青稞麥綠素離心噴霧干燥制粉工藝條件研究

蔡林森，陳元濤，張立朋，王曉蘭，段黎昊

(青海師范大學化學系，青海西寧 810008)

青稞麥綠素離心噴霧干燥制粉工藝條件研究

蔡林森，陳元濤*，張立朋，王曉蘭，段黎昊

(青海師范大學化學系，青海西寧 810008)

以總黃酮、超氧化物歧化酶(SOD)含量為指標，考察了離心噴霧干燥制備青稞麥綠素粉體的影響因素，并確定了最佳工藝條件:進風溫度為230℃，出風溫度為100℃，離心霧化器轉速為13800r/min，進料速度為70.6mL/min，料液比為1∶4。所制得的麥綠素總黃酮含量為2.58mg/g，SOD含量為54.93u/g。

青稞麥綠素，噴霧干燥

麥綠素(Barley green)是麥苗幼葉汁液的簡稱?，F代生物化學研究表明，深綠色的裸大麥(青稞)苗耐寒而生命力強，不易受病蟲害的侵犯，是禾本科植物中的佼佼者，抽穗前的青稞嫩苗新陳代謝活躍，富含各種酶、黃酮類、蛋白質、維生素、礦物質、葉綠素、氨基酸等有效活性成分［1］。它能夠增強人體免疫力，具有很強的抗氧化、抗衰老的功能，可起到降血糖、降血脂、促進腸胃吸收等的作用［2－3］。因此，制備優良且方便食用的青稞麥綠素功能食品，以滿足人們的健康需求，是十分必要的。目前國內對青稞麥綠素制粉工藝的研究報道較少。高速離心噴霧干燥技術廣泛應用于化工、制藥、食品、輕工、建材等行業的乳濁液、懸浮液、糊狀物、溶液狀物料的干燥［4］。其主要特點是干燥速度快，只需要幾秒、十幾秒的時間就可以完成干燥過程，產品的營養成分損失小，而且成本低，生產過程簡化，操作控制方便，適于連續化大規模生產。本實驗考察了高速離心噴霧干燥法制備青稞麥綠素粉的工藝條件，為現代青稞麥綠素產業化生產打下了堅實的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮青稞苗，純化水。

GLPZ－5型高速離心造粒噴霧干燥機 青海三四一九干燥設備有限公司;JM－LB65型膠體磨 溫州市七星乳品設備廠;PO－100－PO3S型液體濾袋

上海薩爾過濾設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 嫩苗→預處理→打漿→浸提→過濾→噴霧干燥→產品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原料的預處理 收割后的麥苗應盡快剔除黃葉、雜物，用清水洗凈，然后用濃度2%～4%的H2O2溶液浸泡、消毒一定時間，再經純化水淋洗后，瀝干水滴。

1.2.2.2 浸提 準確稱取一定量的青稞苗，用潔凈的剪子將其剪成幾厘米的小段。按一定的料液比，置入膠體磨中打漿，勻漿于20℃下靜置，浸提一定時間后過濾。

1.3 實驗影響因素和評價指標

本實驗主要研究進風溫度、出風溫度、離心霧化器的轉速、進料速度、料液比對制備麥綠素的影響，并確定制備麥綠素粉的最佳工藝條件。

我們不去統計國家對文化事業投入的各項數據，但我們通過在基層的采訪和調研，所看到聽到的一些現象和聲音，應該是最生動的說明。

經測定每1kg青稞鮮苗中總黃酮含量為3.2g，SOD含量為65.40u/g。綜合考慮實驗誤差、與正式生產的可比性、實驗成本等因素，決定每次取用5.00kg青稞鮮苗進行實驗，以所得麥綠素中的總黃酮、SOD含量為指標，其中總黃酮含量測定采用硝酸鋁比色法［5］，SOD含量測定采用鄰苯三酚自氧化法［6］。

2 結果與分析

2.1 前期實驗中關于影響因素的討論

為了熟悉生產過程和確定工藝條件的大致范圍，以產品不發粘、結塊，顏色翠綠不發黃，有草香味、無焦味為感官評價標準，進行前期實驗，并對影響因素進行討論。

2.1.1 進風溫度的影響 經過離心霧化器，麥綠素霧滴與通過分配器送入的熱空氣接觸，此階段進風溫度為主要影響因素，溫度過低，產品干燥不徹底，容易出現半濕性粘壁;溫度過高，會使干燥塔內的平均溫度升高，被吸附的產品發黃變焦，影響產品的品質，甚至失去回收的價值。綜合考慮以上因素，在200、210、220、230、240、250℃六個進風溫度下，測定所制得的麥綠素水分含量，其結果如圖1所示。

圖1 進風溫度對麥綠素含水量的影響

由圖1可知，隨著進風溫度不斷升高，所制得的麥綠素水分含量不斷減少。但當進風溫度高于240℃時，部分粉體發黃變焦，因此為了得到較好的粉體，選擇進風溫度為230℃。

2.1.2 出風溫度的影響 產品顆粒被風帶進風分離器所捕集的過程也是持續干燥的過程，在這個過程中，蒸發剩余水分，使得到的產品干燥徹底。在80、90、100、110、120℃ 五個出風溫度下，測定所得麥綠素水分并進行色澤和氣味感官評價。實驗結果見表1。

表1 不同出風溫度對噴霧干燥的影響

2.1.3 離心器轉速的影響 麥綠素料液通過離心器的高速旋轉被噴為極細小的霧滴，離心器轉速越高，霧滴的粒徑越細，干燥越充分，但霧滴所獲得的初始速度也越高，容易在未充分干燥之前就與干燥塔壁接觸，發生半濕性粘壁，且轉速過高所得粒徑過細，不易被旋風分離器捕集;離心器轉速越低，顆粒粒徑越大，干燥所需時間越長，產品越容易變濕發粘，甚至在干燥塔下部發生粘壁。

2.1.4 進料速度的影響 控制進料速度是調節出風溫度的重要手段，也直接影響到生產效率的高低，另外進料速度對生產過程的穩定性也起到了至關重要的作用。進料速度過低，生產過程越穩定，但耗能越大;進料速度過高，生產過程中出風溫度波動大。實驗中發現進料速度達到74.6m L/m in時，出風溫度波動超過±3℃，而設備允許的波動范圍為±2℃，溫度波動過大。為了保證較高的生產效率和穩定的工藝條件，選定70.6m L/min為最佳進料速度。

2.1.5 料液比的影響 料液比主要影響生產效率和生產穩定性。加入的水越少，料液含水量越低，生產效率越高，生產過程也越穩定，但過低的含水量會使打漿和過濾不順利，浪費時間，且不利于浸提。分別按料液質量比為1∶2、1∶3、1∶4 三種不同濃度進行噴霧干燥，以2kg的苗為基準。實驗結果見表2。由表2可知，隨著料液比的增加，噴霧時間增長，而且穩定性逐漸變差。通過實驗發現當料液比為1∶4時，打漿和過濾的過程都很順利，效率較高，所以選定1∶4為最佳料液比。

表2 不同料液比及噴霧干燥的時間的穩定性研究

2.1.6 工藝條件大致范圍 通過前期實驗確定的工藝條件大致范圍是:進風溫度210～280℃，出風溫度98～113℃，霧化器轉速 14000～16500 r/m in，進料速度70.6m L/m in，料液比 1∶4。

2.2 正交實驗

根據前期實驗確定的工藝條件，選擇進風溫度、出風溫度、霧化器轉速、料液比作為影響因素，設計L9(34)正交實驗，如表3所示，以評價指數=(總黃酮含量+SOD含量)作為綜合評價指數，確定最佳工藝條件。

表3 L9(34)正交實驗設計

正交實驗結果中，極差R值越大，表明對應因素對結果影響越大，由表4得出的R值可知，實驗所設的4個因素對結果的影響大小順序為A＞B＞C=D，最佳組合為A1B1C1D3，即進風溫度230℃、出風溫度100℃、霧化器轉速13800 r/m in、料液比1∶4。正交實驗表中無此組因素水平，進行驗證實驗測得總黃酮含量2.58mg/g，SOD含量54.93u/g，證實該組合效果較優。

表4 L9(34)正交實驗設計及結果

3 結論

采用GLPZ－5型高速離心造粒噴霧干燥機進行噴霧干燥，確定制備青稞麥綠素粉的最佳工藝條件為:進風溫度230℃，出風溫度100℃，霧化器轉速13800r/min，進料速度 70.6m L/m in，料液比 1∶4。在此制備條件下測得總黃酮含量2.58mg/g，SOD含量54.93u/g。

［1］楊素珍，王偉.麥綠素保健食品的研制［J］.食品工業，2002(7):94－96.

［2］邵承斌，吳四維，陳靜華.麥草粉的抗氧化作用研究［J］.天然產物研究與開發，2001，13(2):27－29.

［3］張秋英，葉定生，張紹南.大麥草營養利用探討［C］.大麥文集，2002，12(5):52－55.

［4］鄒家柱.離心噴霧干燥機的調試及現場問題的處理［J］.機械研究與應用，2005，18(6):52－53.

［5］肖香蘭，羅仁才，張楠.保健食品中總黃酮的測定方法［J］.中國衛生檢驗雜志，2007，17(6):1037－1142.

［6］王光亞.保健食品功效成分測定方法［M］.北京:中國輕工業出版社，2002.

Study on spray drying processing of highland barley green

CAI Lin－sen，CHEN Yuan－tao*，ZHANG Li－peng，WANG Xiao－lan，DUAN Li－hao

(Department of Chemistry，Qinghai Normal University，Xining 810008，China)

The effect factors of preparing highland barley green by centrifugal spray drying processing were stud ied in detail according to contents of flavonoids and super oxide dismutase(SOD).The optimal spray drying processing conditions were determined as follows:the air temperature at the inlet was 230℃，and at the exit was 100℃，the rotating speed of centrifugalatomizer was 13800r/m in，liquid feed rate was 70.6m L/m in，and the ratio of material to water was 1∶4.The content of flavonoids was 2.58m g/g and SOD was 54.93u/g.

highland barley green;spray drying

TS210.1

B

1002－0306(2011)08－0277－03

2010－01－25 *通訊聯系人

蔡林森(1986－)，男，碩士研究生，主要從事天然產物與開發和無機材料的研究。

青海省重點科技攻關項目(2007－N－120);科技部科技人員服務企業行動項目(2009GJG20017);教育部“新世紀優秀人才”支持計劃(NCET－07－0476)。