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火棘果粉加工工艺的研究



全 文 :火棘果粉加工工艺的研究
冷桂华,刘紫英
(宜春学院化学与生物工程学院,江西省天然药物活性成分研究重点实验室,江西 宜春 336000)
摘要:文章介绍了火棘速溶粉的加工工艺。利用单因素对比试验,对脱涩、喷雾干燥等工艺及参数进行
了探讨。研制出保持火棘风味、营养丰富、分散性好、添加方便、有一定保健功能的火棘粉。
关键词:火棘;果粉;脱涩;喷雾干燥
中图分类号:TS264   文献标识码:B   文章编号:1000-9973(2011)07-0086-03
Studies on the processing technic of fruit powder from pyracantha fortuneana
LENG Gui-hua,LIU Zi-ying
(Chemical and Biological Engineering Colege,Yichun University,Key laboratory of
jiangxi Province for research on Active Ingredients in Natural Medicines,Yichun 336000,China)
Abstract:The process technology of dissoluted Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li power is intro-
duced.multiple factors and technological parameter of atringent removel and spray-drying are dis-
cussed by single-factor comparing test.The healthy Pyracantha fortuneana powder with Pyracantha
fortuneana's taste,much nutrition,nice dispersity and convenient addition was prepared.
Key words:Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li;fruit powder;astringent removes;spray-drying
  火棘(Pyracantha fortuneana(Maxim)Li)火棘
为蔷薇科火棘属常绿多刺灌木,俗名火把果、救命粮
等,生于山地、丘陵阳坡灌丛草地及河沟路旁。火棘果
实味甜,微酸涩,香气浓郁,可食部分占92%以上。火
棘果 营 养 物 质 含 量 丰 富,其 中 含 糖 10.60% ~
12.20%、总 酸 0.08%,单 宁 0.42%、纤 维 素
11.96mg/100g、蛋 白 质 1.03%,维 生 素 C
36.32mg/100g,维生素B1 2.03mg/100g,维生素E
3.19mg/100g。胡萝卜素2.94mg/100g;此外,还含
有18种氨基酸和钙、钾、磷、铁等矿物质,还具有抗衰
老作用的活性物质—超氧化物歧化酶(SOD),活力高
达266.2U/g[1]。火棘果实具有消积止痢,活血止血、
抗衰老及其抗疲劳之功效[2],提取物具有清除氧自由
基、降血脂、增强免疫力、增强体质和促进消化等作
用[3],是开发食品、功能食品的优质原料。利用火棘制
备的传统产品有饮料、果醋、果酒、果酱、果品、果丹皮
等制品,火棘果水分含量高,难以长期保存。为了产品
加工、使用、运输和销售,可将果肉粉质的火棘鲜果加
工成火棘粉,延长贮藏期。火棘粉可作初级产品、半成
品、终产品,还可作为面包、蛋糕、甜品等产品的添加剂
或调味剂,以提高制品的营养成分、改善其色泽和风
味。试验是将新鲜火棘果经科学方法加工精制而成的
天然果粉,易溶解,易分散,保持了火棘原有的风味和
营养成分,特别是保留了其它加工方法难以保留的纤
维素,是真正意义上的便于携带、食用方便、容易保藏
的“浓缩”火棘。这一产品的开发,满足人们快节奏的
生活对食品方便、安全、营养、保健的要求,符合当代消
费的时尚和潮流,适应21世纪国际流行的回归大自然
这一食品工业发展的趋势,具有极高的价值和开发前
景。
收稿日期:2011-01-11
作者简介:冷桂华(1968-),女,江西上高人,副教授,硕士,研究方向:食品生物技术。
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工艺技术  2011年第7期
总第36卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
1 材料与方法
1.1 材料与设备
材料:火棘果(采于宜春学院校园内);柠檬酸、食
盐、麦芽糊精、卵磷脂(食用级);氢氧化钠、盐酸、亚硫
酸钠(分析纯);
主要仪器设备:JJ-2组织捣碎机 常州国华电器
有限公司,PHSJ-4A精密酸度计 上海雷磁分析仪器
厂,JM-L50胶体磨 温州市龙湾永兴张祥胶磨厂,
GYB30-60高压均质机 上海华东高压均质机厂,
L-117喷雾干燥机 北京来亨科贸有限公司,DZQ400-
2D真空包装机 上海申越包装机械制造有限公司等。
1.2 工艺流程
原料→清洗→去皮→ 捣碎→过筛→调浆→胶磨
→均质→喷雾干燥→杀菌→包装→成品。
1.3 操作要点
1.3.1 原料选择
火棘采摘于10月至12月,选用成熟度较高,饱满
鲜艳,无腐烂霉变的果实。
1.3.2 去皮与冲洗
将清洗干净的火棘果浸入80℃的5% NaOH溶
液,浸泡2min左右,捞出置于可以漏液的容器中,控
制水流速率冲洗火棘果,而后倒入玻璃溶器中,用玻棒
搅破,再加入适量的亚硫酸钠溶液,使SO2 含量达
100mg/L,以减少单宁、色素的氧化,抑制野生酵母、
细菌、霉菌等的繁殖,增加破碎效果。稍用力搅拌混合
物,过筛去除火棘籽与脱落的果皮。
1.3.3 捣碎、脱涩与调浆
在火棘混合物中加入适量的脱涩液,置于组织捣
碎机中,调节转速,时间以达到捣碎的目的为准。于捣
碎的果浆中调入适当的喷雾干燥助干剂和速溶剂来调
节物料的特性。
1.3.4 胶磨与均匀
调配后的火棘浆送入胶体磨中进行胶磨后,再送
入高压均质机中进行第二次细微粉碎,这样纤维、蛋白
质、糖、脂肪细微化成细小颗粒,口感细腻无渣感,且纤
维表面积增大,持水性和膨胀力增大,在人体中的功能
相应增强。细微化的火棘粉有利于迅速溶解于水溶液
中和快速分散于固态粉质食品中。
1.3.5 喷雾干燥
将均质得到的悬浮液送入喷雾干燥器进行喷雾干
燥,设置进风温度为140℃,物料流量为900mL/h,出
口温度为70℃。
1.3.6 包装和成品
将喷雾干燥所得的火棘粉过80目的筛,在紫外线灯下
杀菌后采用复合塑料薄膜真空包装,防止制品和空气直接
接触,避免氧化反应的发生,更好的保持其营养成分。
1.4 测定方法
水分含量:水分测定仪;粗纤维:称量法;总糖:直接
滴定法;蛋白质:凯氏定氮;总酸:酸碱滴定法;pH:酸度计
法;褐变程度:分光光度法(OD420);可溶性单宁含量的测
定:紫外分光光度法;流动性:漏斗休止角法。
2 结果与分析
2.1 脱涩工艺的确定
火棘中含有较多单宁物质,涩味太浓,影响产品质
量,因此应进行脱涩处理。本试验选用柠檬酸和氯化
钠溶液为脱涩液,是利用柠檬酸有增大渗透压作用,促
进Na+进入细胞中与可溶性单宁结合转变为不可溶
性的。同时柠檬酸、氯化钠还有抑制酶促褐变作用[4],
防止火棘果实中多酚类物质的褐变,起一定的护色作
用。柠檬酸浓度、氯化钠浓度、脱涩温度和时间对产品
的品质有较大的影响,尤其是涩味和色泽,在单因素的
基础上进行正交试验,产品的综合评分以口感(40)、风
味(30)、色泽(30)来综合评比,试验结果见表1。
表1 火棘脱涩条件的正交试验表
Table 1The orthogonal test table on atringent removel
condition of Pyracantha fortuneana
柠檬酸(%) 氯化钠(%) 温度(℃) 时间(min) 评比结果
citric acid  sodium chloride temperature  time  the result of grade
1  0.3  0.1  40  10  72.5
2  0.3  0.2  50  20  88.6
3  0.3  0.3  60  30  83.3
4  0.5  0.1  50  30  87.3
5  0.5  0.2  60  10  90.1
6  0.5  0.3  40  20  82.5
7  0.7  0.1  60  20  80.2
8  0.7  0.2  40  30  81.8
9  0.7  0.3  50  10  81.1
k1  81.5  80  78.9  81.2
k2  86.6  86.9  85.7  83.8
k3  81  82.3  84.5  84.1
R  5.6  6.9  6.8  2.9
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2011年第7期
总第36卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT 工艺技术  
  由表1的直观分析可知:火棘果在0.5%柠檬酸,
0.2%氯化钠溶液中,50℃下处理30min,脱涩护色效
果最佳,影响效果最大的是氯化钠浓度,其次是温度,
再次是柠檬酸浓度,最小的为时间,从结果可以看出处
理20min和30min,效果相差不明显,考虑到经济效
率,实验选用20min更为合理。
2.2 喷雾干燥助干剂选择
火棘浆液中含有部分糖类物质,容易造成粘壁现
象,要得到流动性、冲调性较好的产品比较困难,需要
在喷雾干燥时加入一定比例的助干剂,以便提高产品
的集粉率和冲调性。本试验采用β-环糊精、麦芽糊精、
可溶性淀粉为备选助干剂,结果见表2。
表2 助干剂对喷雾干燥效果的影响
Table 2Efects of diferent drying aids on result of spray drying
助干剂种类 添加量(%) 喷雾干燥效果
Kinds of drying aids  Addition  The result of spray drying
β-环糊精
beta cyclodextrin
5 得到的产品极少,粘壁严重
10 集粉率为11.2%,粘壁少
15 集粉率为13.6%,粘壁少
可溶性淀粉
soluble starch
10 得到的产品极少,粘壁严重
20 得到的产品极少,粘壁严重
30 得到的产品极少,粘壁严重
麦芽糊精
maltodextrin
10 得到的产品极少,粘壁严重
30
集粉率为29.5%,粘壁少,产
品冲调性好
50
集粉率为31.2%,粘壁少,产
品冲调性不好
  由表2可知,可溶性淀粉不适宜用作喷雾干燥的
助干剂,主要原因是它在混合液中溶解性比较差,难以
充分混合;β-环糊精和麦芽糊精的水溶性好,形成雾
滴均匀,且能起到很好的包埋效果,经比较麦芽糊精比
β-环糊精喷雾效果较好,且吸潮性低、耐热性好,减少
加热时的褐变、成本也很低,最后确定麦芽糊精作为助
干剂。在试验中还发现随着麦芽糊精加入量的增加,
集粉率逐渐增大,但冲调性却有所下降,综合分析麦芽
糊精加入量以30%为宜。
2.3 喷雾干燥进风温度的优化
喷雾干燥法是果蔬粉干燥的常用方法,是当料液
在高压泵的作用下通过一狭小的喷嘴后,瞬间得以雾
化成无数微细的小液滴,用热空气瞬间将液体物料干
燥成粉粒状产品的干燥方法,其物料本身不承受高温,
能最大限量地保持产品的营养价值,特别是对热敏性
物质的保留有很好的效果。影响喷雾干燥效果及产品
质量的因素比较多,其主要因素有物料浓度、进风温
度、物料流量、出风温度。当火棘果浆浓度为35%,物
料流量为900mL/h,出风温度为70℃时采用对照试
验考察进风温度对产品品质和工艺的影响,其评分标
准以水分30分、产量20分、粘壁20分、色泽15分、流
动性15分来综合评定,试验结果见图1。
图1 进风温度对产品综合评分的影响
Fig.1Effects of inlet temperature on score
由图1可知,在进风温度为110~140℃时,随温度的
升高产品综合评分上升,这是因为当进口温度较低时,物
料没有充分干燥,喷雾干燥时粘壁现象严重,使得产品的
产率大大下降、产品含水量高。当进风温度在140℃时,
物料在喷雾过程中得到了很好的干燥,产品水分含量较
小,没有粘壁现象,喷雾干燥的过程迅速,喷雾干燥的效
果也好。但是随着进口温度的进一步升高,综合评分又
开始下降,这是由于过高的进风温度会导致水分散失速
度过快,雾滴表面易结成硬壳,喷头粘液严重,导致得率
下降,而且有时会产生焦糊现象,热敏物质分解损失,产
品品质劣化。因此本试验进风温度确定为140℃。
2.4 产品质量指标
2.4.1 感官指标
色泽:呈均匀一致的微黄色。
组织状态:干燥粉末,粉粒细小均匀,无结块。
滋味和气味:具有火棘特有的风味,有酸甜味,稍
有咸味。
流动性:经搅拌可与其它粉状物质混合,粉质色泽
一致,不结块。
2.4.2 理化指标
水份≤6%;蛋白质≥2.0g/100g;铅(以铅计)≤
0.5mg/kg;砷(以砷计)≤5.0mg/kg;铜(以铜计)≤
20.0mg/kg。
2.4.3 微生物指标 (下转第109页)
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CHINA CONDIMENT
表5 以GBW10020对照的准确度试验结果
Table 5Results of accuracy experiments by GBW10020
元素 Li  B  Mg  Al  P  Ca  Ti  V  Cr  Mn  K  Na
推荐值 1.0  32  0.234 0.115 0.125 4.2  38  1.16 1.25 30.5 0.77 0.013
测定值 0.92  34  0.244 0.118 0.135 4.3  32.5 1.08 1.17 33.5 0.74 0.010
元素 Fe  Co  Ni  Cu  Zn  Sr  Ba  Cd  Pb  Mo  Be  Tl
推荐值 480  0.23  1.1  6.6  18  170  98  0.17  9.7  0.20 0.031 0.060
测定值 513  0.23  1.3  6.3  18.7  166  113  0.16  9.2  0.18 0.039 0.064
2.5 精密度试验
通过12次平行测定,RSD在0.5%~7%之间。
3 结论与讨论
ICP法被称为用于超痕量、多元素分析的最佳技
术,由表4~表5及精密度试验可见,本法具有良好的
准确度和精密度,完全可以满足肉桂样品中无机元素
测定要求。
微量元素与人体健康关系密切,由表3可知,肉桂
含有丰富的宏量元素和微量元素,其中Ca含量最高,
达6500μg·g-
1,其次为 K(1600μg·g-
1)、Mn
(689.8μg·g-
1)、Mg(570μg·g-
1),而 Be最少,仅
0.004μg·g-
1。Ca,Mg均为人体必需的宏量元素,如
Mn参与许多酶的合成和激活,参与人体糖,脂肪代谢
并影响生长发育,离开了 Mn这些酶就无法合成或不
能发挥其正常功能[4];Mg可促进心肌代谢,预防和减
少高血压、高血脂的发生 [5]。
我国肉桂产量占世界肉桂产量的80%以上,而广东、
广西两省肉桂产量占我国肉桂产量的95% 以上。肉桂
历来便是广东、广西两省的大宗出口药材[6],肉桂在我国
有着悠久的历史,春秋时期就用肉桂作调味品使用,对其
进行深入、系统的研究有重要的实际意义。本测定的结
果可为肉桂的深度开发提供一定的科学依据。
参考文献:
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[6]方琴.肉桂的研究进展[J].中药新药与临床药理,2007,3
(18):250.
(上接第88页)
   菌 落 总 数 (cfu/g)≤5.0×104;大 肠 菌 群
(MPN/100g)≤90;致病菌不得检出。
3 讨论
3.1 火棘的去皮
火棘皮中含有大量的粗纤维、色素和果胶等物质,
使产品颜色不均匀,口感粗糙并有苦涩味,火棘果比较
小不适应机械和手工去皮,试验采用NaOH作为去皮
剂。水果表皮内的中层薄壁组织主要由果胶组成,在
碱的作用下,极易腐蚀溶解,去皮效果最好,而可食部
分多为薄壁细胞,抗碱的腐蚀,不易分开,用碱去皮对
果实没有负作用。且用碱液去皮成本低。
3.2 火棘的脱涩
涩味是由可溶性的单宁或多酚物质与唾液中的蛋白
质缔合而产生沉淀或聚集体,对口舌粘膜有收敛作用而
使人感到涩味。只有缩合度适中的单宁具有涩味,缩合
度超过8个黄烷醇单体后,其溶解度大为降低,不再呈涩
味。单宁是多个邻位酚羟基结构,可作为一种多基配体
与碱金属族和碱土金属族的离子发生络合反应。2个相
邻的酚羟基能与氧负离子的形式与离子形成稳定的多元
环鳌合物,邻苯三酚结构中的第3个酚羟基虽然没有参
与络合,但可以促进另外2个酚羟基的离解,从而促进络
合物的形成及稳定阁,从而使可溶性的单宁变为不可溶
性的,达到脱涩作用。本试验就是利用Na+与火棘果中
的可溶性单宁鳌合为不可溶物质来脱涩。
参考文献:
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总第36卷
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