紅色糯米飯的制作工藝

袁芳，李麗 ，黃秋嬋，邱詩銘，李文，孫健

1.廣西民族師范學院生物與食品工程學院（崇左 532200）；2.廣西壯族自治區農業科學院農產品加工研究所（南寧 530007）；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室（南寧 530007）；4.崇左市環境保護監測站（崇左 532200）

紅色糯米飯是五色糯米飯的其中一種，在我國的西南地區及東南亞國家的部分少數民族地區有制作五色糯米飯的習俗[1-4]。隨著國內旅游業的蓬勃發展，五色糯米飯已逐漸成為獨具民族特色的旅游食品，因此將五色糯米飯的制作工藝實現產業化、標準化，不僅有利于提高五色糯米飯的市場價值，還能弘揚民族文化。

紅色糯米飯是利用紅藍草（Peristrophe bivalvis）中的天然植物色素將糯米染色后蒸制而成的。紅藍草，屬于菊超目（Asteranae），爵床科（Acanthaceae），觀音草屬（Peristrophe），主要分布在我國、東南亞國家及非洲少數地區，來源很豐富[5-7]。紅藍草含有豐富的黃酮類[8]、萜類、甾體及其苷類[9]、苯丙素類[10]、生物堿[11-12]等物質，被用于傳統藥物中，用于治療肺結核、咯血、充血、支氣管炎和扭傷[5-6,13]。此外，研究表明紅藍草提取物具有保肝護肝作用，可以緩解高脂血癥和炎癥反應[14-15]，能抑制肝癌細胞和急性白血病細胞[16]，調節免疫功能[17]，其乙醇提取物有抗蛇毒活性[18]，急性毒性和亞慢性毒性研究顯示紅藍草無毒副作用[6,19]。因此，用紅藍草制作紅色糯米飯不僅具觀賞性，還有民族性、功能性，更解決了合成色素的安全性問題。

目前，紅色糯米飯的制作工藝關鍵控制點不明確，品質不穩定，不適合產業化。試驗以紅藍草和糯米為原料，通過優化紅色糯米飯制作過程中的色素提取、染色工藝、蒸煮條件等環節，確定最佳工藝，以期為紅色糯米飯的工業化生產及紅藍草紅色染料的開發應用提供一定的技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅藍草（葉子背面帶毛），從南寧市采購；糯米（天等大糯），從崇左市農貿市場采購；HW580B恒溫箱，常州恩培儀器制造有限公司；FTC/TMS-Pilot質構儀，美國FTC公司；WSC-S色差儀，上海儀電物理光學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 制作工藝

新鮮紅藍草洗凈晾干→切段→搗碎→加熱水浸提→過濾→濾液冷卻→按照料液比13∶30（g/mL）將糯米倒入濾液浸泡→過濾→瀝干糯米→蒸煮→評價分析

1.2.2 單因素試驗

分別對紅藍草色素提取料液比（1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶35和1∶45 g/mL）、色素提取溫度（60，70，80，90和100 ℃）、色素提取時間（0.5，1，2，3和5 min）、糯米浸泡溫度（0，10，20，30和40 ℃）、糯米浸泡時間（4，6，8，10和12 h）、糯米飯蒸煮時間（30，40，50，60和70 min）等做單因素試驗，通過色差、質構、綜合感官評分初步確定各因素的最佳水平。

1.2.3 響應面試驗因素水平設計

為了確定紅藍草提取液的最佳工藝，在單因素試驗的基礎上，以色素提取料液比、色素提取溫度、色素提取時間三個因素為自變量，感官評分為響應值，設計三因素三水平響應面試驗，其因素編碼及水平設計見表1。

表1 響應面試驗因素水平設計

1.3 紅色糯米飯品質分析

1.3.1 感官分析

參考GB/T 15682—2008加以修改，選12名食品專業的人員對新蒸熟并冷卻至室溫的紅色糯米飯的氣味（15分）、外觀結構（45分）、適口性（30分）和滋味（10分）4個方面進行感官評分，總分為100分。

1.3.2 質構分析

參考劉巧真[20]、陳軒等[21]的方法，采用飯餅法測定紅色糯米飯的質構特性。選用直徑為10 mm的圓柱壓縮探頭。測試條件：起始力0.375 N，測試速度60 mm/min，回程速度60 mm/min，壓縮比60%。每個樣品平行測試8次，測得硬度、黏附性、彈性，各去除最大和最小值后取平均值。

1.3.3 色差分析

參考張玉榮等[22]的方法略作修改。每個樣品重復測定5次，記錄L*值、a*值和b*值，各去掉最大值和最小值后取平均值。

1.4 數據處理與統計分析

采用SPSS 17.0軟件對試驗數據進行統計分析，使用Duncan法比較平均值之間的差異性，用Excel 2010軟件做表。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 色素提取料液比對紅色糯米飯品質的影響

從表2可以看出，不同色素提取料液比對應的糯米飯顏色差異很大，料液比越大，L*值越小，說明顏色越深，但當料液比達1∶5（g/mL）時，糯米飯色澤太暗，而當料液比為1∶15～1∶45（g/mL）時，顏色太淡，且由于b*值較大，導致整體色澤偏黃，因此從顏色上判斷，1∶10（g/mL）是最佳的料液比。色素提取料液比對糯米飯的硬度有一定影響，統計分析表明，1∶5（g/mL）時硬度最大，與1∶10（g/mL）差異顯著（p＜0.05），當料液比超過1∶15（g/mL）后，糯米飯硬度變化不顯著（p＞0.05），各料液比對糯米飯的黏附性和彈性都沒有顯著影響（p＞0.05）。在此次試驗中，色素提取料液比為1∶10（g/mL）時，紅色糯米飯的綜合感官評分最高，因此選擇1∶10（g/mL）作為最佳色素提取料液比。

表2 色素提取料液比對紅色糯米飯品質的影響

2.1.2 色素提取溫度對紅色糯米飯品質的影響

從表3可以看出，色素提取溫度主要影響紅色糯米飯的顏色，對硬度、黏附性、彈性的影響不大。提取溫度為60和70 ℃時，顏色太淡；80和90 ℃時，糯米飯的色澤較好，且顏色鮮紅；100 ℃時，紅色糯米飯的色澤偏暗，不夠鮮艷。統計分析表明，色素提取溫度為60和70 ℃時，糯米飯的L*值與80，90和100 ℃時差異顯著（p＜0.05），色素提取溫度為80 ℃的a*值與其他組的差異均顯著（p＜0.05）。結合感官評分看，色素提取溫度在80和90 ℃時，糯米飯的質量較好，其中80 ℃時評分最高，所以選擇80 ℃作為最佳色素提取溫度。

表3 色素提取溫度對紅色糯米飯品質的影響

2.1.3 色素提取時間對紅色糯米飯品質的影響

從表4可知，色素提取時間對紅色糯米飯的顏色影響很大，隨著提取時間的增長，L*值下降，且色素提取時間為2 min的L*值與其他提取時間差異顯著（p＜0.05），色澤由淺到深變化很明顯，a*和b*值先上升后下降，色素提取時間太短，色素提取不夠充分，導致滲入糯米中的色素太少，糯米飯顏色太淺。色素提取時間為2 min時，糯米飯顏色鮮紅有光澤，隨著提取時間延長，糯米飯的顏色開始變成暗紅、無光澤。不同的色素提取時間對糯米飯的硬度沒有顯著影響（p＞0.05），但是色素提取時間為2 min的黏附性和彈性均比3 min時的好。綜合外觀和適口性，色素提取時間2 min為最佳，此時感官綜合評分也顯著高于其他提取時間（p＜0.05），所以選擇2 min為最佳色素提取時間。

表4 色素提取時間對紅色糯米飯品質的影響

2.1.4 糯米浸泡溫度對紅色糯米飯品質的影響

從表5可知，糯米浸泡溫度對紅色糯米飯的顏色和質構均有一定的影響。隨著溫度升高，糯米飯的L*值呈下降趨勢，其中糯米浸泡溫度0 ℃時L*值顯著高于其它組（p＜0.05），說明色澤由淺變深較明顯，而10，20和30 ℃三者的L*、a*、b*值差異不顯著（p＞0.05），說明這3個處理的糯米飯外觀顏色沒有差異，但糯米浸泡溫度為0 ℃時，糯米飯顏色偏淡，40 ℃時色澤偏暗。在質構方面，糯米浸泡溫度為10和20 ℃的硬度、黏附性、彈性均沒有顯著差異（p＞0.05），且軟硬適中有彈性，糯米浸泡溫度為40 ℃時，糯米飯過軟，感官評價較低，糯米浸泡溫度為30 ℃時，糯米飯的黏附性、彈性顯著下降（p＜0.05），但并未因此影響感官評分。糯米浸泡溫度為10，20和30 ℃的綜合感官評分相對較高，且三者沒有顯著差異（p＞0.05），因此選擇20 ℃作為糯米最佳浸泡溫度。

表5 糯米浸泡溫度對紅色糯米飯品質的影響

2.1.5 糯米浸泡時間對紅色糯米飯品質的影響

由表6可知，糯米浸泡4 h與浸泡6 h，兩者糯米飯的L*、a*、b*值均差異顯著（p＜0.05），前者浸泡時間太短，滲入糯米的色素還不夠多，糯米飯顏色偏淡，糯米浸泡6～12 h，L*、a*值的變化均很小，浸泡10和12 h，糯米飯的b*值顯著高于浸泡6 h的樣品（p＜ 0.05），表現為顏色稍微偏黃，不夠鮮紅。在質構方面，糯米浸泡4 h，糯米飯的硬度顯著高于其他組，感官上表現為略硬，超過10 h，糯米飯的黏附性顯著增大（p＜0.05），感官表現為太黏，糯米浸泡6和8 h時，糯米飯軟硬適中，黏彈性很好且顏色最好，綜合感官評分最高。因此，選擇6 h作為最佳糯米浸泡時間。

表6 糯米浸泡時間對紅色糯米飯品質的影響

2.1.6 糯米飯蒸煮時間對紅色糯米飯品質的影響

從表7可知，糯米飯蒸煮時間對其顏色的影響很小，感官上差異較小，各組的L*、a*值均沒有顯著差異（p＞0.05）。蒸煮30～60 min，b*值的變化不顯著（p＞0.05），蒸煮70 min與40 min的b*值有顯著差異（p＜0.05）。在質構方面，蒸煮時間對硬度沒影響，但是蒸煮30 min的糯米飯彈性稍差，蒸煮40～70 min，糯米飯的黏附性和彈性均沒有顯著變化（p＞0.05）。在此次試驗條件下，糯米飯蒸煮30～50 min感官評分差異不顯著，但以蒸煮40 min的糯米飯總分最高，所以選擇40 min作為糯米飯最佳蒸煮時間。

表7 糯米飯蒸煮時間對紅色糯米飯品質的影響

2.2 響應面法優化紅色糯米飯制作工藝

2.2.1 響應面試驗設計

制作紅色糯米飯的單因素試驗顯示紅藍草色素提取液制備條件對其品質影響最為顯著，因此選擇色素提取料液比（A）、色素提取溫度（B）、色素提取時間（C）作為自變量，綜合感官評分為響應值（Y），每個變量因子均設3個水平，采用Design-Expert 10.0.4軟件中Box-Behnken的試驗設計原理進行優化設計，因素水平設計及結果見表8。

表8 試驗方案和結果

2.2.2 回歸方程和方差分析

采用Design-Expert軟件對表8和表9中試驗結果進行響應曲面分析，得到回歸方程：

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

根據試驗結果進行方差分析，由表9可知，模型F=29.78，p=0.000 1，表明該方程擬合度較好，失擬項不顯著（p=0.213 6＞0.05），表明該模型具有統計學意義[23]。該模型的相關系數R2=0.974 5，校正相關系數R2Adj=0.941 8，表明紅色糯米飯的實際值與預測值具有很好的一致性。綜上所述，該模型擬合程度較好，誤差較小，可用此模型對紅藍草制作紅色糯米飯的工藝條件進行分析和預測。根據回歸方程一次項系數絕對值的大小可知，影響紅色糯米飯感官的主次因素為B（色素提取溫度）＞C（色素提取時間）＞A（色素提取料液比）。模型的一次項A、B、C對響應值的影響均顯著，其中一次項B達到極顯著（p＜ 0.01），交互性BC對響應值影響顯著（p＜0.05），二次項A2、B2、C2對響應值的影響極顯著（p＜0.01）。

2.2.3 最優工藝條件確定與模型驗證

運用Design Expert 10.0.4軟件的優化算法可確定出該最大響應值（86.7分），此時各因素對應的取值為色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取溫度81.9 ℃、色素提取時間1.80 min。為了操作方便，色素提取溫度調整為82 ℃。綜合以上單因素與響應面試驗的結果分析得出紅色糯米飯制作的最佳工藝條件：色素提取料液比1∶10.4（g/mL）、色素提取溫度82 ℃、色素提取時間1.8 min、糯米浸泡溫度20 ℃、糯米浸泡時間6 h、糯米蒸煮時間40 min。在優化的工藝條件下制作紅色糯米飯，其綜合感官評分為（85.7±2.7）分，這與模型的預測值基本一致，進一步驗證了上述模型的可靠性。

3 結論

試驗考察了以紅藍草為原料，從中提取紅色素后浸泡和蒸煮糯米的工藝路線。結果表明，紅藍草制作紅色糯米飯的關鍵在于色素的提取條件，色素提取液成分復雜，在色素提取、糯米飯浸泡染色、蒸煮過程中，色素成分不斷發生變化，與糯米中的大分子相互作用后，最終呈現紅色。通過單因素試驗和響應面試驗方法分別對紅色糯米飯的制作工藝和紅藍草提取液的條件進行了優化，最終確定的最佳制作工藝為色素提取料液比1∶10.4（g/mL），色素提取溫度82 ℃，色素提取時間1.8 min，糯米浸泡溫度20 ℃，糯米浸泡時間6 h，糯米蒸煮時間40 min。在優化的工藝條件下制作紅色糯米飯，其綜合感官評分為（85.7±2.7）分。在最佳工藝條件下制作的紅色糯米飯具有濃郁的紅藍草香氣，外觀與內部顏色鮮紅，有光澤，軟硬適宜，有彈性。此次研究可以為紅藍草制作紅色糯米飯、進一步實習標準化生產提供技術參考。