喷雾干燥工艺对山药枸杞速食营养粉品质的影响

2019-12-27张永博石凌钰房信胜

农产品加工 2019年24期

张永博，王仪，石凌钰，杨凡，房信胜

（山东农业大学农学院，山东泰安 271018）

山药为薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎，具有丰富的营养物质和保健作用，是一种日常使用的药食同源产品。中医认为山药能补脾养胃、生津益肺、补肾涩精，可用于脾虚食少、肺虚咳喘、虚热消渴。山药中含有丰富的蛋白质、氨基酸、淀粉、多糖、皂苷等成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、调节脾胃、免疫等多种作用[1-2]。枸杞子是茄科植物枸杞的干燥成熟果实，也是常用的药食同源产品。中医认为枸杞子能滋肝补肾、益精明目，可用于虚劳精亏、腰膝酸痛、内热消渴。枸杞含有丰富的多糖、黄酮、类胡萝卜素、生物碱等营养成分，还含有锂、硒等微量元素，具有抗氧化、抗肿瘤、保肝、降血糖等功效[3]。

枸杞子养阴益肾柔肝，山药健脾益肾，两者配伍有益气养阴、补肝肾、生津止渴的功效。鉴于山药和枸杞配伍具有的良好营养保健功能，将其开发成消费者可以方便食用的复合营养粉，为消费者提供一种既营养保健又便于食用的速食食品。根据前期研究，产品的冲调特性和口感对于产品是否易于被消费者接受至关重要。喷雾干燥作为一种快速干燥技术，可以有效保持产品的营养和风味，同时使得产品具有很好的溶解性能[4-5]。因此，选择喷雾干燥制备山药枸杞营养粉，重点考查不同喷雾干燥条件对产品品质的影响，并通过正交设计优化喷雾干燥条件，为山药枸杞速食营养粉的制备提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山药为薯蓣科植物山药（Dioscorea oppositifoliaL.）的新鲜根茎；枸杞子为宁夏枸杞（Lycium barbarumL.）的成熟干燥果实。糊精（食品级，河南千志商贸有限公司提供，GB/T20884）。C20-SK2002型电磁炉、JA31002型电子天平、AUX-PB936型破壁营养调理机、GYB 30-6D型高压匀质机，北京林音科技有限公司产品；TENLIN-6000Y型喷雾干燥机，江苏天翎仪器有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 枸杞的处理

取适量枸杞，采用水提法提取主要活性物质，提取温度50℃，料液比1∶30，提取时间2 h，得枸杞提取液备用[6]。

1.2.2 山药的处理

选择新鲜山药为制备原料。洗净，放入锅中蒸熟[7]，将表皮去除干净。根据不同的料液比在山药中加入一定量的枸杞提取液和山药质量4%的糊精[8]，用破壁营养调理机粉碎成浆状。

1.2.3 喷雾干燥

将山药枸杞混合浆液于高压均质机中均质，然后进行喷雾干燥。收集干燥产品进行品质评价。以进风温度、料液比和进样速度为考查因素，以产品感官评分为指标，采用单因素试验和正交设计试验考查和优化喷雾干燥条件。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.2.4 感官评价

根据产品的食用目的，要求该产品用热水冲调后能快速形成均匀的糊状，且具有较好的口感和风味，因此研究重点按表2中所列指标及赋予的分值来综合评价产品食用品质。

品质评价指标与分值见表2。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 进风温度对产品品质的影响

选择不同的进风温度（180，200，220℃）对混合浆液进行喷雾干燥，采用的料液比均为1∶2，进样速度均为1 000 mL/h。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥进风温度对产品品质的影响见图1。

由图1可知，当进风温度200℃时，得分最高；进风温度180℃时由于出现黏壁现象导致产品的外观和口感欠佳；进风温度220℃时，部分粉末有焦煳现象，导致产品风味和溶解性等下降。

2.1.2 料液比对产品品质的影响

选择不同的料液比（1∶1，1∶2，1∶3）对混合浆液进行喷雾干燥，采用的温度均为200℃，进样速度均为1 000 mL/h。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥料液比对产品品质的影响见图2。

表2 品质评价指标与分值

图1 喷雾干燥进风温度对产品品质的影响

图2 喷雾干燥料液比对产品品质的影响

由图2可知，当料液比1∶2时，得分最高；料液比为1∶1时进料困难，喷雾不顺畅，出现黏壁，导致产品外观和口感下降；料液比为1∶3时，水分含量高，物料不能完全干燥，导致产品出现结块现象，口感下降。

2.1.3 进样速度对产品品质的影响

选择不同的进样速度（1 000，1 100，1 200 mL/h）对混合浆液进行喷雾干燥，采用的温度均为200℃，料液比均为1∶2。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥进样速度对产品品质的影响见图3。

图3 喷雾干燥进样速度对产品品质的影响

由图3可知，当进样速度1 100 mL/h时，得分最高；进样速度1 000 mL/h时，进料速度过慢，使喷雾干燥速率降低，物料黏结在喷头处，产品品质欠佳；进样速度1 200 mL/h时，物料干燥不充分造成黏壁，导致产品口感和外观等较差。

2.2 正交试验

为进一步筛选喷雾干燥条件，以进风温度、料液比、进样速度为因素，采用L9（34）正交试验设计，以产品品质评价得分为指标，优化喷雾干燥条件。

正交试验设计及结果见表3，方差分析结果见表4。

表3 正交试验设计及结果

由表3的直观分析可知，3个考查因素对品质影响的大小依次是进风温度、料液比和进样速度。方差分析结果表明，进风温度、料液比、进样速度对产品品质均有显著性影响（p＜0.05）。综合以上分析结果可知，喷雾干燥条件的最佳组合应为A2B3C1，即进风温度200℃，料液比1∶3，进样速度1 000 mL/h。进一步验证表明，该优化条件下所制备的产品外观色泽均匀，风味和口感适宜，热水冲调后能迅速形成均匀的糊状，是一种优良的速食营养保健产品。