荷叶直饮茶粉超微粉碎工艺参数的研究

付佳辉，张仲欣，闫珍珍，何冀贤，王志豪，金慧娟，王 琛

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳 471023）

荷叶直饮茶粉超微粉碎工艺参数的研究

付佳辉，*张仲欣，闫珍珍，何冀贤，王志豪，金慧娟，王 琛

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳 471023）

为了研究荷叶直饮茶粉超微粉碎的工艺参数，以粒度合格率为指标，探讨超微粉碎时间、超微粉碎频率和超微粉碎风速3个因素对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响。通过单因素试验得出，荷叶直饮茶粉超微粉碎较优的工艺参数为超微粉碎时间25 min，超微粉碎频率25 Hz，超微粉碎风速1.5 m/s；采用二次通用旋转组合设计方法进行回归试验，确定超微粉碎的最佳参数组合为超微粉碎频率24.86 Hz，超微粉碎风速1.63 m/s；超微粉碎频率的变化对粒度合格率的影响较大，超微粉碎频率在23～26 Hz，超微粉碎风速在1.4～1.8 m/s的范围内，粒度合格率都在80%以上。

荷叶；直饮茶粉；超微粉碎；粒度合格率

荷叶属多年生草本挺水植物，是一种被国人公认的中药材和“药食两用”的食物。研究表明，荷叶中富含黄酮类化合物，具有减少脂肪堆积、减肥、降脂的功效[1]。荷叶中还含有大量的膳食纤维，可以促进肠道蠕动、通便排毒[2]。传统的荷叶泡茶处理方法是将荷叶晒干后冲泡饮用，荷叶的功能成分不能很好地溶解于水中被人体吸收，功能性成分的利用率很低。

超微粉碎技术具有粉碎速度快[3]、成品颗粒粒径均匀一致、节省原料、经济效益良好、操作过程简单等优点。选用超微粉碎的方法，不仅可以将荷叶中的功能成分更好地释放出来，也便于人体的吸收，达到减肥降脂的目的。试验选用已获专利的荷叶减肥茶为原料，研究超微粉碎的工艺参数对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响规律，再进行回归试验得到荷叶直饮茶粉超微粉碎加工过程中的最佳参数组合，以期为荷叶直饮茶粉的进一步研究提供依据和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

荷叶、信阳毛尖、甘草、菊花、山楂、密封包装袋，均为市售食品级产品，购于洛阳市超市。

1.2 试验仪器

HMB-701型重压研磨式粉碎机，北京环亚天元机械设备有限公司产品；JA-2003N型电子天平，上海佑科仪表有限公司产品；HC-200型华晨高速多功能粉碎机，浙江省永康市金穗机械制造厂产品；40目分样筛、200目检验筛，浙江上虞市实验仪器厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 荷叶直饮茶粉超微粉碎加工参数研究方法

荷叶直饮茶粉超微粉碎工艺主要研究的是超微粉碎时间、超微粉碎频率和超微粉碎风速对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响。试验采用单因素试验研究各因素对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响规律，然后采用二次通用旋转组合设计的方法进行回归试验，得到回归方程和最佳参数组合，并进行响应面分析。

经查找相关文献，在提取茶渣中的TIDF基础上研究发现，如果将茶叶粉碎至200目以上人体直接食用后，人体对荷叶茶渣中的功能成分吸收利用能力提高[4]。因此，试验以过40目筛为产品，以产品中过200目筛的量所占产品总量的比例R为指标。

1.3.2 原材料的准备及预处理

将选购的荷叶、信阳毛尖、甘草、菊花、山楂分别放入中草药粉碎机中进行预粉碎，粉碎时间2 min。将经过预处理后的原料分别过40目分样筛进行筛分，取出筛下物。根据荷叶减肥茶专利配方的配比，计算1 kg混合物所需各原料的质量。将各原料筛下物根据表1数据进行称量，然后调匀混合，记录混合物的质量为G1。

荷叶直饮茶粉各原料用量见表1。

表1 荷叶直饮茶粉各原料用量

1.3.3 荷叶直饮茶粉超微粉碎加工参数的选取

将各粉碎物依照专利配方比例加入超微粉碎机中，设置不同的加工参数对荷叶进行超微粉碎，并以粒度合格率（R值）为试验指标，研究各超微粉碎的工艺参数对粒度合格率的影响规律。通过超微粉碎时间、超微粉碎频率、超微粉碎风速3个单因素的试验，选择各因素对荷叶直饮茶粉粒度的影响规律和适宜的参数范围，再利用二次通用旋转组合设计进行回归试验选择超微粉碎工艺最佳参数组合。

1.3.4 荷叶直饮茶粉超微粉碎粒度合格率的测定

将单因素试验和回归试验后的产物分别取出，收集并将其过200目筛取其筛下物，并记录筛下物质量G2，计算出每次试验的粒度合格率。

2 结果与分析

2.1 影响荷叶直饮茶粉粒度合格率的单因素试验

2.1.1 超微粉碎时间对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

控制超微粉碎频率为15 Hz，超微粉碎风速为1 m/s，超微粉碎时间设置为10，15，20，25，30 min 5个水平。

超微粉碎时间对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响见图1。

图1 超微粉碎时间对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

由图1可知，当超微粉碎时间小于25 min时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈逐渐上升的趋势；当超微粉碎时间超过25 min时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈下降趋势；超微粉碎时间为25 min时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率达到最大值。因此，超微粉碎时间适宜的取值范围为20～30 min。

2.1.2 超微粉碎频率对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

控制超微粉碎时间为25 min，超微粉碎风速为1 m/s，超微粉碎频率设置为15，20，25，30，35 Hz 5个水平。

超微粉碎频率对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响见图2。

图2 超微粉碎频率对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

由图2可知，当超微粉碎频率为25 Hz以下时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈逐渐增加的趋势；当超微粉碎频率超过25 Hz时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈逐渐下降趋势；当超微粉碎频率为25 Hz时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率达到最大值。因此，超微粉碎频率适宜的取值范围为20～30 Hz。

2.1.3 超微粉碎风速对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

控制超微粉碎时间为25 min，超微粉碎频率为25 Hz，超微粉碎风速分别设置为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 m/s 5个水平。

超微粉碎风速对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响见图3。

图3 超微粉碎风速对荷叶直饮茶粉粒度合格率的影响

由图3可知，当超微粉碎风速小于1.5 m/s时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈逐渐增加的趋势；当超微粉碎风速超过1.5 m/s时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率呈逐渐下降趋势；当超微粉碎风速为1.5 m/s时，荷叶直饮茶粉的粒度合格率达到最大值。因此，超微粉碎风速适宜的取值范围为1.0～2.0 m/s。

2.2 荷叶直饮茶粉超微粉碎最佳参数组合的确定

2.2.1 试验方案

根据单因素试验确定的取值范围，采用二次通用旋转组合设计对荷叶直饮茶粉超微粉碎的最佳参数组合进行研究。试验将超微粉碎时间固定为25 min，试验指标为荷叶直饮茶粉的粒度合格率（R），试验因素为超微粉碎频率（X1）和超微粉碎风速（X2），取值范围分别为20 Hz≤X1≤30 Hz，1.0 m/s≤X2≤2.0 m/s。

因素与水平设计见表2，回归试验方案与结果见表3。

表2 因素与水平设计

表3 回归试验方案与结果

将编码值换成对应的参数值进行试验得到粒度合格率。

2.2.2 回归方程与最佳参数组合

粒度合格率（R）与各参数间的回归方程为：

利用回归方程进行参数优化得到的最佳参数组合及其相应的指标值为超微粉碎频率24.86 Hz，超微粉碎风速1.63 m/s，粒度合格率最高值为81.04%。

对最佳参数组合进行3次验证试验。

最佳参数组合的验证结果见表4。

表4 最佳参数组合的验证结果

验证结果表明，所得到的回归方程及最佳参数组合可靠。

2.2.3 响应面分析

利用回归方程得到响应面分析立体图和平面图。

响应面分析见图4。

图4 响应面分析

由图4可知，超微粉碎频率的变化对粒度合格率的影响较大。超微粉碎频率在23～26 Hz，超微粉碎风速在1.4～1.8 m/s的区间范围内，粒度合格率都在80%以上。

3 结论

（1）超微粉碎时间适宜的取值范围为20～30 min；超微粉碎频率适宜的取值范围为20～30 Hz；超微粉碎风速适宜的取值范围为1.0～2.0 m/s。

（2） 超微粉碎最佳参数组合为超微粉碎频率24.86 Hz，超微粉碎风速1.63 m/s，相应的荷叶直饮茶粉最大粒度合格率Rmax=80.74%。

（3）超微粉碎频率的变化对粒度合格率的影响较大，超微粉碎频率在23～26 Hz，超微粉碎风速在

1.4 ～1.8 m/s的范围内，荷叶直饮茶粉的粒度合格率都在80%以上。

[1]杜力军，孙虹，李敏，等.荷叶大豆及其合剂调脂活性部位的研究 [J].中草药，2000，31（7）：526-528.

[2]Maria L Stewart，Natalia M，Schroeder.Dietary treatments for childhood constipation：efficacy of dietary fiber and whole grains[J].Nutrition Reviews，2013，71（2）：98-109.

[3]谢瑞红，王顺喜，谢建新，等.超微粉碎技术的应用现状与发展趋势 [J].中国粉体技术，2009（6）：64-67.

[4]安凤平，宋江良，宋洪波.茶叶渣不溶性膳食纤维通便及其机制研究 [J].营养学报，2011，33（5）：467-471.◇

Study On the Lotus Leaf Ultrafine Grinding Processing Parameters

FU Jiahui，*ZHANG Zhongxin，YAN Zhenzhen，HE Jixian，WANG Zhihao，JIN Huijuan，WANG Chen
（College of Food and Bioengineering，He'nan University of Science and Technology，Luoyang，He'nan 471023，China）

In order to study the lotus leaf superfine grinding processing parameters which regards the passing rate as the index，this paper discusses the ultrafine grinding time，ultrafine grinding frequency and ultrafine grinding wind speed as main factors on the influence of particle size passing rate，and the best parameter combination are determined.Through single factor tests，it results that the better parameter combination is ultrafine grinding time is 25 min，the ultrafine grinding frequency is 25 Hz and ultrafine grinding wind speed is 1.5 m/s.Quadratic general rotation design method to determine the best combination of parameters：the ultrafine grinding frequency is 24.86 Hz and ultrafine grinding wind speed is 1.63 m/s.Ultrafine grinding frequency has a large effect on particle size passing rate，and the ultrafine grinding frequency in 23～26 Hz，the ultrafine grinding wind speed in the context of 1.4～1.8 m/s，the particle size passing rate all over 80%.

lotus leaf；drinking tea powder；ultrafine grinding；particle size passing rate

TS272.5

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.006

1671-9646（2016）12a-0021-03

2016-10-10

付佳辉（1996— ），男，在读本科，研究方向为农产品加工技术。

*通讯作者：张仲欣（1957— ），男，教授，硕士生导师，研究方向为农产品加工技术。