復(fù)合型固體飲料加工工藝研究①

鮑妮娜, 袁維風(fēng)，吳丹丹, 于蓓蓓

(1. 宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 宿州 234000；2.青島市即墨區(qū)市場監(jiān)管綜合行政執(zhí)法大隊，山東 青島 266200)

0 引 言

固體飲料擁有攜帶方便、快捷、營養(yǎng)易保存、成本低等優(yōu)勢，受到越來越多消費者的歡迎[1]。固體飲料的加工是將全部果肉都保留，浸提后直接干燥，最大程度上的保留了原有的營養(yǎng)物質(zhì)[2-5]。其浸提工藝包括了熱水處理、果膠酶浸提和超聲波輔助果膠酶浸提[3,4,6-7]三種形式。在熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空微波干燥、噴霧干燥等[8]干燥方式中，噴霧干燥制備果蔬類固體飲料基本能保持其原有的顏色、香氣和主要營養(yǎng)物質(zhì)，但也存在諸如干燥器的體積比較大，易發(fā)生粘壁的現(xiàn)象等缺點[9]。尤其對于糖含量高的原料，如何減少粘壁的現(xiàn)象是噴霧干燥過程中所面對的首要問題。以紅棗、花生、枸杞、生姜為原材料，產(chǎn)品的出粉率、噴霧效果、感官分值為評定標準，考察熱水浸提、果膠酶浸提、超聲波輔助果膠酶浸提等不同的前處理方式；噴霧干燥過程的料液比、助干劑的添加量以及出風(fēng)溫度三個影響因素對復(fù)合型固體飲料加工工藝的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 材 料

紅棗、花生、枸杞、生姜、麥芽糊精(食品級)、果膠酶(食品級)、檸檬酸(食品級)、磷酸氫二鈉(食品級)。

1.1.2 試驗儀器

電子天平(FA11048，上海越平科學(xué)儀器有限公司)，數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-2，金壇市杰瑞爾電器有限公司)，數(shù)控超聲波清洗器(KQ5200DE，昆山市超聲儀器有限公司)，pH計(FE20，上海匯分電子科技有限公司)，膠體磨(JM-L80，廣州旭眾食品機械有限公司)，低溫噴霧干燥機(LPG-5，常州市加利美干燥設(shè)備有限公司)。

1.2 試驗方法

綜合吳闖等人對木耳、紅棗、白刺果固體飲料的研究[3]，曹竑等人對枸杞粉的研究[2]，高歌等人對姜粉的研究[5]，并結(jié)合預(yù)實驗的結(jié)果，首先確定進風(fēng)溫度為155℃。

參考白蘭、張根樂等人在研究紅棗粉時果膠酶的添加量[4,6]，以及曹竑在研究速溶枸杞粉的加工工藝時果膠酶的添加量[2]，確定果膠酶的用量為0.2%，參考聶小偉對紅棗粉的研究，確定超聲波的功率為120 W[7]。

根據(jù)預(yù)實驗的結(jié)果，確定復(fù)合原材料總量為200 g，其中花生80 g、紅棗65 g、枸杞35 g、生姜20 g。在前處理考察時，其復(fù)合漿液中的料液比為1:7；入料溫度為50℃；復(fù)合漿液中固形物與助干劑的比為1:1；進風(fēng)溫度為155℃；出風(fēng)溫度為85℃。

1.2.1 原料的預(yù)處理

原料→挑選→清洗→預(yù)煮軟化→去皮去核→打漿

1.2.2 熱水浸提

浸提時料液比為1:5，在100℃的水浴鍋中浸提40 min。按照固形物和助干劑的含量1:1的比例，稱取麥芽糊精200 g，使其溶在料液中，然后用膠體磨將其磨均，同時加入一定量的水，使其料液比達到1:7。將磨好的料液預(yù)熱至50℃左右后開始進料，進而進行噴霧干燥。

1.2.3 果膠酶浸提

用1 mol/L的C6H8O7和2 mol/L的Na2HPO4將復(fù)合漿液的pH調(diào)至4.0[7]。加入0.2%的果膠酶，浸提時的料液比為1:5，在50℃的水浴鍋中浸提40 min[2,4,6-7]。將復(fù)合漿液升溫至95℃持續(xù)1分鐘[5]用于滅酶。

1.2.4 超聲波輔助果膠酶浸提

浸提時料液比為1:5，加入0.2%的果膠酶[2,4,6-7]，同時在一定的超聲功率和溫度下進行超聲輔助果膠酶浸提。功率設(shè)置為120 W，溫度為50℃，時間為40 min[7]。

1.3 噴霧干燥條件的考察

1.3.1 料液比

料液比分別為1:5,1:6,1:7,1:8,1:9，復(fù)合漿液中固形物與助干劑的比例為1:1，其他條件同上所述。

1.3.2 助干劑添加量

復(fù)合漿液中固形物含量與助干劑的比例分別為1:0.4,1:0.6,1:0.8,1:1,1:1.2，料液比為最佳料液比，其他條件同上所述。

1.3.3 出風(fēng)溫度

出風(fēng)溫度分別為70℃,75℃,80℃,85℃,90℃，料液比與復(fù)合漿液中固形物含量與助干劑的比例都用最佳的比例。

1.4 評定指標

1.4.1 出粉率的測定[10]：

出粉率=[產(chǎn)品的出粉質(zhì)量/(漿液中總固形物的質(zhì)量+助干劑的添加量)]×100%。

1.4.2 感官評分指標[11]：

取20 g產(chǎn)品粉末，用200 mL的熱水沖泡后，攪拌均勻。通過對產(chǎn)品的色澤、香味、口感、溶解性這四項指標進行評分，每項共25分。評定小組由十人組成，根據(jù)表1中的評分標準進行感官評分，分值越高，說明該指標就越好。

表1 評分標準

2 結(jié)果分析與討論

2.1 前處理方法對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖1得知，果膠酶浸提和超聲波輔助浸提得到的產(chǎn)品出粉率遠大于熱水浸提的產(chǎn)品出粉率。且由表2可看出，通過果膠酶浸提以及超聲波復(fù)合果膠酶浸提的漿料噴霧效果比熱水浸提的噴霧效果好。該酶可以破壞原料中的果膠物質(zhì)，使可溶性固形物充分溶出，從而增大可溶性固形物的含量[8]。從感官評分的分值可看出，通過超聲波輔助果膠酶的浸提方式所得產(chǎn)品的分值最高。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，最佳的前處理浸提方式為超聲波輔助果膠酶浸提。

表2 前處理方法對噴霧效果和感官分值的影響

圖1 前處理方法對出粉率的作用

2.2 料液比的影響

由圖2可看出，料液比為1:6時，其產(chǎn)品出粉率最高。之后料液比中水分含量增大，其出粉率越來越低。由表3得知，當料液比為1:5的時候，由于水分太少，料液比較稠，導(dǎo)致進料時，容易堵塞噴頭，噴霧效果不好，因此出粉率也不高。隨著料液比中水分越來越大進料時比較順暢，沒有再出現(xiàn)堵塞噴頭的現(xiàn)象。但是當料液比中復(fù)合漿液中水分含量太大，會導(dǎo)致漿液進入干燥室內(nèi)沒辦法瞬間干燥，即干燥后的物料水分含量高，因而這些粉末會重新聚在一起，也就是結(jié)塊，同時未完全干燥的粉末碰到壁面的時候會貼在壁上，因而造成出粉率降低。當料液比達到1:9時出現(xiàn)了結(jié)塊現(xiàn)象。從感官評分的分值可看出，料液比為1:6與1:7時的產(chǎn)品其感官評分的分值差不多，并且它們的分值都高于其他水平下產(chǎn)品的感官分值。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，當固形物與助干劑的比例為1:1，出風(fēng)溫度為85℃時，確定其最佳料液比為1:6。

表3 料液比對噴霧效果和感官分值的影響

圖3 助干劑的添加量對出粉率的影響

圖4 出風(fēng)溫度對出粉率的影響

2.3 助干劑添加量的影響

由圖3可看出，當固形物與助干劑的比例為1:1時，產(chǎn)品出粉率最高。助干劑添加的越多，其出粉率越來越高，但當固形物與助干劑的比例達到1:1.2時，其出粉率反而下降了，是由于助干劑添加較多，使?jié){液濃度大，進料時易堵塞噴頭，因此出粉率不高。添加助干劑的目的就是為了降低復(fù)合漿液的粘度，由表4可看出助干劑的添加量逐漸增大，其粘壁現(xiàn)象逐漸減少，但其添加量太多反而會使復(fù)合漿液的濃度變得很大，以至于進料時會出現(xiàn)噴頭堵塞的現(xiàn)象，繼而噴霧效果不好，出現(xiàn)出粉率降低的現(xiàn)象。從感官評分的分值可看出，當固形物與助干劑的比達到1:1.2時，其產(chǎn)品的感官分值明顯下降，助干劑添加較多會影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)，而固形物與助干劑的比為1:0.6、1:0.8和1:1時，其感官評分的分值相差不多。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個標準，當料液比為1:6，出風(fēng)溫度為85℃時，其固形物與助干劑的最佳比例為1:1。

2.4 出風(fēng)溫度的影響

由圖4可看出，當出風(fēng)溫度為85℃時，產(chǎn)品的出粉率最大。由表5可知，出風(fēng)溫度對噴霧效果也有很大影響，進料流速對出風(fēng)溫度有很大影響，調(diào)大進料流速可使出風(fēng)溫度降低，相反，調(diào)小進料流速可以使出風(fēng)溫度增大。因此，要使出風(fēng)溫度變小，需要調(diào)大進料流速。進料速度太快，不僅會容易造成噴頭堵塞，還會使物料不能完全干燥，造成粘壁、結(jié)塊等現(xiàn)象。但出風(fēng)溫度太大，會有一部分碰到了內(nèi)壁的物料因溫度太高，使其粘度增大，會造成嚴重的粘壁現(xiàn)象。由表5可看出，出風(fēng)溫度為80℃和85℃時其產(chǎn)品的感官分值較其他水平下產(chǎn)品的分值高，且兩者間的分值相差不多。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，當料液比為1:6，固形物與助干劑的比為1:1時，確定其最佳的出風(fēng)溫度為85℃。

3 結(jié) 論

紅棗、枸杞、花生、生姜為主要原料，用噴霧干燥的方法制作出一種養(yǎng)生型復(fù)合固體飲料，研究結(jié)果表明其最佳的前處理方式為超聲波輔助果膠酶浸提復(fù)合漿液。另外，通過對噴霧干燥過程中料液比、助干劑的添加量、出風(fēng)溫度的單因素試驗，得到最佳料液比為1:6、固形物與助干劑的比例為1:1、出風(fēng)溫度為85℃。