热风干燥和喷雾干燥对果蔬粉品质的影响

潘少香，郑晓冬，刘雪梅，闫新焕，孟晓萌，李志成，谭梦男，曹宁

（中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南250014）

将新鲜果蔬直接加工成果蔬粉，是近几年来出现的一种新趋势，果蔬经脱水制粉，不仅能延长贮藏期，还可以减少运输、包装等费用，实现综合利用，而且制粉后还能促进营养成分的吸收。国内果蔬粉加工采用的干燥方式主要有喷雾干燥、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥、变温压差膨化干燥及超微粉碎技术等[1]。每种干燥方式都有其优缺点，目前生产上常用的两种干燥方式是喷雾干燥和热风干燥，其它干燥方式由于成本较高，多用于高品质粉的生产。

试验选择四种具有制粉潜力的蔬菜品种：香菇、北虫草、黄秋葵和山药。黄秋葵，别名秋葵、羊角豆，是一种新型蔬菜，既营养又保健，富含多糖、生物碱等多种有效成分[2,3]。山药，多年生缠绕草本，是薯蓣科薯蓣属植物块茎，富含淀粉、多糖、蛋白质、氨基酸、皂甙、尿囊素等多种营养物质和活性成分[4]，有调节免疫、抗衰老、降血脂、降血糖等生理活性[5,6]。北虫草，又名北冬虫夏草、东北虫草，是我国名贵的药用真菌，富含虫草素、虫草多糖、虫草酸等多种活性成分，具有抗肿瘤、抗心律失常、调节机体免疫力等药理活性[7,8]。香菇、北虫草、黄秋葵、山药这四种原料营养丰富，多用于鲜食或入药，在全粉方面的研究较少。本文研究进行了喷雾干燥和热风干燥方式对四种原料制得的果蔬粉品质的影响，评价了两种干燥制粉工艺的特性，筛选出了适合四种原料的制粉工艺，为果蔬粉的商业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香菇、北虫草、黄秋葵和山药样品购于济南市历下区吉祥苑农贸市场。

BGR-240电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；喷雾干燥机，上海沃迪机械；高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；打浆机、胶体磨，德国奥拓公司；TGL-16G离心机，德国Heraeus公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理方法

热风干燥粉处理工艺：样品→洗净晾干切片或切段→80℃热风干燥6 h→粉碎过80目筛→热风干燥果蔬粉。

喷雾干燥粉处理工艺：样品→洗净晾干→1:1加水破碎打浆过190目筛→喷雾干燥（进风口温度180℃，出风口温度100℃，进料转子转速40 r/min）→喷雾干燥果蔬粉。

1.2.2 果蔬粉物理特性和营养指标检测方法

（1）水分含量测定

果蔬粉含水率按照GB 5009.3-2016食品中水分的测定中第一法直接干燥法测定[9]。

（2）可溶性固形物含量的检测

准确称取果蔬粉10.00 g，放入具塞锥形瓶中，加入50 mL纯净水，置沸水浴中浸提30 min，每隔5 min震荡混匀一次，待冷却至室温后，用滤纸过滤。用阿贝折光仪测定其中可溶性固形物的含量。

（3）堆密度测定

果蔬粉堆密度的测定参考周禹含等[10]的方法。

（4）溶解度测定

参照GB5413.29-2010婴幼儿食品和乳品溶解性的测定中第二法溶解度测定[11]。称取样品5.00 g于50 mL烧杯中，用38 mL、25～30℃的水分数次将果蔬粉溶解于50 mL离心管中，加塞，将离心管置于30℃水中保温5 min，取出振摇3 min，置于离心机中，以5000 r/min离心10 min，使不溶物沉淀。倒掉上清液，用少量水将沉淀冲洗到已知质量的称量皿中，先在沸水浴上将称量皿中的水分蒸干，再移入100℃烘箱中干燥至恒重（最后两次质量差不超过2 mg）。样品溶解度采用式（1）计算。

式中：X 为样品溶解度，g/100 g；m 为样品质量，g；m1为称量皿质量，g；m2为称量皿和不溶物干燥后的质量，g；B 为样品水分含量，g/100 g。

（5）多糖含量测定

果蔬粉多糖含量参照NY/T 1676-2008食用菌中粗多糖的测定方法[12]。

（6）总黄酮含量测定

果蔬粉总黄酮含量的测定参照保健食品检验与评价技术规范（2003年版）保健食品功效成分及卫生指标检验规范第二部分第二十四章节保健食品中总黄酮的测定方法。

1.2.3 数据分析

每个样品的检测均重复3次，采用Microcal Origin 9.1（美国Microcal公司）软件制图并对数据进行方差分析。多糖和黄酮含量以干基含量计算。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对四种果蔬粉可溶性固形物含量的影响

图1显示了不同干燥方式对四种果蔬粉可溶性固形物含量的影响。由图可知，两种干燥方式制备的四种原料的可溶性固形物含量差异显著，喷雾干燥果蔬粉可溶性固形物含量明显高于热风干燥果蔬粉。两种干燥方式得到的香菇粉可溶性固形物含量差异最小，热风干燥香菇粉可溶性固形物含量也只达到喷雾干燥香菇粉可溶性固形物含量的69.3%。两种干燥方式得到的黄秋葵粉的可溶性固形物含量差异最大，热风干燥粉可溶性固形物含量只占喷雾干燥粉的51.4%。这可能是因为热风干燥粉粒径较大且不均匀，喷雾干燥粉样品粒径小，更容易导致可溶性固形物的溶出[10,13]。

图1 不同干燥方式对四种果蔬粉可溶性固形物含量的影响Fig.1 Effects of different drying methods on soluble solids content of four fruit and vegetable powders

2.2 不同干燥方式对四种果蔬粉堆密度的影响

图2 不同干燥方式对四种果蔬粉堆密度的影响Fig.2 Effects of different drying methods on bulk density of four fruit and vegetable powders

从图2中可以看出，四种原料热风干燥粉的堆密度均大于相应喷雾干燥粉的堆密度，且差异比较明显。两种干燥方式中，热风干燥山药粉的堆密度最大，为0.97 g/mL，喷雾干燥黄秋葵粉的堆密度最小，为0.445 g/mL，说明喷雾干燥粉样品内部比较疏松，而热风干燥粉样品内部比较致密。这是因为热风干燥粉表面有硬化现象，内部不能形成大量微孔，因而堆密度较大；喷雾干燥粉疏松，单位体积内质量较小，因而堆密度小，这与司金金、Caparino等[13,14]的研究结果一致。

2.3 不同干燥方式对四种果蔬粉溶解度的影响

由图3可知，四种原料喷雾干燥粉溶解度均大于各自热风干燥粉溶解度，并且差异明显。四种原料干燥粉溶解度差异与可溶性固形物含量差异性一致。其原因可能是热风干燥产品结构更致密，不易溶解[15]。不同原料同种干燥方式处理干燥粉的溶解度由高到低依次为北虫草粉＞山药粉＞香菇粉＞黄秋葵粉。四种原料中，北虫草粉的溶解度明显高于其它三种原料，且差异显著。

图3 不同干燥方式对四种果蔬粉溶解度的影响Fig.3 Effects of different drying methods on solubility of four fruit and vegetable powders

2.4 不同干燥方式对四种果蔬粉多糖含量的影响

从图4中可以看出，热风干燥粉和喷雾干燥粉多糖含量没有明显差异，这说明干燥方式对果蔬粉中多糖的含量没有明显的影响，这与吴振等[16]的研究结果一致。四种原料干燥粉中，黄秋葵干燥粉和山药干燥粉的多糖含量最高，热风干燥粉和喷雾干燥粉分别为6.66、6.93 g/100g和6.22、6.84 g/100g，含量是香菇粉和北虫草粉的两倍多。有研究表明，黄秋葵可供食用的嫩果部分充满黏液，富含多糖、黄酮类化合物等营养物质[14]，而山药中也富含有多糖，其中多糖是山药的主要活性成分[18]，这一点与本研究结论一致。

图4 不同干燥方式对四种果蔬粉多糖含量的影响Fig.4 Effects of different drying methods on polysaccharide content of four fruit and vegetable powders

2.5 不同干燥方式对黄秋葵样品总黄酮含量的影响

四种原料中黄秋葵的黄酮含量较高[17]，而其它三种原料黄酮含量相对较低，因此选择黄秋葵总黄酮含量作为评价两种干燥方式的指标。图5显示了不同干燥方式对黄秋葵样品总黄酮含量的影响，由图可以看出，喷雾干燥黄秋葵粉的黄酮含量明显高于热风干燥黄秋葵粉的黄酮含量。这是因为热风干燥黄秋葵粉在干燥处理过程中，长时间处于高温状态下，而黄酮类物质对温度比较敏感，受温度的影响比较大，导致高温处理发生酚类氧化反应，造成黄酮含量的下降[15]。

图5 不同干燥方式对黄秋葵样品总黄酮含量的影响Fig.5 Effects of different drying methods on flavonoids content in okra samples

3 小结

试验结果表明，四种不同的物料经喷雾干燥制得干燥粉的可溶性固形物、溶解度均高于热风干燥粉，堆密度小于热风干燥粉，这是因为经喷雾干燥制成的果蔬粉粒径小，易于溶解，内部疏松。由于果蔬中多糖对温度有一定的稳定性，因此喷雾干燥和热风干燥果蔬粉多糖含量差异不大，但对于黄酮等热不稳定，喷雾干燥效果优于热风干燥效果。综合来看，喷雾干燥更适合于果蔬类物质的制粉。整体考虑，四种物料均为喷雾干燥制粉的效果优于热风干燥。