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      噴霧干燥法制備調味柿葉茶固體飲料的工藝研究

      2023-07-09 12:13:04井惠敏劉新華劉貞秀羅韋維石青浩李書啟
      食品安全導刊 2023年16期
      關鍵詞:出粉率柿葉茶粉

      井惠敏,劉新華,劉貞秀,羅韋維,石青浩,李書啟

      (天津天獅學院 食品工程學院,天津 301700)

      柿葉為柿樹科柿樹屬植物柿的新鮮或干燥葉[1]。柿葉含有蛋白質、氨基酸、有機酸、單寧、酚類、多糖、揮發(fā)油及黃酮等多種化學成分,具有抗菌消炎、抗氧化、降血脂、降低血壓、抗癌防癌和增強免疫的作用[2]。我國柿葉資源豐富,以柿葉為原料的食品、藥品具有廣闊的開發(fā)前景。目前,在食品領域以柿葉為原料開發(fā)出了柿葉保健飲料[3]、柿葉復合茶[4]、柿葉蛋糕[5]等。藥品領域以柿葉單味藥材提取物制成的腦心清片為代表,其作為心腦血管疾病治療用藥,療效確切,效果顯著[6]。本研究以柿葉黃酮類提取物為原料,加入玫瑰花、紅棗提取物調味,通過噴霧干燥法制備固體飲料,為柿葉的進一步開發(fā)利用提供參考,以期為消費者提供一款口感風味佳、攜帶沖飲方便的固體飲料。

      1 材料與方法

      1.1 材料與試劑

      新鮮柿葉從天津市薊州區(qū)采摘得到;玫瑰干花、紅棗,市售。

      蘆丁標準品,中國食品藥品檢定研究院;氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、無水乙醇(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;麥芽糊精、甘露醇、羧甲基纖維素(Carboxymethyl Cellulose,CMC)(食品級),上海申光食用化學品有限公司;食用酒精,天津市博迪化工有限公司。

      1.2 儀器與設備

      YC-1800 實驗型噴霧干燥機,上海雅程儀器設備有限公司;CW-2000 微波-超聲協同萃取儀,上海新拓分析儀器科技有限公司;UV1000 紫外可見分光光度計,上海天美科學儀器有限公司;RE-1001VH 旋轉蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;BSA 124S 精密電子天平,賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;FW177 型萬能粉碎機,天津泰斯特儀器有限公司;DZ-2BE 真空干燥箱,天津泰斯特儀器有限公司;DH-101-3BS 電熱恒溫鼓風干燥機,天津市中環(huán)實驗電爐有限公司。

      1.3 試驗方法

      1.3.1 調味柿葉茶固體飲料制備工藝

      調味柿葉茶固體飲料制備工藝流程見圖1。

      圖1 調味柿葉茶固體飲料制備工藝

      1.3.2 調味柿葉茶固體飲料配方

      (1)柿葉黃酮類化合物的提取及干粉制備。柿葉黃酮類化合物的提取與干粉制備采用微波-超聲協同萃取法及真空干燥法[7]。黃酮含量測定采用蘆丁標準曲線法[8],通過計算,得到柿葉中黃酮類物質的得率為7.95%。

      (2)玫瑰花、紅棗提取物干粉的制備。玫瑰花、紅棗(質量比2 ∶1)與純凈水以1 ∶40(g ∶mL)的料液比混合,90 ℃水浸提30 min,蒸發(fā)濃縮,于真空干燥箱中干燥,粉碎過100 目標準篩,即得到玫瑰花、紅棗干粉。

      (3)調味柿葉茶固體飲料配方。固體飲料按柿葉黃酮提取物添加量20%,玫瑰花紅棗提取物添加量25%,甘露醇添加量35%,CMC 添加量2%,麥芽糊精填充進行組方。

      1.3.3 噴霧干燥工藝條件

      (1)單因素試驗。在預試驗基礎上,以出粉率為考察指標,進行單因素試驗,分別考察進風溫度、料液濃度、進料速度對出粉率的影響。保持料液濃度8%,進料速度25 r·min-1,分別考察進風溫度為140 ℃、150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃時的出粉率;保持進風溫度160 ℃,進料速度25 r·min-1,分別考察料液濃度為6%、7%、8%、9%、10%時的出粉率;保持進風溫度160 ℃,料液濃度8%,分別考察進料速度15 r·min-1、20 r·min-1、25 r·min-1、30 r·min-1、35 r·min-1時的出粉率。

      (2)正交試驗。在單因素試驗基礎上,以出粉率為考察指標,設計3 因素3 水平正交試驗,見表1。其中,出粉率=固體茶粉質量/原輔料固形物總質量×100%。

      表1 正交試驗因素水平

      1.3.4 感官評價

      由20 位感官評審員組成評定小組,分別從狀態(tài)、色澤、風味、口感等方面對固體茶飲料進行品評,評分標準見表2,采用輕松感官分析系統5.0 進行統計分析。

      表2 感官評價標準

      1.3.5 調味柿葉茶飲料的物理性質測定

      水分含量的測定參照GB 5009.3—2016[9]方法,溶解性、密度、流動性(Carr Index,CI)指數測定參照文獻[10]所述方法。

      2 結果與分析

      2.1 噴霧干燥工藝單因素試驗結果

      2.1.1 進風溫度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

      進風溫度對出粉率的影響見圖2。由圖2 可以看出,隨著進風溫度的升高,噴霧干燥的出粉率升高。熱空氣作為干燥介質,其溫度較低時,干燥速率慢,霧化物料干燥不完全,碰撞后顆粒變大,有黏壁現象,故出粉率低;溫度升高,物料中水分蒸發(fā)加快,干燥速率加快,干燥后顆粒細小,出粉率升高。當進風溫度為160 ~180 ℃時,出粉率變化不大,增長的趨勢減緩,且進風溫度為180 ℃時,伴有些許焦化現象,可能是由于溫度升高,干燥過程很快轉入降速干燥階段,物料表面水分汽化速率快,物料表面易板結糊化,影響茶粉感官品質。同時,從工程經濟角度考慮,溫度高,能耗高,生產投入成本增加。故選取進風溫度160 ℃為最優(yōu)條件。

      圖2 進風溫度對出粉率的影響

      2.1.2 料液濃度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

      料液濃度對出粉率的影響見圖3,由圖3 可以看出,當料液濃度小于8%時,隨著濃度升高,噴霧干燥的出粉率提高。在此階段,物料中水分蒸發(fā)快,物料濃度提高,溶液中固形物含量增多,出粉率提高。當原料液濃度達到8%時,出粉率最高,此后隨料液濃度升高,出粉率反而降低。在進風溫度和進料速度一定的情況下,可能由于料液濃度持續(xù)升高,溶液黏度變大,裹挾著較大固體顆粒的液體蒸發(fā)需要更多的能量,難以被快速蒸發(fā),從而導致部分液體從噴嘴中噴出后直接接觸桶內壁造成黏壁,無法分離,使出粉率降低。故選取物料濃度8%為最優(yōu)條件。

      圖3 料液濃度對出粉率的影響

      2.1.3 進料速度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

      進料速度對出粉率的影響見圖4。由圖4 可以看出,出粉率隨進料速度的增加先升高后降低,當進料速度為25 r·min-1時,出粉率最高。進料速度小,溶液霧滴較細,顆粒小,不易分離收集,出粉率不高;進料速度過大,霧滴變大,溫度一定情況下,料液干燥不完全,產生黏壁現象,導致出粉率降低,故選取進料速度25 r·min-1為最優(yōu)條件。

      圖4 進料速度對出粉率的影響

      2.2 正交試驗優(yōu)化噴霧干燥工藝

      通過單因素試驗得知,進風溫度、料液濃度、進料速度為影響噴霧干燥工藝的關鍵因素,以此3個因素為考察對象,出粉率為評價指標,設計進行3因素3 水平正交試驗,優(yōu)化噴霧干燥工藝。正交試驗結果見表3。

      表3 正交試驗結果

      由表3 可知,3 個因素對調味柿葉茶固體飲料出粉率影響的主次順序為進風溫度>料液濃度>進料速度,其最優(yōu)工藝方案為A3B2C3,即進風溫度170 ℃,料液濃度8%,進料速度30 r·min-1。

      對正交試驗結果進行方差分析,利用F值檢驗各因素對出粉率的影響程度,結果見表4。由方差分析可知,進風溫度和料液濃度對調味柿葉茶固體飲料的出粉率有顯著影響,進料速度對調味柿葉茶固體飲料的出粉率無顯著影響。

      表4 正交試驗方差分析表

      2.3 驗證試驗

      按照最優(yōu)工藝方案,進風溫度170 ℃,料液濃度8%,進料速度30 r·min-1,制備5 批次調味柿葉茶,出粉率的平均值為16.3%,高于正交試驗的結果,相對標準偏差為0.46%。對樣品進行黃酮含量測定,測得柿葉黃酮平均含量為3.1 mg·g-1。

      2.4 調味柿葉茶粉固體飲料的感官品質和物理性質

      對最優(yōu)工藝方案制備的調味柿葉茶固體飲料進行感官評價,評分為92.9 分,該工藝條件制備的茶粉粉質細膩,顏色淡黃,香氣適宜,口感上佳,感官品質好。

      對茶粉進行含水量、溶解性、密度、流動性的測定,測定結果見表5。茶粉中水分含量為4.3%,小于7%,符合國家標準[11]要求,溶解時間為28 s,CI 指數為12%,所得茶粉顆粒間相互作用力弱,流動性和溶解性都非常好。

      表5 調味柿葉茶固體飲料物理性質

      3 結論

      以柿葉黃酮提取物為原料,加入玫瑰花、紅棗提取物調味,正交試驗確定調味柿葉茶固體飲料最佳制備工藝條件,即進風溫度170 ℃,料液濃度8%,進料速度30 r·min-1,在此工藝下制得的茶粉均勻細膩,流動性、溶解性好,色澤、香氣、口感佳,感官品質上乘,成品中黃酮含量為3.1 mg·g-1。利用天津薊州區(qū)得天獨厚的柿葉資源,以柿葉中黃酮類提取物為原料,對茶粉制備工藝開展研究,制備的固體飲料具有攜帶、沖飲方便等優(yōu)勢,可為新型功能食品的研發(fā)提供一定基礎性依據。

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