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.漳州科技職業學院 茶與食品科技學院，福建 漳浦 363202；2.漳州天康檢測技術有限公司，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、復雜的代謝性疾病，對人體健康造成了嚴重威脅，目前已出現一些關于輔助降血糖的液體飲料，但固體飲料的研究較少，與液體飲料對比，固體飲料具有體積小、質量輕、便于運輸和存放、方便攜帶以及飲用方便等優點[1-2]。本文參考現代藥理研究，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，河北萬利達生物科技有限公司；木糖醇，南京甘汁園糖業有限公司；檸檬酸（食品級），河南萬邦化工有限公司。

1.2 儀器與設備

SD-001噴霧干燥機，無錫市禾明干燥設備有限公司；HZK-FA210電子天平，福州華志科學儀器有限公司；PHSJ4A型pH計，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→調配→濃縮→噴霧干燥→造粒→成品。

1.3.2 單因素試驗

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

（2）進料流量對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態的影響。在最優進風溫度的條件下，分別設置進料流量為10 mL·min-1、15 mL·min-1、20 mL·min-1、25 mL·min-1和30 mL·min-1，考查不同進料流量對產品出粉率、水分含量和感官狀態的影響[4]。

（3）進料濃度對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態的影響。在最優進風溫度和進料流量的條件下，將進料濃度分別設置為10%、20%、30%、40%和50%，研究不同進料濃度對產品出粉率、水分含量和感官狀態的影響[5]。

（4）不同給氣量對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態的影響。在前3個單因素試驗的基礎上，分別調節給氣量為60%、70%、80%、90%和95%，考查不同給氣量對產品出粉率、水分含量和感官狀態的影響[6]。

1.3.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以產品的出粉率為評價指標，選擇進風溫度、進料流量、進料濃度和給氣量4個因素，設計4因素3水平正交試驗，優化輔助降血糖固體飲料的噴霧干燥工藝。

1.3.4 指標測定與方法

（1）水分含量的測定。參照《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB/T 5009.3—2016）對輔助降血糖固體飲料水分含量進行測定。

（2）出粉率的測定[3]。固體飲料出粉率的計算公式為：

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

（3）感官狀態。觀察噴霧干燥后干燥塔內部是否出現黏壁情況，噴霧干燥后的固體飲料粉末粗細情況、是否有結塊、糊焦狀態，并從色澤、氣味、滋味等方面進行綜合評價[7-8]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 進風溫度對輔助降血糖固體飲料出粉率及感官狀態的影響

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

表1 進風溫度對輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態的影響表

2.1.2 進料流量對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官品質的影響

由圖2和表2可知，出粉率隨著進料流量的升高呈先增加后下降的趨勢，水分含量與進料流量呈正相關關系，是因為進料流量過高時產品在干燥塔內無法與熱風充分接觸，導致干燥過程黏壁情況嚴重，水分含量較高，出現結塊色澤不好等情況，綜合考慮，最佳進料流量為20 mL·min-1。

表2 進料流量對輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態的影響表

2.1.3 進料濃度對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態的影響

由圖3和表3可知，出粉率隨進料濃度的升高呈先增加后下降的趨勢，進料濃度為30%時出粉率達到最高值，水分含量隨進料濃度的增加而增加，產品的感官狀態在進料濃度為30%時評價最好，綜合考慮，最佳進料濃度為30%。

表3 進料濃度對輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態的影響表

2.1.4 不同給氣量對輔助降血糖固體飲料出粉率和感官狀態的影響

由圖4和表4可知，給氣量較小時，料液在干燥器內部干燥不充分，導致產品的出粉率較低，水分含量高，隨著給氣量的增加，濃縮液與熱風接觸的機會變多，產品的干燥效果好，出粉率也提高，但是給氣量太大時，產品的黏壁情況嚴重，感官狀態差，綜合考慮，最佳給氣量為80%。

表4 不同給氣量對輔助降血糖固體飲料水分含量和感官狀態的影響表

2.2 正交試驗結果與分析

在單因素試驗的基礎上，以產品的出粉率為評價指標，對進風溫度、進料流量、進料濃度和給氣量4個因素設計4因素3水平正交試驗，正交試驗結果見表5。影響輔助降血糖固體飲料出粉率的主要順序為A＞D＞B＞C，即進風溫度＞給氣量＞進料流量＞進料濃度。輔助降血糖固體飲料的最佳噴霧干燥工藝是A2B2C1D2，即進風溫度為180 ℃，進料流量為20 mL·min-1，進料濃度為25%，給氣量為80%。對最佳組合進行3次驗證試驗，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結果表

3 結論

本試驗以黃芪、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，在單因素試驗的基礎之上設計正交試驗，確定了輔助降低血糖固體飲料的最佳工藝參數，從而開發出一款體積小、質量輕、方便攜帶運輸與飲用，同時又具有降低血糖的固體保健飲料。