丹凤牡丹花蕊固体饮料配方及喷雾干燥工艺研究

张欣欣 柳宇航 宋雅停

摘要：对丹凤牡丹花蕊固体饮料加工工艺进行研究，结果表明，最优配方为丹凤牡丹花蕊浓缩液用量20 mL，白砂糖添加量8%，柠檬酸添加量0.6%;最优喷雾干燥工艺为固形物含量30%，进风温度190 ℃，进样量35 mL/h，在此条件下所得固体饮料色泽淡黄、颗粒细腻，有花蕊清香。

关键词：丹凤牡丹花蕊;固体饮料;配方;喷雾干燥

中图分类号：TS275.2      文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.01.045

Abstract：The study on the processing technology of the solid beverage of the flower core of Danfeng peony showed that the optimal formula was 20 mL concentration of the flower core of Danfeng peony，8% white granulated sugar and 0.6% citric acid. And the optimal spray drying process was solid content 30%，inlet air temperature 190 ℃，sample volume 35 mL/h. The solid drink obtained was light yellow in color，fine in grain size and its stamens were fragrant.

Key words：Danfeng peony stamen;solid beverage;formula;spray drying

0   引言

牡丹（Peaoniarockii）属毛茛科芍药属灌木，有“花中之王”的美誉。它不仅是我国最重要的观赏花卉之一，而且具有较高的食用价值，自古就有牡丹花茶、牡丹花酒和牡丹花脯等产品[1-3]，2013年卫生部认定丹凤牡丹花为新资源食品[4]。

牡丹花蕊被认为是牡丹花的精华，富含氨基酸、活性多糖、维B3、多酚和黄酮类化合物、花青素等多种成分[5-8]，具有促进消化、滋阴补肾、清火明目、润肠静心等功效[9-10]。

试验以丹凤牡丹花蕊为原料，研究了丹凤牡丹花蕊固体饮料的配方及喷雾干燥工艺，为大众提供新型消费产品的同时，进一步拓展了丹凤牡丹花蕊在食品领域中的应用。

1   材料与方法

1.1   试验材料

丹凤牡丹花蕊要求采摘无病虫害、无机械损伤的牡丹花蕊，经分拈、低温干燥、脱敏等10余道工序得到丹凤牡丹花蕊[11]，冻藏备用。

麦芽糊精、白砂糖、柠檬酸，均为市售。

1.2   试验仪器

电子天平、DFY-C-500型粉碎机，浙江省温岭市林大机械有限公司产品;RE-52A型旋转蒸发仪，上海亚荣有限公司产品;YC-015型喷雾干燥机，上海雅程仪器设备有限公司产品;78-1型磁力加热搅拌器，金坛市晶玻实验仪器厂产品;WYT型手持折光仪，南京科航实验仪器有限公司产品。

1.3   试验方法

1.3.1   工艺流程

丹凤牡丹花蕊→粉碎→过50目筛→水提→离心→旋蒸浓缩→加入原辅料调配、均质→喷雾干燥→冷却→密封包装。

（1）水提条件。在料液比为1∶30的条件下，热水提取（100 ℃）1.5 h，随后离心15 min后得牡丹花蕊水提液，于4 ℃下冷藏备用。

（2）旋蒸条件。水温60 ℃，浓缩至原体积的1/5。

（3）均质条件。在30 MPa压力下均质2次[12]。

1.3.2   喷雾干燥

根据毕秋芸[13]的研究并结合实际情况，取一定量牡丹花蕊水提液进行喷雾干燥。分别考查进风温度、进样量和固形物含量3个因素。首先固定进样量为40 L/h，固形物含量为25%，考查不同进风温度（180，190，200，210 ℃）对喷雾干燥固体粉末集粉率和含水率的影响。取进风温度在最佳值，固形物含量为25%时，考查不同进样量（35，40，45，50 L/h）对喷雾干燥固体粉末集粉率和含水率的影响。取进风温度及进样量在最佳值时，通过添加麦芽糊精调节固形物含量，考查不同固形物含量（20%，25%，30%，35%，40%）对喷雾干燥固体粉末集粉率和含水率的影响。

（1）集粉率测定。测定喷雾干燥前复合液中固形物含量，随后喷雾干燥复合液，收集喷干粉末，称其质量。

式中：Q——集粉率;

e1——收集粉末质量，g;

e2——干燥前料液中固形物含量，g。

（2）含水率测定。水分含量的测定按照GB 5009.3—2010方法进行测定。

式中：S——含水率;

C1——烘干后粉末的质量，mg;

C2——烘干前粉末的質量，mg。

1.4   生产配方

1.4.1   丹凤牡丹花蕊固体饮料配方单因素试验

取一定量牡丹花蕊浓缩液（10，15，20，25，30 mL），用水调至总体积为50 mL，添加白砂糖（2%，4%，6%，8%，10%）和柠檬酸（0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%）进行风味调节，用麦芽糊精将复合液的固形物含量调配至30%，在进风温度190 ℃，进样量35 L/h的条件下进行喷雾干燥。测定样品的感官评定值。

1.4.2   丹凤牡丹花蕊固体饮料配方正交试验

根据单因素试验结果，选取主要影响因素作为考查因素，进行L9（34）正交表正交试验优化。

正交试验因素与水平设计见表1。

1.4.3   丹凤牡丹花蕊固体饮料感官评定

通过单因素试验和正交试验确定牡丹花蕊固体饮料的最佳配方，根据最佳配方添加牡丹花蕊浓缩液、白砂糖、柠檬酸和一定固形物含量，进行喷雾干燥，将所得到的固体粉末以1∶15的比例加水冲泡。挑选10名有经验的感官评定员对产品进行评定，以固体状态（25分）、气味（25分）、液体色泽（25分）、滋味（25分）为评价标准，总分100分。

牡丹花蕊浓缩液固体饮料感官评分指标见表2。

2   结果与分析

2.1   喷雾干燥工艺优化研究

2.1.1   进风温度对喷雾干燥粉末品质的影响

进风温度对喷雾干燥粉末品质的影响见图1。

由图1可知，在180～210 ℃时，集粉率呈现先增加后减小的趋势，含水率变化由迅速降低趋于较为平缓，在190 ℃时集粉率达到最大值，且含水率处于较低水平，符合国标中规定的不高于7%，此时的温度使物料中水分充分蒸发，黏壁现象最不明显，综合考虑，选择喷雾干燥进风温度为190 ℃。

2.1.2   进样量对喷雾干燥粉末品质的影响

进样量对喷雾干燥粉末品质的影响见图2。

由图2可知，随着进样量的持续增加，集粉率不断减小[14]，含水率呈上升趋势。在进样量为35 mL/h时，集粉率最高，含水率最低。综合考虑，选择喷雾干燥进样量为35 mL/h。

2.1.3   固形物含量对喷雾干燥粉末品质的影响

固形物含量对喷雾干燥粉末品质的影响见图3。

由图3可知，随着固形物含量的增加，集粉率先增大后减小，含水率呈下降趋势。在固形物含量為30%时，集粉率最高，含水率处于较低水平，此时产品颗粒细腻，无结块现象，产品风味极佳。综合考虑，选择喷雾干燥固形物含量为30%。

综上，喷雾干燥最优工艺为进风温度190 ℃，进样量35 mL/h，固形物含量30%，此时集粉率为47.80%、含水率为0.73%，喷雾干燥效果达到最优。

2.2   丹凤牡丹花蕊固体饮料配方单因素试验

2.2.1   丹凤牡丹花蕊浓缩液用量对固体饮料品质的影响

牡丹花蕊浓缩液用量对固体饮料感官评分的影响见表3。

由表3可知，当丹凤牡丹花蕊浓缩液用量为   20 mL时，产品的综合评分最高，产品口味独特，清香甘甜，冲调后澄清透明，没有其他味道掺杂其中，饮用感觉最佳，因而确定牡丹花蕊浓缩液的用量为20 mL。

2.2.2   白砂糖添加量对固体饮料品质的影响

白砂糖添加量对固体饮料感官评分的影响见表4。

由表4可知，白砂糖添加量6%时感官评分值最高，其甜度适中，符合大多数人的口味。因而确定白砂糖的添加量为6%。

2.2.3   柠檬酸添加量对固体饮料品质的影响

柠檬酸添加量对固体饮料感官评分的影响见表5。

由表5可知，柠檬酸添加量为0.6%时，其感官评分最高，产品酸甜可口。柠檬酸添加量过低时，产品酸味不足，整体风味较差，而柠檬酸添加量过高会使产品偏酸，不符合大众口味。综合考虑，选取柠檬酸最佳添加量为0.6%。

2.3   丹凤牡丹花蕊固体饮料配方正交试验

采用正交试验对牡丹花蕊固体饮料配方进行优化。综合单因素试验结果，进一步采用正交试验优化牡丹花蕊固体饮料配方的工艺条件。

正交试验结果极差分析见表7，正交试验结果方差分析见表8。

由表7极差分析结果可知，牡丹花蕊固体饮料配方中各因素影响主次为C>A>B，即浓缩液用量>柠檬酸添加量>白砂糖添加量，最优组合为A2B3C2。

由表8方差分析结果可知，因素A，B和C对综合指标的影响显著，因此选取A2B3C2组合作为牡丹花蕊固体饮料的最佳配方。

3   结论

（1）以喷雾干燥固形物含量30%，进风温度190 ℃，进样量35 mL/h时进行丹凤牡丹花蕊复合液的精炼。

（2）以丹凤牡丹花蕊浓缩液用量20 mL，白砂糖添加量8%，柠檬酸添加量0.6%时，所得丹凤牡丹花蕊固体饮料颗粒细腻均匀、无杂质，冲调后液体呈淡黄色，澄清透明且有丹凤牡丹花蕊清香味，口感酸甜适中。

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