綠茶米糕研制及其品質分析

李志鑫，徐雪野，張新振，高 洋，琚飛龍，孫 玥，李雪玲，梁 進

（安徽農業大學茶與食品科技學院，農業農村部江淮農產品精深加工與資源利用重點實驗室，安徽省農產品加工工程實驗室，安徽合肥 230036）

米糕作為日常中的傳統食品，通常以糯米作為主要原料經蒸煮加工而成，因其味道軟糯香甜，脂肪含量低，深受大眾的喜愛[1]。隨著現代生活水平的提高，其飲食觀念逐漸發生轉變，在關注風味口感的同時更加注重營養價值，對米糕產品的需求更加多樣化及功能化。然而，目前市場上米糕產品的種類相對較少且口味單一，需要添加一些天然物質比如綠茶粉，來增強米糕產品的風味口感以及營養價值。目前相關研究表明[2-4]，在米糕中添加谷物、果蔬等功能性食材，有利于改善米糕的營養，同時還能提高其產品附加值。

綠茶是我國的主要茶類之一，其中含有一些人體必需的營養物質以及具有保健和藥理功效的生物活性成分，具有增強免疫力、抗菌、降血壓、降血糖等多種生物學功能[5-6]。目前綠茶的食用價值主要是通過沖泡飲用等方式來實現，但這些方式的利用率偏低，綠茶中營養物質無法充分利用。綠茶作為一種優質的藥食兩用型資源，若以食品為載體，將其加工應用至食品中，可以合理地利用綠茶中的各種營養物質，將綠茶的功效進一步發揮。此外，添加綠茶還可以豐富食品的風味，從而提高產品競爭力。王超等[7]將綠茶添加到餅干中，研制成綠茶餅干，其產品口感酥脆、營養豐富，并賦予了餅干獨特的茶葉香氣。

本研究主要以粳米粉和糯米粉為原料輔以綠茶粉研制出綠茶米糕，優化其最佳配方，并對產品的揮發性風味物質、抗氧化活性以及體外消化等品質特性進行分析，以期為綠茶在米糕類食品中的應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶 寧波御金香科技有限公司；糯米粉 新鄉良潤全谷物食品有限公司；粳米粉 寧波市江北五橋糧油有限責任公司；白砂糖 成都太古糖業有限公司；DPPH 試劑、ABTS 試劑 上海試驗源葉生物科技有限公司；糖化酶（100 U/mg）、α-淀粉酶（100 U/mg）Sigma 公司；其他化學試劑 均為分析純。

800Y 高速多功能粉碎機 永康市鉑歐五金制品有限公司；LXJ-IIB 低速大容量多管離心機 上海化科試驗器材有限公司；UV-9000 紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；DHG-9053A 電熱恒溫鼓風干燥箱 上海申賢恒溫設備廠；JM-A10002電子天平 余姚紀銘稱重校驗設備有限公司；DKZ-2 電熱恒溫振蕩水浴鍋 上海恒一科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 米糕加工工藝 綠茶米糕：將糯米粉、粳米粉、綠茶粉、白砂糖和水按一定比例攪拌均勻進行揉粉，揉粉后進行過篩，將過篩后的米粉放在模具中，在蒸鍋（額定電壓220 V，額定頻率50 Hz，額定功率1300 W）中蒸煮35 min，蒸煮后的米糕立即用保鮮膜密封好，防止其開裂，影響后續實驗結果的測定。

對照組米糕：不添加綠茶粉，其余步驟同上。

1.2.2 米糕的感官評價 根據國標GB 7099-2015并稍加修改，由8 名食品專業評審人員組成的評價小組，對綠茶米糕進行感官評分，得分結果去除一個最大值和一個最小值。評分標準采用百分制，包括色澤（20 分）、硬度（20 分）、口感（20 分）、粘性（20 分）和彈性（20 分）共五部分，如表1 所示。

表1 綠茶米糕感官評價評分標準Table 1 Rice cake contained green tea sensory evaluation scoring standard

1.2.3 米糕質構特性的測定 TA 質構儀采用TPA 測試模式，參考汪名春等[8]的方法并進行了適當修改。將蒸煮好的米糕冷卻至室溫后，將綠茶米糕用模具切成直徑為4 cm、厚度為1 cm 的圓柱形，使用P/36R 探頭，質構儀的試驗參數設定如下：測試前速度為2 mm/s，測試中速度為2 mm/s，測試后速度為2 mm/s，觸發力為5 g，目標模式選為strain，并設置成30%，TPA 測試獲得的質構參數：硬度、咀嚼度。

1.2.4 綠茶米糕配方工藝優化

1.2.4.1 綠茶米糕綜合評分的確定 通常硬度、咀嚼性和膠粘性是米糕類產品品質的主要評價指標[9]。參考羅登林等[10]的方法并略作修改，采用百分制，將質構參數中硬度、咀嚼性作為綠茶米糕品質評價中的質構得分，將色澤、膠粘性、口感、彈性等作為感官得分。感官得分由感官評價小組進行評價所得，硬度和咀嚼度為質構評價指標。質構得分計算公式如下：

式中：Y 為測定值；Y0為測定最小值；Y1為測定最大值。

1.2.4.2 單因素實驗設計 在前期預實驗基礎上，選取綠茶粉添加量（以米粉總重量為基重）、白砂糖添加量（以米粉總重量為基重）和粳糯米粉比例三個因素來進行單因素優化實驗。

a.固定綠茶米糕中的白砂糖添加量7.5%和粳糯米粉比例1:1，探究不同綠茶粉添加量（1.5%、3%、4.5%、6%、7.5%）對綠茶米糕綜合評分的影響，根據綜合得分確定合適的綠茶粉添加范圍。

b.固定綠茶米糕中的粳糯米粉比例1:1 和綠茶粉添加量4.5%，探究不同白砂糖添加量（2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%）對綠茶米糕綜合評分的影響，根據綜合得分確定合適的白砂糖添加量。

c.固定綠茶米糕中的白砂糖添加量7.5%和綠茶粉添加量4.5%，探究不同粳糯米粉比例（1:2、2:3、1:1、3:2、2:1）對綠茶米糕綜合評分的影響，根據綜合得分確定合適的粳糯米粉比例。

1.2.4.3 正交試驗設計 在單因素實驗的基礎上，在綠茶粉添加量、粳糯米粉比例、白砂糖添加量中選取較為適宜的三個水平，以綜合評分為指標，采用三因素三水平的正交試驗來優化綠茶米糕的配方工藝。正交試驗因素水平如表2 所示。

表2 正交試驗設計表Table 2 Orthogonal test design table

1.2.5 電子鼻測定 電子鼻的測定參考Gu 等[11]的方法略加修改，用萬分之一天平稱取對照組米糕、綠茶米糕樣品2 g 置于20 mL 進樣瓶中密封，在室溫下富集揮發性物質30 min 后，進行電子鼻檢測，每個樣品重復平行測定3 次。電子鼻設置參數為：手動進樣、采樣間隔時間5 s、清洗時間150 s、檢測時間60 s、歸零時間10 s、載氣流量300 mL/min。

1.2.6 體外抗氧化測定 通過測定DPPH 自由基清除率、ABTS+自由基清除率和總酚含量，來確定米糕的抗氧化活性。

1.2.6.1 樣品提取液的制備 在正交試驗的基礎上，制備米糕樣品，參考Zheng 等[12]的方法并略加修改，將米糕真空冷凍干燥48 h 后，用粉碎機將米糕粉碎并過100 目篩，用萬分之一天平稱取2 g 樣品加入40 mL 體積分數為80%的甲醇溶液混勻，混合液在恒溫振蕩器中以37 ℃、轉速220 r/min，振蕩提取2 h，然后將上清液放入離心機中以4000 r/min 離心5 min，結束后將上清液放入4 ℃冰箱中備用。

1.2.6.2 總酚含量的測定 采用Sidair 等[13]的方法并進行適當修改，將上清液從冰箱中拿出，吸取0.5 mL樣品提取液至10 mL 離心管中，吸取5 mL 蒸餾水和0.5 mL 福林酚試劑至離心管中，待充分反應5 min后，吸取0.5 mL 預配制的20%碳酸鈉溶液加入到離心管中，在暗處避光反應1 h，在紫外分光光度計765 nm 處測定吸光值。根據陳銀煥等[14]的方法并略加修改，測定不同濃度沒食子酸吸光度，繪制標準曲線來計算出樣品中總酚的含量。

1.2.6.3 DPPH 自由基清除率測定 參考Donlao 等[15]的方法，并進行適當修改。用無水乙醇制備DPPH濃度為0.1 mmol/L 的溶液，取1 mL 樣品提取液與2 mL 的DPPH 溶液混合均勻，暗處靜置反應30 min，用紫外分光光度計于波長517 nm 處測定反應液吸光值為樣品組，無水乙醇與樣品提取液反應為對照組，無水乙醇與DPPH 溶液反應為空白組，全程盡量暗處操作。計算公式如下：

式中：A樣品為樣品組吸光值；A對照為對照組吸光值；A空白為空白組吸光值。

1.2.6.4 ABTS+自由基清除率測定 參考Seo 等[16]的方法并略加修改。分別配制7 mmol/L 的ABTS溶液和2.4 mmo/L 的過硫酸鉀溶液，將兩者1:1 混合，避光反應16 h 后，用無水乙醇稀釋溶液直至在紫外分光光度計波長734 nm 下吸光度值為0.70±0.02，得到ABTS 工作液。將ABTS 工作液與樣品提取液以8:1 的比例混合均勻混合，置于暗處反應6 min，于紫外分光光度計波長734 nm 處測定溶液吸光度為樣品組。對照組為無水乙醇替代ABTS 工作液與樣品提取液反應，空白組為無水乙醇替代樣品提取液與ABTS 工作液反應。計算公式如下：

式中：A樣品為樣品組吸光值；A對照為對照組吸光值；A空白為空白組吸光值。

1.2.7 體外消化特性測定 在正交試驗的基礎上，制備米糕樣品。參照文獻[17-18]適當修改，用萬分之一天平稱取經冷凍干燥并粉碎過篩后的樣品0.2 g，加入到50 mL 離心管中，與5 mL 醋酸鈉緩沖溶液（pH5.2）混合均勻。取出4 mL 糖化酶（20 U/mL）和16 mLα-淀粉酶（6.4 U/mL）制備成混合酶溶液。將樣品和混合酶溶液一同置于37 ℃水浴鍋中水浴5 min，待水浴結束后，將水浴后的混合酶溶液倒入裝有樣品的離心管中充分混勻。將離心管放入37 ℃、200 r/min 的恒溫振蕩水浴鍋中水浴，進行米糕的體外模擬消化實驗，分別在反應0、10、20、30、60、90、120、180 min 時進行取樣，用移液槍取出反應液1 mL，吸取4 mL 無水乙醇對酶進行滅活，4000 r/min離心5 min，保留上清液備用。使用DNS 法測定葡萄糖含量，取上清液和蒸餾水各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。冷卻后用蒸餾水定容至25 mL，然后將紫外分光光度計波長設為510 nm，對溶液進行吸光值的測定。根據葡萄糖標準曲線，計算米糕體外消化液中的還原糖含量，然后計算其淀粉水解率。根據文獻計算樣品中快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）值。計算公式如下：

式中：T20—消化20 min 時生成的葡萄糖含量（mg）；T120—消化120 min 時生成的葡萄糖含量（mg）；FG—消化前淀粉中的葡萄糖含量（mg）；TSC—樣品中總淀粉含量（mg）。

1.3 數據處理

正交試驗設計與分析由正交設計助手生成；Microsoft Excel 2021 版進行數據處理和分析；使用Origin 2019 軟件進行繪圖；運用IBM SPSS Statistics 軟件對正交試驗的數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 綠茶粉添加量對米糕綜合評分的影響 綠茶粉添加量能夠影響米糕綜合評分。由圖1 顯示，隨著綠茶粉添加量的增加，綠茶米糕的綜合評分呈現出先增加后減小的趨勢。當綠茶粉添加量為1.5%時，綠茶米糕中的茶香味并不明顯，導致綜合評分較低。隨著綠茶粉添加量為3%時，茶香味逐漸變得濃郁，硬度和咀嚼性適中，綜合評分達到最大值。繼續添加綠茶粉，會使綠茶米糕的外觀變得粗糙，出現苦味，顏色逐漸變深變暗，硬度逐漸變大，感官評分和質構評分下降，綜合評分顯著降低（P<0.05）。因此正交試驗中選擇綠茶粉添加量為2.5%、3%、3.5%三個水平。

圖1 綠茶粉添加量對米糕綜合評分的影響Fig.1 Influence of green tea powder addition amount on comprehensive score of rice cake

2.1.2 白砂糖添加量對米糕綜合評分的影響 白砂糖添加量也是米糕綜合評分的重要優化因素。由圖2可以看出，隨著白砂糖添加量的增加，綠茶米糕的綜合評分呈現出先升高后降低的趨勢。白砂糖添加量從2.5%增加到7.5%時，綜合評分顯著增高并達到最大值；白砂糖添加量由7.5%增加至12.5%時，綜合評分顯著下降（P<0.05）。當白砂糖添加量過少時，綠茶米糕味道寡淡感官評分下降，綜合評分降低。白砂糖添加量在7.5%時，綜合評分達到最大值，當繼續增加白砂糖，綠茶米糕甜味過重且發膩，感官評分降低，綜合評分下降。因此正交試驗中選擇白砂糖添加量為7%、7.5%、8%三個水平。

圖2 白砂糖添加量對米糕綜合評分的影響Fig.2 Influence of sugar addition amount on comprehensive score of rice cake

2.1.3 粳糯米粉比例對米糕綜合評分的影響 粳糯米粉比例也是影響米糕品質的重要因素。由圖3 可以看出，不同粳糯米粉比例制作而成的綠茶米糕，隨著粳米粉比例不斷的增加，綜合評分呈現出先升高后降低的趨勢。粳糯米粉比例主要影響了綠茶米糕的硬度、咀嚼度、粘性，在粳糯米粉比例為2:3 時，綜合評分達到最大值。因此正交試驗中選擇粳糯米粉比例為1:2、2:3、1:1 三個水平。

圖3 粳糯米粉比例對米糕綜合評分的影響Fig.3 Influence of japonica glutinous rice flour ratio on comprehensive score of rice cake

2.2 正交試驗結果

由表3 可知，通過分析極差R 值的大小可以得出各因素對綠茶米糕綜合評分的影響效果依次為綠茶粉添加量>粳糯米粉比例>白砂糖添加量，綠茶米糕配方最優組合為A2B1C2，即綠茶粉添加量3%、粳糯米粉比例為1:2、白砂糖添加量7.5%。在此配方條件下制作的綠茶米糕，呈現黃綠色、色澤均勻，口感細膩、軟硬適中、粘性適中、茶香濃郁，綜合評分為85.60 分。

表3 正交試驗設計方案及結果Table 3 Orthogonal test design scheme and results

對綠茶米糕的正交試驗結果進行方差分析，結果如表4 所示。綠茶粉添加量和粳糯米粉比例對綠茶米糕綜合評分均有顯著影響（P<0.05），這一結果與表3 中的極差值相符。

表4 正交試驗方差分析表Table 4 Analysis of variance of orthogonal test

2.3 電子鼻分析

對兩種米糕樣品進行電子鼻檢測，通過傳感器對揮發性風味物質進行收集與分析，并轉化成響應值，根據響應值的大小繪制出雷達圖如所示，響應值的大小對應了米糕中揮發性物質含量的高低[19]。

由雷達圖4 可以看出，兩組米糕的揮發性風味物質在W5S（氧氮化合物）、W2W（有機硫化合物）和W1W（無機硫化合物）傳感器的響應值區別較為明顯。相較于對照組米糕，綠茶米糕在W1W 傳感器、W2W 傳感器、W5S 傳感器響應值較高，這有可能是綠茶的添加使米糕的氧氮化合物、有機硫化合物、無機硫化合物的含量有所增加。王寶怡等[20]利用電子鼻技術對綠茶香氣成分進行分析，發現綠茶中含有氮氧化合物、硫化物等物質，與本實驗結果相符。結果表明，加入綠茶后米糕的揮發性風味物質與對照組米糕具有一定的差異性。

圖4 對照組和綠茶米糕的電子鼻雷達圖Fig.4 Electronic nose radar of control group and rice cake contained green tea

對兩種米糕使用PCA 來進行統計分析，可以突出兩種米糕揮發性風味物質的差異，方差貢獻率越高，說明反應綜合原始變量的能力越強。當總成分的方差貢獻率大于85%時，就已經表明了具有一定的合理性和可行性[21]。由圖5 可知，主成分1 的方差貢獻率為83.40%，主成分2 的方差貢獻率為11.50%，總成分貢獻率為94.90%，說明該結果已經可以反映出兩種樣品的大部分特征信息，同時圖中的兩種樣品的揮發性物質所在的區域存在了一定的距離，并且沒有重疊現象，說明了兩種米糕的揮發性風味物質存在較大的差異，可以得到很好的區分[22]。

圖5 對照組和綠茶米糕的電子鼻主成分分析圖Fig.5 Main component analysis of electronic nose of control group and rice cake contained green tea

2.4 綠茶米糕抗氧化活性分析

在研究抗氧化能力時，ABTS+自由基清除能力、總酚含量、DPPH 自由基清除能力是常用的指標[23]。圖6 體現了綠茶米糕和對照組米糕的總酚含量以及ABTS+自由基、DPPH 自由基的清除能力，可以看出在總酚含量上，綠茶米糕（107.68±0.53）μg/mL 顯著高于對照組米糕（13.98±0.43）μg/mL（P<0.05），是對照組米糕的7 倍；在ABTS+自由基清除率上，綠茶米糕95.53%±1.25%顯著高于對照組米糕55.11%±1.36%（P<0.05）；在DPPH 自由基清除率上，綠茶米糕98.36%±0.35%顯著高于對照組米糕23.00%±1.53%（P<0.05），是對照組的4 倍。這可能是由于綠茶粉的加入，顯著提高了總酚含量、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。

圖6 對照組米糕和綠茶米糕的抗氧化活性Fig.6 Antioxidant activities of control group and rice cake contained green tea

目前一些相關研究表明，將綠茶應用在蛋糕和茶酒中，產品也具有較高的抗氧化能力[24-25]。這可能是由于綠茶中含有較多的茶多酚和茶多糖，茶多酚增加了總酚含量，并且茶多酚和茶多糖具有清除自由基的功能，顯著提升了米糕的抗氧化能力。茶多酚作為茶葉中重要的生物活性成分，可以當做天然的抗氧化劑，綠茶的許多保健醫療功能，如抗癌、增強免疫力、降血糖等，都與綠茶具有強大的清除自由基能力和抗氧化活性有一定的關系[26]。茶多糖是茶中重要的生物活性成分之一，有諸多醫療保健功能引起了人們的關注。Xu 等[27]從普洱茶中分離出的多糖，在DPPH、ABTS、FRAP、FIC 測定實驗中，表現出良好的抗氧化能力。Chen 等[28]從烏龍茶中提取水溶性多糖，在羥基自由基清除測定和抑制脂質過氧化測定實驗中，茶多糖顯示出強大的抗氧化活性。

本實驗結果說明綠茶經過蒸煮加工后，仍保留一定的抗氧化活性物質。由此可見，與傳統未添加綠茶的米糕相比，通過添加綠茶研制的米糕能增強其抗氧化功能。

2.5 綠茶米糕淀粉體外消化特性分析

如圖7 所示，通過體外消化實驗，得到米糕的淀粉水解速率。實驗結果表明，兩種米糕在0～180 min內淀粉水解速率的變化趨勢大體上是相似的，但綠茶米糕淀粉水解速率總體上升趨勢比對照組米糕淀粉水解速率要低。在消化過程的前30 min，淀粉在α-淀粉酶及糖化酶的作用下分解為還原糖，淀粉水解率迅速上升；在30～120 min 內，淀粉分子不斷被水解，與酶結合的位點減少，反應速率減慢，但整個消化過程產生的產物仍在增加[29]，淀粉水解率繼續上升。在120 min 后，淀粉水解速率逐漸趨于平衡。由此可見，綠茶粉對米糕中的淀粉水解速率起到了抑制的作用，這主要是因為綠茶粉的添加，增加了米糕中的膳食纖維、茶多酚和茶多糖，這些物質起到了抑制的作用。目前的相關文獻顯示，茶多酚可以有效抑制α-淀粉酶和糖苷酶的活性[30]，茶多糖與膳食纖維可以和淀粉通過氫鍵、分子間作用力等作用形成復合物，改變了淀粉體系，防止淀粉酶水解[31-32]，導致了綠茶米糕消化率低于對照組米糕。李夢菲等[17]將黃茶添加到鍋巴中，降低了鍋巴的體外消化率，這與本研究結果相一致。綜上，添加綠茶后米糕的體外消化速率呈現降低趨勢。

圖7 對照組米糕和綠茶米糕的淀粉水解率Fig.7 Starch hydrolysis rate of control group and rice cake contained green tea

根據淀粉水解的速率和比例，可分為快速消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）。快速消化淀粉（RDS）通常在被人體食用后，迅速水解成葡萄糖，并提供身體所需的能量。慢消化淀粉（SDS）是在小腸中緩慢水解成葡萄糖，以維持正常血糖水平的一部分淀粉。此外，還有一小部分淀粉仍未被消化酶水解，進而被腸道微生物轉化為短鏈脂肪酸，這種類型的淀粉被稱為抗性淀粉（RS）[33]。當抗性淀粉（RS）含量提高，快速消化淀粉（RDS）含量降低，是控制血糖的一種有效途徑[34]。從表5 數據中可以看出，綠茶米糕RDS 值低于對照組米糕，綠茶米糕RS 值高于對照組米糕。魏香玉等[35]將綠茶粉加入到高粱掛面中，高粱掛面中RDS 值降低，RS 值上升，與本研究結果相似。本研究將綠茶引入米糕中，能夠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 對照組米糕和綠茶米糕的淀粉組成Table 5 Starch composition of control group and rice cake contained green tea

3 結論

本研究利用粳米粉、糯米粉為主要原料，并添加綠茶粉研制綠茶米糕，通過單因素實驗和正交試驗獲得綠茶米糕最佳配方：綠茶粉添加量3%、粳糯米粉比例為1:2、白砂糖添加量7.5%，在此配方條件下制作的綠茶米糕，呈現黃綠色、色澤均勻，口感細膩、軟硬適中、粘性適中、茶香濃郁。通過電子鼻分析綠茶米糕和對照組米糕，兩種米糕的揮發性物質差異主要來源于氧氮化合物、硫化合物。抗氧化活性檢測顯示，添加綠茶后，米糕的總酚含量及自由基清除能力顯著提高（P<0.05）。通過體外消化實驗表明，綠茶米糕比對照組米糕淀粉水解率要低，抗性淀粉增加，快速消化淀粉降低。綜上，米糕中添加適當的綠茶可以提高產品的品質，增強米糕的風味，降低消化速率，同時還能增強其抗氧化能力。