噴霧干燥枸杞粉助干劑研究

陳致印,張盛貴,牛黎莉,魏 苑

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

噴霧干燥枸杞粉助干劑研究

陳致印,張盛貴＊,牛黎莉,魏 苑

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

以新鮮枸杞為原料,經(jīng)榨汁、過濾、調(diào)配、膠體磨、均質(zhì)和噴霧干燥工藝生產(chǎn)枸杞粉,采用單因素和正交實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,研究了三種助干劑及其添加量對(duì)枸杞粉出粉率及感官的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)麥芽糊精加入 60%,β-環(huán)糊精加入 8%,CMC加入 1.0%時(shí),噴霧干燥效果最好,出粉率達(dá)到 30.5%,感官評(píng)分 9.78分;通過方差分析,得出麥芽糊精對(duì)出粉率和感官的影響最大,β—環(huán)糊精次之,CMC對(duì)枸杞噴霧干燥影響不顯著。

枸杞,噴霧干燥,助干劑

枸杞 (Fructus Lycii)是我國(guó)傳統(tǒng)的藥食兩用原料,具有明顯的調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、增強(qiáng)記憶力、抗氧化、抗腫瘤、抗癌、減肥、降血脂、降血糖、耐缺氧、防輻射等生理功能[1]。枸杞鮮果水分含量高,不耐長(zhǎng)久貯運(yùn),95%以上被制成枸杞干[2]。從目前的消費(fèi)習(xí)慣看,現(xiàn)有的枸杞產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)多元化需求,這就為枸杞的加工提出了新的要求。以新鮮枸杞為原料,生產(chǎn)枸杞粉,既可以提高枸杞的附加值,又可為消費(fèi)市場(chǎng)提供一種新的產(chǎn)品,具有較好的發(fā)展前景。由于枸杞含糖量高,料液的黏度較大,在噴霧干燥時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞噴嘴和掛壁現(xiàn)象,致使出粉率較低,產(chǎn)品品質(zhì)差。因此本實(shí)驗(yàn)在工藝參數(shù)確定的情況下,研究適宜的助干劑及最佳配比,解決生產(chǎn)出粉率高、溶解性強(qiáng)、色澤保持好的較高質(zhì)量枸杞粉的關(guān)鍵技術(shù)難題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮枸杞 產(chǎn)自甘肅省景泰縣;麥芽糊精、β-環(huán)糊精、CMC 均為食品級(jí)。

FVC-01果蔬破碎機(jī),SJE-01螺旋榨汁機(jī), DMM40型膠體磨,GYB60-6S型高壓均質(zhì)機(jī),HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋,SD-1500噴霧干燥機(jī),pal-αPocket數(shù)字折光儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料→清洗→榨汁→過濾→添加助干劑→調(diào)配→膠體磨→均質(zhì)→噴霧干燥→枸杞粉

1.2.2 噴霧干燥工藝條件 進(jìn)口溫度 180℃,出口溫度 75℃,進(jìn)風(fēng)量 60m3/h,進(jìn)料溫度 50℃,蠕動(dòng)泵流量50mL/min。

1.2.3 麥芽糊精添加量的確定 按枸杞可溶性固形物含量計(jì)算,設(shè)定麥芽糊精的添加量為 0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%,研究其對(duì)出粉率和感官的影響,重復(fù) 2次。

1.2.4 β-環(huán)糊精添加量的確定 按枸杞可溶性固形物含量計(jì)算,設(shè)定β-環(huán)糊精添加量為 0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%,研究其對(duì)出粉率和感官的影響,重復(fù) 2次。

1.2.5 CMC添加量的確定 按枸杞可溶性固形物含量計(jì)算,設(shè)定 CMC的添加量為 0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%,研究其對(duì)出粉率和感官的影響,重復(fù) 2次。

1.2.6 正交實(shí)驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以枸杞粉的出粉率和感官評(píng)分為指標(biāo),采用 L9(33)正交分析,選擇助干劑最佳配比,見表 1。

表1 助干劑添加正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.2.7 枸杞粉的感官評(píng)價(jià)指標(biāo) 評(píng)定小組是由我院專業(yè)老師和學(xué)生組成,共 10人,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表 2。

表2 枸杞粉的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.2.8 噴霧干燥出粉率計(jì)算 計(jì)算公式如下：

1.2.9 實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)定和分析統(tǒng)計(jì)方法 料液可溶性固形物含量用 pal-αPocket數(shù)字折光儀在 20℃條件下測(cè)定;實(shí)驗(yàn)結(jié)果用 SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥芽糊精對(duì)噴霧干燥的影響

麥芽糊精對(duì)出粉率的影響如圖 1所示。不添加麥芽糊精時(shí),出粉率為 4.9%,隨著麥芽糊精添加量的增加,出粉率也逐漸增加,枸杞粉的顏色逐漸變淺,枸杞特有香味也在變淡,這是因?yàn)殍坭椒壑宣溠亢牧吭黾铀隆．?dāng)麥芽糊精的添加量為 50%時(shí),出粉率為 18%,枸杞特有香味較淡,因此,麥芽糊精的添加量不能太高,否則影響枸杞粉的品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明,為了提高枸杞粉的出粉率和品質(zhì),麥芽糊精的添加量為 50%～70%之間較好。

圖 1 麥芽糊精的添加量對(duì)出粉率的影響

2.2 β-環(huán)糊精對(duì)噴霧干燥的影響

隨著β-環(huán)糊精添加量的增加,出粉率先升高后降低,β-環(huán)糊精添加量為 10%時(shí),出粉率最高,為23%(圖 2),繼續(xù)添加β-環(huán)糊精,出粉率逐漸降低,這是由于β-環(huán)糊精量增加后,料液的粘度也在不斷地增大,造成噴嘴堵塞和掛壁,說明β-環(huán)糊精的添加量在10%以下時(shí),可有效提高出粉率。同時(shí),β-環(huán)糊精對(duì)枸杞粉香氣的保留有幫助,可提高枸杞粉的品質(zhì)。

2.3 CMC對(duì)噴霧干燥的影響

圖 2 β-環(huán)糊精添加量對(duì)出粉率的影響

不添加CMC,出粉率為5.2%,隨著CMC的添加量的增加,出粉率逐漸增高,當(dāng) CMC添加量為 1%時(shí),出粉率為10.6%,達(dá)到最高,之后,隨著CMC添加量的上升,出粉率開始逐漸下降 (圖 3),造成這一現(xiàn)象的原因也是與噴嘴堵塞和掛壁逐漸嚴(yán)重有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明,CMC添加量對(duì)出粉率的影響沒有麥芽糊精和β-環(huán)糊精的影響大,但是它的添加對(duì)沖調(diào)液的穩(wěn)定性具有極其重要的意義,CMC的添加量在 1.0%左右有較好效果。

圖3 CMC添加量對(duì)出粉率的影響

2.4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),助干劑的添加對(duì)干燥效果有明顯的影響,不添加或添加過少,噴霧時(shí)會(huì)有較多的液滴而不能干燥,添加過多,料液的黏度上升,粘結(jié)于噴頭處,導(dǎo)致噴頭堵塞,影響噴霧干燥的進(jìn)程和枸杞粉的品質(zhì)。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選取對(duì)噴霧干燥影響最大的麥芽糊精、β-環(huán)糊精和 CMC三種助干劑,安排 L9(33)正交實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)因素水平見表 2,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3～表 5。噴霧干燥工藝條件為進(jìn)口溫度 180℃,出口溫度 75℃、進(jìn)風(fēng)量 60m3/h、進(jìn)料溫度 50℃、蠕動(dòng)泵流量 50mL/min。

從表 3的 R值可知,實(shí)驗(yàn)所設(shè)的 3個(gè)因素對(duì)出粉率的影響順序?yàn)?A＞B＞C,最佳組合為 A2B2C3。但是通過出粉率 K值的檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)出粉率最佳組合為A2B2C2。然后對(duì)A、B、C進(jìn)行方差分析 (見表 4),得出C(CMC)對(duì)出粉率的影響不顯著,而A(麥芽糊精)和B(β-環(huán)糊精)對(duì)出粉率的影響顯著,故確定最佳組合為A2B2C3。即麥芽糊精的添加量為固形物含量的 60%,β-環(huán)糊精的添加量為固形物含量的 8%, CMC的添加量為固形物含量的 1.2%時(shí)所得到的枸杞粉最多;從感官評(píng)分分析,實(shí)驗(yàn)所設(shè)的 3個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分的影響順序?yàn)?A＞B＞C,最佳組合為A1B2C2,而對(duì)感官評(píng)分的 K值檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最佳組合為A3B2C2,經(jīng)表 5方差分析結(jié)果表明,麥芽糊精、β-環(huán)糊精、CMC對(duì)感官評(píng)分的影響差異都不顯著。因此,應(yīng)該在確保高出粉率的情況下,為了盡量得到高的感官評(píng)分,麥芽糊精和β—環(huán)糊精的添加量不變,改變 CMC的含量,分別采用 A2B2C1、A2B2C2、A2B2C3三種方案做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),得出 A2B2C2即麥芽糊精 60%, β-環(huán)糊精8%,CMC 1.0%組合的出粉率達(dá)到30.5%,感官評(píng)分上達(dá)到了 9.78分,故此方案是最佳方案。

表3 助干劑添加正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 出粉率方差分析表

表5 感官評(píng)分方差分析表

3 結(jié)論

3.1 通過對(duì)噴霧干燥枸杞粉的研究,得到了最佳的助干劑方案,以噴霧干燥前料液可溶性固形物含量計(jì),麥芽糊精的添加量為 60%,β-環(huán)糊精的添加量為8%,CMC的添加量為1.0%。

3.2 通過對(duì)出粉率和感官評(píng)分的方差分析,實(shí)驗(yàn)研究調(diào)整了各種助干劑的添加量,使得噴霧干燥枸杞粉的出粉率達(dá)到了 30.5%,感官評(píng)分達(dá)到了 9.78分,從而實(shí)現(xiàn)了雙指標(biāo)都較好的結(jié)果。

3.3 通過對(duì)三種添加劑的方差分析,得出了 CMC對(duì)枸杞噴霧干燥方法影響不顯著,故可以考慮用其他穩(wěn)定劑而代替,值得進(jìn)一步的研究。

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Study on drying aids for processing lycium barbarum power by spray drying

CHEN Zhi-yin,ZHANG Sheng-gui＊,NIU L i-li,W EIYuan
(Food Science and Engineer College,Gansu Agriculture University,Lanzhou 730070,China)

Lyc ium ba rba rum as raw m a te ria ls,through extrac ted,filte red,p rep a red,colloid m ill,hom ogenized and sp rayed d rying to p roduce lyc ium ba rba rum p owe r.Com b ining of s ing le fac tors and orthogona l tes t,the effec ts of d iffe rent am ounts of d rying a ids on se tting p owe r ra te and sense organ of lyc ium ba rba rum p owe r we re s tud ied. The results ind ica ted tha t the effec tive of sp ray d rying was bes t,the ra te of se tting p owe r had reached30.5%and the score of sense organ was9.78when the dosage of add itives were m altodextrin60%,β-Cyclodextrin10%,CMC 1.0%.Through the va riance ana lys is,the m a ltodextrin was the m os t imp ortant effec tive fac tors,the second was β-cyc lodextrin,and the CMC do not have notab ly effec t for such way.

lyc ium ba rba rum;sp ray d rying;d rying a ids

TS235.9

A

1002-0306(2010)02-0080-03

2009-04-03 ＊通訊聯(lián)系人

陳致印(1981-),男,碩士研究生,研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

國(guó)家科技部支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAD52B07)。