枸杞速溶粉的研制

任旭桐，崔振华，邱 佳，徐桂花，刘敦华，历媛媛

（1. 宁夏红枸杞产业集团有限公司，宁夏银川 750000；2. 宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750000；3. 中国药科大学 药学院，江苏 南京 211198）

枸杞，属茄科、枸杞属植物，枸杞是人们对商品枸杞子、植物宁夏枸杞、中华枸杞等枸杞属下物种的统称。人们日常药用和食用的枸杞多为宁夏枸杞的果实“枸杞子”，并且宁夏枸杞作为唯一品种被载入《中国药典》 （2010 年版）[1]。枸杞性平味干，具有滋补养肝、益精明目、提高机体免疫力等功效[2]，常用来治疗年老体衰引起的头晕乏力、腰膝酸软、耳鸣、眼花性功能低下等。作为我国传统药食两用的食品原料，通常除了食用枸杞鲜果和干果外，由于其枸杞鲜果成熟期短、水分含量高，极易开裂变质，不易保存，故被加工成枸杞原浆、枸杞酵素、果汁、果酱、压片糖果等多元化食品[3-4]，也可以提炼枸杞果实中的功能活性成分，如枸杞多糖、黄酮类物质、生物碱等，都可被用于天然保健食品的原辅料，因此受到大量食品科研工作者的青睐[5-6]。

随着生活节奏的加快，一些人由于工作忙顾不上或者为了保持身材不吃早餐，然而机体的健康却离不开生物钟的支配，不吃早餐会扰乱生物钟的正常运转，机体所需的营养物质得不到及时补充，生理机能就会慢慢减退[7]，当人体经过一夜的睡眠，体内的营养已消耗殆尽，血糖浓度处于偏低状态，不吃或少吃早餐，不能及时充分补充血糖浓度，就会出现头晕眼花、四肢乏力、精神不振等症状，严重者会引起低血糖休克，从而影响正常工作[8-9]。另外人们潜意识中普遍存在一个误区，即不吃早饭会有助于脂肪的消耗，有利于保持身材。相反机体一旦意识到营养匮乏，需要补充能量时，最先消耗的是碳水化合物和蛋白类物质，最后消耗的才是脂肪，因此不吃早餐的危害可想而知。市场上一些主打“养胃”“减肥”“养生”的营养代餐粉甚为流行，如猴菇米稀、红豆薏仁粉、枸杞山药五谷粉、红枣枸杞茯苓粉等，由于其方便快捷、低脂低热、营养成分易被人体吸收，越来越受到追捧，已成为新兴食品的“宠儿”。因此，试验选择枸杞鲜果为原料，通过加热、打浆、酶解、过滤、均质后经喷雾干燥制备出蓬松度高、溶解度强、不易褐变、色香味皆备的枸杞速溶粉[10-13]。

1 材料与设备

1.1 材料

枸杞鲜果，宁夏红枸杞产业集团有限公司提供；果胶酶30×104U/g，泰安信得利生物工程有限公司提供；半纤维素酶10×104U/g，上海权旺生物科技有限公司提供；麦芽糊精，山东西王糖业有限公司提供；抗性糊精、微晶纤维素，山东龙力生物科技股份有限公司提供；可溶性淀粉，蚌埠市精诚化工有限责任公司提供。

1.2 设备

MDJ 型打浆机，江苏海鸥食品机械有限公司产品；SX 型三足式离心机，张家港润星机械厂产品；JM-FB 型胶体磨，上海中成泵业制造有限公司产品；GPX-1 小型（试验室） 喷雾干燥机，杭州钱江干燥设备有限公司产品；AR224CN 型系列电子天平（0.000 1 g），上海奥豪斯仪器有限公司产品；SHJ-4 型水浴恒温磁力搅拌器，常州亚特试验仪器有限公司产品。

2 试验方法

2.1 工艺流程

2.2 试验方法

2.2.1 喷干前处理

选择颗粒饱满，无虫果、裂果、坏果的宁杞7 号鲜果，用纯净水不断淋洗枸杞表面，沥干水分后将果实加热到65 ℃进行打浆处理，并依次添加果胶酶和半纤维素酶，在50 ℃条件下恒温水浴酶解1.5 h，然后通过三足式离心机进行过滤，舍弃滤渣，将滤液通过胶体磨来获得均一稳定的分散体系，此时枸杞果实经加工后粒度达2～50 μm，均质度达90%以上[14-17]。

2.2.2 探究各因素对枸杞原汁喷雾效果的影响

以自制枸杞原汁为原材料，通过设置不同助干剂、不同助干剂添加量、不同物料质量分数、不同进风温度及不同进料流量等相关条件，以出粉率为指标并观察干燥室内部，探究各因素对枸杞原汁喷雾效果的影响[18-21]。

3 结果与分析

3.1 助干剂种类对枸杞原汁喷雾效果的影响

由于枸杞原汁自身糖分较高，导致溶液发黏，在喷干过程中黏壁现象极为严重，不易出粉。这时需添加一定比例的助干剂来确保喷雾干燥工艺的正常进行，故分别取800 mL 枸杞原汁加热至60 ℃，依次添加麦芽糊精、β - 环状糊精、微晶纤维素、抗性糊精，添加量为30%，并调至溶液物料质量分数为30%，设进风温度130 ℃，进料流量350 mL/h，出风温度65 ℃。在此条件下进行喷雾干燥，根据枸杞原汁的出粉率及观察喷雾干燥效果，综合分析确定助干剂种类。

助干剂种类对枸杞原汁喷雾效果的影响见表1。

表1 助干剂种类对枸杞原汁喷雾效果的影响

由表1 可知，助干剂种类的不同，对枸杞原汁的喷雾效果影响较大。通过观察选择麦芽糊精作为喷干助剂，出粉率最高，可达37.48%，在喷干过程干燥室内壁及四周出现轻微的挂壁现象，制得淡红色枸杞粉末，质地均匀，蓬松度高，可在水溶液中迅速溶解，具有浓郁的枸杞香味。因为麦芽糊精结构疏松可在水中迅速溶解，在进行喷雾干燥时易形成均匀细小的雾滴，有助于对整个溶液体系起一定的包埋作用，故而喷干过程中挂壁现象较轻且效果极佳。选择β - 环状糊精和抗性糊精作为助干剂，虽然从出粉率来看抗性糊精要优于β - 环状糊精，但两者干燥室内部均存在较为严重的挂壁现象，出粉率低。而选择微晶纤维素会发现在喷干时，喷头堵塞，干燥室内大量挂壁，几乎不出粉，这是因为微晶纤维素溶解性极差，不能形成均一、稳定的溶液体系，喷干过程中形成大小不一的雾滴堵塞枪头，无法进行后续喷雾干燥。试验表明，选用麦芽糊精作为助干剂效果最好，由于其溶解度高、成本低，被广泛用于食品饮料生产加工。

3.2 助干剂添加量对枸杞原汁喷雾干燥的影响

分别取800 mL 枸杞原汁加热至60 ℃，依次添加20%，25%，30%，35%，40%的麦芽糊精，并调至溶液物料质量分数为30%，设进风温度130 ℃，进料流量350 mL/h，出风温度65 ℃。在此条件下进行喷雾干燥。根据枸杞原汁的出粉率及观察喷雾干燥效果，综合分析确定助干剂添加量。

助干剂添加量对枸杞原汁喷雾干燥的影响见表2。

表2 助干剂添加量对枸杞原汁喷雾干燥的影响

由表2 可知，随着助干剂添加量的逐渐变大，干燥室及四周挂壁现象越来越少，出粉率也在增加；但是随着助干剂添加量逐渐增大，枸杞粉的颜色及口感却逐渐变淡，尤其当助干剂添加量为40%，枸杞粉明显发白，并带有些许生粉味，说明添加过多的麦芽糊精，使得枸杞原汁本身溶液浓度比例下降，从而导致感官品质变差。综合考虑，在保证感官品质佳和出粉率高的前提下，确定助干剂添加量为35%。

3.3 物料质量分数对枸杞原汁喷雾效果的影响

分别取800 mL 枸杞原汁加热至60 ℃，添加30%的麦芽糊精，并依次调节溶液物料质量分数为20%，30%，40%，50%，60%，设进风温度130 ℃，进料流量350 mL/h，出风温度65 ℃。在此条件下进行喷雾干燥。根据枸杞原汁的出粉率及观察喷雾干燥效果，确定枸杞原汁物料质量分数。

物料质量分数对枸杞原汁喷雾效果的影响见表3。

由表3 可知，当物料质量分数为40%时，喷雾效果较好，所得枸杞粉质地均匀，呈玫红色冲调后有浓郁的枸杞香味，并且出粉率可达42%以上；当物料质量分数低于30%，就会发现喷头处堵塞严重，结块较多，而干燥室四周却少量挂壁，这是因为枸杞原汁中水分过高，不能完全干燥，导致喷雾干燥效果差，制得枸杞粉质地相对紧密，分散性较差；当物料质量分数过高，枸杞原汁整个体系黏度变大，水分极难蒸发，造成干燥室四周挂壁现象特别严重，故综合分析，确定物料质量分数为40%。

表3 物料质量分数对枸杞原汁喷雾效果的影响

3.4 进风温度对枸杞原汁喷雾干燥的影响

分别取800 mL 枸杞原汁加热至60 ℃，添加30%的麦芽糊精，并调至溶液物料质量分数为30%，依次设置进风温度为120，130，140，150，160 ℃，进料流量为350 mL/h，出风温度为65 ℃。在此条件下进行喷雾干燥。根据枸杞原汁的出粉率及观察喷雾干燥效果，确定进风温度。

进风温度对枸杞原汁喷雾干燥的影响见表4。

表4 进风温度对枸杞原汁喷雾干燥的影响

由表4 可知，当进风温度为140 ℃时，喷干效果极为理想，出粉率可达40.87%，说明在此温度下，喷干过程形成的细小雾滴已被完全干燥，故而出现极少量的粉末挂壁；温度低于130 ℃时，由于温度过低，雾滴未被完全干燥，就掉入内壁，不断累积，造成大量挂壁现象；当进风温度高于150 ℃时，集粉瓶中粉末呈褐色，出粉率极低，而干燥室内也出现明显的焦煳味，说明过高的温度促使溶液体系发生焦糖化反应，造成严重的挂壁现象，枸杞粉品质不佳。综合考虑，确定枸杞喷雾干燥工艺进风温度为140 ℃。

3.5 进料流量对枸杞粉喷雾干燥的影响

分别取800 mL 枸杞原汁加热至60 ℃，添加30%的麦芽糊精，并调至溶液物料质量分数为30%，设进风温度为130 ℃，依次控制进料流量为300，350，400，450，500 mL/h，出风温度为65 ℃。在此条件下进行喷雾干燥。测根据枸杞原汁的出粉率及观察喷雾干燥效果，确定进料流量。

进料流量对枸杞原汁喷雾干燥的影响见表5。

表5 进料流量对枸杞原汁喷雾干燥的影响

由表5 可知，进料流量的多少直接影响喷雾干燥的效果及出粉率的多少。当进料流量小于350 mL/h，会发现干燥室内存在大量的挂壁现象，喷头处出现黏结，制得枸杞粉质地紧密，效果较差，说明进料速度过慢，导致形成细小雾滴，在干燥室内压力作用下黏结在喷头处，造成较为严重的挂壁现象；当进料流量大于450 mL/h 后，进料速度的加快，喷干过程中形成大雾滴，使得溶液体系中的水分还未来得及蒸发，就在干燥室内进行喷干处理，大量雾滴堆积，导致过低的出粉率；当进料流量为350 mL/h时效果最好，出粉率为40.33%。综合考虑各因素，确定枸杞喷雾干燥工艺进料流量为400 mL/h。

综合以上试验结果，以麦芽糊精为助干剂，添加量为35%，调至物料质量分数为40%，在进风温度140 ℃，进料流量400 mL/h 的条件下进行喷雾干燥，出粉率可达51.72%，制得枸杞粉整体呈玫红色，质地均匀，在冲调后可在水中迅速溶解， 口感酸甜适中，并散发浓郁的枸杞香味。

4 结论

试验系统研究了枸杞速溶粉的研制方法，通过加热、打浆、酶解、过滤、均质后得到枸杞原汁，并依据单因素试验结果对喷干工艺进行优化，确定在枸杞原汁中添加35%的麦芽糊精，调至物料质量分数40%，在进风温度140 ℃，进料流量400 mL/h的条件下进行喷雾干燥，该方法制得枸杞粉品质佳，速溶性好，出粉率可达51.72%。从优化结果来看，一是通过喷雾干燥工艺优化解决了市面上枸杞粉发黏、速溶性差等问题，并且提高了出粉率；二是利用酶解处理的生物高效性和固体饮料的便捷性，不破坏枸杞自身营养成分可在人体内充分吸收，符合食品饮料加工行业趋于多元化、健康化、绿色化的发展态势。