高粱茶制作工艺

朱俊玲，闫巧珍，牛成，王晓闻，柳青山

1. 山西农业大学食品科学与工程学院，山西功能食品研究院（太谷 030800）；2. 山西农业科学院高粱研究所（晋中 030600）

高粱属草本植物，在半干旱地区用来食用和制作饲料，也是世界第五大重要的粮食作物[1-2]。按其性质分，可分为硬质粳性、软质糯性等多种。按籽粒的色泽分，有黑色、淡褐色、黄色等[3]。世界上，供人类食用的高粱约占52%，用作动物饲料的高粱约占48%[4]。在中国，高粱为五谷之一，有食用及药用等多方面的功效[5]。

高粱营养丰富，其组成成分为淀粉75%、蛋白质12%、脂肪3.6%、纤维素与半纤维素2.7%、灰分1.6%以及其他0.2%[6-7]。和其他谷物一样，高粱是蛋白质良好的来源，但是其中赖氨酸、色氨酸等一些必需氨基酸的含量相对较少[8-9]。高粱中抗性淀粉含量较高，可以作为糖尿病人和肥胖病患者的理想食品[10]。此外，高粱中含有许多生理活性组分，其中多酚类化合物的含量较高，而这些化合物对预防癌症及改善心血管疾病等方面有很大的作用[11-12]。高粱籽粒中单宁含量较高，大部分存在于籽粒的种皮和果皮中，单宁因涩味明显，阻碍人体对食物的消化吸收，所以在碾制高粱米的时候，应尽量将皮层去除完全，以减小高粱中单宁的影响。在食用时，也可通过浸泡、煮沸等方法，进一步除去其中的单宁[13-14]。

在我国，高粱主要是用于酿酒、饲料以及作为一些地方的传统食品，高粱的深加工产品及综合利用等方面不多[6]。田殿梅等[15]研究了多种高粱对浓香型酒品质的影响状况；王海生等[16]研究了高粱杆的再利用；Murekatetr[17]研究了关于高粱、大豆、玉米混合粉的复配营养食品；高兴宇[18]研究了高粱乌米酒发酵，其成品口味独特，营养价值较高。目前来看，以高粱为原料加工的纯高粱制品少之又少，茶作为我国的一种传统饮品，现在更是一种广泛流行在全世界的保健饮品，把二者结合制成高粱茶，将成为风味独特并且具有很好保健功能的新型饮品，而且未见文献对有关高粱茶的制作工艺等方面进行阐述。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

选用具有代表性的16种高粱。

电热鼓风干燥箱（101-3A），北京中兴伟业仪器有限公司；烤炉（DFL-22），广州得宝厨房设备有限公司；超声波清洗机（KQ-500 DE），昆山市超声仪器有限公司；可见光分光光度计（2100型），尤尼柯仪器有限公司；微型植物粉碎机（FZ 102型），天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 高粱茶的制作

1.2.1 工艺流程

参考苦荞茶、麦芽茶和燕麦茶的加工工艺[19-21]，高粱茶的制作工艺：高粱粉碎→浸泡→蒸制→干燥→焙烤→成品。

1.2.2 具体步骤

1) 高粱粉碎：选取不同种类的高粱，放入粉碎机中，粉碎至荞麦大小。

2) 浸泡：将破碎后的高粱加水浸泡3～5 h。

3) 蒸制：在蒸锅中加水至烧开，加入浸泡过的高粱颗粒，蒸至全熟。

4) 干燥：将蒸熟后的高粱颗粒放入恒温鼓风干燥箱之中，在80 ℃下鼓风干燥1 min。

5) 焙烤：把干燥后的高粱颗粒倒入烤盘之中，放置于烤箱中，在185 ℃的温度下焙烤35 min。

1.3 试验方法

1.3.1 粉碎颗粒大小的确定

取5份约20 g的高粱，分别至于粉碎机中，按表1进行粉碎处理，之后过60目筛筛去粉末，观察粉碎后的颗粒大小，并对最终成品进行感官评定，选取最佳破碎条件。

1.3.2 正交试验方法

在已有的单因素试验结果的基础上，对蒸料时间、干燥温度、焙烤温度、焙烤时间按表2所示，进行四因素四水平的正交试验。并按表4方法进行评分，相加计算总分。

表1 处理时间表

表2 因素水平表

1.3.3 最佳冲泡时间的确定

选取5 g最佳的加工成品，加入300 mL的沸水，之后加盖。分别在3，5，7和10 min之后对其吸水膨胀的情况进行观测评价，得出其成品颗粒膨胀的百分数。

1.3.4 多种高粱样品的加工及评价

选取应用较为普遍的16个品种的高粱，按表3进行编号，全部采用最佳工艺进行加工，并采用确定的最佳冲泡时间进行冲泡。按表4的标准对每个样品进行感官评价，将得出的分数相加计算总分。

表3 产品编号表

1.3.5 感官评价方法

选择身体指标正常的10名评价小组成员，对各个单因素试验、正交试验以及最佳工艺条件下所制作的16种高粱茶产品的颜色、焙烤香气、复水情况、茶品汤色、茶品香气和茶品滋味等方面采用表4标准进行评定，并取平均分[20-21]。

1.3.6 高粱茶原料及成品总酚含量的检测

选取感官评分较高样品的原料及成品，用微型植物粉碎机粉碎，过80目筛。采用超声波提取法对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]，检测其总酚含量，并计算总酚损失率。

表4 评分标准表

1.3.7 数据处理

选取的样品分别进行3次平行试验，其结果取平均值，并采用采用Origin 9.0进行绘图。

2 结果与分析

2.1 最佳粉碎时间的确定

表5显示，在不同的破碎方法中以间断式破碎为好，其中发现5号的五段粉碎效果最好。

表5 粉碎效果表

2.2 最佳冲泡时间的确定

以成品在水中的吸水膨胀情况为指标，确定最佳冲泡时间，结果如图1所示。最佳冲泡时间可选为7 min。

图1 冲泡情况图

2.3 正交试验结果

由表6可知，影响产品品质的因素：焙烤温度＞蒸煮时间＞焙烤时间＞干燥温度。

表6 正交试验结果

2.4 方差分析及多重比较

由表7可知，A因素和D因素的F值显著，C因素的F值极显著，B因素的F值不显著。说明蒸煮时间、焙烤时间对成品感官品质有显著影响，焙烤温度对成品感官品质有极显著的影响，而干燥温度对成品的感官品质影响不显著。三因素的影响从大到小排列为焙烤温度、焙烤时间、蒸煮时间。

表7 方差分析

分别对A、C、D因素采用SSR法进行多重比较，结果如表8～表10所示。从表8可看出，在α=0.05水平下，只有A1与A4均数间差异显著，其余均数间均差异不显著；在α=0.01水平下，所有均数间均差异不显著。

表8 A因素多重比较（SSR法）

从表9可看出，在α=0.05水平下，C2与C1均数间差异均不显著，其余均数间差异均显著；在α=0.01水平下，C4与C2、C3与C2、C4与C1、C3与C1均数间差异极显著。

表9 C因素多重比较（SSR法）

从表10可看出，在α=0.05水平下，只有D2与D1均数间差异显著，其余均不显著；在α=0.01水平下，所有均数间差异均不显著。

表10 D因素多重比较（SSR法）

2.5 试验结论

由以上分析可以得出结论，高粱茶制作工艺中最佳蒸煮时间为50 min，最佳焙烤温度为185 ℃，最佳焙烤时间为30 min，最佳干燥时间采用100 ℃。

2.6 多种高粱的感官评定情况

对表11的情况进行主成分分析[25]，结果表明颜色对评定结果的贡献率为39.1%，焙烤香气对评定结果的贡献率为21.5%，复水情况对评定结果的贡献率为16.1%，汤色对评定结果的贡献率为11.4%，四者的贡献率之和大于85%，所以简化为四个指标。选取贡献率最高的颜色（主成分1）和焙烤香气（主成分2）为横纵坐标，绘制散点图，结果如图2所示。

表11 感官评定结果

由图2可知，可将16个高粱茶产品大约可分为三组，其中Ⅰ组（1，4，5，9，10和12）主成分分析综合得分较高，Ⅱ组和Ⅲ组（2，3，6，7，8，11，13，14，15和16）主成分分析综合得分相对较低。

图2 样品分类示意图

2.7 总酚损失情况分析

图3 总酚损失情况

选取感官评分最高的四种产品进行多酚损失情况的分析，结果如图3所示。四种产品的总酚损失率在30%～40%之间。

3 讨论

3.1 高粱原料的预处理

试验使用的高粱籽粒相对苦荞略大，因家用粉碎机破碎出的产品相对颗粒相对较均匀，且用时较短，所以选用该操作方法。但家用粉碎机的强度较大且不易控制，稍不留意就会将高粱籽粒破碎为粉末，所以最终采用了分段粉碎的方法。

高粱茶制作工艺的第一步骤为蒸制，若在干燥状态下进行蒸制，所需的时间很长，所以要对粉碎后的高粱进行浸泡处理使其先吸收部分水分，从而减少蒸熟所需的时间，根据苦荞茶的加工工艺最终确定浸泡时间为3～5 h。

3.2 干燥条件的控制

干燥作为焙烤之前的步骤，其条件也需要调控。此条件虽无显著影响，但若干燥不够充分，则会导致之后的焙烤时间加长；若干燥过度，则会导致水分蒸发过量，易于焦糊。所以根据预试验结果，选定干燥时间为1 h，在试验中只控制了干燥温度。

3.3 多种高粱的加工及总酚含量的检测

山西省高粱种类众多，每种高粱的各营养成分含量均有差异，多酚作为一种有益健康的物质，有抗氧化、抗衰老的效用，所以有必要检测加工过程对高粱原料的总酚损失情况做出评价。

4 结论

试验首先研究了高粱茶的制作工艺，其制作需要经过粉碎、浸泡、蒸制、干燥、焙烤等工序。其中，对粉碎时间进行了试验，确定使用家用粉碎机的最佳粉碎条件为间断性粉碎：1 s→1 s→3 s→2 s→1 s。对蒸料时间、干燥温度、焙烤温度和焙烤时间进行正交试验，确定了最佳条件：蒸料时间50 min、干燥温度100 ℃、焙烤温度185 ℃、最佳焙烤30 min；当浸泡时间达到7 min时，高粱茶成品的效果最佳。

第二步，试验确定了由多种高粱制成的产品的品质差异，并且得出较适合制作高粱茶的高粱品种：HT-1、35、0823、晋杂34、晋糯4号、晋杂25。选取感官评分最高的四种高粱茶进行多酚损失的测定，得出其多酚损失率在30%～40%之间。