噴霧干燥法制備調味柿葉茶固體飲料的工藝研究

井惠敏，劉新華，劉貞秀，羅韋維，石青浩，李書啟

（天津天獅學院 食品工程學院，天津 301700）

柿葉為柿樹科柿樹屬植物柿的新鮮或干燥葉[1]。柿葉含有蛋白質、氨基酸、有機酸、單寧、酚類、多糖、揮發(fā)油及黃酮等多種化學成分，具有抗菌消炎、抗氧化、降血脂、降低血壓、抗癌防癌和增強免疫的作用[2]。我國柿葉資源豐富，以柿葉為原料的食品、藥品具有廣闊的開發(fā)前景。目前，在食品領域以柿葉為原料開發(fā)出了柿葉保健飲料[3]、柿葉復合茶[4]、柿葉蛋糕[5]等。藥品領域以柿葉單味藥材提取物制成的腦心清片為代表，其作為心腦血管疾病治療用藥，療效確切，效果顯著[6]。本研究以柿葉黃酮類提取物為原料，加入玫瑰花、紅棗提取物調味，通過噴霧干燥法制備固體飲料，為柿葉的進一步開發(fā)利用提供參考，以期為消費者提供一款口感風味佳、攜帶沖飲方便的固體飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮柿葉從天津市薊州區(qū)采摘得到；玫瑰干花、紅棗，市售。

蘆丁標準品，中國食品藥品檢定研究院；氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、無水乙醇（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；麥芽糊精、甘露醇、羧甲基纖維素（Carboxymethyl Cellulose，CMC）（食品級），上海申光食用化學品有限公司；食用酒精，天津市博迪化工有限公司。

1.2 儀器與設備

YC-1800 實驗型噴霧干燥機，上海雅程儀器設備有限公司；CW-2000 微波-超聲協同萃取儀，上海新拓分析儀器科技有限公司；UV1000 紫外可見分光光度計，上海天美科學儀器有限公司；RE-1001VH 旋轉蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；BSA 124S 精密電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；FW177 型萬能粉碎機，天津泰斯特儀器有限公司；DZ-2BE 真空干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司；DH-101-3BS 電熱恒溫鼓風干燥機，天津市中環(huán)實驗電爐有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 調味柿葉茶固體飲料制備工藝

調味柿葉茶固體飲料制備工藝流程見圖1。

圖1 調味柿葉茶固體飲料制備工藝

1.3.2 調味柿葉茶固體飲料配方

（1）柿葉黃酮類化合物的提取及干粉制備。柿葉黃酮類化合物的提取與干粉制備采用微波-超聲協同萃取法及真空干燥法[7]。黃酮含量測定采用蘆丁標準曲線法[8]，通過計算，得到柿葉中黃酮類物質的得率為7.95%。

（2）玫瑰花、紅棗提取物干粉的制備。玫瑰花、紅棗（質量比2 ∶1）與純凈水以1 ∶40（g ∶mL）的料液比混合，90 ℃水浸提30 min，蒸發(fā)濃縮，于真空干燥箱中干燥，粉碎過100 目標準篩，即得到玫瑰花、紅棗干粉。

（3）調味柿葉茶固體飲料配方。固體飲料按柿葉黃酮提取物添加量20%，玫瑰花紅棗提取物添加量25%，甘露醇添加量35%，CMC 添加量2%，麥芽糊精填充進行組方。

1.3.3 噴霧干燥工藝條件

（1）單因素試驗。在預試驗基礎上，以出粉率為考察指標，進行單因素試驗，分別考察進風溫度、料液濃度、進料速度對出粉率的影響。保持料液濃度8%，進料速度25 r·min-1，分別考察進風溫度為140 ℃、150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃時的出粉率；保持進風溫度160 ℃，進料速度25 r·min-1，分別考察料液濃度為6%、7%、8%、9%、10%時的出粉率；保持進風溫度160 ℃，料液濃度8%，分別考察進料速度15 r·min-1、20 r·min-1、25 r·min-1、30 r·min-1、35 r·min-1時的出粉率。

（2）正交試驗。在單因素試驗基礎上，以出粉率為考察指標，設計3 因素3 水平正交試驗，見表1。其中，出粉率=固體茶粉質量/原輔料固形物總質量×100%。

表1 正交試驗因素水平

1.3.4 感官評價

由20 位感官評審員組成評定小組，分別從狀態(tài)、色澤、風味、口感等方面對固體茶飲料進行品評，評分標準見表2，采用輕松感官分析系統5.0 進行統計分析。

表2 感官評價標準

1.3.5 調味柿葉茶飲料的物理性質測定

水分含量的測定參照GB 5009.3—2016[9]方法，溶解性、密度、流動性（Carr Index，CI）指數測定參照文獻[10]所述方法。

2 結果與分析

2.1 噴霧干燥工藝單因素試驗結果

2.1.1 進風溫度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

進風溫度對出粉率的影響見圖2。由圖2 可以看出，隨著進風溫度的升高，噴霧干燥的出粉率升高。熱空氣作為干燥介質，其溫度較低時，干燥速率慢，霧化物料干燥不完全，碰撞后顆粒變大，有黏壁現象，故出粉率低；溫度升高，物料中水分蒸發(fā)加快，干燥速率加快，干燥后顆粒細小，出粉率升高。當進風溫度為160 ～180 ℃時，出粉率變化不大，增長的趨勢減緩，且進風溫度為180 ℃時，伴有些許焦化現象，可能是由于溫度升高，干燥過程很快轉入降速干燥階段，物料表面水分汽化速率快，物料表面易板結糊化，影響茶粉感官品質。同時，從工程經濟角度考慮，溫度高，能耗高，生產投入成本增加。故選取進風溫度160 ℃為最優(yōu)條件。

圖2 進風溫度對出粉率的影響

2.1.2 料液濃度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

料液濃度對出粉率的影響見圖3，由圖3 可以看出，當料液濃度小于8%時，隨著濃度升高，噴霧干燥的出粉率提高。在此階段，物料中水分蒸發(fā)快，物料濃度提高，溶液中固形物含量增多，出粉率提高。當原料液濃度達到8%時，出粉率最高，此后隨料液濃度升高，出粉率反而降低。在進風溫度和進料速度一定的情況下，可能由于料液濃度持續(xù)升高，溶液黏度變大，裹挾著較大固體顆粒的液體蒸發(fā)需要更多的能量，難以被快速蒸發(fā)，從而導致部分液體從噴嘴中噴出后直接接觸桶內壁造成黏壁，無法分離，使出粉率降低。故選取物料濃度8%為最優(yōu)條件。

圖3 料液濃度對出粉率的影響

2.1.3 進料速度對柿葉茶固體飲料出粉率的影響

進料速度對出粉率的影響見圖4。由圖4 可以看出，出粉率隨進料速度的增加先升高后降低，當進料速度為25 r·min-1時，出粉率最高。進料速度小，溶液霧滴較細，顆粒小，不易分離收集，出粉率不高；進料速度過大，霧滴變大，溫度一定情況下，料液干燥不完全，產生黏壁現象，導致出粉率降低，故選取進料速度25 r·min-1為最優(yōu)條件。

圖4 進料速度對出粉率的影響

2.2 正交試驗優(yōu)化噴霧干燥工藝

通過單因素試驗得知，進風溫度、料液濃度、進料速度為影響噴霧干燥工藝的關鍵因素，以此3個因素為考察對象，出粉率為評價指標，設計進行3因素3 水平正交試驗，優(yōu)化噴霧干燥工藝。正交試驗結果見表3。

表3 正交試驗結果

由表3 可知，3 個因素對調味柿葉茶固體飲料出粉率影響的主次順序為進風溫度＞料液濃度＞進料速度，其最優(yōu)工藝方案為A3B2C3，即進風溫度170 ℃，料液濃度8%，進料速度30 r·min-1。

對正交試驗結果進行方差分析，利用F值檢驗各因素對出粉率的影響程度，結果見表4。由方差分析可知，進風溫度和料液濃度對調味柿葉茶固體飲料的出粉率有顯著影響，進料速度對調味柿葉茶固體飲料的出粉率無顯著影響。

表4 正交試驗方差分析表

2.3 驗證試驗

按照最優(yōu)工藝方案，進風溫度170 ℃，料液濃度8%，進料速度30 r·min-1，制備5 批次調味柿葉茶，出粉率的平均值為16.3%，高于正交試驗的結果，相對標準偏差為0.46%。對樣品進行黃酮含量測定，測得柿葉黃酮平均含量為3.1 mg·g-1。

2.4 調味柿葉茶粉固體飲料的感官品質和物理性質

對最優(yōu)工藝方案制備的調味柿葉茶固體飲料進行感官評價，評分為92.9 分，該工藝條件制備的茶粉粉質細膩，顏色淡黃，香氣適宜，口感上佳，感官品質好。

對茶粉進行含水量、溶解性、密度、流動性的測定，測定結果見表5。茶粉中水分含量為4.3%，小于7%，符合國家標準[11]要求，溶解時間為28 s，CI 指數為12%，所得茶粉顆粒間相互作用力弱，流動性和溶解性都非常好。

表5 調味柿葉茶固體飲料物理性質

3 結論

以柿葉黃酮提取物為原料，加入玫瑰花、紅棗提取物調味，正交試驗確定調味柿葉茶固體飲料最佳制備工藝條件，即進風溫度170 ℃，料液濃度8%，進料速度30 r·min-1，在此工藝下制得的茶粉均勻細膩，流動性、溶解性好，色澤、香氣、口感佳，感官品質上乘，成品中黃酮含量為3.1 mg·g-1。利用天津薊州區(qū)得天獨厚的柿葉資源，以柿葉中黃酮類提取物為原料，對茶粉制備工藝開展研究，制備的固體飲料具有攜帶、沖飲方便等優(yōu)勢，可為新型功能食品的研發(fā)提供一定基礎性依據。