝：高粱粉碎→浸泡→蒸制→干燥→焙烤→成品。

1.2.2 具體步驟

1) 高粱粉碎：選取不同種類的高粱，放入粉碎機中，粉碎至蕎麥大小。

2) 浸泡：將破碎后的高粱加水浸泡3～5 h。

3) 蒸制：在蒸鍋中加水至燒開，加入浸泡過的高粱顆粒，蒸至全熟。

4) 干燥：將蒸熟后的高粱顆粒放入恒溫鼓風干燥箱之中，在80 ℃下鼓風干燥1 min。

5) 焙烤：把干燥后的高粱顆粒倒入烤盤之中，放置于烤箱中，在185 ℃的溫度下焙烤35 min。

1.3 試驗方法

1.3.1 粉碎顆粒大小的確定

取5份約20 g的高粱，分別至于粉碎機中，按表1進行粉碎處理，之后過60目篩篩去粉末，觀察粉碎后的顆粒大小，并對最終成品進行感官評定，選取最佳破碎條件。

1.3.2 正交試驗方法

在已有的單因素試驗結果的基礎上，對蒸料時間、干燥溫度、焙烤溫度、焙烤時間按表2所示，進行四因素四水平的正交試驗。并按表4方法進行評分，相加計算總分。

表1 處理時間表

表2 因素水平表

1.3.3 最佳沖泡時間的確定

選取5 g最佳的加工成品，加入300 mL的沸水，之后加蓋。分別在3，5，7和10 min之后對其吸水膨脹的情況進行觀測評價，得出其成品顆粒膨脹的百分數。

1.3.4 多種高粱樣品的加工及評價

選取應用較為普遍的16個品種的高粱，按表3進行編號，全部采用最佳工藝進行加工，并采用確定的最佳沖泡時間進行沖泡。按表4的標準對每個樣品進行感官評價，將得出的分數相加計算總分。

表3 產品編號表

1.3.5 感官評價方法

選擇身體指標正常的10名評價小組成員，對各個單因素試驗、正交試驗以及最佳工藝條件下所制作的16種高粱茶產品的顏色、焙烤香氣、復水情況、茶品湯色、茶品香氣和茶品滋味等方面采用表4標準進行評定，并取平均分[20-21]。

1.3.6 高粱茶原料及成品總酚含量的檢測

選取感官評分較高樣品的原料及成品，用微型植物粉碎機粉碎，過80目篩。采用超聲波提取法對粉碎后的高粱粉末提取30 min，之后按照Folin-Ciocalteu比色法（FC法）[22-24]，檢測其總酚含量，并計算總酚損失率。

表4 評分標準表

1.3.7 數據處理

選取的樣品分別進行3次平行試驗，其結果取平均值，并采用采用Origin 9.0進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 最佳粉碎時間的確定

表5顯示，在不同的破碎方法中以間斷式破碎為好，其中發現5號的五段粉碎效果最好。

表5 粉碎效果表

2.2 最佳沖泡時間的確定

以成品在水中的吸水膨脹情況為指標，確定最佳沖泡時間，結果如圖1所示。最佳沖泡時間可選為7 min。

圖1 沖泡情況圖

2.3 正交試驗結果

由表6可知，影響產品品質的因素：焙烤溫度＞蒸煮時間＞焙烤時間＞干燥溫度。

表6 正交試驗結果

2.4 方差分析及多重比較

由表7可知，A因素和D因素的F值顯著，C因素的F值極顯著，B因素的F值不顯著。說明蒸煮時間、焙烤時間對成品感官品質有顯著影響，焙烤溫度對成品感官品質有極顯著的影響，而干燥溫度對成品的感官品質影響不顯著。三因素的影響從大到小排列為焙烤溫度、焙烤時間、蒸煮時間。

表7 方差分析

分別對A、C、D因素采用SSR法進行多重比較，結果如表8～表10所示。從表8可看出，在α=0.05水平下，只有A1與A4均數間差異顯著，其余均數間均差異不顯著；在α=0.01水平下，所有均數間均差異不顯著。

表8 A因素多重比較（SSR法）

從表9可看出，在α=0.05水平下，C2與C1均數間差異均不顯著，其余均數間差異均顯著；在α=0.01水平下，C4與C2、C3與C2、C4與C1、C3與C1均數間差異極顯著。

表9 C因素多重比較（SSR法）

從表10可看出，在α=0.05水平下，只有D2與D1均數間差異顯著，其余均不顯著；在α=0.01水平下，所有均數間差異均不顯著。

表10 D因素多重比較（SSR法）

2.5 試驗結論

由以上分析可以得出結論，高粱茶制作工藝中最佳蒸煮時間為50 min，最佳焙烤溫度為185 ℃，最佳焙烤時間為30 min，最佳干燥時間采用100 ℃。

2.6 多種高粱的感官評定情況

對表11的情況進行主成分分析[25]，結果表明顏色對評定結果的貢獻率為39.1%，焙烤香氣對評定結果的貢獻率為21.5%，復水情況對評定結果的貢獻率為16.1%，湯色對評定結果的貢獻率為11.4%，四者的貢獻率之和大于85%，所以簡化為四個指標。選取貢獻率最高的顏色（主成分1）和焙烤香氣（主成分2）為橫縱坐標，繪制散點圖，結果如圖2所示。

表11 感官評定結果

由圖2可知，可將16個高粱茶產品大約可分為三組，其中Ⅰ組（1，4，5，9，10和12）主成分分析綜合得分較高，Ⅱ組和Ⅲ組（2，3，6，7，8，11，13，14，15和16）主成分分析綜合得分相對較低。

圖2 樣品分類示意圖

2.7 總酚損失情況分析

圖3 總酚損失情況

選取感官評分最高的四種產品進行多酚損失情況的分析，結果如圖3所示。四種產品的總酚損失率在30%～40%之間。

3 討論

3.1 高粱原料的預處理

試驗使用的高粱籽粒相對苦蕎略大，因家用粉碎機破碎出的產品相對顆粒相對較均勻，且用時較短，所以選用該操作方法。但家用粉碎機的強度較大且不易控制，稍不留意就會將高粱籽粒破碎為粉末，所以最終采用了分段粉碎的方法。

高粱茶制作工藝的第一步驟為蒸制，若在干燥狀態下進行蒸制，所需的時間很長，所以要對粉碎后的高粱進行浸泡處理使其先吸收部分水分，從而減少蒸熟所需的時間，根據苦蕎茶的加工工藝最終確定浸泡時間為3～5 h。

3.2 干燥條件的控制

干燥作為焙烤之前的步驟，其條件也需要調控。此條件雖無顯著影響，但若干燥不夠充分，則會導致之后的焙烤時間加長；若干燥過度，則會導致水分蒸發過量，易于焦糊。所以根據預試驗結果，選定干燥時間為1 h，在試驗中只控制了干燥溫度。

3.3 多種高粱的加工及總酚含量的檢測

山西省高粱種類眾多，每種高粱的各營養成分含量均有差異，多酚作為一種有益健康的物質，有抗氧化、抗衰老的效用，所以有必要檢測加工過程對高粱原料的總酚損失情況做出評價。

4 結論

試驗首先研究了高粱茶的制作工藝，其制作需要經過粉碎、浸泡、蒸制、干燥、焙烤等工序。其中，對粉碎時間進行了試驗，確定使用家用粉碎機的最佳粉碎條件為間斷性粉碎：1 s→1 s→3 s→2 s→1 s。對蒸料時間、干燥溫度、焙烤溫度和焙烤時間進行正交試驗，確定了最佳條件：蒸料時間50 min、干燥溫度100 ℃、焙烤溫度185 ℃、最佳焙烤30 min；當浸泡時間達到7 min時，高粱茶成品的效果最佳。

第二步，試驗確定了由多種高粱制成的產品的品質差異，并且得出較適合制作高粱茶的高粱品種：HT-1、35、0823、晉雜34、晉糯4號、晉雜25。選取感官評分最高的四種高粱茶進行多酚損失的測定，得出其多酚損失率在30%～40%之間。