荷葉直飲茶粉超微粉碎工藝參數(shù)的研究

付佳輝，張仲欣，閆珍珍，何冀賢，王志豪，金慧娟，王 琛

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471023）

荷葉直飲茶粉超微粉碎工藝參數(shù)的研究

付佳輝，*張仲欣，閆珍珍，何冀賢，王志豪，金慧娟，王 琛

（河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471023）

為了研究荷葉直飲茶粉超微粉碎的工藝參數(shù)，以粒度合格率為指標，探討超微粉碎時間、超微粉碎頻率和超微粉碎風速3個因素對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響。通過單因素試驗得出，荷葉直飲茶粉超微粉碎較優(yōu)的工藝參數(shù)為超微粉碎時間25 min，超微粉碎頻率25 Hz，超微粉碎風速1.5 m/s；采用二次通用旋轉組合設計方法進行回歸試驗，確定超微粉碎的最佳參數(shù)組合為超微粉碎頻率24.86 Hz，超微粉碎風速1.63 m/s；超微粉碎頻率的變化對粒度合格率的影響較大，超微粉碎頻率在23～26 Hz，超微粉碎風速在1.4～1.8 m/s的范圍內(nèi)，粒度合格率都在80%以上。

荷葉；直飲茶粉；超微粉碎；粒度合格率

荷葉屬多年生草本挺水植物，是一種被國人公認的中藥材和“藥食兩用”的食物。研究表明，荷葉中富含黃酮類化合物，具有減少脂肪堆積、減肥、降脂的功效[1]。荷葉中還含有大量的膳食纖維，可以促進腸道蠕動、通便排毒[2]。傳統(tǒng)的荷葉泡茶處理方法是將荷葉曬干后沖泡飲用，荷葉的功能成分不能很好地溶解于水中被人體吸收，功能性成分的利用率很低。

超微粉碎技術具有粉碎速度快[3]、成品顆粒粒徑均勻一致、節(jié)省原料、經(jīng)濟效益良好、操作過程簡單等優(yōu)點。選用超微粉碎的方法，不僅可以將荷葉中的功能成分更好地釋放出來，也便于人體的吸收，達到減肥降脂的目的。試驗選用已獲專利的荷葉減肥茶為原料，研究超微粉碎的工藝參數(shù)對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響規(guī)律，再進行回歸試驗得到荷葉直飲茶粉超微粉碎加工過程中的最佳參數(shù)組合，以期為荷葉直飲茶粉的進一步研究提供依據(jù)和借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

荷葉、信陽毛尖、甘草、菊花、山楂、密封包裝袋，均為市售食品級產(chǎn)品，購于洛陽市超市。

1.2 試驗儀器

HMB-701型重壓研磨式粉碎機，北京環(huán)亞天元機械設備有限公司產(chǎn)品；JA-2003N型電子天平，上海佑科儀表有限公司產(chǎn)品；HC-200型華晨高速多功能粉碎機，浙江省永康市金穗機械制造廠產(chǎn)品；40目分樣篩、200目檢驗篩，浙江上虞市實驗儀器廠產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 荷葉直飲茶粉超微粉碎加工參數(shù)研究方法

荷葉直飲茶粉超微粉碎工藝主要研究的是超微粉碎時間、超微粉碎頻率和超微粉碎風速對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響。試驗采用單因素試驗研究各因素對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響規(guī)律，然后采用二次通用旋轉組合設計的方法進行回歸試驗，得到回歸方程和最佳參數(shù)組合，并進行響應面分析。

經(jīng)查找相關文獻，在提取茶渣中的TIDF基礎上研究發(fā)現(xiàn)，如果將茶葉粉碎至200目以上人體直接食用后，人體對荷葉茶渣中的功能成分吸收利用能力提高[4]。因此，試驗以過40目篩為產(chǎn)品，以產(chǎn)品中過200目篩的量所占產(chǎn)品總量的比例R為指標。

1.3.2 原材料的準備及預處理

將選購的荷葉、信陽毛尖、甘草、菊花、山楂分別放入中草藥粉碎機中進行預粉碎，粉碎時間2 min。將經(jīng)過預處理后的原料分別過40目分樣篩進行篩分，取出篩下物。根據(jù)荷葉減肥茶專利配方的配比，計算1 kg混合物所需各原料的質(zhì)量。將各原料篩下物根據(jù)表1數(shù)據(jù)進行稱量，然后調(diào)勻混合，記錄混合物的質(zhì)量為G1。

荷葉直飲茶粉各原料用量見表1。

表1 荷葉直飲茶粉各原料用量

1.3.3 荷葉直飲茶粉超微粉碎加工參數(shù)的選取

將各粉碎物依照專利配方比例加入超微粉碎機中，設置不同的加工參數(shù)對荷葉進行超微粉碎，并以粒度合格率（R值）為試驗指標，研究各超微粉碎的工藝參數(shù)對粒度合格率的影響規(guī)律。通過超微粉碎時間、超微粉碎頻率、超微粉碎風速3個單因素的試驗，選擇各因素對荷葉直飲茶粉粒度的影響規(guī)律和適宜的參數(shù)范圍，再利用二次通用旋轉組合設計進行回歸試驗選擇超微粉碎工藝最佳參數(shù)組合。

1.3.4 荷葉直飲茶粉超微粉碎粒度合格率的測定

將單因素試驗和回歸試驗后的產(chǎn)物分別取出，收集并將其過200目篩取其篩下物，并記錄篩下物質(zhì)量G2，計算出每次試驗的粒度合格率。

2 結果與分析

2.1 影響荷葉直飲茶粉粒度合格率的單因素試驗

2.1.1 超微粉碎時間對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

控制超微粉碎頻率為15 Hz，超微粉碎風速為1 m/s，超微粉碎時間設置為10，15，20，25，30 min 5個水平。

超微粉碎時間對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響見圖1。

圖1 超微粉碎時間對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

由圖1可知，當超微粉碎時間小于25 min時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈逐漸上升的趨勢；當超微粉碎時間超過25 min時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈下降趨勢；超微粉碎時間為25 min時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率達到最大值。因此，超微粉碎時間適宜的取值范圍為20～30 min。

2.1.2 超微粉碎頻率對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

控制超微粉碎時間為25 min，超微粉碎風速為1 m/s，超微粉碎頻率設置為15，20，25，30，35 Hz 5個水平。

超微粉碎頻率對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響見圖2。

圖2 超微粉碎頻率對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

由圖2可知，當超微粉碎頻率為25 Hz以下時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈逐漸增加的趨勢；當超微粉碎頻率超過25 Hz時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈逐漸下降趨勢；當超微粉碎頻率為25 Hz時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率達到最大值。因此，超微粉碎頻率適宜的取值范圍為20～30 Hz。

2.1.3 超微粉碎風速對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

控制超微粉碎時間為25 min，超微粉碎頻率為25 Hz，超微粉碎風速分別設置為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 m/s 5個水平。

超微粉碎風速對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響見圖3。

圖3 超微粉碎風速對荷葉直飲茶粉粒度合格率的影響

由圖3可知，當超微粉碎風速小于1.5 m/s時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈逐漸增加的趨勢；當超微粉碎風速超過1.5 m/s時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率呈逐漸下降趨勢；當超微粉碎風速為1.5 m/s時，荷葉直飲茶粉的粒度合格率達到最大值。因此，超微粉碎風速適宜的取值范圍為1.0～2.0 m/s。

2.2 荷葉直飲茶粉超微粉碎最佳參數(shù)組合的確定

2.2.1 試驗方案

根據(jù)單因素試驗確定的取值范圍，采用二次通用旋轉組合設計對荷葉直飲茶粉超微粉碎的最佳參數(shù)組合進行研究。試驗將超微粉碎時間固定為25 min，試驗指標為荷葉直飲茶粉的粒度合格率（R），試驗因素為超微粉碎頻率（X1）和超微粉碎風速（X2），取值范圍分別為20 Hz≤X1≤30 Hz，1.0 m/s≤X2≤2.0 m/s。

因素與水平設計見表2，回歸試驗方案與結果見表3。

表2 因素與水平設計

表3 回歸試驗方案與結果

將編碼值換成對應的參數(shù)值進行試驗得到粒度合格率。

2.2.2 回歸方程與最佳參數(shù)組合

粒度合格率（R）與各參數(shù)間的回歸方程為：

利用回歸方程進行參數(shù)優(yōu)化得到的最佳參數(shù)組合及其相應的指標值為超微粉碎頻率24.86 Hz，超微粉碎風速1.63 m/s，粒度合格率最高值為81.04%。

對最佳參數(shù)組合進行3次驗證試驗。

最佳參數(shù)組合的驗證結果見表4。

表4 最佳參數(shù)組合的驗證結果

驗證結果表明，所得到的回歸方程及最佳參數(shù)組合可靠。

2.2.3 響應面分析

利用回歸方程得到響應面分析立體圖和平面圖。

響應面分析見圖4。

圖4 響應面分析

由圖4可知，超微粉碎頻率的變化對粒度合格率的影響較大。超微粉碎頻率在23～26 Hz，超微粉碎風速在1.4～1.8 m/s的區(qū)間范圍內(nèi)，粒度合格率都在80%以上。

3 結論

（1）超微粉碎時間適宜的取值范圍為20～30 min；超微粉碎頻率適宜的取值范圍為20～30 Hz；超微粉碎風速適宜的取值范圍為1.0～2.0 m/s。

（2） 超微粉碎最佳參數(shù)組合為超微粉碎頻率24.86 Hz，超微粉碎風速1.63 m/s，相應的荷葉直飲茶粉最大粒度合格率Rmax=80.74%。

（3）超微粉碎頻率的變化對粒度合格率的影響較大，超微粉碎頻率在23～26 Hz，超微粉碎風速在

1.4 ～1.8 m/s的范圍內(nèi)，荷葉直飲茶粉的粒度合格率都在80%以上。

[1]杜力軍，孫虹，李敏，等.荷葉大豆及其合劑調(diào)脂活性部位的研究 [J].中草藥，2000，31（7）：526-528.

[2]Maria L Stewart，Natalia M，Schroeder.Dietary treatments for childhood constipation：efficacy of dietary fiber and whole grains[J].Nutrition Reviews，2013，71（2）：98-109.

[3]謝瑞紅，王順喜，謝建新，等.超微粉碎技術的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [J].中國粉體技術，2009（6）：64-67.

[4]安鳳平，宋江良，宋洪波.茶葉渣不溶性膳食纖維通便及其機制研究 [J].營養(yǎng)學報，2011，33（5）：467-471.◇

Study On the Lotus Leaf Ultrafine Grinding Processing Parameters

FU Jiahui，*ZHANG Zhongxin，YAN Zhenzhen，HE Jixian，WANG Zhihao，JIN Huijuan，WANG Chen
（College of Food and Bioengineering，He'nan University of Science and Technology，Luoyang，He'nan 471023，China）

In order to study the lotus leaf superfine grinding processing parameters which regards the passing rate as the index，this paper discusses the ultrafine grinding time，ultrafine grinding frequency and ultrafine grinding wind speed as main factors on the influence of particle size passing rate，and the best parameter combination are determined.Through single factor tests，it results that the better parameter combination is ultrafine grinding time is 25 min，the ultrafine grinding frequency is 25 Hz and ultrafine grinding wind speed is 1.5 m/s.Quadratic general rotation design method to determine the best combination of parameters：the ultrafine grinding frequency is 24.86 Hz and ultrafine grinding wind speed is 1.63 m/s.Ultrafine grinding frequency has a large effect on particle size passing rate，and the ultrafine grinding frequency in 23～26 Hz，the ultrafine grinding wind speed in the context of 1.4～1.8 m/s，the particle size passing rate all over 80%.

lotus leaf；drinking tea powder；ultrafine grinding；particle size passing rate

TS272.5

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.006

1671-9646（2016）12a-0021-03

2016-10-10

付佳輝（1996— ），男，在讀本科，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工技術。

*通訊作者：張仲欣（1957— ），男，教授，碩士生導師，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工技術。