枸杞速溶粉的研制

任旭桐，崔振華，邱 佳，徐桂花，劉敦華，歷媛媛

（1. 寧夏紅枸杞產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，寧夏銀川 750000；2. 寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750000；3. 中國(guó)藥科大學(xué) 藥學(xué)院，江蘇 南京 211198）

枸杞，屬茄科、枸杞屬植物，枸杞是人們對(duì)商品枸杞子、植物寧夏枸杞、中華枸杞等枸杞屬下物種的統(tǒng)稱。人們?nèi)粘Ｋ幱煤褪秤玫蔫坭蕉酁閷幭蔫坭降墓麑?shí)“枸杞子”，并且寧夏枸杞作為唯一品種被載入《中國(guó)藥典》 （2010 年版）[1]。枸杞性平味干，具有滋補(bǔ)養(yǎng)肝、益精明目、提高機(jī)體免疫力等功效[2]，常用來治療年老體衰引起的頭暈乏力、腰膝酸軟、耳鳴、眼花性功能低下等。作為我國(guó)傳統(tǒng)藥食兩用的食品原料，通常除了食用枸杞鮮果和干果外，由于其枸杞鮮果成熟期短、水分含量高，極易開裂變質(zhì)，不易保存，故被加工成枸杞原漿、枸杞酵素、果汁、果醬、壓片糖果等多元化食品[3-4]，也可以提煉枸杞果實(shí)中的功能活性成分，如枸杞多糖、黃酮類物質(zhì)、生物堿等，都可被用于天然保健食品的原輔料，因此受到大量食品科研工作者的青睞[5-6]。

隨著生活節(jié)奏的加快，一些人由于工作忙顧不上或者為了保持身材不吃早餐，然而機(jī)體的健康卻離不開生物鐘的支配，不吃早餐會(huì)擾亂生物鐘的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得不到及時(shí)補(bǔ)充，生理機(jī)能就會(huì)慢慢減退[7]，當(dāng)人體經(jīng)過一夜的睡眠，體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)已消耗殆盡，血糖濃度處于偏低狀態(tài)，不吃或少吃早餐，不能及時(shí)充分補(bǔ)充血糖濃度，就會(huì)出現(xiàn)頭暈眼花、四肢乏力、精神不振等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)引起低血糖休克，從而影響正常工作[8-9]。另外人們潛意識(shí)中普遍存在一個(gè)誤區(qū)，即不吃早飯會(huì)有助于脂肪的消耗，有利于保持身材。相反機(jī)體一旦意識(shí)到營(yíng)養(yǎng)匱乏，需要補(bǔ)充能量時(shí)，最先消耗的是碳水化合物和蛋白類物質(zhì)，最后消耗的才是脂肪，因此不吃早餐的危害可想而知。市場(chǎng)上一些主打“養(yǎng)胃”“減肥”“養(yǎng)生”的營(yíng)養(yǎng)代餐粉甚為流行，如猴菇米稀、紅豆薏仁粉、枸杞山藥五谷粉、紅棗枸杞茯苓粉等，由于其方便快捷、低脂低熱、營(yíng)養(yǎng)成分易被人體吸收，越來越受到追捧，已成為新興食品的“寵兒”。因此，試驗(yàn)選擇枸杞鮮果為原料，通過加熱、打漿、酶解、過濾、均質(zhì)后經(jīng)噴霧干燥制備出蓬松度高、溶解度強(qiáng)、不易褐變、色香味皆備的枸杞速溶粉[10-13]。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料

枸杞鮮果，寧夏紅枸杞產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司提供；果膠酶30×104U/g，泰安信得利生物工程有限公司提供；半纖維素酶10×104U/g，上海權(quán)旺生物科技有限公司提供；麥芽糊精，山東西王糖業(yè)有限公司提供；抗性糊精、微晶纖維素，山東龍力生物科技股份有限公司提供；可溶性淀粉，蚌埠市精誠(chéng)化工有限責(zé)任公司提供。

1.2 設(shè)備

MDJ 型打漿機(jī)，江蘇海鷗食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品；SX 型三足式離心機(jī)，張家港潤(rùn)星機(jī)械廠產(chǎn)品；JM-FB 型膠體磨，上海中成泵業(yè)制造有限公司產(chǎn)品；GPX-1 小型（試驗(yàn)室） 噴霧干燥機(jī)，杭州錢江干燥設(shè)備有限公司產(chǎn)品；AR224CN 型系列電子天平（0.000 1 g），上海奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品；SHJ-4 型水浴恒溫磁力攪拌器，常州亞特試驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品。

2 試驗(yàn)方法

2.1 工藝流程

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 噴干前處理

選擇顆粒飽滿，無蟲果、裂果、壞果的寧杞7 號(hào)鮮果，用純凈水不斷淋洗枸杞表面，瀝干水分后將果實(shí)加熱到65 ℃進(jìn)行打漿處理，并依次添加果膠酶和半纖維素酶，在50 ℃條件下恒溫水浴酶解1.5 h，然后通過三足式離心機(jī)進(jìn)行過濾，舍棄濾渣，將濾液通過膠體磨來獲得均一穩(wěn)定的分散體系，此時(shí)枸杞果實(shí)經(jīng)加工后粒度達(dá)2～50 μm，均質(zhì)度達(dá)90%以上[14-17]。

2.2.2 探究各因素對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響

以自制枸杞原汁為原材料，通過設(shè)置不同助干劑、不同助干劑添加量、不同物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同進(jìn)風(fēng)溫度及不同進(jìn)料流量等相關(guān)條件，以出粉率為指標(biāo)并觀察干燥室內(nèi)部，探究各因素對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響[18-21]。

3 結(jié)果與分析

3.1 助干劑種類對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響

由于枸杞原汁自身糖分較高，導(dǎo)致溶液發(fā)黏，在噴干過程中黏壁現(xiàn)象極為嚴(yán)重，不易出粉。這時(shí)需添加一定比例的助干劑來確保噴霧干燥工藝的正常進(jìn)行，故分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，依次添加麥芽糊精、β - 環(huán)狀糊精、微晶纖維素、抗性糊精，添加量為30%，并調(diào)至溶液物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，設(shè)進(jìn)風(fēng)溫度130 ℃，進(jìn)料流量350 mL/h，出風(fēng)溫度65 ℃。在此條件下進(jìn)行噴霧干燥，根據(jù)枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，綜合分析確定助干劑種類。

助干劑種類對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響見表1。

表1 助干劑種類對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響

由表1 可知，助干劑種類的不同，對(duì)枸杞原汁的噴霧效果影響較大。通過觀察選擇麥芽糊精作為噴干助劑，出粉率最高，可達(dá)37.48%，在噴干過程干燥室內(nèi)壁及四周出現(xiàn)輕微的掛壁現(xiàn)象，制得淡紅色枸杞粉末，質(zhì)地均勻，蓬松度高，可在水溶液中迅速溶解，具有濃郁的枸杞香味。因?yàn)辂溠亢Y(jié)構(gòu)疏松可在水中迅速溶解，在進(jìn)行噴霧干燥時(shí)易形成均勻細(xì)小的霧滴，有助于對(duì)整個(gè)溶液體系起一定的包埋作用，故而噴干過程中掛壁現(xiàn)象較輕且效果極佳。選擇β - 環(huán)狀糊精和抗性糊精作為助干劑，雖然從出粉率來看抗性糊精要優(yōu)于β - 環(huán)狀糊精，但兩者干燥室內(nèi)部均存在較為嚴(yán)重的掛壁現(xiàn)象，出粉率低。而選擇微晶纖維素會(huì)發(fā)現(xiàn)在噴干時(shí)，噴頭堵塞，干燥室內(nèi)大量掛壁，幾乎不出粉，這是因?yàn)槲⒕Юw維素溶解性極差，不能形成均一、穩(wěn)定的溶液體系，噴干過程中形成大小不一的霧滴堵塞槍頭，無法進(jìn)行后續(xù)噴霧干燥。試驗(yàn)表明，選用麥芽糊精作為助干劑效果最好，由于其溶解度高、成本低，被廣泛用于食品飲料生產(chǎn)加工。

3.2 助干劑添加量對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，依次添加20%，25%，30%，35%，40%的麥芽糊精，并調(diào)至溶液物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，設(shè)進(jìn)風(fēng)溫度130 ℃，進(jìn)料流量350 mL/h，出風(fēng)溫度65 ℃。在此條件下進(jìn)行噴霧干燥。根據(jù)枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，綜合分析確定助干劑添加量。

助干劑添加量對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響見表2。

表2 助干劑添加量對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表2 可知，隨著助干劑添加量的逐漸變大，干燥室及四周掛壁現(xiàn)象越來越少，出粉率也在增加；但是隨著助干劑添加量逐漸增大，枸杞粉的顏色及口感卻逐漸變淡，尤其當(dāng)助干劑添加量為40%，枸杞粉明顯發(fā)白，并帶有些許生粉味，說明添加過多的麥芽糊精，使得枸杞原汁本身溶液濃度比例下降，從而導(dǎo)致感官品質(zhì)變差。綜合考慮，在保證感官品質(zhì)佳和出粉率高的前提下，確定助干劑添加量為35%。

3.3 物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并依次調(diào)節(jié)溶液物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，30%，40%，50%，60%，設(shè)進(jìn)風(fēng)溫度130 ℃，進(jìn)料流量350 mL/h，出風(fēng)溫度65 ℃。在此條件下進(jìn)行噴霧干燥。根據(jù)枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定枸杞原汁物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響見表3。

由表3 可知，當(dāng)物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí)，噴霧效果較好，所得枸杞粉質(zhì)地均勻，呈玫紅色沖調(diào)后有濃郁的枸杞香味，并且出粉率可達(dá)42%以上；當(dāng)物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于30%，就會(huì)發(fā)現(xiàn)噴頭處堵塞嚴(yán)重，結(jié)塊較多，而干燥室四周卻少量掛壁，這是因?yàn)殍坭皆兴诌^高，不能完全干燥，導(dǎo)致噴霧干燥效果差，制得枸杞粉質(zhì)地相對(duì)緊密，分散性較差；當(dāng)物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高，枸杞原汁整個(gè)體系黏度變大，水分極難蒸發(fā)，造成干燥室四周掛壁現(xiàn)象特別嚴(yán)重，故綜合分析，確定物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%。

表3 物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)枸杞原汁噴霧效果的影響

3.4 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并調(diào)至溶液物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，依次設(shè)置進(jìn)風(fēng)溫度為120，130，140，150，160 ℃，進(jìn)料流量為350 mL/h，出風(fēng)溫度為65 ℃。在此條件下進(jìn)行噴霧干燥。根據(jù)枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定進(jìn)風(fēng)溫度。

進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響見表4。

表4 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表4 可知，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度為140 ℃時(shí)，噴干效果極為理想，出粉率可達(dá)40.87%，說明在此溫度下，噴干過程形成的細(xì)小霧滴已被完全干燥，故而出現(xiàn)極少量的粉末掛壁；溫度低于130 ℃時(shí)，由于溫度過低，霧滴未被完全干燥，就掉入內(nèi)壁，不斷累積，造成大量掛壁現(xiàn)象；當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度高于150 ℃時(shí)，集粉瓶中粉末呈褐色，出粉率極低，而干燥室內(nèi)也出現(xiàn)明顯的焦煳味，說明過高的溫度促使溶液體系發(fā)生焦糖化反應(yīng)，造成嚴(yán)重的掛壁現(xiàn)象，枸杞粉品質(zhì)不佳。綜合考慮，確定枸杞噴霧干燥工藝進(jìn)風(fēng)溫度為140 ℃。

3.5 進(jìn)料流量對(duì)枸杞粉噴霧干燥的影響

分別取800 mL 枸杞原汁加熱至60 ℃，添加30%的麥芽糊精，并調(diào)至溶液物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，設(shè)進(jìn)風(fēng)溫度為130 ℃，依次控制進(jìn)料流量為300，350，400，450，500 mL/h，出風(fēng)溫度為65 ℃。在此條件下進(jìn)行噴霧干燥。測(cè)根據(jù)枸杞原汁的出粉率及觀察噴霧干燥效果，確定進(jìn)料流量。

進(jìn)料流量對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響見表5。

表5 進(jìn)料流量對(duì)枸杞原汁噴霧干燥的影響

由表5 可知，進(jìn)料流量的多少直接影響噴霧干燥的效果及出粉率的多少。當(dāng)進(jìn)料流量小于350 mL/h，會(huì)發(fā)現(xiàn)干燥室內(nèi)存在大量的掛壁現(xiàn)象，噴頭處出現(xiàn)黏結(jié)，制得枸杞粉質(zhì)地緊密，效果較差，說明進(jìn)料速度過慢，導(dǎo)致形成細(xì)小霧滴，在干燥室內(nèi)壓力作用下黏結(jié)在噴頭處，造成較為嚴(yán)重的掛壁現(xiàn)象；當(dāng)進(jìn)料流量大于450 mL/h 后，進(jìn)料速度的加快，噴干過程中形成大霧滴，使得溶液體系中的水分還未來得及蒸發(fā)，就在干燥室內(nèi)進(jìn)行噴干處理，大量霧滴堆積，導(dǎo)致過低的出粉率；當(dāng)進(jìn)料流量為350 mL/h時(shí)效果最好，出粉率為40.33%。綜合考慮各因素，確定枸杞噴霧干燥工藝進(jìn)料流量為400 mL/h。

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，以麥芽糊精為助干劑，添加量為35%，調(diào)至物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，在進(jìn)風(fēng)溫度140 ℃，進(jìn)料流量400 mL/h 的條件下進(jìn)行噴霧干燥，出粉率可達(dá)51.72%，制得枸杞粉整體呈玫紅色，質(zhì)地均勻，在沖調(diào)后可在水中迅速溶解， 口感酸甜適中，并散發(fā)濃郁的枸杞香味。

4 結(jié)論

試驗(yàn)系統(tǒng)研究了枸杞速溶粉的研制方法，通過加熱、打漿、酶解、過濾、均質(zhì)后得到枸杞原汁，并依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果對(duì)噴干工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定在枸杞原汁中添加35%的麥芽糊精，調(diào)至物料質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%，在進(jìn)風(fēng)溫度140 ℃，進(jìn)料流量400 mL/h的條件下進(jìn)行噴霧干燥，該方法制得枸杞粉品質(zhì)佳，速溶性好，出粉率可達(dá)51.72%。從優(yōu)化結(jié)果來看，一是通過噴霧干燥工藝優(yōu)化解決了市面上枸杞粉發(fā)黏、速溶性差等問題，并且提高了出粉率；二是利用酶解處理的生物高效性和固體飲料的便捷性，不破壞枸杞自身營(yíng)養(yǎng)成分可在人體內(nèi)充分吸收，符合食品飲料加工行業(yè)趨于多元化、健康化、綠色化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。