辣木葉干粉制備工藝中添加載體及干燥技術(shù)研究

摘要要：【目的】以獲取高品質(zhì)、感官質(zhì)量良好的辣木葉干粉為目的，對制備工藝進行優(yōu)化?！痉椒ā坎捎脽犸L(fēng)干燥法、噴霧干燥法和真空干燥法，并以可溶性淀粉、麥芽糊精、殼聚糖為載體，進行辣木葉干粉制備，以干粉得率、含水量、分散性、維生素C（Vc）保留率、超氧陰離子自由基清除率、感官綜合評分為指標(biāo)評價了干粉品質(zhì)?！窘Y(jié)果】以殼聚糖為載體結(jié)合噴霧干燥技術(shù)生產(chǎn)的辣木葉干粉，其含水量最低，分散性最好，Vc保留率和超氧陰離子自由基的清除率最高，感官綜合評分最好；而以殼聚糖為載體經(jīng)真空干燥生產(chǎn)的干粉得率最高?！窘Y(jié)論】綜合考慮辣木葉干粉成品的各項指標(biāo)，推薦優(yōu)先以殼聚糖為載體、采用噴霧干燥方式為制備工藝。

關(guān)鍵詞：辣木；干粉；干燥技術(shù)；載體；品質(zhì)

中圖分類號：S794.9" " " " " " " " " " " " 文獻標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " 文章編號：2095-5774（2024）06-0505-07

Study of Carrier and Drying Technology in the Preparation Process of Dry Powder

of Moringa oleifera Leaves

Zhang Lingling1，Huang Youxia1，Lin Shuihua1，Zhang Wenzhou1*，Wu Xinquan2

（1 Quanzhou Medical College，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362000，China；

2" Quanzhou Quanfeng Biotechnology Co.，Ltd.，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362000，China）

Abstract：【Objective】The preparation process was optimized with the aim of obtaining high quality and good organoleptic quality of dry powder of Moringa oleifera leaves. 【Method】Hot-air drying method，spray drying method and vacuum drying method with soluble starch，maltodextrin and chitosan as carrier were used for the preparation of dry powder of Moringa oleifera leaves，and the quality of the dry powder was evaluated in terms of dry powder yield，moisture content，dispersibility，vitamin C（Vc）retention，scavenging rate of superoxide anion radicals，and sensory score.【Result】 Chitosan as carrier combined with spray drying technology produced the lowest water content，the best dispersibility，the highest Vc retention and scavenging rare of superoxide anion radicals，the best sensory score of Moringa oleifera leaves dry powder；chitosan as a carrier with vacuum drying produced the highest yield of dry powder.【Conclusion】 Considering all the indexes of the finished product of Moringa oleifera leaves dry powder，it was recommended to prioritize chitosan as the carrier and spray drying as the preparation process.

Key words：Moringa olimpica；Dry powder；Drying technology；Carrier；Quality

辣木（Moringa oleifera）為辣木科辣木屬的多年生植物，廣泛種植于非洲、亞洲、歐洲等地，我國在云南、廣西、廣東、福建等省份均有大量種植。辣木生長迅速，辣木葉含有豐富營養(yǎng)，具有高蛋白、高纖維、高維生素、低脂等特點，辣木葉中的黃酮醇、酚酸等天然活性成分，具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖等功效，適于深加工開發(fā)成各種功能性食品［1-5］。辣木葉的采摘季節(jié)性強，采摘后易腐爛、保存期短。將辣木葉制備成細粉，有助于辣木葉保持更長時間的穩(wěn)定，拓寬其利用的可能性，減少運輸費用，并且可以作為多種食品的增補材料。

普通的自然晾曬與制粉加工技術(shù)，會不可避免地引起原料的活性成分損失、色澤劣變等問題。盡管已有研究涉及干燥處理對辣木葉品質(zhì)和其營養(yǎng)活性成分的影響［6-8］，但對添加載體進行干燥的研究仍較為稀缺，有關(guān)作用效果有待闡明。選擇經(jīng)濟高效的保存方法越來越被關(guān)注，辣木葉干粉制成后可跟其他輔料復(fù)配制成各種功能食品，國內(nèi)市場上辣木葉深加工產(chǎn)品很多，包括顆粒劑、片劑、飲料、果醬等［9-11］。但多采用直接干燥后粉碎制得，并未添加載體，該法導(dǎo)致原始材料的營養(yǎng)成分損失較多［7-8，12］。因此，尋找一種既能夠保持辣木葉原始營養(yǎng)價值、便于儲存，又具有合理成本的深加工技術(shù)顯得尤為重要。辣木還有低分子的糖，在制備成辣木葉粉末后有易吸濕、粘稠等問題，往往需要對產(chǎn)品進一步制成膠囊或真空包裝等處理。從報道的文獻發(fā)現(xiàn)，麥芽糊精、可溶性淀粉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、殼聚糖等大分子物質(zhì)，對各種營養(yǎng)物質(zhì)保護和降低干粉吸濕性均有一定作用［13-15］。因此，本研究在綜合考慮試驗條件、制備成本和干燥效果等因素后，選定了熱風(fēng)干燥、真空干燥和噴霧干燥這3種方法［16-17］，并以麥芽糊精、可溶性淀粉、殼聚糖等3種材料作為添加載體，研究辣木葉干粉的最佳干燥工藝。再以干粉得率高、含水量低、分散時間短、Vc保留率高、超氧陰離子自由基的清除率最高、感官綜合評分高為標(biāo)準(zhǔn)，綜合評價辣木葉干粉品質(zhì)，為辣木葉的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為辣木鮮葉，即已生長4～6周的健康成熟葉片，2023年6月采摘于福建省泉州市永春縣蘇坑鎮(zhèn)。試驗試劑有亞硫酸氫鈉、Vc、麥芽糊精、偏磷酸、草酸、碳酸氫鈉、2，6-二氯靛酚（分析純，西隴化工有限公司）；殼聚糖（脫乙酰度≥90%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；抗超氧陰離子自由基測定試劑盒（南京建成生物工程研究所）。

1.2 主要儀器設(shè)備

DS1高速組織搗碎機（無錫沃新儀器有限公司）；A590雙光束紫外可見分光光度計（翱藝儀器上海有限公司）；JA12002電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）；DHG-9140A電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；DZF-6050AB真空干燥箱（邦西儀器科技上海有限公司）；BIOQ-8005型噴霧干燥機（匯和堂生物工程設(shè)備上海有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 辣木鮮葉預(yù)處理

辣木鮮葉清洗擦干后，于0.15%亞硫酸氫鈉溶液浸泡30 min護色，再擦干后按照葉水比14用組織搗碎機搗碎，打漿，40目過篩［18］，得辣木葉汁液，備用。

1.3.2 添加不同載體

取辣木葉汁液，分別添加可溶性淀粉、麥芽糊精、殼聚糖作為載體，添加量為辣木葉汁液的10%［14］，充分攪拌混勻，取混合液置于培養(yǎng)皿中，厚度控制在3～4 mm，防止結(jié)塊，每一載體做3組平行試驗，以不添加載體的辣木葉汁液作為空白對照。

1.3.3 不同干燥技術(shù)處理

試驗采用3種干燥方法。熱風(fēng)干燥法，將樣品置于60℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥，搖動樣品1次/h，以免樣品粘在培養(yǎng)皿壁上不易取得，干燥5 h后，分別密封收集；真空干燥法，樣品置于真空干燥箱中，干燥溫度為45℃，真空度0.1 Mpa，干燥5 h后分別密封收集；噴霧干燥法，樣品置于噴霧干燥機中，進風(fēng)溫度160℃，進料流量為20 mL/min，干燥5 h后分別密封收集。產(chǎn)品收集完成后，置于4℃冰箱中冷藏備用［7，18］。

1.4 辣木葉干粉質(zhì)量評價

1.4.1 各指標(biāo)測定方法

先測定辣木葉干粉的得率，得率（%）=（干燥后的辣木葉干粉質(zhì)量-載體加入質(zhì)量）/辣木鮮葉質(zhì)量×100%；再按照《GB/T 5009.3 食品中水分的測定》測定干粉的含水量；干粉的分散性測定參考姚兆奇等［13］方法，稱取10 g制備辣木葉粉，散投于裝有250 mL水的燒杯中，水溫維持25℃，記錄恒溫磁力攪拌器開始攪拌直至粉末完全分散所需的時間，時間越短代表分散性越好。

辣木葉干粉的Vc保留率測定采用2，6-二氯靛酚滴定法，參照《GB 5009.86-2016 食品中抗壞血酸的測定》；超氧陰離子自由基清除率采用試劑盒測定，參照張文州等［19］的方法，以蒸餾水作為A0，超氧陰離子自由基清除率A（%）=（A0-A樣品）/A0 × 100%。

1.4.2感官質(zhì)量比較

采用綜合評分法，以色澤、氣味、形態(tài)、口感等4個指標(biāo)對辣木葉干粉作感官質(zhì)量評價指標(biāo)（表1），評分采用百分制，每個指標(biāo)各占25分。

1.5數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019進行數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用SPSS 25軟件單因素ANOVA檢驗方法進行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對辣木葉干粉得率、含水量及分散性的影響

不同處理對辣木葉干粉的得率、含水量及分散性變化情況見表2。

真空干燥技術(shù)下添加3種載體制備的干粉平均得率顯著高于噴霧干燥技術(shù)的平均干粉得率，而與熱風(fēng)干燥技術(shù)的平均干粉得率呈不顯著性差異。真空干燥技術(shù)添加殼聚糖的干粉得率最高，但與該干燥技術(shù)下添加可溶性淀粉、麥芽糊精以及熱風(fēng)干燥方式添加殼聚糖載體制備的干粉得率差異不顯著。表明選擇以真空干燥技術(shù)下添加殼聚糖作為辣木葉干粉得率最高的方式。

采用噴霧干燥技術(shù)添加3種載體制備的干粉平均含水量最低，顯著低于熱風(fēng)干燥方式的平均干粉含水量而與真空干燥方式的平均干粉含水量呈不顯著性差異。不同干燥技術(shù)下添加的可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉含水量均顯著低于不添加載體的空白對照，表明3種載體的添加均能有效降低干粉的含水量。采用噴霧干燥技術(shù)添加殼聚糖制備的干粉含水量最低，但是與噴霧干燥技術(shù)下添加其他載體以及采用真空干燥技術(shù)下添加殼聚糖制備的干粉含水量差異不顯著。因此采用以噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖獲得干粉含水量最低的方案。

辣木葉干粉的分散性是評價其直接沖泡飲用品質(zhì)的重要指標(biāo)，試驗結(jié)果表明采用噴霧干燥技術(shù)制備的干粉平均分散時間最小，且顯著低于熱風(fēng)干燥及真空干燥技術(shù)下的分散時間。噴霧干燥技術(shù)添加殼聚糖載體制備的干粉分散時間最短，但與添加麥芽糊精無顯著性差異，與其他處理差異顯著。表明選擇以噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖作為干粉分散性最好的方法。

2.2 不同處理對辣木葉干粉Vc保留率、超氧陰離子自由基清除率及感官評價的的影響

不同處理對辣木葉干粉Vc保留率、超氧陰離子自由基清除率及感官評價的結(jié)果見表3。采用噴霧干燥技術(shù)制備的干粉平均Vc保留率最高，顯著高于真空干燥及熱風(fēng)干燥技術(shù)的平均Vc保留率。在噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖載體的干粉Vc保留率最高，達到57.00%，但與添加可溶性淀粉的干粉Vc保留率差異不顯著，與其他處理差異顯著。采用選擇以噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖作為辣木葉干粉Vc保留率最高的手段。

以噴霧干燥和真空干燥技術(shù)添加不同載體的干粉平均超氧陰離子自由基清除率顯著高于熱風(fēng)干燥技術(shù)的平均清除率。采用3種干燥技術(shù)下添加的可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉的超氧陰離子自由基清除率均顯著高于不添加載體的空白對照，說明3種載體的添加均能有效提高干粉的超氧陰離子自由基清除率。采用噴霧干燥方式添加殼聚糖載體的效果尤為顯著，其清除率高達66.02%，顯著高于其他處理。因此采用以噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖作為辣木葉干粉超氧陰離子自由基清除率最高的方式。

采用噴霧干燥方式添加3種載體所制得的干粉感官綜合得分均超過90分，且顯著高于其他處理，添加殼聚糖的噴霧干燥方式所得的干粉分數(shù)最高，但與噴霧干燥模式下添加其他載體的分數(shù)差異不顯著。表明選擇以噴霧干燥技術(shù)下添加殼聚糖作為辣木葉干粉感官綜合得分最好的方式。

3 小結(jié)與討論

本研究試驗表明以殼聚糖為載體結(jié)合噴霧干燥技術(shù)生產(chǎn)的辣木葉干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧陰離子自由基的清除率最高、感官綜合評分最好；以殼聚糖為載體經(jīng)真空干燥生產(chǎn)的干粉得率最高。本研究綜合考慮了不同干燥方式下添加不同載體對辣木葉干粉品質(zhì)的影響。3種干燥方式中，采用噴霧干燥所制備的干粉的整體含水量最低而熱風(fēng)干燥最高，該結(jié)果與江潤生等［20］一致，可能由于熱風(fēng)干燥時干粉表面會形成硬殼，阻礙內(nèi)部水分的遷移和蒸發(fā)，使得內(nèi)部水分難以完全去除，真空干燥有利于水分蒸發(fā)，而噴霧干燥將液態(tài)物料霧化成小顆粒，與熱空氣接觸面積大，干燥速度快，能迅速蒸發(fā)水分，因此干粉的含水量通常較低；整體看采用熱風(fēng)干燥和真空干燥制備的干粉得率明顯高于噴霧干燥，這可能是由于噴霧干燥方式的粉末殘留損失較大導(dǎo)致得率較低，這與雷湘蘭等［18］的結(jié)果一致；采用噴霧干燥制備的干粉分散時間最短，分散性最好，可能是由于噴霧干燥的干燥溫度相對低，干燥速度快，減少顆粒間由于高溫導(dǎo)致的團聚現(xiàn)象，而真空干燥過程較慢，導(dǎo)致發(fā)生團聚影響分散，熱風(fēng)干燥溫度較高表面出現(xiàn)硬殼，團聚現(xiàn)象嚴重，分散時間最長，該結(jié)果與雷湘蘭等［18］一致；采用熱風(fēng)干燥方式制備的干粉的Vc保留率最低，劉光鵬等［21］指出熱風(fēng)干燥增加了Vc受高溫和長時間干燥的影響而產(chǎn)生分解；采用噴霧干燥和真空干燥方式制備的干粉的超氧陰離子自由基清除率較高，推測是因為溫和的干燥條件減少了自由基的生成和抗氧化成分的分解，該結(jié)果與江潤生等［20］一致；采用噴霧干燥添加不同載體的干粉感官綜合得分均較高，干粉較松散，色澤較均勻，有輕微的辣木香味、無堆積、綜合口感好，而熱風(fēng)干燥下干粉可能由于溫度較高，時間較長，干粉較緊實、部分甚至出現(xiàn)輕微結(jié)塊，顏色較暗、氣味較淡，導(dǎo)致最后的得分較低。該結(jié)果與雷湘蘭等［18］研究佛手瓜粉的感官評價結(jié)果一致。

本試驗表明可溶性淀粉、麥芽糊精及殼聚糖等載體制備的干粉效果均優(yōu)于空白對照試驗，林西等［14］、Chakraboty等［15］也指出添加載體能有效提高干粉的品質(zhì)。殼聚糖作為載體的噴霧干燥方式制備的干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧陰離子自由基清除率及感官得分均最高；干粉得率最高的為殼聚糖作為載體的真空干燥方式，這可能是源于殼聚糖獨特的結(jié)構(gòu)特征和性

能［22-23］：殼聚糖是一種天然高分子聚合物具有較強的吸濕性和保水性，有助于干燥過程中的水分傳遞，使得干燥更加徹底，因此最終干粉的含水量最低；它具有較高的粘度和成膜性，防止辣木葉成分在干燥過程中損失從而提高干粉的得率；在干燥過程中殼聚糖的加入可能改變了辣木葉干粉顆粒的表面性質(zhì)、提高溶解性和親水性、減少顆粒間的結(jié)合力以及改善流變學(xué)特性等因素，導(dǎo)致干粉的分散時間最短；它能通過形成保護性的凝膠狀結(jié)構(gòu)，在干燥過程中保護維生素C和其他敏感成分，進一步提高超氧陰離子自由基清除率；它能夠在干燥過程中保護辣木葉干粉不受光照和氧氣的影響有效保持色澤，促進干粉形成均勻的顆粒，其成膜性減少香氣成分的流失，其吸濕性和溶解性有助于干粉在口中快速溶解從而提升口感。而可溶性淀粉和麥芽糊精這兩種載體在這些方面效果均弱于殼聚糖［24-25］。

綜合考慮干粉各項指標(biāo)，本試驗優(yōu)先以殼聚糖為載體，采用噴霧干燥方式制備辣木葉干粉。但考慮到噴霧干燥設(shè)備成本較高，且干粉粘附在設(shè)備內(nèi)壁上造成得率損失，該方法更適合大規(guī)模生產(chǎn)。后續(xù)將通過進一步優(yōu)化干燥處理參數(shù)，提高辣木葉干粉質(zhì)量，獲得更高品質(zhì)的產(chǎn)品。

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（責(zé)任編輯：鐘海豐）

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2024.06.008

收稿日期：2024-08-25

基金項目：自然資源部海洋生物遺傳資源重點實驗室開放課題（HY202203）；福建省中青年教師教育科研項目（JAT160847）；

泉州市科技計劃項目（2021C046R）

作者簡介：*為通訊作者，張文州（1986-），副教授，碩士，主要從事微生物藥物及天然產(chǎn)物研究，E-mail：314925532@qq.com。

張玲玲（1988-），講師，碩士，主要從事天然產(chǎn)物研究，E-mail：448226128@qq.com