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雪莲果果粉喷雾干燥工艺研究



全 文 :雪莲果(Smallanthus sonchi folius)又称雪莲薯、亚
龙果或亚贡,为菊科多年生草本植物。雪莲果富含水溶
性膳食纤维、果寡糖及20多种人体必需的氨基酸和
钙、铁、钾、硒等矿物质和微量元素,具有润肠通便、降
低血脂、增强人体免疫力、控制胆固醇和糖尿病、促进
人体新陈代谢等功效[1- 2]。然而由于雪莲果鲜果具有不
耐储存、运输等特点,在一定程度上限制了其产品的开
发,而将鲜果加工成果粉可以拓宽雪莲果在食品中的
应用,延伸雪莲果价值。因此进一步发展雪莲果系列产
品,研究雪莲果果粉的加工工艺就显得十分必要。随着
人们对各种果粉加工方法的探索以及对果蔬风味的饮
料或者配料的需求,各种果蔬粉的加工方法不断出现。
笔者结合雪莲果的特性及各种干燥方法的优缺点,权
衡经济、方便、易操作、可控性等因素[3],采用喷雾干燥
方法加工雪莲果果粉,为雪莲果果粉的加工提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
新鲜雪莲果:市售;β-环糊精(食用级)、麦芽糊
精(DE=18,食用级)、可溶性淀粉(食用级):陕西礼泉
化工有限实业公司。
1.2 试验设备
MA- 50远红外水分快速测定仪:德国塞多利斯;DS-
1高速组织捣碎机:上海标本模型厂;RGLW01- 5顺流立
式离心喷雾干燥塔:陕西昌太实业有限公司;JMS- 50胶
体磨:廊坊通用机械制造有限公司;RE- 52A旋转蒸发
仪:上海亚荣生化仪器厂;GYB40- 10S高压均质机:上
海东华高压均质机厂;BT100- 1F恒流泵:保定兰格恒
流泵有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
原料→清洗→去皮→破碎打浆→胶磨→浓缩→均
质→喷雾干燥→果粉
雪莲果果粉喷雾干燥工艺研究
卢亚婷,罗仓学
(陕西科技大学,陕西西安 710021)
摘 要:实验以感官评分值为考察指标,通过对助干剂种类,助干剂添加量以及喷雾干燥工艺中料液固形物含量、进
料量、进风温度的正交试验,经方差分析后优化出雪莲果喷雾干燥的工艺。通过实验对优化工艺的稳定性进行验证,
对产品进行理化和微生物检验。优化的雪莲果喷雾干燥工艺为:3 %的β-环糊精为助干剂,料液固形物含量为35 %,
进料流量20 mL/min,进风温度160℃。
关键词:雪莲果;喷雾干燥;助干剂
A Study on Spray Drying Processing Technique of Smallanthus Sonchifolius Powder
LUYa- ting, LUOCang- xue
(Shaanxi Univercity of Science and Technology, Xi’an 710021, Shaanxi, China)
Abstract: The article studied the effect of types and addition of drying aids on spray drying process of Smallanthus
using sensory evaluation as examine items and done orthogonal experiment about solid content, feeding speed and
inlet temperature,optimased the technical parametres of spray drying process of Smallanthus through variance
analysis. Then the stability of technical parametres were vertified by three experiment. Finally the physical,
chemical and microorganism examination was used for testing spray drying products. The optimal technical
parametres were obtained as follows:the addition ofβ- cyclodextrin is 3 %, solid content is 35 %, feeding speed
is 20 mL/min and inlet temperature is 160℃.
Key words: smallanthus sonchifolius; spray drying; drying aids
作者简介:卢亚婷(1979—),女(汉),硕士研究生,研究方向:农产品
深加工。
应用技术
2011年 7月
第 32卷第 7期
食品研究与开发
Food Research And Development 97
卢亚婷,等:雪莲果果粉喷雾干燥工艺研究
1.3.2 操作要点
1)原料选择:选择成熟度达8成以上无虫害、无霉
烂(或剔除霉烂)的雪莲果。
2)清洗去皮:用流动水清洗泥沙,不锈钢刀具去
皮、切块后,在盛有护色液的不锈钢容器中浸泡约
40 min。取出后用清水冲洗。
3)浓缩:胶磨后的浆液测定浓度后根据试验设计
方案的要求进行真空低温浓缩,浓缩过程中添加微量
的消泡剂,以防止大分子发泡而降低浓缩效率。
4)均质:在提高均质压力,增大雪莲果中营养物质
释放量的同时,尽可能避免由于植物多酚类物质氧化,
导致浆液颜色的改变,进而影响产品色泽。本试验选用
25 MPa,均质1次。
1.3.3 实验设计
(1)助干剂类型的筛选
雪莲果为含糖量较高的果蔬,其含糖量占干物质
的90 %以上[2],直接用含糖量高的果浆进行喷雾干燥是
比较困难的,同时由于雪莲果中含有较多的植物多酚
物质[5],直接喷雾干燥会对其颜色有一定的影响。通常
的做法是在果浆中添加一定量的助干剂,本试验分别
选用麦芽糊精、β-环糊精、可溶性淀粉三种助干剂,其
加入量占雪莲果总固形物的2.5 %。
(2)助干剂添加量的筛选
分别添加占雪莲果总固形物2.0 %、2.5 %、3.0 %、
3.5 %、4.0 %、4.5 %的筛选的助干剂。
(3)喷雾干燥工艺的筛选
将雪莲果原料经过清洗去皮、浓缩、均质等处理
后,进行喷雾干燥工艺研究。在前期单因素试验的基础
上,选取料液固形物含量(A)、进料流量(B)、进风温度
(C)3个影响雪莲果果粉喷雾干燥感官品质的主要因素
进行三因素三水平正交试验设计,试验因素水平见表1。
1.4 感官评定标准
利用德尔菲法,选择10名相关人员组成评价小组,
最终确定的雪莲果喷雾干燥产品感官评定的4个指标
为:色泽、质感、气味和挂壁情况。将各试验结果4项指
标的分值相加,即为各试验方案的综合分值。具体评价
标准及分值见表2。
1.5 理化指标测定
水分含量参照GB/T5497—2003测定;还原糖含量
参照GB/T5009.7—2003测定
流动性参照林弘通[4]等的方法测定,具体方法如
下:固定漏斗使其保持垂直,漏斗嘴(直径为1 cm)离桌
面高度为8 cm左右,桌面铺放一张干净的白纸,把40 g
果粉从漏斗加入,测定雪莲果果粉在白纸上所形成锥
形的底部直径,用直径的大小来判别雪莲果果粉流动
性的大小。直径越大,雪莲果果粉的流动性越好。
1.6 微生物指标测定
主要检测细菌、大肠杆菌和致病菌的数目。
2 结果与分析
2.1 不同助干剂对产品感官评分的影响
助干剂类型的筛选试验中,喷雾干燥工艺选用:
料液中固形物含量质量分数为30 %,料液温度40℃,
进料流量18 mL/mim,进风温度160℃,出风温度控制
在80℃~85℃,离心雾化器转速28 000 r/min。不同助干
剂喷雾干燥试验结果见表3。
由不同助干剂的喷雾干燥试验结果可以看出,3种
助干剂在给定的添加量和喷雾干燥工艺条件下,均有
不同程度的粘壁,可溶性淀粉粘壁较多,原因可能在于
可溶性淀粉水溶性比较差,形成的是上下不均的浊液,
喷雾干燥时雾滴因料液分子大小不同而不均匀,造成
料液粘壁,粉体粘结,粉体也因为含水较多而色泽加
深。为保证果粉有良好的品质的同时又具有较好的喷
雾效果,综合比较试验结果,优选β-环糊精作为助干剂。
2.2 助干剂添加量对产品感官评分的影响
分别添加占雪莲果总固形物2.0 %、2.5 %、3.0 %、
3.5 %、4.0 %、4.5 %的β-环糊精,喷雾干燥工艺同2.1,
水平
1
2
3
表 1 因素水平
Table 1 Levels of factors
A料液固形物含
量(质量分数)/%
30
35
40
B进料流量/
(mL/min)
18
20
22
C进风
温度/℃
150
160
170
因素
21~25
16~20
11~15
6~10
0~5
表 2 感官评定标准
Table 2 Evaluation standard of sense organ
色泽
淡黄色
黄色
暗黄色
褐黄色
褐色
质感
细腻
稍细腻
稍粗糙
粗糙
粗糙,粘结
挂壁情况
不粘壁
稍粘壁
粘壁
严重粘壁
不成功
指标
气味
无异味
稍有异味
有异味
异味稍浓
异味浓
分值
助干剂类型
麦芽糊精
β-环糊精
可溶性淀粉
表 3 不同助干剂对感官评分的影响
Table 3 Effect of different drying aids types on Sensory evaluation
喷雾干燥效果
稍粘壁、暗黄、稍细腻、稍有异味
稍粘壁、黄色、细腻、无异味
粘壁、暗黄,粗糙、稍有异味
分值
80.2
85.4
82.3
应用技术
98
实验号
1
2
3
表 6 验证试验结果
Table 6 Results of vertifying experiment
色泽 /分
淡黄色 /23
黄色 /20
淡黄色 /23
质感 /分
稍细腻 /18
细腻 /23
细腻 /23
实际分值 /分
84.00
86.00
89.00
气味 /分
稍有异味 /18
稍有异味 /18
无异味 /25
挂壁情况 /分
不粘壁 /25
不粘壁 /25
粘壁 /18
相对误差 /%
3.34
1.04
2.42
β-环糊精不同添加量试验结果见图1。
由图1总体可以看出,助干剂添加量在2.0 %~3.3 %
时,感官评分随着添加量的增大呈增大的趋势,且在
2.5 %~3.0 %有显著增大的趋势,达到最大值后,从助
干剂添加量3.5 %开始,感官评分随着添加量的增加呈
减小的趋势。其原因可能在于添加量在2.0 %~3.3 %时
助干剂的添加增大了料液形成雾滴的表面积,使得水
分更容易逸出,从而减少了喷雾干燥时的挂壁现象。添
加量在3.5 %~5.0 %时,喷雾干燥效果与添加量的负相
关原因在于,助干剂添加量的加大引起产品色泽加深。
显然,在保证不粘壁的情况下,又能确保雪莲果果粉有
较好的品质,优选β-环糊精的添加量3.0 %为宜。
2.3 喷雾干燥工艺对产品感官评分的影响
每个试验均以500 mL料液为准,料液温度均为
(35±2)℃,所有试验依次完成,正交试验感官评价结
果及极差分析见表4。
2.3.1 试验结果方差分析
对试验结果进行方差分析,分析结果见表5。
由试验结果及方差分析可以看出3个因素对产品
喷雾干燥效果的影响大小依次为:料液浓度(A)>进
风温度(C)>进料量(B),料液浓度(A)在显著性水平
0.05上是显著的 ,进风温度(C)在显著性水平0.1上是
显著的,进料量(B)不显著。
2.3.2 各因素优选水平的确定
由直观分析图(图2)可以看出3个因素的最佳组合
为A2B2C2,即以3 %的β-环糊精为加工助剂,优化的雪
莲果喷雾干燥工艺为:料液固形物含量为35 %,进料为
20 mL/min,进风温度为160℃。
2.4 优化工艺的验证
采用优化后的工艺进行3次重复试验,通过试验
结果对优化工艺的稳定性进行了验证,并对雪莲果果
粉的理化指标和微生物指标进行了检测。具体结果如下。
由表6可知,3 次重复实验的最大相对误差为
3.34 %,证明应用正交实验优化的工艺参数精度较高,
优化的雪莲果喷雾干燥工艺是稳定的。
理化指标:水分含量(5.62±0.3)%, 总糖含量
(12.60±1)%,流动性(9.40±0.2)cm。
图1 β-环糊精添加量对感官评分的影响
Fig.1 Effect of different addition of β-cyclodextrin on Sensory
evaluation
β-环糊精添加量/%









10
0


1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
k1
k2
k3
R
Sj
表 4 L9(34)正交试验结果及极差分析
Table 4 L9(34) orthogonal test results and poor analysis
A料液固形
物含量
1
1
1
2
2
2
3
3
3
204
254
238
67.33
86.00
79.00
18.67
536.89
1
2
3
3
1
2
2
3
1
226
244
226
76.67
79.33
76.67
2.67
14.22
B进料
流量
1
2
3
1
2
3
1
2
3
232
246
218
75.33
81.33
76.00
6.00
64.89
C进风
温度
1
2
3
2
3
1
3
1
2
214
254
228
73.33
84.67
76.74
11.33
230.22
感官评
价分值
60
80
62
90
86
82
76
78
84
ST=846.22
T=698
方差来源
A
B
C
e
T
表 5 正交试验方差分析
Table 5 Variance analysis of the orthogonal test
MS
268.44
32.44
115.11
7.11
S
536.89
64.89
230.22
14.22
846.22
f
2
2
2
2
8
F值
37.75
4.56
16.18
显著性
*
*
注:F0.1(2,2)=9,F0.05(2,2)=19。
图2 各因素水平对感官评分的直观分析图
Fig.2 Figure of visual analysis about the effect of different evels
of factors on sensory evaluation
因素与水平









10
0


应用技术 卢亚婷,等:雪莲果果粉喷雾干燥工艺研究
试验号 4列
99
微生物指标:菌落总数cfu/mL<100;大肠杆菌
(MPN/100 mL)<3;致病菌不得检出。
由验证试验及产品的理化指标和微生物指标结
果可以看出,雪莲果喷雾干燥工艺是可行的、稳定的,
产品基本符合标准。
3 结论
通过考察助干剂类型、助干剂添加量和喷雾干燥
工艺中料液固形物含量、进料流量、进风温度对喷雾干
燥效果的影响。确定出RGLW01- 5型离心式喷雾干燥
机加工雪莲果果粉的优选工艺为:以β-环糊精为加工
助剂,添加量为3 %时,料液固形物含量为35 %,进料
流量为20 mL/min,进风温度为160℃。
参考文献:
[1] 钱林,丁长河,李里特,等.雪莲果的化学组分及其功能特性[J].食
品研究与开发, 2006,27(6):179
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学报, 2009(4) :236-240
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用进展[J].食品工业科技, 2009(2):304-311
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2006, 19(2): 120-122
收稿日期:2010-11-19
检测分析
红树莓籽油的脂肪酸成分分析
辛秀兰1,陈亮2,吴迪1,王彦辉3
(1.北京电子科技职业学院,北京 100029;2.北京化工大学生命科学与技术学院,北京 100029;3.中国林业科学院
森林生态环境与保护研究所,北京 100091)
摘 要:采用超声波辅助提取红树莓籽油,经气相色谱质谱联用法分析红树莓籽油的脂肪酸组成,结果表明,红树莓
籽油中有34种成分,19种脂肪酸,占总量的97.85%,饱和脂肪酸有11种,占总量的11.88 %,其中以棕榈酸(6.74%)、硬脂酸
(2.69 %)为主;不饱和脂肪酸有8种,占总量的85.97 %,其中以亚油酸(57.42 %)和亚麻酸(25.41 %)为主。
关键词:红树莓籽;脂肪酸;气相色谱-质谱联用
Analysis of Fatty Acid Compositions in Red Raspberry Seed Oil
XINXiu- lan1,CHENLiang2,WUDi1,WANGYan- hui3
(1. Beijing Electronic Science and Technology Vocational College, Beijing 100029, China; 2. College of Life Science and
Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; 3. Chinese Academy of Forestry, Research
Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Beijing 100091, China)
Abstract: Ultrasonic extraction method was used to extract oil from red raspberry seed and then the fatty acid
composition of seed oil was analyzed by GC/MS. The results showed that 34 components were determined and 19
fatty acids(accounting for 97.85 % of total oil)were identified. The saturated fatty acids were 11.88 %,in which
the content of palmitic acid, stearic acid were 6.74 % and 2.69 %, respectively, while the unsaturated fatty acids
were 85.97 %, in which the content of linoleic acid,linolenic acid were 57.42 % and 25.41 %, respectively.
Key words: red raspberry seed oil; fatty acids; GC/MS
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201103037);科研基地-生物技术在制药和农产品加工中的应用平台建设;北京市属市管高等学校人才
强教深化计划项目
作者简介:辛秀兰(1974—),女(汉),教授,博士,研究方向:食品生产与加工。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
食品研究与开发
Food Research And Development
2011年 7月
第 32卷第 7期100