一種輔助降血糖固體飲料的工藝研究

◎ 陳美鏈，林小暉，周曉珊，胡漢亮，劉淑燕

（1.漳州科技職業(yè)學(xué)院 茶與食品科技學(xué)院，福建 漳浦 363202；2.漳州天康檢測(cè)技術(shù)有限公司，福建 漳浦 363202；3.漳州市休閑食品研究院，福建 漳浦 363202）

糖尿病是一種慢性、復(fù)雜的代謝性疾病，對(duì)人體健康造成了嚴(yán)重威脅，目前已出現(xiàn)一些關(guān)于輔助降血糖的液體飲料，但固體飲料的研究較少，與液體飲料對(duì)比，固體飲料具有體積小、質(zhì)量輕、便于運(yùn)輸和存放、方便攜帶以及飲用方便等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。本文參考現(xiàn)代藥理研究，從中藥寶庫中篩選出天然食用植物，選用黃芪、黃精、玉竹、知母、地骨皮、山藥、澤瀉和烏梅8種原料，開發(fā)出一款輔助降低血糖的固體飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃芪、黃精、玉竹、知母、地骨皮、山藥、澤瀉和烏梅，四川千方中藥飲片有限公司；麥芽糊精，河北萬利達(dá)生物科技有限公司；木糖醇，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；檸檬酸（食品級(jí)），河南萬邦化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SD-001噴霧干燥機(jī)，無錫市禾明干燥設(shè)備有限公司；HZK-FA210電子天平，福州華志科學(xué)儀器有限公司；PHSJ4A型pH計(jì)，上海雷磁儀器公司；WGLL-230BE烘箱，天津泰斯特科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

固體飲料工藝流程為：原料選擇、稱取→清洗→加熱提取→過濾→調(diào)配→濃縮→噴霧干燥→造粒→成品。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

（1）進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響。以進(jìn)風(fēng)溫度為變量，進(jìn)料流量為20 mL·min-1，進(jìn)料濃度為20%、給氣量為80%的條件下，分別研究140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃和220 ℃的進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)產(chǎn)品出粉率、水分含量和感官狀態(tài)的影響[3]。

（2）進(jìn)料流量對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響。在最優(yōu)進(jìn)風(fēng)溫度的條件下，分別設(shè)置進(jìn)料流量為10 mL·min-1、15 mL·min-1、20 mL·min-1、25 mL·min-1和30 mL·min-1，考查不同進(jìn)料流量對(duì)產(chǎn)品出粉率、水分含量和感官狀態(tài)的影響[4]。

（3）進(jìn)料濃度對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響。在最優(yōu)進(jìn)風(fēng)溫度和進(jìn)料流量的條件下，將進(jìn)料濃度分別設(shè)置為10%、20%、30%、40%和50%，研究不同進(jìn)料濃度對(duì)產(chǎn)品出粉率、水分含量和感官狀態(tài)的影響[5]。

（4）不同給氣量對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響。在前3個(gè)單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別調(diào)節(jié)給氣量為60%、70%、80%、90%和95%，考查不同給氣量對(duì)產(chǎn)品出粉率、水分含量和感官狀態(tài)的影響[6]。

1.3.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以產(chǎn)品的出粉率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)料流量、進(jìn)料濃度和給氣量4個(gè)因素，設(shè)計(jì)4因素3水平正交試驗(yàn)，優(yōu)化輔助降血糖固體飲料的噴霧干燥工藝。

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定與方法

（1）水分含量的測(cè)定。參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB/T 5009.3—2016）對(duì)輔助降血糖固體飲料水分含量進(jìn)行測(cè)定。

（2）出粉率的測(cè)定[3]。固體飲料出粉率的計(jì)算公式為：

式中：m1為噴霧干燥后輔助降血糖固體飲料粉末的質(zhì)量，g；m2為噴霧干燥前濃縮液的質(zhì)量，g。

（3）感官狀態(tài)。觀察噴霧干燥后干燥塔內(nèi)部是否出現(xiàn)黏壁情況，噴霧干燥后的固體飲料粉末粗細(xì)情況、是否有結(jié)塊、糊焦?fàn)顟B(tài)，并從色澤、氣味、滋味等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[7-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率及感官狀態(tài)的影響

由圖1和表1可知，隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高，產(chǎn)品的出粉率先增高后下降，溫度180 ℃時(shí)，產(chǎn)品的出粉率最高；而產(chǎn)品的水分含量隨著溫度的增高呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢(shì)。溫度較低時(shí)，降血糖溶液無法在塔內(nèi)完全干燥，故產(chǎn)品的水分含量高，黏壁情況嚴(yán)重，出粉率低，但溫度過高產(chǎn)品的焦糊現(xiàn)象嚴(yán)重，色澤差，綜合考慮，選擇180 ℃作為最佳的進(jìn)風(fēng)溫度。

表1 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態(tài)的影響表

2.1.2 進(jìn)料流量對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官品質(zhì)的影響

由圖2和表2可知，出粉率隨著進(jìn)料流量的升高呈先增加后下降的趨勢(shì)，水分含量與進(jìn)料流量呈正相關(guān)關(guān)系，是因?yàn)檫M(jìn)料流量過高時(shí)產(chǎn)品在干燥塔內(nèi)無法與熱風(fēng)充分接觸，導(dǎo)致干燥過程黏壁情況嚴(yán)重，水分含量較高，出現(xiàn)結(jié)塊色澤不好等情況，綜合考慮，最佳進(jìn)料流量為20 mL·min-1。

表2 進(jìn)料流量對(duì)輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態(tài)的影響表

2.1.3 進(jìn)料濃度對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響

由圖3和表3可知，出粉率隨進(jìn)料濃度的升高呈先增加后下降的趨勢(shì)，進(jìn)料濃度為30%時(shí)出粉率達(dá)到最高值，水分含量隨進(jìn)料濃度的增加而增加，產(chǎn)品的感官狀態(tài)在進(jìn)料濃度為30%時(shí)評(píng)價(jià)最好，綜合考慮，最佳進(jìn)料濃度為30%。

表3 進(jìn)料濃度對(duì)輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態(tài)的影響表

2.1.4 不同給氣量對(duì)輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態(tài)的影響

由圖4和表4可知，給氣量較小時(shí)，料液在干燥器內(nèi)部干燥不充分，導(dǎo)致產(chǎn)品的出粉率較低，水分含量高，隨著給氣量的增加，濃縮液與熱風(fēng)接觸的機(jī)會(huì)變多，產(chǎn)品的干燥效果好，出粉率也提高，但是給氣量太大時(shí)，產(chǎn)品的黏壁情況嚴(yán)重，感官狀態(tài)差，綜合考慮，最佳給氣量為80%。

表4 不同給氣量對(duì)輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態(tài)的影響表

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以產(chǎn)品的出粉率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)料流量、進(jìn)料濃度和給氣量4個(gè)因素設(shè)計(jì)4因素3水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。影響輔助降血糖固體飲料出粉率的主要順序?yàn)锳＞D＞B＞C，即進(jìn)風(fēng)溫度＞給氣量＞進(jìn)料流量＞進(jìn)料濃度。輔助降血糖固體飲料的最佳噴霧干燥工藝是A2B2C1D2，即進(jìn)風(fēng)溫度為180 ℃，進(jìn)料流量為20 mL·min-1，進(jìn)料濃度為25%，給氣量為80%。對(duì)最佳組合進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，所得到的輔助降血糖固體飲料粉末香氣柔和無糊焦味，色澤均勻呈褐色，平均出粉率為21.22%，水分含量為5.21%。

表5 輔助降血糖固體飲料正交試驗(yàn)結(jié)果表

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以黃芪、黃精、玉竹等8種原料，通過加熱提取、濃縮、噴霧干燥、造粒等工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，確定了輔助降低血糖固體飲料的最佳工藝參數(shù)，從而開發(fā)出一款體積小、質(zhì)量輕、方便攜帶運(yùn)輸與飲用，同時(shí)又具有降低血糖的固體保健飲料。