芒果粉加工技術(shù)研究進(jìn)展

鄭 毅黃雙華伍 斌

ZHENG Yi 1，2HUANG Shuang－h(huán)ua 2WU Bin 2

（1.攀枝花學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000；2.干熱河谷特色生物資源開發(fā)四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 攀枝花 617000）

芒果是著名的熱帶水果，有“熱帶水果之王”的美譽(yù)，其肉質(zhì)甜美，氣味芬芳，富含糖、酸、維生素、膳食纖維及少量的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)［1］。據(jù)報(bào)道［2］，芒果每100g 可食部分含VA4 800U，是香蕉的10倍、蘋果的50倍；VC含量為41mg／100g，賴氨酸、蛋氨酸等人體必需的氨基酸含量亦相當(dāng)豐富。芒果具有抗癌、美化肌膚、防止高血壓、動(dòng)脈硬化、防止便秘、止咳、清腸胃的功效［3］。但芒果是典型的躍變型或呼吸高峰型水果，采收季節(jié)高溫、高濕，加上果體嬌嫩、皮薄汁多、呼吸代謝強(qiáng)，極易造成機(jī)械損傷和腐爛。此外，芒果有20%左右的殘次果不宜作為商品果。目前芒果加工主要形成了果汁飲料、果酒、罐頭、果干、蜜餞、果醬等幾大類產(chǎn)品［4］。而果粉是一種較新的水果深加工方式［5］，產(chǎn)品具有加工方便、水分含量低、保存時(shí)間長、能保持水果原有的營養(yǎng)及色香味、使用方便、用途廣泛等優(yōu)異特質(zhì)，近來在水果加工領(lǐng)域倍受重視。但是成熟芒果含汁多、糖分高、果膠多、黏度大［6］，加工成果粉具有一定的技術(shù)難度。

1 芒果粉的傳統(tǒng)加工技術(shù)

1.1 加熱鼓風(fēng)干燥法

加熱鼓風(fēng)干燥是農(nóng)副產(chǎn)品加工的一種主要方式，其方法是將原料置于烘箱或烘干室內(nèi)，吹入熱風(fēng)使物料升溫并加快空氣流動(dòng)，使水分被快速帶走的一種干燥方法，其成本低，通用性強(qiáng)，操作簡單。在印度［7］多用熱風(fēng)干燥加工生芒果粉，生芒果經(jīng)切片后在（60±5）℃電熱箱干燥8～12h，粉碎，即得生芒果粉。但成熟芒果具有汁多、肉粘、糖份高的特點(diǎn)，較難用熱風(fēng)干燥法直接制得芒果粉。Villa Corrales等［8］曾報(bào)導(dǎo)了利用加熱鼓風(fēng)干燥成熟芒果的研究，利用鼓風(fēng)干燥箱干燥，其箱內(nèi)相對濕度控制在15%，干燥風(fēng)速設(shè)置為0.2m／s，選擇固形物含量在15～20°Brix的芒果（九成熟左右），切片厚度為2mm，干燥溫度為60℃時(shí)，需要干燥4h，但水分含量仍高于10%，若切片厚度為4mm，干燥時(shí)間至少在6h以上?？梢?，芒果切片熱風(fēng)干燥，時(shí)間長、能耗高，水分含量很難降低到10%以下，不利于后續(xù)粉碎制備芒果粉。Dissa等［9］利用太陽能集熱干燥箱干燥芒果片，可在干燥初期讓芒果片水分快速蒸發(fā)，在較短的時(shí)間內(nèi)水分下降到30%以下，為后續(xù)干燥奠定了基礎(chǔ)，可有效的節(jié)約能源。

1.2 常規(guī)真空干燥法

真空干燥法是利用低壓下物料中的水分在較低的溫度之下（40～60℃）沸騰而蒸發(fā)，使物料較快脫水干燥的一種加工方法，干燥后可使物料水分低至3%～5%，而且干燥溫度較低，能較好地保持產(chǎn)品的顏色和香氣［10，11］，在果蔬加工中被 廣 泛 應(yīng) 用。Jaya等［12，13］利 用 固 形 物 含 量 在 15～20°Brix的芒果漿，添加麥芽糊精來降低芒果粉末的黏性和吸濕性，以磷酸三鈣作為抗結(jié)劑，在壓力30～50Pa條件下真空干燥，通過正交優(yōu)化試驗(yàn)，得到了麥芽糊精的最優(yōu)添加比例為0.527kg／kg·芒果干物質(zhì)，磷酸三鈣的最優(yōu)添加比例為0.016 7kg／kg·芒果干物質(zhì)，干燥時(shí)果漿裝盤厚度不得大于2.6mm，干燥溫度不得高于72.3℃，干燥時(shí)間為2h，可獲得質(zhì)量較好的芒果粉。

1.3 噴霧干燥法

噴霧干燥法是將液體原料用霧化器分散成霧滴，并用熱空氣與霧滴直接接觸，使水分快速蒸發(fā)而獲得粉粒狀產(chǎn)品的一種干燥方法。噴霧干燥被大量用于食品、醫(yī)藥、化工產(chǎn)品的干燥，是工業(yè)上使用最廣泛的一種干燥技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是干燥時(shí)間短、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量均勻，缺點(diǎn)是不太適合熱敏性物質(zhì)、黏稠狀物質(zhì)的干燥［14，15］。Milton Cano Chauca等［16］采用B－191小型噴霧干燥器制備芒果粉，首先將芒果漿固形物含量稀釋到12°Brix，采用麥芽糊精、阿拉伯膠、蠟質(zhì)淀粉作為填料，添加量為果漿質(zhì)量的12%，同時(shí)添加一定量的結(jié)晶纖維素作為抗結(jié)劑，在進(jìn)口溫度為160℃，出口溫度70～75℃條件下噴霧干燥，獲得了芒果粉，選用麥芽糊精做填料時(shí)獲得的產(chǎn)品溶解性更好。Caparino等［17］采用S－1噴霧干燥器制備芒果粉，干燥機(jī)進(jìn)、出口溫度分別為180，80℃；在芒果原漿添加了麥芽糊精，添加比例為芒果干物質(zhì)的25%～45%，干燥時(shí)間僅為1～3s，獲得芒果粉粒徑大小為250μm，含水量為4.3%，色澤為淺黃色，果粉溶解性達(dá)到95.31%，在相對濕度75%±1%、溫度25℃條件下7d吸濕率為16.5%。陳民等［18］采用QZ－5型高速離心噴霧干燥機(jī)制備芒果粉，在芒果原漿中添加了10%～15%的可溶性淀粉作為填料和30%～40%的水稀釋，在進(jìn)口溫度為180～200℃，出口溫度為90～100℃，離心轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速2 000r／min條件下獲得了芒果粉。

1.4 冷凍真空干燥法

冷凍真空干燥法是將濕物料或溶液在較低的溫度（－80～－15℃）下凍結(jié)成固態(tài)，然后在真空（1～50Pa）條件下使其中的水分不經(jīng)液態(tài)直接升華成氣態(tài)，最終使物料脫水的一種干燥技術(shù)。特別適用于熱敏性食品的干燥，凍干食品中的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)損失少，可最大限度地保留新鮮食品原有的營養(yǎng)、味道、芳香和顏色；在真空條件下，易氧化物質(zhì)可得到有效保護(hù)；冷凍干燥所得干制品不會(huì)失去原有形狀，具有理想的速溶性和快速復(fù)水性［19］。凍干法雖然獲得的產(chǎn)品質(zhì)量非常好，但設(shè)備投資高，能耗大，運(yùn)行費(fèi)用高，在大規(guī)模的蔬菜加工中使用不多。Nathdanai Harnkarnsujarit等［20］報(bào)導(dǎo)了凍干芒果粉的制備方法，選擇總可溶性固體含量在16～20°Brix的芒果果實(shí)，切成1cm3立方體，－35℃凍結(jié)2h，再在冷凍真空干燥機(jī)中干燥至水分低于5%，然后粉碎獲得芒果粉，粒徑為15～500μm，保存時(shí)用硅膠作為干燥劑防止吸濕。趙祎等［21］將芒果漿在－38～－18℃下速凍3～4h后放入真空罐真空解析干燥18～22h，真空干燥的真空度為0～70Pa，解析干燥的最高溫度不超過50℃，所得樣品含水量為2.82%。

2 芒果粉加工新技術(shù)

2.1 折射窗干燥法

折射窗干燥法（refractance window，RW）［22］，是集傳導(dǎo)、輻射和薄層干燥的新干燥方法。其原理是以循環(huán)熱水作為熱源，利用食品級(jí)聚酯薄膜作為干燥載體，由于聚酯薄膜具有良好的紅外線透過性，同時(shí)又是熱的不良導(dǎo)體，濕物料被噴涂到聚酯薄膜制作的傳送帶上，在循環(huán)熱水箱上運(yùn)轉(zhuǎn)，物料中的水分與聚酯膜接觸的部位形成一個(gè)可以讓紅外輻射通過的“窗口”，這種紅外輻射可以使物料中的水分在低溫下蒸發(fā)，熱能同時(shí)以輻射和傳導(dǎo)兩種方式傳遞到物料上，物料受熱、水分蒸發(fā)并被及時(shí)排出，紅外輻射和熱傳導(dǎo)共同作用使干燥具有較高的熱效率。隨著干燥進(jìn)行，物料水分含量逐漸減小至5%以下，在傳送帶末段再利用低溫水冷卻，即可獲得干燥的漿片（其裝置示意圖見圖1）［23］。Caparino等［17］采用RW干燥法制備芒果粉，利用95～97℃ 熱水作為循環(huán)水加熱源，芒果漿涂膜厚度為0.5～0.7mm，冷卻溫度為22℃，干燥腔空氣相對濕度保持在50%～52%，干燥時(shí)間為3min，實(shí)測干燥時(shí)漿膜片溫度為（74±2）℃，干燥后的果片水分含量為1.7%，可直接粉碎獲得芒果粉。該研究還將RW干燥與冷凍干燥、噴霧干燥和熱鼓干燥進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)RW干燥獲得芒果粉與芒果原漿和凍干的芒果粉色澤非常接近，β－胡蘿卜素、Vc損失率與冷凍干燥方法相當(dāng)，效果明顯好于熱鼓干燥和噴霧干燥，而且生產(chǎn)成本比冷凍干燥低很多。

圖1 “RW”干燥系統(tǒng)示意圖［23］Figure1 Schematic diagram of refractance window drying system

RW干燥被稱為第四代干燥技術(shù)，具有較高能源使用效率和產(chǎn)品的品質(zhì)保持能力［24］，特別適用于熱敏強(qiáng)、黏度大的果蔬漿狀物料的干燥，而且設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低，在芒果粉生產(chǎn)過程中具有較大的應(yīng)用潛力。

2.2 噴動(dòng)流化床干燥法

噴動(dòng)流化床（SFB）常用于化工、醫(yī)藥領(lǐng)域，它是在流化床基礎(chǔ)上發(fā)展而來，目前已用于干燥液態(tài)、糊狀、膏狀的食品物料［25］，具有較好的效果。在噴動(dòng)流化床中填充玻璃、陶瓷等為材料的惰性載體，壓縮空氣經(jīng)流體噴嘴進(jìn)入噴動(dòng)床使惰性載體產(chǎn)生噴動(dòng)，熱氣流經(jīng)氣體分布板均勻分布后進(jìn)入床層使粒子維持正常的流化狀態(tài)。然后將待干燥料液由加料器噴灑在惰性粒子的表面，形成一層液膜，隨即粒子內(nèi)部儲(chǔ)存的熱量瞬時(shí)傳遞給液膜，液膜隨粒子在床內(nèi)一起流化，并與熱氣流間發(fā)生熱質(zhì)交換，在熱粒子和熱風(fēng)的共同作用下，物料水分快速蒸發(fā)，料膜將由彈塑性轉(zhuǎn)變?yōu)閺棿嘈裕⒃诹Ｗ娱g碰撞與摩擦等外力作用下，從粒子的表面脫落，并在持續(xù)的碰撞中被逐漸粉碎，后由氣流帶離流化床經(jīng)收集得到干燥固體粉末［26］。Rosiane Lopes da Cunha等［27］報(bào)導(dǎo)了一種利用噴動(dòng)流化床干燥芒果漿的研究，首先將芒果漿稀釋到10～12°Brix，以3.8mm直徑的玻璃球?yàn)槎栊粤Ｗ虞d體，進(jìn)氣速度8.9～9.7m／s（22.25～24.25L／s），進(jìn)料速度0.5～2.0g／min，干燥溫度60～70℃，干燥時(shí)間110～250min，獲得的芒果粉含水量在3.5%以下。

2.3 交替干燥研磨法

Djantou等［28］提出了一種改進(jìn)芒果粉加工工藝的新方法，即交替干燥研磨法（alternation drying and grinding technique，ADG）。該方法先將芒果切片，在電熱恒溫干燥箱中于55℃干燥24h，此時(shí)芒果片表面已經(jīng)干燥，并形成了一個(gè)阻止內(nèi)部水分蒸發(fā)的屏障，芒果干整體水分含量為17%～22%，平均為18%；利用刀片粉碎機(jī)將芒果干粉碎成直徑2～3mm的顆粒，再次置于電熱恒溫干燥箱中于55℃干燥10h，含水量降低至13%；然后再次粉碎、干燥，就能獲得粒徑小于0.45mm、含水量低于8%的芒果粉，該方法能很好地解決加工過程中芒果粉末結(jié)塊的問題，同時(shí)能得到較小粒徑的芒果粉，加工能耗也有所降低。

2.4 泡沫干燥法

泡沫干燥法［29］（foam－mat drying，F(xiàn)MD）先將液態(tài)或半固態(tài)食品物料進(jìn)行預(yù)泡沫化處理，形成多孔狀結(jié)構(gòu)，增大物料的表面積。將穩(wěn)定的泡沫物在多孔板上鋪成厚約2～5mm的均勻薄層，通過加熱使水分快速散失，以達(dá)到干燥的目的，該法適用于加工熱敏性的、黏性的、含糖量高的食品物料和 藥物等。Rajkumar等［30，31］和 Dattatreya M.Kadam等［32］先后報(bào)導(dǎo)了泡沫干燥制備芒果粉的研究，分別用大豆蛋白、甘油單硬脂酸酯和雞蛋清蛋白作為起泡劑，最佳添加濃度分別為大豆蛋白1%、甘油單硬脂酸酯2%、雞蛋清蛋白10%，攪拌時(shí)間為25min，同時(shí)添加0.5%的甲基纖維素鈉作為穩(wěn)定劑，最佳干燥溫度為60℃，鋪膜厚度為2mm，只需干燥60min，粉碎后能獲得良好的芒果粉。

3 芒果粉加工的其他相關(guān)研究

3.1 芒果粉的儲(chǔ)藏與保質(zhì)期研究

Jaya等［33］使用鋁箔夾層袋儲(chǔ)藏芒果粉，為縮短研究周期，其將芒果粉存儲(chǔ)在相對濕度（RH）為90%、溫度（38±2）℃的環(huán)境中。并使用數(shù)學(xué)模型分析得出在此條件下可以保持114.68d，其水分含量由4.1%增加到8.9%。Hymavathi等［34］對在27～32℃使用MPP（金屬化聚酯聚乙烯包裝袋）包裝保存了0～180d的芒果粉進(jìn)行了營養(yǎng)成分變化研究，總胡蘿卜素含量從最初的51.92mg／g下降29.22mg／g，保留率為 56.3%，β－胡蘿卜含量從最初的 33.75mg／g 下降20.12mg／g，保留率為59.6%；Vc從最初的0.632 5mg／g下降0.167 1mg／g，保留率為26.4%，營養(yǎng)物質(zhì)有明顯的下降，但仍在可使用的范圍內(nèi)，同時(shí)沒有發(fā)生明顯的吸濕、褐變、二氧化硫增加的情況，研究認(rèn)為芒果粉利用MPP包裝保存180d是可行的。

3.2 復(fù)合芒果粉加工

Anil Kumar Chauhan等［35］報(bào)導(dǎo)了一種芒果牛奶復(fù)合粉的制備方法。芒果漿、巴氏殺菌奶（脂肪3%，非脂乳固體8.5%）和精制蔗糖的比例分別為30%，62%，8%，牛奶被預(yù)熱到70～75℃，先加入1／3的蔗糖，再加入芒果漿混合，均質(zhì)，巴氏殺菌，然后冷卻至20℃。此混合物在入口溫度為185℃，出口溫度為85℃條件下進(jìn)行噴霧干燥，所得到產(chǎn)物的水分含量約為2.15%，顆粒大小約為250μm。噴霧干燥收集產(chǎn)物并與其余2／3的經(jīng)粉碎過的蔗糖粉干混獲得芒果牛奶復(fù)合粉。芒果牛奶復(fù)合粉可以幫助體重偏輕的人增加體重，也可以用于制作芒果牛奶飲料、布丁、冰淇淋等，由于加入了大量牛奶，復(fù)合芒果漿的黏度、糖度均大幅下降，有利于進(jìn)行噴霧干燥。

3.3 芒果皮粉的價(jià)值及應(yīng)用

芒果加工過程中產(chǎn)生大量的芒果皮，占鮮果重的9%～16%［36］。芒果皮除含有大量芳香類風(fēng)味物質(zhì)外，還富含膳食纖維、果膠、多酚類物質(zhì)，特別是膳食纖維含量很高，Raspuri等［37］報(bào)導(dǎo)了兩種成熟芒果果皮中總膳食纖維含量分別為40.6%～72.5%，膳食纖維是不易被消化酶消化的多糖類食物成分，能保持消化系統(tǒng)健康，有預(yù)防冠心病、中風(fēng)、高血壓、糖尿病等慢性疾病的作用。芒果皮粉是一類優(yōu)良的膳食纖維添加劑，在國外已開展了相關(guān)研究，如將芒果皮粉加入到餅干［38］和通心粉［39］中，能大幅提高食品的膳食纖維含量。芒果皮作為一種有價(jià)值的資源應(yīng)該被得到利用，芒果皮制成的芒果皮粉可被認(rèn)為廣義上的芒果粉，其干燥比果肉簡單，當(dāng)然也可以讓芒果不用去皮，與果肉同時(shí)打漿或磨漿后干燥制備芒果粉，能簡化去皮的預(yù)處理步驟，有利于增加芒果粉的產(chǎn)量，提升芒果粉的香氣，豐富芒果粉的營養(yǎng)價(jià)值，但其產(chǎn)品的口感、速溶性等指標(biāo)有何變化，還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)束語

芒果粉的生產(chǎn)關(guān)鍵是干燥工藝的問題，以及隨之偶聯(lián)的配方問題。從前面的綜述來看，有多種干燥技術(shù)已應(yīng)用于芒果粉制備研究，同時(shí)對生產(chǎn)過程中的原料、輔料配方進(jìn)行了優(yōu)化。目前，已有初步的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來評(píng)判芒果粉的質(zhì)量，分別從固體色澤、沖調(diào)色澤、粉末粒徑、含水量、吸濕率、有無雜質(zhì)、香味、酸甜度、入口口感、速溶性、沉淀分層、主要營養(yǎng)物質(zhì)保留率等多個(gè)指標(biāo)來加以分析。加工獲得芒果粉產(chǎn)品不難，但產(chǎn)品很難滿足所有指標(biāo)的質(zhì)量要求，這是目前中國使用傳統(tǒng)干燥方法未能實(shí)現(xiàn)芒果粉大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要原因，要實(shí)現(xiàn)突破，還需要許多細(xì)節(jié)上的改良。在芒果粉加工新技術(shù)中，RW干燥法最適合用于芒果粉的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但目前的工藝參數(shù)僅局限于實(shí)驗(yàn)室的研究，需要盡快開展中試，發(fā)現(xiàn)并解決大規(guī)模生產(chǎn)過程中存在的問題，并對參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以期早日實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低成本的芒果粉產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)。

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