辣木葉干粉制備工藝中添加載體及干燥技術研究

2024-12-26 00:00:00張玲玲黃幼霞林水花張文州吳新泉

東南園藝 2024年6期

摘要要：【目的】以獲取高品質、感官質量良好的辣木葉干粉為目的，對制備工藝進行優化。【方法】采用熱風干燥法、噴霧干燥法和真空干燥法，并以可溶性淀粉、麥芽糊精、殼聚糖為載體，進行辣木葉干粉制備，以干粉得率、含水量、分散性、維生素C（Vc）保留率、超氧陰離子自由基清除率、感官綜合評分為指標評價了干粉品質。【結果】以殼聚糖為載體結合噴霧干燥技術生產的辣木葉干粉，其含水量最低，分散性最好，Vc保留率和超氧陰離子自由基的清除率最高，感官綜合評分最好；而以殼聚糖為載體經真空干燥生產的干粉得率最高。【結論】綜合考慮辣木葉干粉成品的各項指標，推薦優先以殼聚糖為載體、采用噴霧干燥方式為制備工藝。

關鍵詞：辣木；干粉；干燥技術；載體；品質

中圖分類號：S794.9" " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " 文章編號：2095-5774（2024）06-0505-07

Study of Carrier and Drying Technology in the Preparation Process of Dry Powder

of Moringa oleifera Leaves

Zhang Lingling1，Huang Youxia1，Lin Shuihua1，Zhang Wenzhou1*，Wu Xinquan2

（1 Quanzhou Medical College，Quanzhou，Fujian 362000，China；

2" Quanzhou Quanfeng Biotechnology Co.，Ltd.，Quanzhou，Fujian 362000，China）

Abstract：【Objective】The preparation process was optimized with the aim of obtaining high quality and good organoleptic quality of dry powder of Moringa oleifera leaves. 【Method】Hot-air drying method，spray drying method and vacuum drying method with soluble starch，maltodextrin and chitosan as carrier were used for the preparation of dry powder of Moringa oleifera leaves，and the quality of the dry powder was evaluated in terms of dry powder yield，moisture content，dispersibility，vitamin C（Vc）retention，scavenging rate of superoxide anion radicals，and sensory score.【Result】 Chitosan as carrier combined with spray drying technology produced the lowest water content，the best dispersibility，the highest Vc retention and scavenging rare of superoxide anion radicals，the best sensory score of Moringa oleifera leaves dry powder；chitosan as a carrier with vacuum drying produced the highest yield of dry powder.【Conclusion】 Considering all the indexes of the finished product of Moringa oleifera leaves dry powder，it was recommended to prioritize chitosan as the carrier and spray drying as the preparation process.

Key words：Moringa olimpica；Dry powder；Drying technology；Carrier；Quality

辣木（Moringa oleifera）為辣木科辣木屬的多年生植物，廣泛種植于非洲、亞洲、歐洲等地，我國在云南、廣西、廣東、福建等省份均有大量種植。辣木生長迅速，辣木葉含有豐富營養，具有高蛋白、高纖維、高維生素、低脂等特點，辣木葉中的黃酮醇、酚酸等天然活性成分，具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖等功效，適于深加工開發成各種功能性食品［1-5］。辣木葉的采摘季節性強，采摘后易腐爛、保存期短。將辣木葉制備成細粉，有助于辣木葉保持更長時間的穩定，拓寬其利用的可能性，減少運輸費用，并且可以作為多種食品的增補材料。

普通的自然晾曬與制粉加工技術，會不可避免地引起原料的活性成分損失、色澤劣變等問題。盡管已有研究涉及干燥處理對辣木葉品質和其營養活性成分的影響［6-8］，但對添加載體進行干燥的研究仍較為稀缺，有關作用效果有待闡明。選擇經濟高效的保存方法越來越被關注，辣木葉干粉制成后可跟其他輔料復配制成各種功能食品，國內市場上辣木葉深加工產品很多，包括顆粒劑、片劑、飲料、果醬等［9-11］。但多采用直接干燥后粉碎制得，并未添加載體，該法導致原始材料的營養成分損失較多［7-8，12］。因此，尋找一種既能夠保持辣木葉原始營養價值、便于儲存，又具有合理成本的深加工技術顯得尤為重要。辣木還有低分子的糖，在制備成辣木葉粉末后有易吸濕、粘稠等問題，往往需要對產品進一步制成膠囊或真空包裝等處理。從報道的文獻發現，麥芽糊精、可溶性淀粉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、殼聚糖等大分子物質，對各種營養物質保護和降低干粉吸濕性均有一定作用［13-15］。因此，本研究在綜合考慮試驗條件、制備成本和干燥效果等因素后，選定了熱風干燥、真空干燥和噴霧干燥這3種方法［16-17］，并以麥芽糊精、可溶性淀粉、殼聚糖等3種材料作為添加載體，研究辣木葉干粉的最佳干燥工藝。再以干粉得率高、含水量低、分散時間短、Vc保留率高、超氧陰離子自由基的清除率最高、感官綜合評分高為標準，綜合評價辣木葉干粉品質，為辣木葉的開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為辣木鮮葉，即已生長4～6周的健康成熟葉片，2023年6月采摘于福建省泉州市永春縣蘇坑鎮。試驗試劑有亞硫酸氫鈉、Vc、麥芽糊精、偏磷酸、草酸、碳酸氫鈉、2，6-二氯靛酚（分析純，西隴化工有限公司）；殼聚糖（脫乙酰度≥90%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；抗超氧陰離子自由基測定試劑盒（南京建成生物工程研究所）。

1.2 主要儀器設備

DS1高速組織搗碎機（無錫沃新儀器有限公司）；A590雙光束紫外可見分光光度計（翱藝儀器上海有限公司）；JA12002電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）；DHG-9140A電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；DZF-6050AB真空干燥箱（邦西儀器科技上海有限公司）；BIOQ-8005型噴霧干燥機（匯和堂生物工程設備上海有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 辣木鮮葉預處理

辣木鮮葉清洗擦干后，于0.15%亞硫酸氫鈉溶液浸泡30 min護色，再擦干后按照葉水比14用組織搗碎機搗碎，打漿，40目過篩［18］，得辣木葉汁液，備用。

1.3.2 添加不同載體

取辣木葉汁液，分別添加可溶性淀粉、麥芽糊精、殼聚糖作為載體，添加量為辣木葉汁液的10%［14］，充分攪拌混勻，取混合液置于培養皿中，厚度控制在3～4 mm，防止結塊，每一載體做3組平行試驗，以不添加載體的辣木葉汁液作為空白對照。

1.3.3 不同干燥技術處理

試驗采用3種干燥方法。熱風干燥法，將樣品置于60℃電熱鼓風干燥箱中干燥，搖動樣品1次/h，以免樣品粘在培養皿壁上不易取得，干燥5 h后，分別密封收集；真空干燥法，樣品置于真空干燥箱中，干燥溫度為45℃，真空度0.1 Mpa，干燥5 h后分別密封收集；噴霧干燥法，樣品置于噴霧干燥機中，進風溫度160℃，進料流量為20 mL/min，干燥5 h后分別密封收集。產品收集完成后，置于4℃冰箱中冷藏備用［7，18］。

1.4 辣木葉干粉質量評價

1.4.1 各指標測定方法

先測定辣木葉干粉的得率，得率（%）=（干燥后的辣木葉干粉質量-載體加入質量）/辣木鮮葉質量×100%；再按照《GB/T 5009.3 食品中水分的測定》測定干粉的含水量；干粉的分散性測定參考姚兆奇等［13］方法，稱取10 g制備辣木葉粉，散投于裝有250 mL水的燒杯中，水溫維持25℃，記錄恒溫磁力攪拌器開始攪拌直至粉末完全分散所需的時間，時間越短代表分散性越好。

辣木葉干粉的Vc保留率測定采用2，6-二氯靛酚滴定法，參照《GB 5009.86-2016 食品中抗壞血酸的測定》；超氧陰離子自由基清除率采用試劑盒測定，參照張文州等［19］的方法，以蒸餾水作為A0，超氧陰離子自由基清除率A（%）=（A0-A樣品）/A0 × 100%。

1.4.2感官質量比較

采用綜合評分法，以色澤、氣味、形態、口感等4個指標對辣木葉干粉作感官質量評價指標（表1），評分采用百分制，每個指標各占25分。

1.5數據處理

使用Excel 2019進行數據處理，應用SPSS 25軟件單因素ANOVA檢驗方法進行顯著性差異分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣木葉干粉得率、含水量及分散性的影響

不同處理對辣木葉干粉的得率、含水量及分散性變化情況見表2。

真空干燥技術下添加3種載體制備的干粉平均得率顯著高于噴霧干燥技術的平均干粉得率，而與熱風干燥技術的平均干粉得率呈不顯著性差異。真空干燥技術添加殼聚糖的干粉得率最高，但與該干燥技術下添加可溶性淀粉、麥芽糊精以及熱風干燥方式添加殼聚糖載體制備的干粉得率差異不顯著。表明選擇以真空干燥技術下添加殼聚糖作為辣木葉干粉得率最高的方式。

采用噴霧干燥技術添加3種載體制備的干粉平均含水量最低，顯著低于熱風干燥方式的平均干粉含水量而與真空干燥方式的平均干粉含水量呈不顯著性差異。不同干燥技術下添加的可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉含水量均顯著低于不添加載體的空白對照，表明3種載體的添加均能有效降低干粉的含水量。采用噴霧干燥技術添加殼聚糖制備的干粉含水量最低，但是與噴霧干燥技術下添加其他載體以及采用真空干燥技術下添加殼聚糖制備的干粉含水量差異不顯著。因此采用以噴霧干燥技術下添加殼聚糖獲得干粉含水量最低的方案。

辣木葉干粉的分散性是評價其直接沖泡飲用品質的重要指標，試驗結果表明采用噴霧干燥技術制備的干粉平均分散時間最小，且顯著低于熱風干燥及真空干燥技術下的分散時間。噴霧干燥技術添加殼聚糖載體制備的干粉分散時間最短，但與添加麥芽糊精無顯著性差異，與其他處理差異顯著。表明選擇以噴霧干燥技術下添加殼聚糖作為干粉分散性最好的方法。

2.2 不同處理對辣木葉干粉Vc保留率、超氧陰離子自由基清除率及感官評價的的影響

不同處理對辣木葉干粉Vc保留率、超氧陰離子自由基清除率及感官評價的結果見表3。采用噴霧干燥技術制備的干粉平均Vc保留率最高，顯著高于真空干燥及熱風干燥技術的平均Vc保留率。在噴霧干燥技術下添加殼聚糖載體的干粉Vc保留率最高，達到57.00%，但與添加可溶性淀粉的干粉Vc保留率差異不顯著，與其他處理差異顯著。采用選擇以噴霧干燥技術下添加殼聚糖作為辣木葉干粉Vc保留率最高的手段。

以噴霧干燥和真空干燥技術添加不同載體的干粉平均超氧陰離子自由基清除率顯著高于熱風干燥技術的平均清除率。采用3種干燥技術下添加的可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉的超氧陰離子自由基清除率均顯著高于不添加載體的空白對照，說明3種載體的添加均能有效提高干粉的超氧陰離子自由基清除率。采用噴霧干燥方式添加殼聚糖載體的效果尤為顯著，其清除率高達66.02%，顯著高于其他處理。因此采用以噴霧干燥技術下添加殼聚糖作為辣木葉干粉超氧陰離子自由基清除率最高的方式。

采用噴霧干燥方式添加3種載體所制得的干粉感官綜合得分均超過90分，且顯著高于其他處理，添加殼聚糖的噴霧干燥方式所得的干粉分數最高，但與噴霧干燥模式下添加其他載體的分數差異不顯著。表明選擇以噴霧干燥技術下添加殼聚糖作為辣木葉干粉感官綜合得分最好的方式。

3 小結與討論

本研究試驗表明以殼聚糖為載體結合噴霧干燥技術生產的辣木葉干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧陰離子自由基的清除率最高、感官綜合評分最好；以殼聚糖為載體經真空干燥生產的干粉得率最高。本研究綜合考慮了不同干燥方式下添加不同載體對辣木葉干粉品質的影響。3種干燥方式中，采用噴霧干燥所制備的干粉的整體含水量最低而熱風干燥最高，該結果與江潤生等［20］一致，可能由于熱風干燥時干粉表面會形成硬殼，阻礙內部水分的遷移和蒸發，使得內部水分難以完全去除，真空干燥有利于水分蒸發，而噴霧干燥將液態物料霧化成小顆粒，與熱空氣接觸面積大，干燥速度快，能迅速蒸發水分，因此干粉的含水量通常較低；整體看采用熱風干燥和真空干燥制備的干粉得率明顯高于噴霧干燥，這可能是由于噴霧干燥方式的粉末殘留損失較大導致得率較低，這與雷湘蘭等［18］的結果一致；采用噴霧干燥制備的干粉分散時間最短，分散性最好，可能是由于噴霧干燥的干燥溫度相對低，干燥速度快，減少顆粒間由于高溫導致的團聚現象，而真空干燥過程較慢，導致發生團聚影響分散，熱風干燥溫度較高表面出現硬殼，團聚現象嚴重，分散時間最長，該結果與雷湘蘭等［18］一致；采用熱風干燥方式制備的干粉的Vc保留率最低，劉光鵬等［21］指出熱風干燥增加了Vc受高溫和長時間干燥的影響而產生分解；采用噴霧干燥和真空干燥方式制備的干粉的超氧陰離子自由基清除率較高，推測是因為溫和的干燥條件減少了自由基的生成和抗氧化成分的分解，該結果與江潤生等［20］一致；采用噴霧干燥添加不同載體的干粉感官綜合得分均較高，干粉較松散，色澤較均勻，有輕微的辣木香味、無堆積、綜合口感好，而熱風干燥下干粉可能由于溫度較高，時間較長，干粉較緊實、部分甚至出現輕微結塊，顏色較暗、氣味較淡，導致最后的得分較低。該結果與雷湘蘭等［18］研究佛手瓜粉的感官評價結果一致。

本試驗表明可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉效果均優于空白對照試驗，林西等［14］、Chakraboty等［15］也指出添加載體能有效提高干粉的品質。殼聚糖作為載體的噴霧干燥方式制備的干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧陰離子自由基清除率及感官得分均最高；干粉得率最高的為殼聚糖作為載體的真空干燥方式，這可能是源于殼聚糖獨特的結構特征和性

能［22-23］：殼聚糖是一種天然高分子聚合物具有較強的吸濕性和保水性，有助于干燥過程中的水分傳遞，使得干燥更加徹底，因此最終干粉的含水量最低；它具有較高的粘度和成膜性，防止辣木葉成分在干燥過程中損失從而提高干粉的得率；在干燥過程中殼聚糖的加入可能改變了辣木葉干粉顆粒的表面性質、提高溶解性和親水性、減少顆粒間的結合力以及改善流變學特性等因素，導致干粉的分散時間最短；它能通過形成保護性的凝膠狀結構，在干燥過程中保護維生素C和其他敏感成分，進一步提高超氧陰離子自由基清除率；它能夠在干燥過程中保護辣木葉干粉不受光照和氧氣的影響有效保持色澤，促進干粉形成均勻的顆粒，其成膜性減少香氣成分的流失，其吸濕性和溶解性有助于干粉在口中快速溶解從而提升口感。而可溶性淀粉和麥芽糊精這兩種載體在這些方面效果均弱于殼聚糖［24-25］。

綜合考慮干粉各項指標，本試驗優先以殼聚糖為載體，采用噴霧干燥方式制備辣木葉干粉。但考慮到噴霧干燥設備成本較高，且干粉粘附在設備內壁上造成得率損失，該方法更適合大規模生產。后續將通過進一步優化干燥處理參數，提高辣木葉干粉質量，獲得更高品質的產品。

參考文獻：

［1］袁靜，梁文儀，袁永兵，等. 辣木葉化學成分和藥理活性的研究進展［J］. 中草藥，2021，52（14）：4422-4432.

［2］張瑞華，付立斌，羊銀，等. 響應面法優化辣木葉多酚微波輔助提取工藝［J］. 食品研究與開發，2024，45（13）：144-149.

［3］鞏思佳，康澳，陳可菁，等. 辣木葉的營養、功能及應用研究進展［J］. 食品工業科技，2021，42（21）：435-444.

［4］陳慶鑰，林陽君，謝永華.辣木葉總黃酮的純化工藝及抑菌活性研究［J］. 化學與生物工程，2024，41（8）：63-68.

［5］方良材，劉夢姣，吳釗龍，等. 不同功率及溫度條件下微波干燥法對辣木葉片硒含量及營養品質的影響［J］. 西南農業學報，2021，34（7）：1419-1424.

［6］馬李一，余建興，張重權，等. 不同干燥方法對辣木葉營養價值的影響［J］. 食品科學，2008，29（9）：331-333.

［7］郭剛軍，胡小靜，徐榮，等. 干燥方式對辣木葉營養、功能成分及氨基酸組成的影響［J］. 食品科學，2018，39（11）：39-45.

［8］林羨，徐玉娟，肖更生，等. 干燥方式對辣木葉營養活性成分、抗氧化活性及色澤的影響［J］. 熱帶作物學報，2018，39（12）：2465-2472.

［9］楊昆，潘新杰，陶亮，等. 辣木葉酵素的配方優化及品質分析［J］.食品工業，2021，42（5）：152-156.

［10］Kou X J，Li B，Olayanju J B，et al. Nutraceutical or pharmacological potential of Moringa oleifera lam［J］. Nutrients，2018，10（3）：343.

［11］于漫漫，王文亮，弓志青，等. 不同品種噴霧干燥草莓粉抗氧化物質及其活性研究［J］. 山東農業科學，2017，49（2）：59-63.

［12］Wangcharoen W，Gomolmanee S. Antioxidant activity changes during hot-air drying of Moringa oleifera leaves［J］. Maejo International Journal of Science and Technology，2013，7（3）：353-363.

［13］姚兆奇，胡卓炎，趙雷，等. 添加胡蘿卜纖維素對噴霧干燥荔枝果粉特性的影響［J］. 食品工業科技，2016，37（8）：171-175，190.

［14］林西，呂兆林，張柏林，等. 藍莓果干粉制備工藝中載體添加及干燥技術的影響［J］. 食品工業科技，2013，34（1）：273-276，281.

［15］Chakraborty M，Savarese M，Harbertson E，et al. Effect of the novel radiant zone drying method on anthocyanins and phenolics of three blueberry liquids［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2010，58（1）：324-330.

［16］李官麗，吳秋月，陳錫霞，等. 干燥方式對油茶粉品質及揮發性風味物質的影響［J］. 食品與機械，2024，40（3）：210-216.

［17］高健，黃璐琦，李哲，等. 不同干燥方式制備巴西人參提取物粉體性質比較［J］. 中國新藥雜志，2024，33（4）：383-389.

［18］雷湘蘭，孫倩，王宇鴻. 不同干燥方式對佛手瓜全粉品質的影響［J］. 現代食品，2016，8（15）：82-85.

［19］張文州，林水森，陳琳琳，等. 辣木復合果蔬飲料工藝及其抗氧化活性研究［J］.食品研究與開發，2019，40（11）：111-115.

［20］江潤生，劉夢虎，易香羽，等. 干燥方式對銀杏全粉品質及抗氧化能力分析［J］.食品科技，2019，44（12）：79-84.

［21］劉光鵬，王娟，和法濤，等. 不同干燥方式對枸杞微粉品質的影響［J］.河南農業科學，2016，45（11）：130-134，144.

［22］封晴霞，趙雄偉，陳志周，等. 殼聚糖及其應用研究進展［J］.食品工業科技，2018，39（21）：333-336，341.

［23］紀蕾，劉天紅，王穎，等. 殼聚糖制備方法比較及其性能研究［J］.食品安全質量檢測學報，2021，12（3）：951-959.

［24］趙燦，楚文靖，鐘華玲，等. 麥芽糊精在食品工業中的應用［J］.現代食品，2023，29（13）：14-17，25.

［25］胡淑君，葉秀金，李藝，等. 藥用輔料可溶性淀粉質量評價與研究［J］.中國藥品標準，2024，25（2）：181-186.

（責任編輯：鐘海豐）

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2024.06.008