辣木叶干粉制备工艺中添加载体及干燥技术研究

2024-12-26张玲玲黄幼霞林水花张文州吴新泉

东南园艺 2024年6期

摘要要：【目的】以获取高品质、感官质量良好的辣木叶干粉为目的，对制备工艺进行优化。【方法】采用热风干燥法、喷雾干燥法和真空干燥法，并以可溶性淀粉、麦芽糊精、壳聚糖为载体，进行辣木叶干粉制备，以干粉得率、含水量、分散性、维生素C（Vc）保留率、超氧阴离子自由基清除率、感官综合评分为指标评价了干粉品质。【结果】以壳聚糖为载体结合喷雾干燥技术生产的辣木叶干粉，其含水量最低，分散性最好，Vc保留率和超氧阴离子自由基的清除率最高，感官综合评分最好；而以壳聚糖为载体经真空干燥生产的干粉得率最高。【结论】综合考虑辣木叶干粉成品的各项指标，推荐优先以壳聚糖为载体、采用喷雾干燥方式为制备工艺。

关键词：辣木；干粉；干燥技术；载体；品质

中图分类号：S794.9" " " " " " " " " " " " 文献标识码：A" " " " " " " " " " " " 文章编号：2095-5774（2024）06-0505-07

Study of Carrier and Drying Technology in the Preparation Process of Dry Powder

of Moringa oleifera Leaves

Zhang Lingling1，Huang Youxia1，Lin Shuihua1，Zhang Wenzhou1*，Wu Xinquan2

（1 Quanzhou Medical College，Quanzhou，Fujian 362000，China；

2" Quanzhou Quanfeng Biotechnology Co.，Ltd.，Quanzhou，Fujian 362000，China）

Abstract：【Objective】The preparation process was optimized with the aim of obtaining high quality and good organoleptic quality of dry powder of Moringa oleifera leaves. 【Method】Hot-air drying method，spray drying method and vacuum drying method with soluble starch，maltodextrin and chitosan as carrier were used for the preparation of dry powder of Moringa oleifera leaves，and the quality of the dry powder was evaluated in terms of dry powder yield，moisture content，dispersibility，vitamin C（Vc）retention，scavenging rate of superoxide anion radicals，and sensory score.【Result】 Chitosan as carrier combined with spray drying technology produced the lowest water content，the best dispersibility，the highest Vc retention and scavenging rare of superoxide anion radicals，the best sensory score of Moringa oleifera leaves dry powder；chitosan as a carrier with vacuum drying produced the highest yield of dry powder.【Conclusion】 Considering all the indexes of the finished product of Moringa oleifera leaves dry powder，it was recommended to prioritize chitosan as the carrier and spray drying as the preparation process.

Key words：Moringa olimpica；Dry powder；Drying technology；Carrier；Quality

辣木（Moringa oleifera）为辣木科辣木属的多年生植物，广泛种植于非洲、亚洲、欧洲等地，我国在云南、广西、广东、福建等省份均有大量种植。辣木生长迅速，辣木叶含有丰富营养，具有高蛋白、高纤维、高维生素、低脂等特点，辣木叶中的黄酮醇、酚酸等天然活性成分，具有抗氧化、抗癌、抑菌、降血糖等功效，适于深加工开发成各种功能性食品［1-5］。辣木叶的采摘季节性强，采摘后易腐烂、保存期短。将辣木叶制备成细粉，有助于辣木叶保持更长时间的稳定，拓宽其利用的可能性，减少运输费用，并且可以作为多种食品的增补材料。

普通的自然晾晒与制粉加工技术，会不可避免地引起原料的活性成分损失、色泽劣变等问题。尽管已有研究涉及干燥处理对辣木叶品质和其营养活性成分的影响［6-8］，但对添加载体进行干燥的研究仍较为稀缺，有关作用效果有待阐明。选择经济高效的保存方法越来越被关注，辣木叶干粉制成后可跟其他辅料复配制成各种功能食品，国内市场上辣木叶深加工产品很多，包括颗粒剂、片剂、饮料、果酱等［9-11］。但多采用直接干燥后粉碎制得，并未添加载体，该法导致原始材料的营养成分损失较多［7-8，12］。因此，寻找一种既能够保持辣木叶原始营养价值、便于储存，又具有合理成本的深加工技术显得尤为重要。辣木还有低分子的糖，在制备成辣木叶粉末后有易吸湿、粘稠等问题，往往需要对产品进一步制成胶囊或真空包装等处理。从报道的文献发现，麦芽糊精、可溶性淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）、壳聚糖等大分子物质，对各种营养物质保护和降低干粉吸湿性均有一定作用［13-15］。因此，本研究在综合考虑试验条件、制备成本和干燥效果等因素后，选定了热风干燥、真空干燥和喷雾干燥这3种方法［16-17］，并以麦芽糊精、可溶性淀粉、壳聚糖等3种材料作为添加载体，研究辣木叶干粉的最佳干燥工艺。再以干粉得率高、含水量低、分散时间短、Vc保留率高、超氧阴离子自由基的清除率最高、感官综合评分高为标准，综合评价辣木叶干粉品质，为辣木叶的开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试材料为辣木鲜叶，即已生长4～6周的健康成熟叶片，2023年6月采摘于福建省泉州市永春县苏坑镇。试验试剂有亚硫酸氢钠、Vc、麦芽糊精、偏磷酸、草酸、碳酸氢钠、2，6-二氯靛酚（分析纯，西陇化工有限公司）；壳聚糖（脱乙酰度≥90%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；抗超氧阴离子自由基测定试剂盒（南京建成生物工程研究所）。

1.2 主要仪器设备

DS1高速组织捣碎机（无锡沃新仪器有限公司）；A590双光束紫外可见分光光度计（翱艺仪器上海有限公司）；JA12002电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）；DHG-9140A电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；DZF-6050AB真空干燥箱（邦西仪器科技上海有限公司）；BIOQ-8005型喷雾干燥机（汇和堂生物工程设备上海有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 辣木鲜叶预处理

辣木鲜叶清洗擦干后，于0.15%亚硫酸氢钠溶液浸泡30 min护色，再擦干后按照叶水比14用组织捣碎机捣碎，打浆，40目过筛［18］，得辣木叶汁液，备用。

1.3.2 添加不同载体

取辣木叶汁液，分别添加可溶性淀粉、麦芽糊精、壳聚糖作为载体，添加量为辣木叶汁液的10%［14］，充分搅拌混匀，取混合液置于培养皿中，厚度控制在3～4 mm，防止结块，每一载体做3组平行试验，以不添加载体的辣木叶汁液作为空白对照。

1.3.3 不同干燥技术处理

试验采用3种干燥方法。热风干燥法，将样品置于60℃电热鼓风干燥箱中干燥，摇动样品1次/h，以免样品粘在培养皿壁上不易取得，干燥5 h后，分别密封收集；真空干燥法，样品置于真空干燥箱中，干燥温度为45℃，真空度0.1 Mpa，干燥5 h后分别密封收集；喷雾干燥法，样品置于喷雾干燥机中，进风温度160℃，进料流量为20 mL/min，干燥5 h后分别密封收集。产品收集完成后，置于4℃冰箱中冷藏备用［7，18］。

1.4 辣木叶干粉质量评价

1.4.1 各指标测定方法

先测定辣木叶干粉的得率，得率（%）=（干燥后的辣木叶干粉质量-载体加入质量）/辣木鲜叶质量×100%；再按照《GB/T 5009.3 食品中水分的测定》测定干粉的含水量；干粉的分散性测定参考姚兆奇等［13］方法，称取10 g制备辣木叶粉，散投于装有250 mL水的烧杯中，水温维持25℃，记录恒温磁力搅拌器开始搅拌直至粉末完全分散所需的时间，时间越短代表分散性越好。

辣木叶干粉的Vc保留率测定采用2，6-二氯靛酚滴定法，参照《GB 5009.86-2016 食品中抗坏血酸的测定》；超氧阴离子自由基清除率采用试剂盒测定，参照张文州等［19］的方法，以蒸馏水作为A0，超氧阴离子自由基清除率A（%）=（A0-A样品）/A0 × 100%。

1.4.2感官质量比较

采用综合评分法，以色泽、气味、形态、口感等4个指标对辣木叶干粉作感官质量评价指标（表1），评分采用百分制，每个指标各占25分。

1.5数据处理

使用Excel 2019进行数据处理，应用SPSS 25软件单因素ANOVA检验方法进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣木叶干粉得率、含水量及分散性的影响

不同处理对辣木叶干粉的得率、含水量及分散性变化情况见表2。

真空干燥技术下添加3种载体制备的干粉平均得率显著高于喷雾干燥技术的平均干粉得率，而与热风干燥技术的平均干粉得率呈不显著性差异。真空干燥技术添加壳聚糖的干粉得率最高，但与该干燥技术下添加可溶性淀粉、麦芽糊精以及热风干燥方式添加壳聚糖载体制备的干粉得率差异不显著。表明选择以真空干燥技术下添加壳聚糖作为辣木叶干粉得率最高的方式。

采用喷雾干燥技术添加3种载体制备的干粉平均含水量最低，显著低于热风干燥方式的平均干粉含水量而与真空干燥方式的平均干粉含水量呈不显著性差异。不同干燥技术下添加的可溶性淀粉、麦芽糊精及壳聚糖等载体制备的干粉含水量均显著低于不添加载体的空白对照，表明3种载体的添加均能有效降低干粉的含水量。采用喷雾干燥技术添加壳聚糖制备的干粉含水量最低，但是与喷雾干燥技术下添加其他载体以及采用真空干燥技术下添加壳聚糖制备的干粉含水量差异不显著。因此采用以喷雾干燥技术下添加壳聚糖获得干粉含水量最低的方案。

辣木叶干粉的分散性是评价其直接冲泡饮用品质的重要指标，试验结果表明采用喷雾干燥技术制备的干粉平均分散时间最小，且显著低于热风干燥及真空干燥技术下的分散时间。喷雾干燥技术添加壳聚糖载体制备的干粉分散时间最短，但与添加麦芽糊精无显著性差异，与其他处理差异显著。表明选择以喷雾干燥技术下添加壳聚糖作为干粉分散性最好的方法。

2.2 不同处理对辣木叶干粉Vc保留率、超氧阴离子自由基清除率及感官评价的的影响

不同处理对辣木叶干粉Vc保留率、超氧阴离子自由基清除率及感官评价的结果见表3。采用喷雾干燥技术制备的干粉平均Vc保留率最高，显著高于真空干燥及热风干燥技术的平均Vc保留率。在喷雾干燥技术下添加壳聚糖载体的干粉Vc保留率最高，达到57.00%，但与添加可溶性淀粉的干粉Vc保留率差异不显著，与其他处理差异显著。采用选择以喷雾干燥技术下添加壳聚糖作为辣木叶干粉Vc保留率最高的手段。

以喷雾干燥和真空干燥技术添加不同载体的干粉平均超氧阴离子自由基清除率显著高于热风干燥技术的平均清除率。采用3种干燥技术下添加的可溶性淀粉、麦芽糊精及壳聚糖等载体制备的干粉的超氧阴离子自由基清除率均显著高于不添加载体的空白对照，说明3种载体的添加均能有效提高干粉的超氧阴离子自由基清除率。采用喷雾干燥方式添加壳聚糖载体的效果尤为显著，其清除率高达66.02%，显著高于其他处理。因此采用以喷雾干燥技术下添加壳聚糖作为辣木叶干粉超氧阴离子自由基清除率最高的方式。

采用喷雾干燥方式添加3种载体所制得的干粉感官综合得分均超过90分，且显著高于其他处理，添加壳聚糖的喷雾干燥方式所得的干粉分数最高，但与喷雾干燥模式下添加其他载体的分数差异不显著。表明选择以喷雾干燥技术下添加壳聚糖作为辣木叶干粉感官综合得分最好的方式。

3 小结与讨论

本研究试验表明以壳聚糖为载体结合喷雾干燥技术生产的辣木叶干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧阴离子自由基的清除率最高、感官综合评分最好；以壳聚糖为载体经真空干燥生产的干粉得率最高。本研究综合考虑了不同干燥方式下添加不同载体对辣木叶干粉品质的影响。3种干燥方式中，采用喷雾干燥所制备的干粉的整体含水量最低而热风干燥最高，该结果与江润生等［20］一致，可能由于热风干燥时干粉表面会形成硬壳，阻碍内部水分的迁移和蒸发，使得内部水分难以完全去除，真空干燥有利于水分蒸发，而喷雾干燥将液态物料雾化成小颗粒，与热空气接触面积大，干燥速度快，能迅速蒸发水分，因此干粉的含水量通常较低；整体看采用热风干燥和真空干燥制备的干粉得率明显高于喷雾干燥，这可能是由于喷雾干燥方式的粉末残留损失较大导致得率较低，这与雷湘兰等［18］的结果一致；采用喷雾干燥制备的干粉分散时间最短，分散性最好，可能是由于喷雾干燥的干燥温度相对低，干燥速度快，减少颗粒间由于高温导致的团聚现象，而真空干燥过程较慢，导致发生团聚影响分散，热风干燥温度较高表面出现硬壳，团聚现象严重，分散时间最长，该结果与雷湘兰等［18］一致；采用热风干燥方式制备的干粉的Vc保留率最低，刘光鹏等［21］指出热风干燥增加了Vc受高温和长时间干燥的影响而产生分解；采用喷雾干燥和真空干燥方式制备的干粉的超氧阴离子自由基清除率较高，推测是因为温和的干燥条件减少了自由基的生成和抗氧化成分的分解，该结果与江润生等［20］一致；采用喷雾干燥添加不同载体的干粉感官综合得分均较高，干粉较松散，色泽较均匀，有轻微的辣木香味、无堆积、综合口感好，而热风干燥下干粉可能由于温度较高，时间较长，干粉较紧实、部分甚至出现轻微结块，颜色较暗、气味较淡，导致最后的得分较低。该结果与雷湘兰等［18］研究佛手瓜粉的感官评价结果一致。

本试验表明可溶性淀粉、麦芽糊精及壳聚糖等载体制备的干粉效果均优于空白对照试验，林西等［14］、Chakraboty等［15］也指出添加载体能有效提高干粉的品质。壳聚糖作为载体的喷雾干燥方式制备的干粉含水量最低、分散性最好、Vc保留率和超氧阴离子自由基清除率及感官得分均最高；干粉得率最高的为壳聚糖作为载体的真空干燥方式，这可能是源于壳聚糖独特的结构特征和性

能［22-23］：壳聚糖是一种天然高分子聚合物具有较强的吸湿性和保水性，有助于干燥过程中的水分传递，使得干燥更加彻底，因此最终干粉的含水量最低；它具有较高的粘度和成膜性，防止辣木叶成分在干燥过程中损失从而提高干粉的得率；在干燥过程中壳聚糖的加入可能改变了辣木叶干粉颗粒的表面性质、提高溶解性和亲水性、减少颗粒间的结合力以及改善流变学特性等因素，导致干粉的分散时间最短；它能通过形成保护性的凝胶状结构，在干燥过程中保护维生素C和其他敏感成分，进一步提高超氧阴离子自由基清除率；它能够在干燥过程中保护辣木叶干粉不受光照和氧气的影响有效保持色泽，促进干粉形成均匀的颗粒，其成膜性减少香气成分的流失，其吸湿性和溶解性有助于干粉在口中快速溶解从而提升口感。而可溶性淀粉和麦芽糊精这两种载体在这些方面效果均弱于壳聚糖［24-25］。

综合考虑干粉各项指标，本试验优先以壳聚糖为载体，采用喷雾干燥方式制备辣木叶干粉。但考虑到喷雾干燥设备成本较高，且干粉粘附在设备内壁上造成得率损失，该方法更适合大规模生产。后续将通过进一步优化干燥处理参数，提高辣木叶干粉质量，获得更高品质的产品。

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（责任编辑：钟海丰）

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2024.06.008