助干剂对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响

唐辉 郭红辉 钟瑞敏 刘国凌 刘永吉

摘要：【目的】研究4种助干剂对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响，为岗稔果粉的加工提供参考依据。【方法】采用单因素试验，分析麦芽糊精、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、β-环糊精和大豆分离蛋白4种助干剂的不同添加量对真空冷冻干燥岗稔果粉花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价的影响；在此基础上，以综合评分为评价指标，通过正交试验确定助干剂的最佳配方。【结果】单独添加麦芽糊精和β-环糊精能显著降低岗稔果粉水含量（P<0.05，下同），CMC-Na能显著提高岗稔果粉花色苷含量，大豆分离蛋白能明显缩短岗稔果粉的速溶时间。助干剂的最佳配方为：麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比1∶1、CMC-Na添加量1.2%、β-环糊精添加量2.5%、大豆分离蛋白添加量0.5%，在此配方下按照工艺流程制备的岗稔果粉花色苷含量为450.10 mg/L、水含量为6.22%、速溶时间为23.0 s、感官评分为85.8分，计算综合评分得90.8分；果粉品质优良，其色泽绛红，质地细腻，有岗稔特殊风味。【结论】以添加麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比为1∶1的果汁为基底液，并添加1.2% CMC-Na、2.5% β-环糊精和0.5%大豆分离蛋白，再利用真空冷冻干燥法制备的岗稔果粉品质优良，营养成分保留全面，在实际生产中可按此比例进行调配。

關键词： 助干剂；真空冷冻干燥；岗稔果粉；综合评分

中图分类号： TS255.36 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）06-1068-06

Effects of drying aids on quality of vacuum freeze-drying Rhodomyrtus tomemtosa powder

Abstract：【Objective】Effects of four drying aids on vacuum freeze-drying Rhodomyrtus tomemtosa powder were stu-

died to provide reference for R. tomemtosa powder processing. 【Method】Effects of additions of maltodextrin， sodium carboxymethyl cellulose（CMC-Na）， β-cyclodextrin and soy protein isolate on nthocyanin content， moisture content， instant time and sensory evaluation score were analyzed by single factor experiment. On this basis， comprehensive evaluation score was used as index. The optimal drying recipe was determined by orthogonal experiment. 【Result】Addition of maltodextrin or β-cyclodextrin alone significantly decreased moisture content in R. tomemtosa powder（P<0.05，the same below）； CMC-Na significantly increased nthocyanin content； and soy protein isolate shortened instant time. The optimal drying aids recipe was as follows：mass ratio of maltodextrin to solid mater in R. tomemtosa juice 1∶1， CMC-Na addition 1.2%， β-cyclodextrin addition 2.5%， and soy protein isolate addition 1.5%. Under these conditions， anthocyanins content in R. tomemtosa powder was 450.1 mg/L ， moisture content 6.22%， instant time 23.0 s， sensory evaluation score 85.8 and comprehensive evaluation score 90.8. The powder was in good quality with red color， delicate texture and special flavor of R. tomemtosa. 【Conclusion】Juice with mass ratio of maltodextrin to solid mater in R. tomemtosa juice being 1∶1 is used as base， adding 1.2% CMC-Na， 2.5% β-cyclodextrin， and 1.5% soy protein isolate. The quality of R. tomemtosa powder by vacuum freeze-drying method is qualified. Most nutrient components are retained. In actual production， this recipe can be applied to process R. tomemtosa powder.

Key words： drying aid； vacuum freeze drying； Rhodomyrtus tomemtosa powder； comprehensive evaluation score

0 引言

【研究意义】岗稔（Rhodomyrtus tomentosa）又名稔子、山稔，为桃金娘科植物的浆果，色香味俱佳，含粗脂肪7.97%、粗蛋白6.21%、粗纤维34.97%、木质素31.76%、总糖18.53%、还原糖15.52%，且富含花色苷、矿物质及多种微量元素，具有较高的食用和药用价值（郑联合和王涛，1998；中国科学院华南植物研究所，1998；He and Giusti，2010；Jaakola，2013），主要分布在我国广东及其邻省的山岗野岭，是粤北地区特色水果之一。岗稔为季节性浆果类果实，存在采摘集中、易腐烂、贮藏与运输不便等特点，致使鲜果发展受到很大限制。因此，研究岗稔果实深加工技术，对岗稔的开发利用具有重要意义。【前人研究基础】目前国内外对于岗稔果的深加工研究主要集中在岗稔果中花色苷提取与稳定性分析（靳桂敏等，2007；Liu et al.，2012）、花色苷功效作用（Liu et al.，2013）、果酒品种开发（靳桂敏等，2006；詹耀才等，2008）、果汁饮料与浓缩果汁加工（刘国凌等，2014；刘永吉等，2014）等方面。以岗稔为原料制备岗稔果粉，是岗稔开发利用的新兴食品。目前已有不少关于果蔬粉加工方面的研究，如王伟（2007）采用真空冷冻干燥法制备草莓粉，结果表明真空冷冻干燥草莓粉能较好地保留草莓原有的營养成分；常虹等（2009）采用不同干燥方法制备菠萝果粉，结果发现真空冷冻干燥对产品的色泽保持最佳，对营养成分保留率最高，产品维生素C和总胡萝卜素的保留率分别达88.10%和90.88%，产品的流动性最好，润湿时间最短；李亚楠（2010）采用真空冷冻干燥法制备山药粉，得到品质较优的山药粉；辛明等（2015）研究不同助干剂及其添加量对芒果粉集粉率、溶解性及水含量的影响，结果表明，添加30%麦芽糊精、5%β-环糊精和5%可溶性淀粉的助干剂喷雾干燥芒果粉，可使芒果粉干燥较充分，挂壁现象较轻，产品水含量较低，溶解性较好，集粉率较高。【本研究切入点】本课题组在前期研究中使用喷雾干燥法对岗稔汁进行干燥，发现其色泽较原汁有较大差异，花色苷损失较多，产品冲调性较差，容易发生焦糊。因此，本课题组拟采用真空冷冻干燥法制备岗稔果粉。真空冷冻干燥法是利用冰的升华原理，在高真空环境条件下将食品中冻结的冰直接从固态升华为汽态，除去水分而不破坏物料原有的物理和化学结构（李艳聪和李书环，2003）。但岗稔中糖类物质含量高，在干燥过程中存在玻璃态转化问题，导致直接干燥极为困难，并且在冻干加工中极易出现吸潮板结、干燥时间长、出品率和生产效率低等现象，这是冻干加工工艺过程中亟待解决的问题。添加助干剂能改善冷冻干燥果粉的品质（王伟，2007；李亚楠，2010），但目前针对助干剂对真空冷冻干燥岗稔果粉品质影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以真空冷冻干燥岗稔果粉的花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价为考察指标，研究麦芽糊精、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、β-环糊精、大豆分离蛋白等助干剂对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响，确定助干剂最佳配方，以期为岗稔果粉的加工提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

新鲜岗稔购自韶关市场；麦芽糊精（食品级，DE20）、大豆分离蛋白（食品级，蛋白质含量85%）购自韶关市新创意实验设备有限公司；β-环糊精（食品级）购自上海展云化工有限公司；CMC-Na（食品级）购自天津市福晨化学试剂厂。主要仪器设备：新世纪T6型—紫外可见光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；SP-冻干机（美国SP Scientific）；GYB30-6s-高压均质机（上海东华高压均质机厂）；MDF-105H118-超低温冷冻储存箱（济南奥雪医疗器械有限公司）。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 岗稔果粉制备工艺流程 新鲜岗稔果→挑选、清洗、加水（42%，以原果重为基准进行添加）→添加护色剂柠檬酸（0.05%，以原果重为基准添加）→过胶体磨（2次）→酶解（果胶酶0.3%、45 ℃、1.5 h，以果汁重为基准添加）、钝酶（80 ℃、15 min）→手工榨汁→绢布过滤→分装→4 ℃保藏备用→加不同种类助干剂→均质（50 MPa、2次）→分装、预冻（填料高10 cm、-40 ℃、4 h）→真空冷冻干燥（真空度10 Pa、升华加热温度50 ℃）→二次磨粉（研钵手工磨粉）→过筛→岗稔果粉→真空包装→成品。

1. 2. 2 单因素试验设计

1. 2. 2. 1 麦芽糊精对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响 根据工艺流程，在岗稔果汁中分别加入与岗稔果汁中固形物质量比为4∶1、7∶3、3∶2和1∶1的麦芽糊精，研究麦芽糊精不同添加量对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响。以花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价为考察指标，进行3次平行试验。将选出的麦芽糊精最佳添加量作为辅助助干剂及其配方研究的基底液。

1. 2. 2. 2 CMC-Na、β-环糊精和大豆分离蛋白对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响 在岗稔果汁基底液中分别加入CMC-Na（质量分数为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）、β-环糊精（质量分数为1.0%、2.0%、3.0%和4.0%）和大豆分离蛋白（质量分数为1.0%、2.0%、3.0%和4.0%），研究不同添加量的3种辅助助干剂对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响。以花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价为考察指标，进行3次平行试验，选出每种助干剂的最佳添加量。

1. 2. 3 正交试验设计 在单因素试验的基础上，以综合评分为评价指标，以麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比及CMC-Na、β-环糊精、大豆分离蛋白添加量为考察因素，设计L9（34）正交试验，进一步优化助干剂配方。正交试验因素与水平见表1。

1. 2. 4 指标测定方法 果汁中可溶性固形物含量采用手持式折光仪测定（曹建康等，2007）；岗稔果粉花色苷含量采用pH示差法（Liu et al.，2013）测定，即将制备好的10 g岗稔果粉溶入1 L水中进行测定；岗稔果粉水含量参照石东里（2009）的方法进行测定，速溶时间参照王磊等（2010）的方法进行测定。

1. 2. 5 感官评定 选择10名经过食品专业培训的人员组成评价小组，以岗稔果粉的色泽、细腻程度、气味和二次粉碎难易程度为感官评定的4个指标。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，总分为100分。具体评价标准及分值见表2。

1. 2. 6 综合评分 衡量岗稔果粉品质的指标较多，每个指标衡量标准不一，如花色苷含量与感官评价越高越好，水含量与速溶时间越小越好。因此，分析正交试验时，在对各个指标测定后，按照由具体情况确定的原则，对各个指标进行加权，计算综合评分。根据消费者对果粉品质需求的调查及专家意见，将岗稔果粉的品质评价指标花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评定分别赋予权重0.4、0.2、0.1和0.3。

综合评分=试验测得实际花色苷含量/所有正交试验测得最大花色苷含量×100×0.4+所有正交试验测得最小水含量/试验实际测得水含量×100×0.2+所有正交试验测得最小速溶时间/试验实际测得速溶时间×100×0.1+感官评分×0.3。

1. 3 统计分析

采用SPSS 16.0对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 麦芽糊精对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响

由表3可知，麦芽糊精对真空冷冻干燥岗稔果粉的花色苷含量、水含量、速溶时间及感官评价均有较大影响。麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比为1∶1时，岗稔果粉花色苷含量（398.61 mg/L）最高，感官评分（75.0分）也最高；这是由于麦芽糊精添加量越少，果汁中可溶性固形物含量越高，从而岗稔果粉的花色苷含量越高，岗稔风味浓郁，感官评分较高。麦芽糊精能显著降低岗稔果粉水含量（P<0.05，下同），麦芽糊精添加量越高，岗稔果粉水含量越少。随着麦芽糊精添加量的减少，速溶时间虽然先有所下降，但当麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比为3∶2时，速溶时间有较大幅度增加，且工艺时间较长。

综上所述，为了尽可能地保证岗稔果粉花色苷含量并使其具有良好的感官品质，麦芽糊精的最佳添加量确定为1∶1。但考虑到仅添加麦芽糊精为助干剂时，岗稔果粉的水含量较高，速溶时间较长，故以麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比1∶1作为基底液，进一步研究辅助助干剂及其配方对岗稔果粉品质的影响，以改善岗稔果粉品质。

2. 2 CMC-Na对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响

由表4可知，CMC-Na对岗稔果粉的花色苷含量、水含量、速溶时间及感官评价均有一定影响。在试验条件下，CMC-Na的添加能显著增加岗稔果粉的花色苷含量，但岗稔果粉水含量和速溶时间变化不大。当CMC-Na添加量为1.0%～1.5%时，岗稔果粉感官评分较高；通过感官评价可知，CMC-Na的添加对果粉后期冲调的稳定性有较大作用。当CMC-Na添加量为2.0%时，果粉色泽较差，呈灰白色，岗稔气味较淡，CMC-Na气味浓郁。CMC-Na添加量为1.0%时，果粉花色苷含量和感官评分最高，分别为426.36 mg/L和81.3分；CMC-Na添加量为1.5%时，果粉水含量最低、速溶时间最短，分别为12.56%和42.0 s。综合考虑，确定CMC-Na最佳添加量为1.0%～1.5%。

2. 3 β-环糊精对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响

由表5可知，β-环糊精对岗稔果粉的花色苷含量影响较小，而对水含量、速溶时间及感官评价影响较大。在试验条件下，β-环糊精能显著降低岗稔果粉水含量，提高其速溶性。当β-环糊精添加量为3.0%时，果粉水含量最低，为8.22%，显著低于其他添加量的果粉水含量；当β-环糊精添加量为2.0%时，果粉感官评分最高（80.5分），速溶时间最短（27.0 s）。综合考虑，β-环糊精最佳添加量确定为2.0%～3.0%。

2. 4 大豆分离蛋白对真空冷冻干燥岗稔果粉品质的影响

由表6可知，不同添加量的大豆分离蛋白对岗稔果粉的花色苷含量和水含量影响较小，对果粉的速溶时间和感官评价影响较大；大豆分离蛋白的添加總体上缩短了岗稔果粉的速溶时间。在试验条件下，大豆分离蛋白添加量为1.0%时，感官评分最高，80.3分，速溶时间较短，为26.0 s；当大豆分离蛋白添加量为2.0%～4.0%时，岗稔果粉的感官评分显著下降，主要是因为随着大豆分离蛋白添加量的增加，大豆蛋白粉的风味逐渐掩盖了岗稔的风味，并使其产生豆腥味。综合考虑，大豆分离蛋白最佳添加量确定为1.0%。

2. 5 正交试验结果

由表7可知，岗稔果粉综合评分的R排序为RA>RB>RC>RD，根据K大小得到助干剂的最优配方组合为A2B2C2D1。由表8可知，对岗稔果粉综合评分影响最大的是麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比，且影响显著，其次为CMC-Na添加量，影响也显著，而β-环糊精和大豆分离蛋白添加量对岗稔果粉综合评分影响较小，且影响不显著（P>0.05）。因此，确定助干剂最优配方为：麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比1∶1、CMC-Na添加量1.2%、β-环糊精添加量2.5%、大豆分离蛋白添加量0.5%。

2. 6 验证试验结果

为验证正交试验结果，按照工艺流程进行3次平行试验。结果表明，利用优化的助干剂配方制备的岗稔果粉花色苷含量为450.10 mg/L、水含量为6.22%、速溶时间为23.0 s、感官评分为85.8分，计算综合评分得90.8分。可见，通过正交试验，采用综合评分指标进行评价可以得到综合品质较好的岗稔果粉。

3 讨论

岗稔果为高糖高酸食品，直接加工成果粉易造成结块，速溶性差，工艺时间长，且果内含有一些化学性质不稳定的功效成分，如花色苷等，在加工过程中易流失。为了改善果粉品质，增加营养成分的保留量，本研究添加了一定的助干剂，采用真空冷冻干燥法制备岗稔果粉，研究助干剂种类及其添加量对岗稔果粉品质的影响。单因素试验结果表明，麦芽糊精对岗稔果粉的花色苷含量、水含量、速溶时间及感官评价均有较大影响，尤其是能明显降低岗稔果粉水含量，与李亚楠（2010）利用助干剂生产真空冷冻干燥山药粉时发现麦芽糊精的添加可以显著降低山药粉水含量的结果一致，原因可能是麦芽糊精的分子呈环状结构，其中间为空洞，疏水空洞可以嵌入各种有机化合物，形成稳定的络合物，易使黏性物质粉剂化，从而降低果粉的水含量，缩短速溶时间和工艺时间（蒋继丰和吴红艳，2002）；CMC-Na可以显著提高岗稔果粉花色苷含量，可能是由于CMC-Na能增加岗稔果汁的黏度，从而对花色苷具有一定的保留作用（王伟，2007；李亚楠，2010）；β-环糊精可以显著降低岗稔果粉的水含量，提高其速溶性，主要是由环糊精环状结构的特殊性质决定，环糊精的环内侧相对比外侧憎水，溶液中的亲水基团分布在环外侧，较易溶解于水中，也较易被升华干燥，从而致使果粉水含量降低，且此类环状物质有一定的包埋作用，对易氧化的物质如花色苷有保护作用（夏延斌，2004）；大豆分离蛋白能缩短岗稔果粉的速溶时间，增加果粉的营养价值，丰富其口感与风味。

為了得到最佳品质的岗稔果粉，通过正交优化试验，确定主助干剂（麦芽糊精）与辅助助干剂（CMC-Na、β-环糊精、大豆分离蛋白）的最佳配方为：麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比1∶1、CMC-Na添加量1.2%、β-环糊精添加量2.5%、大豆分离蛋白添加量0.5%，其中麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比的影响最大，而大豆分离蛋白的影响相对较小。在优化配方下按照工艺流程制备的岗稔果粉实际测得花色苷含量为450.10 mg/L、水含量为6.22%、速溶时间为23.0 s、感官评分为85.8分，计算综合评分得90.8分，果粉综合品质较好。

此外，本研究主要以岗稔果粉的花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价为品质评价指标，且课题组成员通过大量的社会与市场调查，根据消费者对果粉品质需求的调查意见及专业品评小组意见，将岗稔果粉的品质评价指标花色苷含量、水含量、速溶时间和感官评价分别赋予权重0.4、0.2、0.1和0.3，计算综合评分，较为客观地对岗稔果粉品质进行综合评价。

4 结论

以添加麦芽糊精与岗稔果汁中固形物质量比为1∶1的果汁为基底液，并添加1.2% CMC-Na、2.5% β-环糊精和0.5%大豆分离蛋白，再利用真空冷冻干燥法制备的岗稔果粉品质优良，营养成分保留全面，在实际生产中可按此比例进行调配。

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（責任编辑 罗 丽）