一种辅助降血糖固体饮料的工艺研究
2022-08-15陈美链林小晖周晓珊胡汉亮刘淑燕
◎ 陈美链,林小晖,周晓珊,胡汉亮,刘淑燕
(1.漳州科技职业学院 茶与食品科技学院,福建 漳浦 363202;2.漳州天康检测技术有限公司,福建 漳浦 363202;3.漳州市休闲食品研究院,福建 漳浦 363202)
糖尿病是一种慢性、复杂的代谢性疾病,对人体健康造成了严重威胁,目前已出现一些关于辅助降血糖的液体饮料,但固体饮料的研究较少,与液体饮料对比,固体饮料具有体积小、质量轻、便于运输和存放、方便携带以及饮用方便等优点[1-2]。本文参考现代药理研究,从中药宝库中筛选出天然食用植物,选用黄芪、黄精、玉竹、知母、地骨皮、山药、泽泻和乌梅8种原料,开发出一款辅助降低血糖的固体饮料。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
黄芪、黄精、玉竹、知母、地骨皮、山药、泽泻和乌梅,四川千方中药饮片有限公司;麦芽糊精,河北万利达生物科技有限公司;木糖醇,南京甘汁园糖业有限公司;柠檬酸(食品级),河南万邦化工有限公司。
1.2 仪器与设备
SD-001喷雾干燥机,无锡市禾明干燥设备有限公司;HZK-FA210电子天平,福州华志科学仪器有限公司;PHSJ4A型pH计,上海雷磁仪器公司;WGLL-230BE烘箱,天津泰斯特科技有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
固体饮料工艺流程为:原料选择、称取→清洗→加热提取→过滤→调配→浓缩→喷雾干燥→造粒→成品。
1.3.2 单因素试验
(1)进风温度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。以进风温度为变量,进料流量为20 mL·min-1,进料浓度为20%、给气量为80%的条件下,分别研究140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃和220 ℃的进风温度对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[3]。
(2)进料流量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在最优进风温度的条件下,分别设置进料流量为10 mL·min-1、15 mL·min-1、20 mL·min-1、25 mL·min-1和30 mL·min-1,考查不同进料流量对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[4]。
(3)进料浓度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在最优进风温度和进料流量的条件下,将进料浓度分别设置为10%、20%、30%、40%和50%,研究不同进料浓度对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[5]。
(4)不同给气量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在前3个单因素试验的基础上,分别调节给气量为60%、70%、80%、90%和95%,考查不同给气量对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[6]。
1.3.3 正交试验
在单因素试验的基础上,以产品的出粉率为评价指标,选择进风温度、进料流量、进料浓度和给气量4个因素,设计4因素3水平正交试验,优化辅助降血糖固体饮料的喷雾干燥工艺。
1.3.4 指标测定与方法
(1)水分含量的测定。参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》(GB/T 5009.3—2016)对辅助降血糖固体饮料水分含量进行测定。
(2)出粉率的测定[3]。固体饮料出粉率的计算公式为:
式中:m1为喷雾干燥后辅助降血糖固体饮料粉末的质量,g;m2为喷雾干燥前浓缩液的质量,g。
(3)感官状态。观察喷雾干燥后干燥塔内部是否出现黏壁情况,喷雾干燥后的固体饮料粉末粗细情况、是否有结块、糊焦状态,并从色泽、气味、滋味等方面进行综合评价[7-8]。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
2.1.1 进风温度对辅助降血糖固体饮料出粉率及感官状态的影响
由图1和表1可知,随着进风温度的升高,产品的出粉率先增高后下降,温度180 ℃时,产品的出粉率最高;而产品的水分含量随着温度的增高呈现先下降后增加的趋势。温度较低时,降血糖溶液无法在塔内完全干燥,故产品的水分含量高,黏壁情况严重,出粉率低,但温度过高产品的焦糊现象严重,色泽差,综合考虑,选择180 ℃作为最佳的进风温度。
表1 进风温度对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表
2.1.2 进料流量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官品质的影响
由图2和表2可知,出粉率随着进料流量的升高呈先增加后下降的趋势,水分含量与进料流量呈正相关关系,是因为进料流量过高时产品在干燥塔内无法与热风充分接触,导致干燥过程黏壁情况严重,水分含量较高,出现结块色泽不好等情况,综合考虑,最佳进料流量为20 mL·min-1。
表2 进料流量对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表
2.1.3 进料浓度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响
由图3和表3可知,出粉率随进料浓度的升高呈先增加后下降的趋势,进料浓度为30%时出粉率达到最高值,水分含量随进料浓度的增加而增加,产品的感官状态在进料浓度为30%时评价最好,综合考虑,最佳进料浓度为30%。
表3 进料浓度对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表
2.1.4 不同给气量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响
由图4和表4可知,给气量较小时,料液在干燥器内部干燥不充分,导致产品的出粉率较低,水分含量高,随着给气量的增加,浓缩液与热风接触的机会变多,产品的干燥效果好,出粉率也提高,但是给气量太大时,产品的黏壁情况严重,感官状态差,综合考虑,最佳给气量为80%。
表4 不同给气量对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表
2.2 正交试验结果与分析
在单因素试验的基础上,以产品的出粉率为评价指标,对进风温度、进料流量、进料浓度和给气量4个因素设计4因素3水平正交试验,正交试验结果见表5。影响辅助降血糖固体饮料出粉率的主要顺序为A>D>B>C,即进风温度>给气量>进料流量>进料浓度。辅助降血糖固体饮料的最佳喷雾干燥工艺是A2B2C1D2,即进风温度为180 ℃,进料流量为20 mL·min-1,进料浓度为25%,给气量为80%。对最佳组合进行3次验证试验,所得到的辅助降血糖固体饮料粉末香气柔和无糊焦味,色泽均匀呈褐色,平均出粉率为21.22%,水分含量为5.21%。
表5 辅助降血糖固体饮料正交试验结果表
3 结论
本试验以黄芪、黄精、玉竹等8种原料,通过加热提取、浓缩、喷雾干燥、造粒等工艺,在单因素试验的基础之上设计正交试验,确定了辅助降低血糖固体饮料的最佳工艺参数,从而开发出一款体积小、质量轻、方便携带运输与饮用,同时又具有降低血糖的固体保健饮料。