噴霧干燥工藝對山藥枸杞速食營養(yǎng)粉品質(zhì)的影響

張永博，王 儀，石凌鈺，楊 凡，房信勝

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東泰安 271018）

山藥為薯蕷科植物薯蕷的干燥根莖，具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和保健作用，是一種日常使用的藥食同源產(chǎn)品。中醫(yī)認(rèn)為山藥能補(bǔ)脾養(yǎng)胃、生津益肺、補(bǔ)腎澀精，可用于脾虛食少、肺虛咳喘、虛熱消渴。山藥中含有豐富的蛋白質(zhì)、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、調(diào)節(jié)脾胃、免疫等多種作用[1-2]。枸杞子是茄科植物枸杞的干燥成熟果實，也是常用的藥食同源產(chǎn)品。中醫(yī)認(rèn)為枸杞子能滋肝補(bǔ)腎、益精明目，可用于虛勞精虧、腰膝酸痛、內(nèi)熱消渴。枸杞含有豐富的多糖、黃酮、類胡蘿卜素、生物堿等營養(yǎng)成分，還含有鋰、硒等微量元素，具有抗氧化、抗腫瘤、保肝、降血糖等功效[3]。

枸杞子養(yǎng)陰益腎柔肝，山藥健脾益腎，兩者配伍有益氣養(yǎng)陰、補(bǔ)肝腎、生津止渴的功效。鑒于山藥和枸杞配伍具有的良好營養(yǎng)保健功能，將其開發(fā)成消費者可以方便食用的復(fù)合營養(yǎng)粉，為消費者提供一種既營養(yǎng)保健又便于食用的速食食品。根據(jù)前期研究，產(chǎn)品的沖調(diào)特性和口感對于產(chǎn)品是否易于被消費者接受至關(guān)重要。噴霧干燥作為一種快速干燥技術(shù)，可以有效保持產(chǎn)品的營養(yǎng)和風(fēng)味，同時使得產(chǎn)品具有很好的溶解性能[4-5]。因此，選擇噴霧干燥制備山藥枸杞營養(yǎng)粉，重點考查不同噴霧干燥條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，并通過正交設(shè)計優(yōu)化噴霧干燥條件，為山藥枸杞速食營養(yǎng)粉的制備提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山藥為薯蕷科植物山藥（Dioscorea oppositifoliaL.）的新鮮根莖；枸杞子為寧夏枸杞（Lycium barbarumL.）的成熟干燥果實。糊精（食品級，河南千志商貿(mào)有限公司提供，GB/T20884）。C20-SK2002型電磁爐、JA31002型電子天平、AUX-PB936型破壁營養(yǎng)調(diào)理機(jī)、GYB 30-6D型高壓勻質(zhì)機(jī)，北京林音科技有限公司產(chǎn)品；TENLIN-6000Y型噴霧干燥機(jī)，江蘇天翎儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 方法

1.2.1 枸杞的處理

取適量枸杞，采用水提法提取主要活性物質(zhì)，提取溫度50℃，料液比1∶30，提取時間2 h，得枸杞提取液備用[6]。

1.2.2 山藥的處理

選擇新鮮山藥為制備原料。洗凈，放入鍋中蒸熟[7]，將表皮去除干凈。根據(jù)不同的料液比在山藥中加入一定量的枸杞提取液和山藥質(zhì)量4%的糊精[8]，用破壁營養(yǎng)調(diào)理機(jī)粉碎成漿狀。

1.2.3 噴霧干燥

將山藥枸杞混合漿液于高壓均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)，然后進(jìn)行噴霧干燥。收集干燥產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)評價。以進(jìn)風(fēng)溫度、料液比和進(jìn)樣速度為考查因素，以產(chǎn)品感官評分為指標(biāo)，采用單因素試驗和正交設(shè)計試驗考查和優(yōu)化噴霧干燥條件。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計

1.2.4 感官評價

根據(jù)產(chǎn)品的食用目的，要求該產(chǎn)品用熱水沖調(diào)后能快速形成均勻的糊狀，且具有較好的口感和風(fēng)味，因此研究重點按表2中所列指標(biāo)及賦予的分值來綜合評價產(chǎn)品食用品質(zhì)。

品質(zhì)評價指標(biāo)與分值見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 進(jìn)風(fēng)溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

選擇不同的進(jìn)風(fēng)溫度（180，200，220℃）對混合漿液進(jìn)行噴霧干燥，采用的料液比均為1∶2，進(jìn)樣速度均為1 000 mL/h。收集干燥后產(chǎn)品，根據(jù)表2對產(chǎn)品進(jìn)行評分，以綜合得分高低評價不同產(chǎn)品品質(zhì)。

噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見圖1。

由圖1可知，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度200℃時，得分最高；進(jìn)風(fēng)溫度180℃時由于出現(xiàn)黏壁現(xiàn)象導(dǎo)致產(chǎn)品的外觀和口感欠佳；進(jìn)風(fēng)溫度220℃時，部分粉末有焦煳現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味和溶解性等下降。

2.1.2 料液比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

選擇不同的料液比（1∶1，1∶2，1∶3） 對混合漿液進(jìn)行噴霧干燥，采用的溫度均為200℃，進(jìn)樣速度均為1 000 mL/h。收集干燥后產(chǎn)品，根據(jù)表2對產(chǎn)品進(jìn)行評分，以綜合得分高低評價不同產(chǎn)品品質(zhì)。

噴霧干燥料液比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見圖2。

表2 品質(zhì)評價指標(biāo)與分值

圖1 噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

圖2 噴霧干燥料液比對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖2可知，當(dāng)料液比1∶2時，得分最高；料液比為1∶1時進(jìn)料困難，噴霧不順暢，出現(xiàn)黏壁，導(dǎo)致產(chǎn)品外觀和口感下降；料液比為1∶3時，水分含量高，物料不能完全干燥，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，口感下降。

2.1.3 進(jìn)樣速度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

選擇不同的進(jìn)樣速度（1 000，1 100，1 200 mL/h）對混合漿液進(jìn)行噴霧干燥，采用的溫度均為200℃，料液比均為1∶2。收集干燥后產(chǎn)品，根據(jù)表2對產(chǎn)品進(jìn)行評分，以綜合得分高低評價不同產(chǎn)品品質(zhì)。

噴霧干燥進(jìn)樣速度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 噴霧干燥進(jìn)樣速度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖3可知，當(dāng)進(jìn)樣速度1 100 mL/h時，得分最高；進(jìn)樣速度1 000 mL/h時，進(jìn)料速度過慢，使噴霧干燥速率降低，物料黏結(jié)在噴頭處，產(chǎn)品品質(zhì)欠佳；進(jìn)樣速度1 200 mL/h時，物料干燥不充分造成黏壁，導(dǎo)致產(chǎn)品口感和外觀等較差。

2.2 正交試驗

為進(jìn)一步篩選噴霧干燥條件，以進(jìn)風(fēng)溫度、料液比、進(jìn)樣速度為因素，采用L9（34）正交試驗設(shè)計，以產(chǎn)品品質(zhì)評價得分為指標(biāo)，優(yōu)化噴霧干燥條件。

正交試驗設(shè)計及結(jié)果見表3，方差分析結(jié)果見表4。

表3 正交試驗設(shè)計及結(jié)果

由表3的直觀分析可知，3個考查因素對品質(zhì)影響的大小依次是進(jìn)風(fēng)溫度、料液比和進(jìn)樣速度。方差分析結(jié)果表明，進(jìn)風(fēng)溫度、料液比、進(jìn)樣速度對產(chǎn)品品質(zhì)均有顯著性影響（p＜0.05）。綜合以上分析結(jié)果可知，噴霧干燥條件的最佳組合應(yīng)為A2B3C1，即進(jìn)風(fēng)溫度200℃，料液比1∶3，進(jìn)樣速度1 000 mL/h。進(jìn)一步驗證表明，該優(yōu)化條件下所制備的產(chǎn)品外觀色澤均勻，風(fēng)味和口感適宜，熱水沖調(diào)后能迅速形成均勻的糊狀，是一種優(yōu)良的速食營養(yǎng)保健產(chǎn)品。

表4 方差分析結(jié)果

3 結(jié)論

綜合單因素試驗和正交試驗結(jié)果得到山藥枸杞粉噴霧干燥的最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度200℃，料液比1∶3，進(jìn)樣速度1 000 mL/h。在此條件下制成的山藥枸杞粉品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富、使用方便，不僅能滿足人們的需求，而且增加了山藥、枸杞的附加值，具有廣闊的市場前景。