不同干燥方式對堿蓬植物鹽品質特性的影響

王瑞華，孫佳佳，*，戴華磊，王秀英，戴永昌

（1.東營廣元生物科技股份有限公司，山東東營257000；2.山東元正檢測技術有限公司，山東東營257000）

植物鹽是一種以天然植物（一般為鹽生植物）為原料提取的天然低鈉、富鉀，含有多種礦物質及微量元素的平衡鹽，近幾年已逐漸以一種新型的食用鹽類型出現在國際市場[1-2]。目前美國、日本、歐洲等國家已生產且皆受專利保護，國內相關研究剛剛起步，提取原料多為鹽地堿蓬[3-4]、海蘆筍[5-6]、白刺[7]、杜氏鹽藻[8]等，且近幾年研究內容及種類不斷豐富，提取工藝也在不斷優化。

堿蓬（Suaeda salsa），又稱“翅堿蓬”、“黃須菜”、“堿蒿”、“鹽蒿”、“海鮮菜”和“堿蔥”等，是一種生長于鹽堿地和海濱沙灘的抗逆性極強的一年生草本積鹽植物，是一種典型的鹽堿地指示植物。我國共有堿蓬屬植物20種及1變種，常見種為灰綠堿蓬（Suaeda glauca bunge）及鹽地堿蓬（S.salsa L.Pall）[9]。鹽地堿蓬是世界上含鹽量最高的草本植物之一，資源豐富，為植物鹽（生物活性鹽）制備提供天然條件。本試驗以堿蓬為原料，研究不同干燥方式對堿蓬植物鹽品質特性的影響，為進一步的堿蓬植物鹽商業化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料和試劑

鮮堿蓬：黃河三角洲，2017年6月13日采30 kg鮮樣；娃哈哈純凈水。

1.2 儀器與設備

TWPZ-0.5破碎榨汁機：靖江市特威機械設備廠；SHF-100不銹鋼板框過濾器：禹州市東龍化工機械有限公司；LPG-5高速離心噴霧干燥機：常州先竹干燥設備有限公司；LGJ-1A-50冷凍干燥機：北京亞泰科隆儀器技術有限公司；CT-C熱風循環烘箱、YZG/FZG真空干燥機：常州先竹干燥設備有限公司；FAZ004N電子天平（萬分之一）：上海菁海儀器有限公司；BT 1500電子天平（千分之一）：上海友聲衡器有限公司；85-2 A雙數顯恒溫磁力攪拌器：金壇市華城潤滑實驗儀器廠；扁形稱量瓶、燒杯、漏斗、量筒：廣州市典銳化玻實驗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

堿蓬摘取嫩葉及頂芽，榨汁得堿蓬嫩葉青汁粗品；堿蓬嫩葉青汁在0℃～4℃冷沉24 h，板框過濾機過濾（微孔濾膜0.8 μm）得堿蓬嫩葉青汁，待干燥、滅菌，備用。

1.3.2 干燥方法

1.3.2.1 真空冷凍干燥

堿蓬嫩葉青汁置于真空冷凍干燥機冷阱，-40℃預凍；真空干燥機冷阱-70℃，抽真空至20 Pa以下，第一階段干燥24 h得堿蓬嫩葉青汁粗粉；真空干燥機冷阱-70℃，抽真空至10 Pa以下，堿蓬嫩葉青汁粗粉溫度5℃～10℃，第二階段干燥6 h制得堿蓬植物鹽。

1.3.2.2 噴霧干燥

打開噴霧干燥機電源預熱：進風口溫度140℃～150℃，出風口溫度70℃，溫度穩定后啟動蠕動泵，將堿蓬嫩葉青汁通過蠕動泵輸送至霧化器進行霧化，噴霧干燥制得堿蓬植物鹽。

1.3.2.3 真空干燥

堿蓬嫩葉青汁置于低壓真空干燥箱，設置溫度在50℃，真空度1 kPa，時間4 h，干燥得堿蓬植物鹽。

1.3.2.4 熱風干燥

堿蓬嫩葉青汁置于烘箱，溫度設置在70℃，風速2.5 m/s，干燥時間6 h，烘干制得堿蓬植物鹽。

1.3.3 感官評價

取適量試樣置于白色瓷盤中，在自然光下觀察色澤和狀態，嗅其氣味，用溫開水漱口，品其滋味，分析評價不同干燥方法得到的堿蓬植物鹽。

1.3.4 含水量測定[10]

精密稱取樣品2 g～5 g，平鋪于干燥至恒重的扁形稱量瓶中，開啟瓶蓋在105℃干燥5 h，將瓶蓋蓋好，移至干燥器中，放冷30 min，精密稱定，再在上述溫度干燥1 h，放冷，稱重，至連續兩次稱重的差異不超過5 mg為止。根據減失的重量，計算供試品中含水量（%）。

式中：X為樣品的含水量，%；m1為樣品與恒重稱量瓶總重，g；m2為干燥后恒重樣品與稱量瓶總重，g；m為樣品質量，g。

1.3.5 溶解時間測定

于100 mL燒杯中加入50 mL（25±1）℃純化水，置于適當轉速的恒溫磁力攪拌器上攪拌，稱取1 g堿蓬植物鹽，快速加入燒杯中，同時記錄從加入植物鹽開始至溶解完全所需要的時間（s），即為堿蓬植物鹽的溶解時間[11-12]。

1.3.6 堆積密度測定

將生物鹽從漏斗散落于10 mL量筒中，測定10 mL堿蓬植物鹽的質量，換算其堆積密度（g/mL）。

1.3.7 溶脹能力測定

取0.2 g生物鹽置于帶刻度試管中，記錄其初始體積后加入10 mL去離子水混合均勻，室溫條件下靜置18 h，記錄樣品吸水后的體積，計算溶脹能力（mL/g）。

式中：V為樣品吸水后的體積，mL；V0為樣品吸水前體積，mL；m 為樣品質量，g。

1.3.8 復水性測定

精密稱取堿蓬植物鹽2 g加至50 mL去離子水中，充分混勻，在25℃下靜置1 h，將混合液轉移至離心機，10 000 r/min離心20 min，棄去上清液，倒置2 min后稱量復水粉的質量。復水性以復水比（R）作為評價指標[13]。

式中：R為復水比；m1為復水后粉的質量，g；m2為復水前粉的質量，g。

1.4 數據處理

以上所有測定均設置3個重復，結果采用SPSS軟件分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對堿蓬植物鹽感官品質的影響

干燥方式對堿蓬植物鹽的感官品質影響見表1、圖1。

從表1和圖1可以看出，不同干燥方式得到的樣品感官存在差異性，噴霧干燥、真空冷凍干燥、真空干燥優于熱風干燥。各種干燥方式的干燥特性及時間不同直接影響制品的品質特性，如：熱風干燥熱風溫度較高且干燥時間較長，破壞產品的色澤、香味、口感、營養成分、內里結構等，使其品質較差；噴霧干燥干燥時間短，且干燥過程中物料本身不承受高溫，營養價值損失少，制品外觀良好；真空干燥即在低壓狀態干燥，雖然溫度不會太高但相對時間稍長，制品品質稍差；真空冷凍干燥則是使制品在冷凍狀態真空環境中使水分升華排出，制品原物理性質、結構皆可得到較好保留。故僅從感官評價分析，真空冷凍干燥法最佳。

表1 干燥方式對堿蓬植物鹽的感官影響Table 1 Effect of drying methods on sensory of Suaeda salsa phyto-salt

圖1 不同干燥方式下堿蓬植物鹽圖片Fig.1 Appearance of Suaeda salsa phyto-salt in different drying methods

2.2 不同干燥方式對堿蓬植物鹽水分含量的影響

干燥方式對堿蓬植物鹽水分含量影響見圖2。

圖2 不同干燥方式對堿蓬植物鹽水分含量的影響Fig.2 Effect of drying methods on water content of Suaeda salsa phyto-salt

由圖2可知，真空冷凍干燥方式下的堿蓬植物鹽含水量顯著高于噴霧干燥、真空干燥和熱風干燥（P<0.05）。不同處理水分含量大小為：真空冷凍干燥>真空干燥>熱風干燥>噴霧干燥，這與不同干燥方式的干燥特性與時間有關，但4種干燥方式下植物鹽水分均小于6%。

2.3 不同干燥方式對堿蓬植物鹽溶解時間的影響

干燥方式對堿蓬植物鹽溶解時間的影響見圖3。

圖3 不同干燥方式對堿蓬植物鹽溶解時間的影響Fig.3 Effect of drying methods on dissolve time of Suaeda salsa phyto-salt

圖3結果顯示，熱風干燥下溶解時間顯著長于噴霧干燥和真空干燥（P<0.05），真空干燥和噴霧干燥下溶解時間顯著長于真空冷凍干燥（P<0.05），真空冷凍干燥下植物鹽溶解時間最短，在40 s以內。溶解時間與干燥制品的復水速率直接相關，產品復溶性能越好，復水速率越高，溶解時間越短，而復水速率與產品收縮性、孔隙率及細胞破壞程度相關[14]。

4種干燥方式中，真空冷凍干燥又稱冷凍升華干燥[15]，所得制品較好的保留了物料原組織結構，制品疏松多孔，即產品收縮最小、孔隙率最大，細胞破壞程度最小，復水速率最高，溶解時間最短；熱風干燥長時間高溫環境，產品板結硬化，組織結構破壞嚴重，復水性能最差，溶解時間最長；真空干燥因處于低壓干燥環境，噴霧干燥干燥時間短且物料本身不承受高溫，兩種干燥方式限制了產品組織收縮，改善了產品復水性能，提高了產品復水速率，縮短了溶解時間。

2.4 不同干燥方式對堿蓬植物鹽堆積密度的影響

堆積密度是指粉體在自然堆積狀態下單位體積的質量，是反映粉體質構的重要參數之一。相同質量下，體積越小，堆積密度越大。一般來說同一粉體，質地越松散，相同質量下體積越大，即堆積密度會變小。4種不同干燥方式對堿蓬植物鹽的堆積密度的影響見圖4。

圖4 不同干燥方式對堿蓬植物鹽堆積密度的影響Fig.4 Effect of drying methods on bulk density of Suaeda salsa phyto-salt

圖4結果顯示，熱風干燥所得植物鹽堆積密度顯著高于其它3種干燥方式制品（P<0.05），這與宋振，木泰華等[16]對甘薯莖葉粉研究結果一致。原因分析可能為：熱風干燥過程中熱風流動使植物鹽的平均粒徑變小，相同質量下體積變小，即堆積密度增大；噴霧干燥由于較高的均質壓力所得制品，纖維大量被粉碎，顆粒細小、質地松散；真空干燥、真空冷凍干燥采用真空冷凍升華脫水技術，其制品較好的保持了植物鹽原有組織的疏松多孔結構；真空干燥則位于真空冷凍干燥與噴霧干燥之間。

2.5 不同干燥方式對堿蓬植物鹽溶脹能力的影響

干燥方式對堿蓬植物鹽溶脹能力的影響見圖5。

由圖5可以看出，4種干燥方式下植物鹽溶脹能力無顯著差異（P≥0.05）。其中噴霧干燥的溶脹能力最低，分析原因可能為噴霧干燥過程中溫度較高，破壞了分子內部結構（尤其高分子聚合物，如淀粉等），使其內部顆粒間、顆粒與水之間的相互作用減小，最終導致溶脹能力較低。其它3種干燥方式中真空冷凍干燥、真空干燥對物質內部結構影響較小，且結構相對疏松，凝膠化時與水的作用相對增加，即溶脹能力較高；而熱風干燥過程中溫度稍高，但時間相對長，對內部成分性質有一定影響，故溶脹能力較真空干燥偏低。

圖5 不同干燥方式對堿蓬植物鹽溶脹能力的影響Fig.5 Effect of drying methods on swelling ability of Suaeda salsa phyto-salt

2.6 不同干燥方式對堿蓬植物鹽復水性的影響

復水性是現代研究中衡量干燥制品品質的重要指標，而復水性部分受原料影響，部分則因干燥方式不同而存在差異[17]。干燥方式對堿蓬植物鹽復水性的影響見圖6。

圖6 不同干燥方式對堿蓬植物鹽復水性的影響Fig.6 Effect of drying methods on rehydration performance of Suaeda salsa phyto-salt

由圖6可以看出，4種干燥方式下植物鹽復水性均差異顯著（P<0.05）。根據4種干燥方式的特點分析，真空冷凍干燥較好的保持產品原組織結構，且干燥后物料結構疏松，復水性最佳；噴霧干燥瞬時高溫霧化脫水，而且物料本身不受高溫，干燥物料結構較疏松，復水性較好；真空干燥低壓低溫，相對干燥時間稍長致干燥物料受其影響，部分萎縮、硬化，復水性稍差；而熱風干燥所得植物鹽復水比不到真空干燥制品的1/2，究其原因則為熱風干燥在初期失水速率快，干制品體積收縮大，而后干燥時間持續很長，物料細胞組織破壞嚴重，干制品硬化，干制品復原能力差[18]。

3 結論與討論

以上結果分析得出，真空冷凍干燥、噴霧干燥、真空干燥、熱風干燥制得的堿蓬植物鹽，以真空冷凍干燥制品品質最佳，復水性最好，熱風干燥最差。綜合分析，真空冷凍干燥制品品質佳、營養損失少、復水性好，便于運輸與食用，但設備復雜且昂貴、處理量有限，成本高，不宜產業化生產；噴霧干燥是液體物料直接霧化脫水，操作簡單，制品外觀良好，適宜連續性生產；熱風干燥方法簡單、方便，但高溫破壞產品色澤和香味，且制品復水性差；真空干燥介于真空冷凍干燥與噴霧干燥間，一般實驗用居多。

此外，隨著國民健康及食品安全意識提高，營養物質豐富且富含生物活性的植物鹽日漸受關注。近年植物鹽研究越來越多，提取來源范圍擴大，由鹽生植物提取到基源特定營養物質添加、復配[19]。我國蘊藏豐富的植物資源，利用天然植物、不添加提取的植物鹽未來借助鹽業改革及新的提取、干燥等技術的出現，將會朝著綠色、多樣化、營養化的方向不斷發展[20]。而目前，植物鹽缺少國家標準、地方標準、行業標準，首要任務是建立相應質量標準，促進植物功能鹽的商業化發展。