噴霧干燥枸杞粉助干劑研究

陳致印,張盛貴,牛黎莉,魏 苑

(甘肅農業大學食品科學與工程學院,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

(甘肅農業大學食品科學與工程學院,甘肅蘭州 730070)

以新鮮枸杞為原料,經榨汁、過濾、調配、膠體磨、均質和噴霧干燥工藝生產枸杞粉,采用單因素和正交實驗相結合,研究了三種助干劑及其添加量對枸杞粉出粉率及感官的影響。實驗結果表明,當麥芽糊精加入 60%,β-環糊精加入 8%,CMC加入 1.0%時,噴霧干燥效果最好,出粉率達到 30.5%,感官評分 9.78分;通過方差分析,得出麥芽糊精對出粉率和感官的影響最大,β—環糊精次之,CMC對枸杞噴霧干燥影響不顯著。

枸杞,噴霧干燥,助干劑

枸杞 (Fructus Lycii)是我國傳統的藥食兩用原料,具有明顯的調節機體免疫功能、增強記憶力、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,不耐長久貯運,95%以上被制成枸杞干[2]。從目前的消費習慣看,現有的枸杞產品已經不能滿足市場多元化需求,這就為枸杞的加工提出了新的要求。以新鮮枸杞為原料,生產枸杞粉,既可以提高枸杞的附加值,又可為消費市場提供一種新的產品,具有較好的發展前景。由于枸杞含糖量高,料液的黏度較大,在噴霧干燥時會出現嚴重的堵塞噴嘴和掛壁現象,致使出粉率較低,產品品質差。因此本實驗在工藝參數確定的情況下,研究適宜的助干劑及最佳配比,解決生產出粉率高、溶解性強、色澤保持好的較高質量枸杞粉的關鍵技術難題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮枸杞 產自甘肅省景泰縣;麥芽糊精、β-環糊精、CMC 均為食品級。

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

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 原料→清洗→榨汁→過濾→添加助干劑→調配→膠體磨→均質→噴霧干燥→枸杞粉

1.2.2 噴霧干燥工藝條件 進口溫度 180℃,出口溫度 75℃,進風量 60m3/h,進料溫度 50℃,蠕動泵流量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算,設定麥芽糊精的添加量為 0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%,研究其對出粉率和感官的影響,重復 2次。

1.2.4 β-環糊精添加量的確定 按枸杞可溶性固形物含量計算,設定β-環糊精添加量為 0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%,研究其對出粉率和感官的影響,重復 2次。

1.2.5 CMC添加量的確定 按枸杞可溶性固形物含量計算,設定 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%,研究其對出粉率和感官的影響,重復 2次。

1.2.6 正交實驗 在單因素實驗基礎上,以枸杞粉的出粉率和感官評分為指標,采用 L9(33)正交分析,選擇助干劑最佳配比,見表 1。

表1 助干劑添加正交實驗因素水平表

1.2.7 枸杞粉的感官評價指標 評定小組是由我院專業老師和學生組成,共 10人,評價標準見表 2。

表2 枸杞粉的感官評定標準

1.2.8 噴霧干燥出粉率計算 計算公式如下：

1.2.9 實驗結果測定和分析統計方法 料液可溶性固形物含量用 pal-αPocket數字折光儀在 20℃條件下測定;實驗結果用 SPSS16.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 麥芽糊精對噴霧干燥的影響

麥芽糊精對出粉率的影響如圖 1所示。不添加麥芽糊精時,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,這是因為枸杞粉中麥芽糊精的量增加所致。當麥芽糊精的添加量為 50%時,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。實驗表明,為了提高枸杞粉的出粉率和品質,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出粉率的影響

2.2 β-環糊精對噴霧干燥的影響

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

2.3 CMC對噴霧干燥的影響

圖 2 β-環糊精添加量對出粉率的影響

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 CMC添加量為 1%時,出粉率為10.6%,達到最高,之后,隨著CMC添加量的上升,出粉率開始逐漸下降 (圖 3),造成這一現象的原因也是與噴嘴堵塞和掛壁逐漸嚴重有關。實驗表明,CMC添加量對出粉率的影響沒有麥芽糊精和β-環糊精的影響大,但是它的添加對沖調液的穩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添加量對出粉率的影響

2.4 正交實驗結果

實驗發現,助干劑的添加對干燥效果有明顯的影響,不添加或添加過少,噴霧時會有較多的液滴而不能干燥,添加過多,料液的黏度上升,粘結于噴頭處,導致噴頭堵塞,影響噴霧干燥的進程和枸杞粉的品質。根據單因素實驗結果,選取對噴霧干燥影響最大的麥芽糊精、β-環糊精和 CMC三種助干劑,安排 L9(33)正交實驗,實驗因素水平見表 2,實驗結果見表 3～表 5。噴霧干燥工藝條件為進口溫度 180℃,出口溫度 75℃、進風量 60m3/h、進料溫度 50℃、蠕動泵流量 50mL/min。

從表 3的 R值可知,實驗所設的 3個因素對出粉率的影響順序為 A＞B＞C,最佳組合為 A2B2C3。但是通過出粉率 K值的檢驗,發現出粉率最佳組合為A2B2C2。然后對A、B、C進行方差分析 (見表 4),得出C(CMC)對出粉率的影響不顯著,而A(麥芽糊精)和B(β-環糊精)對出粉率的影響顯著,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%時所得到的枸杞粉最多;從感官評分分析,實驗所設的 3個因素對感官評分的影響順序為 A＞B＞C,最佳組合為A1B2C2,而對感官評分的 K值檢驗發現最佳組合為A3B2C2,經表 5方差分析結果表明,麥芽糊精、β-環糊精、CMC對感官評分的影響差異都不顯著。因此,應該在確保高出粉率的情況下,為了盡量得到高的感官評分,麥芽糊精和β—環糊精的添加量不變,改變 CMC的含量,分別采用 A2B2C1、A2B2C2、A2B2C3三種方案做驗證實驗,得出 A2B2C2即麥芽糊精 60%, β-環糊精8%,CMC 1.0%組合的出粉率達到30.5%,感官評分上達到了 9.78分,故此方案是最佳方案。

表3 助干劑添加正交實驗結果

表4 出粉率方差分析表

表5 感官評分方差分析表

3 結論

3.1 通過對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,麥芽糊精的添加量為 60%,β-環糊精的添加量為8%,CMC的添加量為1.0%。

3.2 通過對出粉率和感官評分的方差分析,實驗研究調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到了 30.5%,感官評分達到了 9.78分,從而實現了雙指標都較好的結果。

3.3 通過對三種添加劑的方差分析,得出了 CMC對枸杞噴霧干燥方法影響不顯著,故可以考慮用其他穩定劑而代替,值得進一步的研究。

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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 ＊通訊聯系人

陳致印(1981-),男,碩士研究生,研究方向：農產品加工與貯藏。

國家科技部支撐計劃項目(2007BAD52B07)。