復合型固體飲料加工工藝研究①

2021-07-05 01:53:36鮑妮娜袁維風吳丹丹于蓓蓓

佳木斯大學學報(自然科學版) 2021年3期

鮑妮娜, 袁維風，吳丹丹, 于蓓蓓

(1. 宿州學院生物與食品工程學院，安徽宿州 234000；2.青島市即墨區市場監管綜合行政執法大隊，山東青島 266200)

0 引言

固體飲料擁有攜帶方便、快捷、營養易保存、成本低等優勢，受到越來越多消費者的歡迎[1]。固體飲料的加工是將全部果肉都保留，浸提后直接干燥，最大程度上的保留了原有的營養物質[2-5]。其浸提工藝包括了熱水處理、果膠酶浸提和超聲波輔助果膠酶浸提[3,4,6-7]三種形式。在熱風干燥、真空冷凍干燥、真空微波干燥、噴霧干燥等[8]干燥方式中，噴霧干燥制備果蔬類固體飲料基本能保持其原有的顏色、香氣和主要營養物質，但也存在諸如干燥器的體積比較大，易發生粘壁的現象等缺點[9]。尤其對于糖含量高的原料，如何減少粘壁的現象是噴霧干燥過程中所面對的首要問題。以紅棗、花生、枸杞、生姜為原材料，產品的出粉率、噴霧效果、感官分值為評定標準，考察熱水浸提、果膠酶浸提、超聲波輔助果膠酶浸提等不同的前處理方式；噴霧干燥過程的料液比、助干劑的添加量以及出風溫度三個影響因素對復合型固體飲料加工工藝的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 材料

紅棗、花生、枸杞、生姜、麥芽糊精(食品級)、果膠酶(食品級)、檸檬酸(食品級)、磷酸氫二鈉(食品級)。

1.1.2 試驗儀器

電子天平(FA11048，上海越平科學儀器有限公司)，數顯恒溫水浴鍋(HH-2，金壇市杰瑞爾電器有限公司)，數控超聲波清洗器(KQ5200DE，昆山市超聲儀器有限公司)，pH計(FE20，上海匯分電子科技有限公司)，膠體磨(JM-L80，廣州旭眾食品機械有限公司)，低溫噴霧干燥機(LPG-5，常州市加利美干燥設備有限公司)。

1.2 試驗方法

綜合吳闖等人對木耳、紅棗、白刺果固體飲料的研究[3]，曹竑等人對枸杞粉的研究[2]，高歌等人對姜粉的研究[5]，并結合預實驗的結果，首先確定進風溫度為155℃。

參考白蘭、張根樂等人在研究紅棗粉時果膠酶的添加量[4,6]，以及曹竑在研究速溶枸杞粉的加工工藝時果膠酶的添加量[2]，確定果膠酶的用量為0.2%，參考聶小偉對紅棗粉的研究，確定超聲波的功率為120 W[7]。

根據預實驗的結果，確定復合原材料總量為200 g，其中花生80 g、紅棗65 g、枸杞35 g、生姜20 g。在前處理考察時，其復合漿液中的料液比為1:7；入料溫度為50℃；復合漿液中固形物與助干劑的比為1:1；進風溫度為155℃；出風溫度為85℃。

1.2.1 原料的預處理

原料→挑選→清洗→預煮軟化→去皮去核→打漿

1.2.2 熱水浸提

浸提時料液比為1:5，在100℃的水浴鍋中浸提40 min。按照固形物和助干劑的含量1:1的比例，稱取麥芽糊精200 g，使其溶在料液中，然后用膠體磨將其磨均，同時加入一定量的水，使其料液比達到1:7。將磨好的料液預熱至50℃左右后開始進料，進而進行噴霧干燥。

1.2.3 果膠酶浸提

用1 mol/L的C6H8O7和2 mol/L的Na2HPO4將復合漿液的pH調至4.0[7]。加入0.2%的果膠酶，浸提時的料液比為1:5，在50℃的水浴鍋中浸提40 min[2,4,6-7]。將復合漿液升溫至95℃持續1分鐘[5]用于滅酶。

1.2.4 超聲波輔助果膠酶浸提

浸提時料液比為1:5，加入0.2%的果膠酶[2,4,6-7]，同時在一定的超聲功率和溫度下進行超聲輔助果膠酶浸提。功率設置為120 W，溫度為50℃，時間為40 min[7]。

1.3 噴霧干燥條件的考察

1.3.1 料液比

料液比分別為1:5,1:6,1:7,1:8,1:9，復合漿液中固形物與助干劑的比例為1:1，其他條件同上所述。

1.3.2 助干劑添加量

復合漿液中固形物含量與助干劑的比例分別為1:0.4,1:0.6,1:0.8,1:1,1:1.2，料液比為最佳料液比，其他條件同上所述。

1.3.3 出風溫度

出風溫度分別為70℃,75℃,80℃,85℃,90℃，料液比與復合漿液中固形物含量與助干劑的比例都用最佳的比例。

1.4 評定指標

1.4.1 出粉率的測定[10]：

出粉率=[產品的出粉質量/(漿液中總固形物的質量+助干劑的添加量)]×100%。

1.4.2 感官評分指標[11]：

取20 g產品粉末，用200 mL的熱水沖泡后，攪拌均勻。通過對產品的色澤、香味、口感、溶解性這四項指標進行評分，每項共25分。評定小組由十人組成，根據表1中的評分標準進行感官評分，分值越高，說明該指標就越好。

表1 評分標準

2 結果分析與討論

2.1 前處理方法對產品品質的影響

由圖1得知，果膠酶浸提和超聲波輔助浸提得到的產品出粉率遠大于熱水浸提的產品出粉率。且由表2可看出，通過果膠酶浸提以及超聲波復合果膠酶浸提的漿料噴霧效果比熱水浸提的噴霧效果好。該酶可以破壞原料中的果膠物質，使可溶性固形物充分溶出，從而增大可溶性固形物的含量[8]。從感官評分的分值可看出，通過超聲波輔助果膠酶的浸提方式所得產品的分值最高。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，最佳的前處理浸提方式為超聲波輔助果膠酶浸提。

表2 前處理方法對噴霧效果和感官分值的影響

圖1 前處理方法對出粉率的作用

2.2 料液比的影響

由圖2可看出，料液比為1:6時，其產品出粉率最高。之后料液比中水分含量增大，其出粉率越來越低。由表3得知，當料液比為1:5的時候，由于水分太少，料液比較稠，導致進料時，容易堵塞噴頭，噴霧效果不好，因此出粉率也不高。隨著料液比中水分越來越大進料時比較順暢，沒有再出現堵塞噴頭的現象。但是當料液比中復合漿液中水分含量太大，會導致漿液進入干燥室內沒辦法瞬間干燥，即干燥后的物料水分含量高，因而這些粉末會重新聚在一起，也就是結塊，同時未完全干燥的粉末碰到壁面的時候會貼在壁上，因而造成出粉率降低。當料液比達到1:9時出現了結塊現象。從感官評分的分值可看出，料液比為1:6與1:7時的產品其感官評分的分值差不多，并且它們的分值都高于其他水平下產品的感官分值。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，當固形物與助干劑的比例為1:1，出風溫度為85℃時，確定其最佳料液比為1:6。

表3 料液比對噴霧效果和感官分值的影響

圖3 助干劑的添加量對出粉率的影響

圖4 出風溫度對出粉率的影響

2.3 助干劑添加量的影響

由圖3可看出，當固形物與助干劑的比例為1:1時，產品出粉率最高。助干劑添加的越多，其出粉率越來越高，但當固形物與助干劑的比例達到1:1.2時，其出粉率反而下降了，是由于助干劑添加較多，使漿液濃度大，進料時易堵塞噴頭，因此出粉率不高。添加助干劑的目的就是為了降低復合漿液的粘度，由表4可看出助干劑的添加量逐漸增大，其粘壁現象逐漸減少，但其添加量太多反而會使復合漿液的濃度變得很大，以至于進料時會出現噴頭堵塞的現象，繼而噴霧效果不好，出現出粉率降低的現象。從感官評分的分值可看出，當固形物與助干劑的比達到1:1.2時，其產品的感官分值明顯下降，助干劑添加較多會影響產品的感官品質，而固形物與助干劑的比為1:0.6、1:0.8和1:1時，其感官評分的分值相差不多。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個標準，當料液比為1:6，出風溫度為85℃時，其固形物與助干劑的最佳比例為1:1。

2.4 出風溫度的影響

由圖4可看出，當出風溫度為85℃時，產品的出粉率最大。由表5可知，出風溫度對噴霧效果也有很大影響，進料流速對出風溫度有很大影響，調大進料流速可使出風溫度降低，相反，調小進料流速可以使出風溫度增大。因此，要使出風溫度變小，需要調大進料流速。進料速度太快，不僅會容易造成噴頭堵塞，還會使物料不能完全干燥，造成粘壁、結塊等現象。但出風溫度太大，會有一部分碰到了內壁的物料因溫度太高，使其粘度增大，會造成嚴重的粘壁現象。由表5可看出，出風溫度為80℃和85℃時其產品的感官分值較其他水平下產品的分值高，且兩者間的分值相差不多。因此，綜合其出粉率、噴霧效果以及感官分值這三個指標，當料液比為1:6，固形物與助干劑的比為1:1時，確定其最佳的出風溫度為85℃。