干燥對銀耳沙棘固體飲料品質(zhì)的影響

夏曉霞，張路路，張 明，古小露，馬 嫄*，黃開波，劉 瀏，陳 兵，李曉玉

(1.西華大學(xué)西華學(xué)院，四川 成都 610039；2.西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610039；3.西華大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，四川 成都 610039；4.通江古林銀耳有限公司，四川 通江 636600)

銀耳(Tremellafuciformis)又稱白木耳、雪耳，是銀耳科真菌銀耳的子實體，含蛋白質(zhì)、氨基酸、酚類、多糖類及多種微量元素和B族維生素，有“食用菌之王”的美稱[1-2]。沙棘又名醋柳、沙棗，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)以及人體所需的各種氨基酸，其中維生素C含量極高，素有“維生素C之王”的美稱，其超氧化物歧化酶(SOD)含量更是高于人參，是備受人們青睞的保健食品[3-4]。固體飲料是指以糖、乳或乳制品、蛋或蛋制品、果汁或食用植物提取物等為主要原料，添加適量的輔料或食品添加劑而制成，其含水量低于5%，具有粉末狀、顆粒狀等形狀，需經(jīng)沖溶飲用的飲料，其消費量近年來呈現(xiàn)穩(wěn)定增長的趨勢[5-6]。目前，銀耳固體飲料大多只是速溶銀耳粉[7]，與果蔬結(jié)合制作銀耳果蔬固體飲料鮮有報道。

干燥是加工固體飲料的重要步驟。噴霧干燥物料經(jīng)霧化后與熱空氣接觸，水分迅速汽化得到干燥產(chǎn)品，具有干燥速度快、受熱面積大、干燥時間短、有效成分破壞少、操作簡便和可以自動化操作等特點，已成為非揮發(fā)性和熱敏性成分較理想的干燥方法[8-10]；真空冷凍干燥水分在真空狀態(tài)下直接升華，對食物本身所含芳香物質(zhì)和色澤有很好的保留作用[11-13]；冷凍噴霧干燥通過低溫條件冷凍物料，采用除濕空氣進行低溫升華，把溶劑升華蒸發(fā)，最終獲得干燥粉末狀成品[14-15]。麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)和β-環(huán)狀糊精均可作為助干劑，用于粉狀產(chǎn)品，防止產(chǎn)品結(jié)塊，增強其溶解性和改善組織結(jié)構(gòu)[16-18]。本實驗通過助干劑結(jié)合不同的干燥方式干燥銀耳沙棘飲料制成固體飲料，確定最佳助干劑添加量和干燥方式，可為銀耳果蔬系列固體飲料的開發(fā)提供參考[19]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

銀耳，由通江古林銀耳有限公司提供；沙棘，由通江古林銀耳有限公司提供；β-環(huán)狀糊精、CMC-Na、麥芽糊精，市售，購于上海申光食用化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SD-1000型噴霧干燥機，東京理化器械株式會社；FD-1A-50型真空冷凍干燥機，上海歐蒙實業(yè)有限公司；YC-3000型冷凍噴霧干燥機，上海雅程儀器設(shè)備有限公司；SH-3型磁力攪拌器，南昌捷島科學(xué)儀器有限公司；WF32型色差儀，深圳市威福光電科技有限公司；TD-5M型離心機，四川蜀科儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 干燥參數(shù)

本實驗擬采用噴霧干燥、真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥來處理銀耳沙棘飲料，工藝參數(shù)如下：

噴霧干燥：進風(fēng)口溫度為145 ℃，出風(fēng)口溫度75～85 ℃，物料入口閥轉(zhuǎn)速60 r/min[20]；

真空冷凍干燥：在-70 ℃條件下預(yù)凍4 h后，在真空冷凍干燥箱中冷凍24 h[21]；

冷凍噴霧干燥：物料溫度-40～25 ℃，冷凝溫度-40 ℃，時間6 h。

1.3.2 助干劑的添加

1.3.2.1 單因素實驗

在銀耳沙棘飲料中分別添加麥芽糊精(0、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%)、羧甲基纖維素鈉0.4%、β-環(huán)狀糊精0.4%；分別添加羧甲基纖維素鈉(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)、麥芽糊精0.1%、β-環(huán)狀糊精0.4%；分別添加β-環(huán)狀糊精(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)、麥芽糊精0.1%、羧甲基纖維素鈉0.4%；均質(zhì)；通過噴霧干燥、真空冷凍干燥以及冷凍噴霧干燥制得固體飲料，分析比較不同助干劑添加量和不同干燥方式對銀耳沙棘固體飲料出粉率、溶解性和色差的影響。

1.3.2.2 正交試驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(見表1—3)L9(34)優(yōu)化助干劑添加量[22]。

表1 噴霧干燥正交試驗因素水平表

表2 真空冷凍干燥正交試驗因素水平表

表3 冷凍噴霧干燥正交試驗因素水平表

選出正交試驗最優(yōu)組合后，測定出粉率和沉淀量進行驗證實驗。

1.4 測定方法

1.4.1 出粉率的測定

將銀耳沙棘固體飲料及時清理、稱重并計算出粉率。

1.4.2 沉淀量的測定

采用離心沉淀法測定固體飲料的溶解性[23]。準(zhǔn)確稱取2 g銀耳沙棘固體飲料加入15 mL30 ℃水中沖調(diào)，用磁力攪拌器攪拌15 min，待充分溶解后在3 000 r/min離心30 min，棄去上清液，將沉淀直接干燥至恒質(zhì)量，記錄沉淀量。沉淀量越大，溶解性越差。

1.4.3 色差的測定

采用全自動色差計測定色澤[24]。準(zhǔn)確稱取2 g銀耳沙棘固體飲料加入15 mL 30 ℃水中沖調(diào)，用磁力攪拌器攪拌15 min，測定其L、a、b值。色澤參數(shù)：L*(Lightness，亮度)，在0到100之間變化，0 表示黑色，100 表示白色；a*(Redness，紅色度)表示紅綠之間的色澤，100 為紅色，-80 為綠色；b*(Yellowness，黃色度)表示黃藍之間的色澤，100 為黃色，-80 為藍色。對每種樣品取3次樣，每樣旋轉(zhuǎn)3次，從不同角度讀數(shù)，取9次讀數(shù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥芽糊精添加量對銀耳沙棘固體飲料品質(zhì)的影響

麥芽糊精添加量對出粉率和沉淀量的影響如圖1、圖2所示。麥芽糊精添加量對產(chǎn)品色澤的影響見表4。

圖1 麥芽糊精添加量對出粉率的影響

圖2 麥芽糊精添加量對沉淀量的影響

樣品添加量/%L*a*b*014.26±0.51a0.32±0.16ab2.31±0.04a0.0814.4±2.17a0.19±0.09b2.44±0.08ab噴霧0.114.38±0.35a0.17±0.08c2.55±0.05abc干燥0.1214.26±0.88a0.2±0.10a2.69±0.14c0.1414.16±0.42a0.24±0.12a2.65±0.08bc0.1614.97±0.37a0.19±0.09a2.77±0.02c013.86±0.40a2.87±0.26bc2.22±0.12a0.0813.91±0.89a0.41±0.53ab0.56±0.2b真空冷0.114.54±0.35ab2.66±0.16abc3.02±00.17d凍干燥0.1215.07±0.34b3.03±0.42cd2.69±0.15bc0.1414.91±0.22b3.42±0.13d2.89±0.09cd0.1614.91±0.05b2.29±0.04a2.78±0.08bc014.20±0.43a2.79±0.16a2.32±0.14a0.0814.64±0.27b3.26±0.12b2.69±0.13b冷凍噴0.115.04±0.13c3.59±0.09cd3.48±0.04d霧干燥0.1215.22±0.06cd3.85±0.05e3.67±0.06e0.1415.48±0.26d3.68±0.06d3.56±0.07de0.1614.62±0.26b3.5±0.03c3.33±0.10c

由圖1可知：隨著麥芽糊精添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料出粉率均升高；噴霧干燥效果明顯低于真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥，并且當(dāng)添加量低于0.10%時，料液粘度大，出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象，出粉率低。真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥后產(chǎn)品的出粉率上升趨勢相近，是由于在低溫下麥芽糊精能使食品組織更穩(wěn)定、更細(xì)膩、并且降低冰晶的生長速度，所以出粉率較高。

由圖2可知，隨著麥芽糊精添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料的沉淀量顯著降低，說明麥芽糊精能使物料保持均勻穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)或乳濁狀態(tài)。麥芽糊精添加量為0.12%時，噴霧干燥所得產(chǎn)品的沉淀量達到最低，為0.017 g，添加量在0.14%后沉淀量逐漸上升；添加量為0.08%～0.12%時，真空冷凍干燥所得產(chǎn)品的沉淀量較低，最低可達0.013 g；添加量為0.08%～0.12%時，冷凍噴霧干燥所得產(chǎn)品的沉淀量較低，最低可達0.008 g。且從圖2中可看出在同一添加量范圍，冷凍噴霧干燥處理后的產(chǎn)品沉淀量最低。

由表4可知：采用噴霧干燥時麥芽糊精添加量變化對L*差異不顯著，在添加量為0%～0.12%時，對a*和b*差異顯著。采用真空冷凍干燥時麥芽糊精添加量變化對L*、a*、b*影響顯著，在添加量為0.08%～0.1%時，L*發(fā)生轉(zhuǎn)折，前后存在顯著差異。采用冷凍噴霧干燥時，麥芽糊精添加量變化對L*、a*、b*影響顯著。

2.2 羧甲基纖維素鈉添加量對銀耳沙棘固體飲料品質(zhì)的影響

羧甲基纖維素鈉添加量對出粉率和沉淀量的影響如圖3、圖4所示。羧甲基纖維素鈉添加量對產(chǎn)品色澤的影響見表5。

圖3 羧甲基纖維素鈉添加量對出粉率的影響

圖4 羧甲基纖維素鈉添加量對沉淀量的影響

樣品添加量/%L*a*b*013.12±0.16a2.89±0.06ab2.70±0.04c0.214.985±0.23b3.06±0.03ab2.73±0.18c噴霧0.415.61±0.04c3.25±0.25b2.98±0.26d干燥0.616.25±0.05d3.23±0.40ab2.84±0.08cd0.816.39±0.30e3.12±0.25ab2.48±0.10b116.43±0.12d2.76±0.26a2.14±0.10a013.94±0.66a3.02±0.16ab2.51±0.15ab0.213.86±0.33a2.33±0.68a2.69±0.39ab真空冷0.414.38±2.73a2.95±0.65ab2.70±0.33ab凍干燥0.615.48±1.06a3.44±0.48b2.87±0.08b0.815.25±0.63a3.63±0.34b2.43±0.3a114.48±0.63a2.32±0.19a2.63±0.12ab014.13±0.08a3.33±0.08a2.82±0.02c0.214.35±0.05a3.39±0.0ab3.49±0.02e冷凍噴0.416.13±0.08d4.34±0.07d3.05±0.06d霧干燥0.616.36±0.08d4.72±0.07e2.83±0.06c0.815.76±0.21c4.26±0.12d2.40±0.02b115.30±0.87b4.05±0.06c2.20±0.06a

由圖3可知，隨著羧甲基纖維素鈉添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料出粉率均升高；噴霧干燥效果明顯低于真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥，并且當(dāng)羧甲基纖維素鈉添加量低于0.4%時料液黏度大，出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象，出粉率低。真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥后產(chǎn)品的出粉率上升趨勢相近，是由于將羧甲基纖維素鈉添加至物料中后，經(jīng)過凍結(jié)抑制了羧甲基纖維素鈉與水結(jié)塊而降低其溶解量，有利于其均勻的分散在物料中。當(dāng)羧甲基纖維素鈉的添加量大于0.8%時，產(chǎn)品有很好的穩(wěn)定性，但是粘度較大，出粉率逐漸降低。

由圖4可知：隨著羧甲基纖維素鈉添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料沉淀量明顯降低，這體現(xiàn)了羧甲基纖維素鈉良好的乳化性及增稠性，使銀耳沙棘固體飲料溶于水后形成性能穩(wěn)定的勻質(zhì)乳狀液。羧甲基纖維素鈉添加量為0.8%時，噴霧干燥沉淀量達到最低(0.032 g)，添加量大于0.8%時沉淀量逐漸上升；添加量為0.2%～0.4%時，真空冷凍干燥沉淀量較低，最低可達0.031 g；添加量為0.4%～0.8%時，冷凍噴霧干燥沉淀量較低，最低可達0.021 g。且從圖4中可看出在同一添加量范圍，冷凍噴霧干燥處理后的產(chǎn)品沉淀量最低。

由表5可知：采用噴霧干燥時羧甲基纖維素鈉添加量對L*差異顯著，顯著逐漸增大，對a*差異不顯著，在添加量為0.6%～1%時，對b*差異顯著。采用真空冷凍干燥時羧甲基纖維素鈉添加量對L*、a*、b*影響不顯著。采用冷凍噴霧干燥時羧甲基纖維素鈉添加量對L*、a*、b*影響顯著，在添加量為0～0.6%時L*、a*增大，大于0.6%時L*、a*降低，在添加量為0～0.4%時，b*逐漸增大，大于0.4%時b*值降低。

2.3 β-環(huán)狀糊精添加量對銀耳沙棘固體飲料品質(zhì)的影響

β-環(huán)狀糊精添加量對出粉率和沉淀量的影響如圖5、圖6所示。β-環(huán)狀糊精添加量對產(chǎn)品色澤的影響見表6。

圖5 β-環(huán)狀糊精添加量對出粉率的影響

圖6 β-環(huán)狀糊精添加量對沉淀量的影響

樣品添加量/%L*a*b*015.81±0.02a3.04±0.24a2.53±0.06b0.215.75±0.83b2.78±0.13a2.5±0.06b噴霧0.415.81±0.02a2.64±0.17a2.47±0.22a干燥0.615.81±0.03a2.55±0.33a2.58±0.05b0.815.90±0.38a3.00±0.02a2.61±0.02b115.88±0.08d2.65±0.43a2.63±0.15b015.07±0.36ab2.43±0.21ab2.63±0.13ab0.215.25±0.16b2.55±0.12ab2.64±0.03ab真空冷0.415.37±0.14b2.77±0.17b2.52±0.09a凍干燥0.615.06±0.64ab2.44±0.39ab2.71±0.20ab0.815.23±0.55b2.32±0.19a2.64±0.12ab114.39±0.68a2.17±0.26a2.77±0.14b015.35±0.06ab3.08±0.03a2.82±0.03a0.215.69±0.05bc3.20±0.04b3.01±0.04b冷凍噴0.416.19±0.04d3.29±0.02c3.18±0.05c霧干燥0.615.80±0.46cd3.45±0.04d2.82±0.04a0.815.56±0.04abc3.18±0.05b3.07±0.03b115.63±0.37a3.04±0.04a2.8±0.03a

由圖5可知：隨著β-環(huán)狀糊精添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料出粉率均升高；噴霧干燥效果明顯低于真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥。真空冷凍干燥和冷凍噴霧干燥上升趨勢相近，但是3種干燥方式出粉率上升均不顯著，這是因為β-環(huán)狀糊精在食品加工中主要作為穩(wěn)定劑、加工助劑，用于包埋香料、油料、香辛料及其他易揮發(fā)物質(zhì)使其穩(wěn)定。

由圖6可知：隨著β-環(huán)狀糊精添加量的增加，銀耳沙棘固體飲料沉淀量逐漸降低，且添加量越大沉淀量降低越顯著，這體現(xiàn)了β-環(huán)狀糊精作為穩(wěn)定劑的巨大功效。隨著添加量的增加，其包埋效果越好，食品組織間更穩(wěn)定。β-環(huán)狀糊精添加量為1%時噴霧干燥、真空冷凍干燥、冷凍噴霧干燥的沉淀量都達到最低值，分別為0.012 g和0.014 g和0.012 g。且從圖6中可看出在同一添加量范圍，真空冷凍干燥處理降低產(chǎn)品沉淀量效果最佳。

由表6可知，采用噴霧干燥和真空冷凍干燥β-環(huán)狀糊精添加量對L*、a*、和b*差異影響均較小，而采用冷凍噴霧干燥β-環(huán)狀糊精添加量對L*、a*、b*差異影響較大。

綜合圖1、圖2和圖3，麥芽糊精對升高出粉率的效果最明顯，其次為羧甲基纖維素鈉和β-環(huán)狀糊精。麥芽糊精對沉淀量的降低效果最明顯，其次為β-環(huán)狀糊精和羧甲基纖維素鈉。冷凍噴霧干燥方式對升高出粉率和降低沉淀量的效果較真空冷凍干燥和噴霧干燥的效果顯著。綜合表3、表4和表5可以得出，不同助干劑及干燥方式對銀耳沙棘固體飲料色差的影響較提高出粉率和降低沉淀量的效果不明顯，因此在正交試驗中色差無需作為指標(biāo)進行實驗。

2.4 正交試驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，采用噴霧干燥、真空冷凍干燥、冷凍噴霧干燥3種干燥方式，進行麥芽糊精、羧甲基纖維素鈉、β-環(huán)狀糊精對產(chǎn)品的出粉率和沉淀量影響的研究。噴霧干燥正交試驗結(jié)果如表7所示。

表7 噴霧干燥正交試驗結(jié)果

由表7可知，對于噴霧干燥，3種助干劑對出粉率的影響次序為A>B>C，最佳組合為A3B3C2；3種助干劑對沉淀量的影響次序為A>C>B，最佳組合為A1B2C1。麥芽糊精對出粉率和沉淀量影響最大，綜合出粉率和沉淀量來考慮，最佳組合是A3B2C1，即麥芽糊精添加量0.12%，羧甲基纖維素鈉添加量0.7%，β-環(huán)狀糊精添加量0.4%。真空冷凍干燥正交實驗結(jié)果如表8所示。

表8 真空冷凍干燥正交試驗結(jié)果

由表8可知，對于真空冷凍干燥，3種助干劑對出粉率的影響次序為B>C>A，最佳組合為A3B3C3。3種助干劑對沉淀量的影響次序為B>A>C，最佳組合為A3B1C2。羧甲基纖維素鈉對出粉率和沉淀量影響最大，綜合出粉率和沉淀量來考慮，最佳組合是A3B3C2，即麥芽糊精添加量0.14%，羧甲基纖維素鈉添加量0.6%，β-環(huán)狀糊精添加量0.3%。冷凍噴霧干燥正交試驗結(jié)果如表9所示。

表9 冷凍噴霧干燥正交試驗結(jié)果

由表9可知：對于冷凍噴霧干燥，3種助干劑對出粉率的影響次序為A>B>C，最佳組合為A1B3C1。3種助干劑對沉淀量的影響次序為C>A>B，最佳組合為A3B3C3。綜合出粉率和沉淀量來考慮，最佳組合是A1B3C1，即麥芽糊精添加量0.12%，羧甲基纖維素鈉添加量0.6%，β-環(huán)狀糊精添加量0.2%。

2.5 驗證實驗結(jié)果

噴霧干燥最佳工藝為A3B2C1組合：出粉率3.341%、沉淀量0.008 g；真空冷凍干燥最佳工藝為A3B3C2組合：出粉率9.657%，沉淀量0.027 g；冷凍噴霧干燥最佳工藝為A1B3C1組合：出粉率11.847%，沉淀量0.057 g。

3 結(jié)論

經(jīng)過冷凍噴霧干燥的銀耳沙棘固體飲料出粉率最高和沉淀量最少，其次為真空冷凍干燥和噴霧干燥。添加麥芽糊精的銀耳沙棘固體飲料出粉率最高和沉淀量最少，添加羧甲基纖維素鈉的銀耳沙棘固體飲料的出粉率和沉淀量都高于β-環(huán)狀糊精。而助干劑和干燥方式對銀耳沙棘固體飲料色差的效果影響無明顯規(guī)律，因此色差作為銀耳沙棘固體飲料品質(zhì)指標(biāo)可行性不大。綜合沉淀量和出粉率考慮得到最佳的干燥參數(shù)：干燥方法為冷凍噴霧干燥；助干劑配比為麥芽糊精添加量0.12%，羧甲基纖維素鈉添加量0.6%，β-環(huán)狀糊精添加量0.2%。

參 考 文 獻

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