枸杞速溶粉的研制

任旭桐，崔振華，邱 佳，徐桂花，劉敦華，歷媛媛

（1. 寧夏紅枸杞產業集團有限公司，寧夏銀川 750000；2. 寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750000；3. 中國藥科大學 藥學院，江蘇 南京 211198）

枸杞，屬茄科、枸杞屬植物，枸杞是人們對商品枸杞子、植物寧夏枸杞、中華枸杞等枸杞屬下物種的統稱。人們日常藥用和食用的枸杞多為寧夏枸杞的果實“枸杞子”，并且寧夏枸杞作為唯一品種被載入《中國藥典》 （2010 年版）[1]。枸杞性平味干，具有滋補養肝、益精明目、提高機體免疫力等功效[2]，常用來治療年老體衰引起的頭暈乏力、腰膝酸軟、耳鳴、眼花性功能低下等。作為我國傳統藥食兩用的食品原料，通常除了食用枸杞鮮果和干果外，由于其枸杞鮮果成熟期短、水分含量高，極易開裂變質，不易保存，故被加工成枸杞原漿、枸杞酵素、果汁、果醬、壓片糖果等多元化食品[3-4]，也可以提煉枸杞果實中的功能活性成分，如枸杞多糖、黃酮類物質、生物堿等，都可被用于天然保健食品的原輔料，因此受到大量食品科研工作者的青睞[5-6]。

隨著生活節奏的加快，一些人由于工作忙顧不上或者為了保持身材不吃早餐，然而機體的健康卻離不開生物鐘的支配，不吃早餐會擾亂生物鐘的正常運轉，機體所需的營養物質得不到及時補充，生理機能就會慢慢減退[7]，當人體經過一夜的睡眠，體內的營養已消耗殆盡，血糖濃度處于偏低狀態，不吃或少吃早餐，不能及時充分補充血糖濃度，就會出現頭暈眼花、四肢乏力、精神不振等癥狀，嚴重者會引起低血糖休克，從而影響正常工作[8-9]。另外人們潛意識中普遍存在一個誤區，即不吃早飯會有助于脂肪的消耗，有利于保持身材。相反機體一旦意識到營養匱乏，需要補充能量時，最先消耗的是碳水化合物和蛋白類物質，最后消耗的才是脂肪，因此不吃早餐的危害可想而知。市場上一些主打“養胃”“減肥”“養生”的營養代餐粉甚為流行，如猴菇米稀、紅豆薏仁粉、枸杞山藥五谷粉、紅棗枸杞茯苓粉等，由于其方便快捷、低脂低熱、營養成分易被人體吸收，越來越受到追捧，已成為新興食品的“寵兒”。因此，試驗選擇枸杞鮮果為原料，通過加熱、打漿、酶解、過濾、均質后經噴霧干燥制備出蓬松度高、溶解度強、不易褐變、色香味皆備的枸杞速溶粉[10-13]。

1 材料與設備

1.1 材料

枸杞鮮果，寧夏紅枸杞產業集團有限公司提供；果膠酶30×104U/g，泰安信得利生物工程有限公司提供；半纖維素酶10×104U/g，上海權旺生物科技有限公司提供；麥芽糊精，山東西王糖業有限公司提供；抗性糊精、微晶纖維素，山東龍力生物科技股份有限公司提供；可溶性淀粉，蚌埠市精誠化工有限責任公司提供。

1.2 設備

MDJ 型打漿機，江蘇海鷗食品機械有限公司產品；SX 型三足式離心機，張家港潤星機械廠產品；JM-FB 型膠體磨，上海中成泵業制造有限公司產品；GPX-1 小型（試驗室） 噴霧干燥機，杭州錢江干燥設備有限公司產品；AR224CN 型系列電子天平（0.000 1 g），上海奧豪斯儀器有限公司產品；SHJ-4 型水浴恒溫磁力攪拌器，常州亞特試驗儀器有限公司產品。

2 試驗方法

2.1 工藝流程

2.2 試驗方法

2.2.1 噴干前處理

選擇顆粒飽滿，無蟲果、裂果、壞果的寧杞7 號鮮果，用純凈水不斷淋洗枸杞表面，瀝干水分后將果實加熱到65 ℃進行打漿處理，并依次添加果膠酶和半纖維素酶，在50 ℃條件下恒溫水浴酶解1.5 h，然后通過三足式離心機進行過濾，舍棄濾渣，將濾液通過膠體磨來獲得均一穩定的分散體系，此時枸杞果實經加工后粒度達2～50 μm，均質度達90%以上[14-17]。

2.2.2 探究各因素對枸杞原汁噴霧效果的影響

以自制枸杞原汁為原材料，通過設置不同助干劑、不同助干劑添加量、不同物料質量分數、不同進風溫度及不同進料流量等相關條件，以出粉率為指標并觀察干燥室內部，探究各因素對枸杞原汁噴霧效果的影響[18-21]。

3 結果與分析

3.1 助干劑種類對枸杞原汁噴霧效果的影響

由于枸杞原汁自身糖分較高，導致溶液發黏，在噴干過程中黏壁現象極為嚴重，不易出粉。這時需添加一定比例的助干劑來確保噴霧干燥工藝的正常進行，故分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，依次添加麥芽糊精、β - 環狀糊精、微晶纖維素、抗性糊精，添加量為30%，并調至溶液物料質量分數為30%，設進風溫度130 ℃，進料流量350 mL/h，出風溫度65 ℃。在此條件下進行噴霧干燥，根據枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，綜合分析確定助干劑種類。

助干劑種類對枸杞原汁噴霧效果的影響見表1。

表1 助干劑種類對枸杞原汁噴霧效果的影響

由表1 可知，助干劑種類的不同，對枸杞原汁的噴霧效果影響較大。通過觀察選擇麥芽糊精作為噴干助劑，出粉率最高，可達37.48%，在噴干過程干燥室內壁及四周出現輕微的掛壁現象，制得淡紅色枸杞粉末，質地均勻，蓬松度高，可在水溶液中迅速溶解，具有濃郁的枸杞香味。因為麥芽糊精結構疏松可在水中迅速溶解，在進行噴霧干燥時易形成均勻細小的霧滴，有助于對整個溶液體系起一定的包埋作用，故而噴干過程中掛壁現象較輕且效果極佳。選擇β - 環狀糊精和抗性糊精作為助干劑，雖然從出粉率來看抗性糊精要優于β - 環狀糊精，但兩者干燥室內部均存在較為嚴重的掛壁現象，出粉率低。而選擇微晶纖維素會發現在噴干時，噴頭堵塞，干燥室內大量掛壁，幾乎不出粉，這是因為微晶纖維素溶解性極差，不能形成均一、穩定的溶液體系，噴干過程中形成大小不一的霧滴堵塞槍頭，無法進行后續噴霧干燥。試驗表明，選用麥芽糊精作為助干劑效果最好，由于其溶解度高、成本低，被廣泛用于食品飲料生產加工。

3.2 助干劑添加量對枸杞原汁噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，依次添加20%，25%，30%，35%，40%的麥芽糊精，并調至溶液物料質量分數為30%，設進風溫度130 ℃，進料流量350 mL/h，出風溫度65 ℃。在此條件下進行噴霧干燥。根據枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，綜合分析確定助干劑添加量。

助干劑添加量對枸杞原汁噴霧干燥的影響見表2。

表2 助干劑添加量對枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表2 可知，隨著助干劑添加量的逐漸變大，干燥室及四周掛壁現象越來越少，出粉率也在增加；但是隨著助干劑添加量逐漸增大，枸杞粉的顏色及口感卻逐漸變淡，尤其當助干劑添加量為40%，枸杞粉明顯發白，并帶有些許生粉味，說明添加過多的麥芽糊精，使得枸杞原汁本身溶液濃度比例下降，從而導致感官品質變差。綜合考慮，在保證感官品質佳和出粉率高的前提下，確定助干劑添加量為35%。

3.3 物料質量分數對枸杞原汁噴霧效果的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并依次調節溶液物料質量分數為20%，30%，40%，50%，60%，設進風溫度130 ℃，進料流量350 mL/h，出風溫度65 ℃。在此條件下進行噴霧干燥。根據枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定枸杞原汁物料質量分數。

物料質量分數對枸杞原汁噴霧效果的影響見表3。

由表3 可知，當物料質量分數為40%時，噴霧效果較好，所得枸杞粉質地均勻，呈玫紅色沖調后有濃郁的枸杞香味，并且出粉率可達42%以上；當物料質量分數低于30%，就會發現噴頭處堵塞嚴重，結塊較多，而干燥室四周卻少量掛壁，這是因為枸杞原汁中水分過高，不能完全干燥，導致噴霧干燥效果差，制得枸杞粉質地相對緊密，分散性較差；當物料質量分數過高，枸杞原汁整個體系黏度變大，水分極難蒸發，造成干燥室四周掛壁現象特別嚴重，故綜合分析，確定物料質量分數為40%。

表3 物料質量分數對枸杞原汁噴霧效果的影響

3.4 進風溫度對枸杞原汁噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并調至溶液物料質量分數為30%，依次設置進風溫度為120，130，140，150，160 ℃，進料流量為350 mL/h，出風溫度為65 ℃。在此條件下進行噴霧干燥。根據枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定進風溫度。

進風溫度對枸杞原汁噴霧干燥的影響見表4。

表4 進風溫度對枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表4 可知，當進風溫度為140 ℃時，噴干效果極為理想，出粉率可達40.87%，說明在此溫度下，噴干過程形成的細小霧滴已被完全干燥，故而出現極少量的粉末掛壁；溫度低于130 ℃時，由于溫度過低，霧滴未被完全干燥，就掉入內壁，不斷累積，造成大量掛壁現象；當進風溫度高于150 ℃時，集粉瓶中粉末呈褐色，出粉率極低，而干燥室內也出現明顯的焦煳味，說明過高的溫度促使溶液體系發生焦糖化反應，造成嚴重的掛壁現象，枸杞粉品質不佳。綜合考慮，確定枸杞噴霧干燥工藝進風溫度為140 ℃。

3.5 進料流量對枸杞粉噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并調至溶液物料質量分數為30%，設進風溫度為130 ℃，依次控制進料流量為300，350，400，450，500 mL/h，出風溫度為65 ℃。在此條件下進行噴霧干燥。測根據枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定進料流量。

進料流量對枸杞原汁噴霧干燥的影響見表5。

表5 進料流量對枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表5 可知，進料流量的多少直接影響噴霧干燥的效果及出粉率的多少。當進料流量小于350 mL/h，會發現干燥室內存在大量的掛壁現象，噴頭處出現黏結，制得枸杞粉質地緊密，效果較差，說明進料速度過慢，導致形成細小霧滴，在干燥室內壓力作用下黏結在噴頭處，造成較為嚴重的掛壁現象；當進料流量大于450 mL/h 后，進料速度的加快，噴干過程中形成大霧滴，使得溶液體系中的水分還未來得及蒸發，就在干燥室內進行噴干處理，大量霧滴堆積，導致過低的出粉率；當進料流量為350 mL/h時效果最好，出粉率為40.33%。綜合考慮各因素，確定枸杞噴霧干燥工藝進料流量為400 mL/h。

綜合以上試驗結果，以麥芽糊精為助干劑，添加量為35%，調至物料質量分數為40%，在進風溫度140 ℃，進料流量400 mL/h 的條件下進行噴霧干燥，出粉率可達51.72%，制得枸杞粉整體呈玫紅色，質地均勻，在沖調后可在水中迅速溶解， 口感酸甜適中，并散發濃郁的枸杞香味。

4 結論

試驗系統研究了枸杞速溶粉的研制方法，通過加熱、打漿、酶解、過濾、均質后得到枸杞原汁，并依據單因素試驗結果對噴干工藝進行優化，確定在枸杞原汁中添加35%的麥芽糊精，調至物料質量分數40%，在進風溫度140 ℃，進料流量400 mL/h的條件下進行噴霧干燥，該方法制得枸杞粉品質佳，速溶性好，出粉率可達51.72%。從優化結果來看，一是通過噴霧干燥工藝優化解決了市面上枸杞粉發黏、速溶性差等問題，并且提高了出粉率；二是利用酶解處理的生物高效性和固體飲料的便捷性，不破壞枸杞自身營養成分可在人體內充分吸收，符合食品飲料加工行業趨于多元化、健康化、綠色化的發展態勢。