檸檬蜂蜜膏冷凍干燥可行性研究

◎ 汪良清

（東莞市蜂乜保健食品有限公司，廣東 東莞 523000）

蜂蜜具有天然、美味、營(yíng)養(yǎng)健康的特點(diǎn)，還能美容、瘦身、潤(rùn)腸，因此深受廣大消費(fèi)者歡迎。檸檬汁含有豐富的維生素C、維生素B1、維生素B2、煙酸、鈣、磷和鐵等營(yíng)養(yǎng)成分，具有止咳、化痰、生津健脾等功效，能增強(qiáng)免疫力、延緩衰老。蜂蜜與檸檬汁調(diào)配的檸檬蜂蜜膏酸酸甜甜具有多種保健功能，是上等飲品。有部分消費(fèi)者反映，檸檬蜂蜜膏飲用之前需要加水?dāng)嚢?，而且本身黏稠，容易黏手，飲用方式不夠方便，攜帶也較為麻煩。如果把其制成一種粉狀或顆粒狀物質(zhì)，則既能保留檸檬蜂蜜膏純天然健康食品的屬性，又能方便消費(fèi)者攜帶、飲用。

蜂蜜是蜜蜂的主要產(chǎn)品，是一種甜而有黏性的、透明或半透明的流體。蜂蜜主要來(lái)源于花蜜，其次是甘露和蜜露。由花內(nèi)蜜腺分泌的花蜜，含有較多的水分、果糖、葡萄糖和蔗糖，以及多種氨基酸、礦物質(zhì)、有機(jī)酸和香精油類(lèi)等[1]。高糖度必然造成吸濕性，實(shí)驗(yàn)表明，含水量17.4%的蜂蜜，與相對(duì)濕度為58%時(shí)的空氣基本保持平衡。

檸檬果屬于蕓香科長(zhǎng)綠小喬木，又稱(chēng)檸果、洋檸檬，果實(shí)淡黃色，有濃郁的芳香氣。檸檬汁含有大量的檸檬酸、糖類(lèi)、維生素C、維生素B1、維生素B2、煙酸、鈣、磷和鐵等營(yíng)養(yǎng)成分。檸檬汁是一種最能調(diào)節(jié)酸堿的食物，它本身雖屬酸性，但在人體內(nèi)卻是堿性。因此，經(jīng)常飲用檸檬水可消除體內(nèi)酸性，包括關(guān)節(jié)內(nèi)的尿酸，減輕身體疼痛及發(fā)炎。檸檬是少數(shù)含有較多負(fù)離子的食物，進(jìn)入消化系統(tǒng)能供給身體大量能量，而檸檬的香氣能提升情緒，使頭腦清晰，更有助于減輕焦慮及抑郁。

檸檬汁加入蜂蜜中混合后，會(huì)降低蜂蜜的波美度，如果波美度低于41.5 °Bé，混合物難以形成高滲透壓，無(wú)法抑制物料的細(xì)菌繁殖，易造成微生物的污染。要控制細(xì)菌繁殖，就應(yīng)控制物料的水分含量。采用常用的蜂蜜濃縮設(shè)備，在高溫條件下對(duì)檸檬蜂蜜汁進(jìn)行濃縮[2]，檸檬汁熱敏性物質(zhì)維生素C、橙皮苷、柚皮苷、香豆精將受到破壞，香氣揮發(fā)，顏色發(fā)暗變黑，產(chǎn)品的風(fēng)味明顯變差，而將檸檬蜜汁進(jìn)行凍干，將有效保留檸檬汁營(yíng)養(yǎng)成分和香氣物質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

TF-FZG-10真空凍干機(jī)：上海拓紛機(jī)械設(shè)備有限公司；THF500-G剪切分散機(jī)：拓赫機(jī)電科技（上海）有限公司；ZG-WYA2S阿貝折射儀：上海卓光儀器科技有限公司；分析天平：感量0.000 1 g；島津RID-20A液相色譜儀：島津集團(tuán)；722紫外分光光度計(jì)：北京瑞利分析儀器公司；鼓風(fēng)干燥箱：±0.1 ℃。

1.2 材料與試劑

椴樹(shù)蜂蜜：由新昌縣蜜之源蜂業(yè)專(zhuān)業(yè)合作社提供；檸檬果汁：市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)尤力克品種，自榨汁200目過(guò)濾；麥芽糊精：食品級(jí)，廣州華熙生物工程有限公司提供，有效物質(zhì)含量99%，DE值18%；飲用純凈水執(zhí)行 GB 19298—2014。

1.3 檢測(cè)方法

果糖、葡萄糖和蔗糖按GB 5009.8—2016進(jìn)行檢驗(yàn)；羥甲基糠醛按GB/T 18932.18—2003進(jìn)行檢測(cè)；淀粉酶活性按GB/T 18932.16—2003進(jìn)行檢測(cè)。

1.4 檸檬蜂蜜膏冷凍干燥實(shí)驗(yàn)

1.4.1 蜂蜜與鮮檸檬汁比例確認(rèn)

依據(jù)蜂蜜與檸檬汁的甜酸比，按蜂蜜75%、鮮檸檬汁25%進(jìn)行調(diào)配混合。充分?jǐn)嚢杈鶆?，制?0 kg檸檬蜂蜜膏備用。

1.4.2 無(wú)輔料檸檬蜂蜜膏冷凍干燥實(shí)驗(yàn)

稱(chēng)取3份檸檬蜂蜜膏各2.4 kg，分別加入純凈水9.6 kg、 7.2 kg、5.6 kg，制成20%、25%、30%3組檸檬蜂蜜汁溶液，分別送入剪切分散機(jī)混合均勻、每組溶液稱(chēng)取0.5 kg 2份，分別裝入凍干盤(pán)，每盤(pán)樣品厚度大約1.0 cm， 并做好標(biāo)識(shí)，送入凍干機(jī)內(nèi)腔不銹鋼盤(pán)中，關(guān)好閘門(mén)。凍干工藝曲線(xiàn)預(yù)凍設(shè)定第一階段溫度-2 ℃，時(shí)間1 min，一次升華設(shè)定溫度-40 ℃，時(shí)間60 min。開(kāi)啟冷凍機(jī)進(jìn)行制冷連續(xù)降溫，直到共晶點(diǎn)形成[3-5]。

1.4.3 檸檬蜂蜜膏添加輔料凍干實(shí)驗(yàn)

稱(chēng)取3份檸檬蜂蜜膏各2.4 kg，分別加麥芽糊精0.424 kg、0.800 kg、1.290 kg，相當(dāng)于檸檬蜂蜜膏添加15%、25%、35%的麥芽糊精。各份溶液分別加入純凈水10 kg，送入剪切分散機(jī)充分剪切均勻后、每組溶液稱(chēng)取0.5 kg 2份，分別裝入凍干盤(pán)，每盤(pán)樣品厚度大約1.0 cm，并做好標(biāo)識(shí)，送入凍干機(jī)內(nèi)腔不銹鋼盤(pán)中，關(guān)好閘門(mén)。凍干工藝曲線(xiàn)預(yù)凍設(shè)定第一階段溫度-2 ℃，時(shí)間1 min，一次升華設(shè)定溫度-40 ℃，時(shí)間60 min。開(kāi)啟冷凍機(jī)進(jìn)行制冷，冷凍到物料溫度為-30 ℃以下，連續(xù)降溫，直到共晶點(diǎn)形成。

1.4.4 檸檬蜂蜜膏凍干正交實(shí)驗(yàn)

影響檸檬蜂蜜膏營(yíng)養(yǎng)成分和產(chǎn)品口感風(fēng)味的主要因素有添加麥芽糊精的比例（A）、凍干時(shí)可溶性固形物含量（B）、凍干時(shí)工作壓力（C）及凍干時(shí)物料升華溫度（作空列D），故以綜合評(píng)分為指標(biāo)（表1），采用4因素3水平的L9(34)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行配方優(yōu)選，確定最佳的配方和工藝參數(shù)[6]。正交實(shí)驗(yàn)水平因素如表2所示。

表1 綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

表2 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)水平因素表

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)輔料檸檬蜂蜜膏冷干實(shí)驗(yàn)結(jié)果

檸檬蜂蜜膏溶液隨著凍干機(jī)內(nèi)腔的溫度不斷降低，流動(dòng)性越來(lái)越差，逐漸凝聚成固體[7]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，第一次升華，20%檸檬蜂蜜膏在-33 ℃左右底部融化，無(wú)干燥層；25%檸檬蜂蜜膏在-35 ℃左右底部融化，無(wú)干燥層；30%檸檬蜂蜜膏在-37 ℃左右底部融化，檸檬蜂蜜膏沒(méi)有共晶點(diǎn)，且出現(xiàn)物料塌陷現(xiàn)象。因此，制成的20%、25%、30% 3組無(wú)輔料檸檬蜂蜜膏溶液無(wú)法凍干。

2.2 檸檬蜂蜜膏添加輔料凍干實(shí)驗(yàn)結(jié)果

檸檬蜂蜜膏冷凍干燥，目標(biāo)是輔料添加盡量少，不加其他添加劑，成本低。采用常見(jiàn)的添加劑麥芽糊精做實(shí)驗(yàn)，按1.4.3設(shè)計(jì)方案麥芽糊精的添加比例為15%、25%、35%，然后將樣品稀釋成可溶性固形物含量為19%、21%、24%的水溶液，進(jìn)行冷凍干燥實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，凍干時(shí)物料無(wú)塌陷，添加麥芽糊精3個(gè)比例的檸檬蜂蜜膏凍干成品水分≤5.5%。因此，檸檬蜂蜜膏添加麥芽糊精后，可以制成檸檬蜂蜜凍 干粉。

2.3 檸檬蜂蜜膏凍干工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按1.4.4正交水平因素設(shè)計(jì)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。由表3可知，麥芽糊精的添加比例（A）對(duì)綜合評(píng)分影響最大，其次是可溶性固形物含量（B）、工作壓力（C），與表4方差分析結(jié)果一致。由K值分析可知，最優(yōu)工藝組合為A2B3C2，此組合不在正交9組實(shí)驗(yàn)中，需要做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證綜合評(píng)分。故按此最佳工藝條件進(jìn)行5組平行凍干實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)其結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)分，結(jié)果為87分、86分、88分、87分和88分，平均結(jié)果為 87.2分，比第4組A2B1C2的平均結(jié)果90分還要低。因此，最終確定A2B1C2為最優(yōu)工藝條件，即凍干時(shí)檸檬蜂蜜膏添加麥芽糊精為25%，可溶性固形物含量為19%，工作壓力為45 Pa。

表3 正交試驗(yàn)及結(jié)果分析表

表3 L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

表4 方差分析表

2.4 檸檬蜂蜜膏添加25%麥芽糊精凍干前后理化指標(biāo)分析

由表5可知，對(duì)最優(yōu)水平所得的檸檬蜂蜜凍干粉進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)，凍干前后的果糖和葡萄糖、蔗糖含量、羥甲基糠醛、淀粉酶活性均有不同的變化。主要原因是添加25%麥芽糊精后，檸檬蜂蜜凍干粉中的蜂蜜成分含量下降，直接降低了果糖、葡萄糖、蔗糖含量，同時(shí)降低了檸檬蜂蜜凍干粉活性成分。如扣除25%麥芽糊精添加量及凍干時(shí)蒸發(fā)的水分，蜂蜜與檸檬的有效成分凍干前與凍干后是等同的。

表5 檸檬蜂蜜膏添加25%麥芽糊精凍干前后理化指標(biāo)表

3 結(jié)論

在正常凍干工藝條件下，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定檸檬蜂蜜膏冷凍干燥工藝參數(shù)為麥芽糊精比例25%，可溶性固形物含量19%，工作壓力45 Pa。在此工藝條件下，檸檬蜂蜜凍干粉水分含量＜5.5%，檸檬蜂蜜膏凍干效果良好。檸檬蜂蜜膏冷凍干燥前后的淀粉酶活性及扣除麥芽糊精添加后的有效成分的物質(zhì)百分比基本無(wú)變化，較好地保持了產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分[8]。