干燥方法對(duì)石榴果粉品質(zhì)特性的影響-第1篇

1、 干燥方法對(duì)石榴果粉品質(zhì)特性的影響 張艷俠張立華孫東東等Summary： 為了給石榴果粉規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)，分析比較了微波干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥所制石榴果粉的品質(zhì)特性，還比較了以麥芽糊精、可溶性淀粉、-環(huán)糊精作為助干劑的干燥效果。結(jié)果表明：麥芽糊精的助干效果最好；噴霧干燥的石榴果粉出粉率（20%）較高，分散時(shí)間（92 s）較短，容重（0 30 g/mL）、含水率（1 63%）較低，僅流動(dòng)性（休止角65）較差?？傮w看出，噴霧干燥制得的石榴果粉品質(zhì)特性更優(yōu)，有利于保持石榴的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值。Key： 石榴果粉；干燥方法；品質(zhì)特性：TS255 36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A：1002-1302（201

2、5）08-0269-03石榴為石榴科石榴屬的落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)伊朗、阿富汗等地區(qū)，相傳為西漢張騫出使西域時(shí)引入中國。石榴果實(shí)含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、多種氨基酸和人體必需的元素如K、Ca、Mg、Na 等，此外還含有Cu、Fe、Zn等微量元素、多種維生素 1。石榴含11%14%糖、0 4%1 0%果酸、79%水分，維生素C含量是蘋果、梨的12倍，在各種水果中十分突出；石榴籽粒有御饑療渴、解酲止醉、生津化食、解毒、止瀉、抗癌、抗衰老等多種功效。果粉是將各種水果經(jīng)干燥處理脫水、粉碎后制得的粉末狀物質(zhì)，具有既保持原有營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)，又有利于人體消化吸收的特點(diǎn)。近年來，由于果粉具有天然營養(yǎng)、

3、易使用、易儲(chǔ)運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)，已成為果蔬加工的熱點(diǎn)之一 2-5。隨著食品工業(yè)科技的發(fā)展，果蔬產(chǎn)品的干燥方法也愈來愈多，從早期自然干燥、熱風(fēng)干燥，到現(xiàn)在的微波干燥、噴霧干燥、真空冷凍干燥等。自然干燥方法受人為因素、自然條件的影響較大，干燥品質(zhì)難以保證 6。熱風(fēng)干燥是最常用的干燥方式，溫度梯度、水分梯度是呈反向變化的，越接近干燥后期，物料水分越難以蒸發(fā)，干燥時(shí)間越長，能量的消耗也就越大，且熱風(fēng)干燥的速度較慢，時(shí)間較長 7。微波干燥是現(xiàn)在一種新型的干燥方法，微波干燥的優(yōu)點(diǎn)為干燥速度快、物料干燥均勻、干燥過程中物料不易結(jié)殼、能量利用效率高、投資較少；缺點(diǎn)是如果操作不當(dāng)，微波干燥后的物料質(zhì)量比較低 8。真空冷凍

4、干燥是通過升華作用從凍結(jié)的物料中除去水分或其他溶劑的過程，具有保持產(chǎn)品的原有活性、外觀、色澤、形態(tài)，以及樣品溶解速度快、殘余水分較低等特點(diǎn)，是獲得高品質(zhì)生物制品的干燥方法 9。噴霧干燥最適合富含熱敏性營養(yǎng)元素的果蔬汁的加工，同時(shí)由于干燥過程中物料受熱時(shí)間短、料溫低，果蔬的營養(yǎng)成分與風(fēng)味能得到很好的保留，而且產(chǎn)品顆粒度小而均勻，具有很好的分散性和速溶性。因此，噴霧干燥的產(chǎn)品既可以直接沖飲，又可以作為復(fù)合食品配料，具有很大優(yōu)勢 10。目前石榴已被加工成果汁、果醋、果酒等產(chǎn)品，而有關(guān)石榴果粉的報(bào)道較少。本研究采用噴霧干燥、微波干燥、真空冷凍干燥法制備石榴果粉，并比較它們的物理特性，探討石榴果粉的最佳

5、加工方法，以期為石榴果粉的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。1 材料與方法1 1 試驗(yàn)材料石榴原汁由棗莊一家果汁公司提供；麥芽糊精、可溶性淀粉、-環(huán)糊精均為食品級(jí)。LM1 2 干燥方法1 2 1 石榴果汁預(yù)處理 量取一定量的石榴原汁置于燒杯中，按照一定的比例（20%、30%、40%、50%）加入助干劑（麥芽糊精、可溶性淀粉、-環(huán)糊精），用玻璃棒攪勻后放入 KL-GJJ 均質(zhì)機(jī)（上?？苿跈C(jī)械設(shè)備有限公司）中均質(zhì)處理 4 min，然后采用不同的方式干燥。1 2 2 微波干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁分裝于搪瓷盆中，石榴汁的厚度1 01 5 cm，放入KH-3HMOA微波果蔬脫水機(jī)（山東科弘微波能有限

6、公司）中干燥，為了防止微波加熱受熱過度，試驗(yàn)采用間歇式干燥法，即微波處理4 min，間歇1 min，如此反復(fù)，干燥總時(shí)間為16 min。待冷卻后用研缽研磨粉碎，得到果粉。1 2 3 真空冷凍干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁倒入不銹鋼盆中，石榴汁的厚度1 01 5 cm，首先預(yù)凍4 h，然后置于LGJ-18S真空冷凍干燥機(jī)（河南兄弟儀器設(shè)備有限公司）中冷凍干燥，樣品溫度為-43 ，冷阱溫度為-66 ，真空度為4 9 Pa，時(shí)間22 h，將樣品研磨粉碎即得石榴果粉。1 2 4 噴霧干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁用SD-1000小型噴霧干燥機(jī)（深圳市科力易翔儀器設(shè)備有限公司）干燥，噴霧干燥進(jìn)口溫度為180

7、 ，出口溫度為80 ，熱空氣進(jìn)量0 8 m3/min，高壓氣體壓力180 kPa。干燥完畢收集果粉。1 3 石榴果粉相關(guān)指標(biāo)測定1 3 1 果粉色澤測定 采用 HP-2132 型便攜式色差儀測定L 值（亮度值）、a 值（紅綠光區(qū)色值）、b 值（黃藍(lán)光區(qū)色值） 11。1 3 2 出粉率計(jì)算 石榴果粉的出粉率計(jì)算公式為：出粉率=（干燥后果粉質(zhì)量-助干劑質(zhì)量）/石榴原汁質(zhì)量100% 12。1 3 3 流動(dòng)性測定 將漏斗固定在鐵架臺(tái)上適當(dāng)?shù)母叨?，讓果粉從漏斗流下形成圓錐形，至漏斗底部出口與形成果粉圓錐的頂部相接觸為止，然后測定果粉堆積圓錐的半徑r與圓錐的高度h，以h與r的比值作為正切值來計(jì)算休止角 1

8、3，相關(guān)公式為：JZtan=h/r。1 3 4 容重測定 容重指的是單位體積的質(zhì)量，具體測量方法 14：使用量筒量取一定量的果粉，再用分析天平稱量，計(jì)算出果粉的容重，多次測量取平均值。1 3 5 分散性測定 在1個(gè)50 mL的燒杯中加入25 mL蒸餾水，精確稱取1 g石榴果粉撒布于水面上，使用恒溫磁力攪拌器攪拌，記錄從攪拌開始到果粉結(jié)塊完全溶解的時(shí)間 15。 1 3 6 含水率測定 稱取10 g石榴果粉，放在SC69-02C水分快速測定儀（上海萬衡精密儀器有限公司）中測定含水率，分度值為0 05%，直接讀取穩(wěn)定時(shí)的刻度數(shù)，即樣品含水率。2 結(jié)果與分析2 1 不同助干劑的效果比較適當(dāng)使用助干劑能

9、加快果粉干燥的速度，不同的果粉在制備時(shí)應(yīng)該選用合適的助干劑，本研究比較了使用40%麥芽糊精、40%可溶性淀粉、40% -環(huán)糊精的效果。由表1可見，麥芽糊精在石榴汁中有很好的溶解性，石榴汁原有的色澤、氣味保持不變，干燥后容易粉碎；可溶性淀粉也能溶于石榴汁，但是石榴汁顏色變?yōu)槿榘咨?，還散發(fā)出一種腐敗氣味，干燥過程中可溶性淀粉會(huì)析出，干燥后為韌性很強(qiáng)的膠狀物，很難粉碎；-環(huán)糊精不易溶于石榴汁，混勻后也有腐敗氣味，干燥后不易粉碎。結(jié)果表明，可溶性淀粉、-環(huán)糊精都不適合作為制備石榴果粉的助干劑，這2種助干劑可能與石榴汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的味道，因此選擇麥芽糊精作為助干劑。2 2 助干

10、劑用量選擇為了確定合適的助干劑用量，本研究采用噴霧干燥方法比較了比例為20%、30%、40%、50%麥芽糊精的干燥效果，著重考察石榴果粉的色澤和黏壁程度。由表2可見，不同用量的助干劑所制果粉的亮度（L 值）差異顯著，助干劑用量越少，所制果粉的亮度越高，20%的助干劑所制果粉的色澤最鮮艷，因?yàn)橹蓜┯昧看髸?huì)掩蓋果粉原有的色澤；a 、b 值的差異不顯著，但助干劑用量少會(huì)增加黏壁程度，20%的助干劑在噴霧干燥倉內(nèi)壁上黏壁現(xiàn)象嚴(yán)重，隨助干劑用量增加，黏壁程度減輕。綜合考慮2個(gè)方面因素，選擇30%比例的助干劑。2 3 不同干燥方法的基本效果由于果蔬材料的特性不同，應(yīng)選用合適的干燥方法，因此比較了3種常用

11、方法對(duì)石榴果粉干燥的一般效果，麥芽糊精的比例均為30%。由表3可知，微波干燥法對(duì)于設(shè)備的要求不高，容易操作，采用間歇式干燥方法，所需時(shí)間短，粉碎后果粉流動(dòng)性好，因此是比較理想的干燥方法；噴霧干燥法對(duì)設(shè)備要求精細(xì)，操作起來比較容易，用時(shí)較短，約0 5 h完成1次干燥過程，而且直接成粉不需粉碎，果粉顆粒細(xì)膩均一，為最佳的干燥方法；真空冷凍干燥法是干燥時(shí)間最長的干燥方法，處理26 0 h干燥仍不徹底，對(duì)設(shè)備的要求也高，粉碎后的果粉易吸潮，該干燥方法不適于石榴果粉的干燥。因此，本研究下一步僅比較了微波干燥、噴霧干燥法2種方法所制石榴果粉的物理特性。2 4 不同干燥方法對(duì)石榴果粉出粉率的影響出粉率越高表

12、示成本越低，同量的石榴汁則能夠得到更多的果粉，所以選擇干燥方法時(shí)一定要考慮出粉率。由表4可知，微波干燥的出粉率約為17%，而噴霧干燥的出粉率為20%，微波干燥的出粉率明顯低于噴霧干燥，從生產(chǎn)成本考慮，噴霧干燥優(yōu)于微波干燥。2 5 不同干燥方法對(duì)流動(dòng)性的影響從表4可以看出，不同干燥方法制得的石榴果粉流動(dòng)性有顯著差異，微波干燥的休止角約為55左右，而噴霧干燥的果粉休止角約為65左右，說明微波干燥的果粉流動(dòng)性要好于噴霧干燥的果粉。干燥方法對(duì)果粉的顆粒度和比表面積都有一定的影響，噴霧干燥的果粉顆粒是在噴霧過程中直接形成的，未經(jīng)二次粉碎，果粉顆粒間黏聚力大，因此流動(dòng)性相對(duì)較差。2 6 不同干燥方法對(duì)容重

13、的影響容重是指單位體積果粉的質(zhì)量，由表4可知，用2種方法制得的石榴果粉容重差異顯著：微波干燥所制果粉容重約為0 67 g/mL，而噴霧干燥所制果粉容重約為0 30 g/mL?？赡苁菄婌F干燥的果粉顆粒之間含有大量的空隙，果粉顆粒之間比較蓬松，使其容重較低。2 7 不同干燥方法對(duì)分散性的影響分散性是決定果粉溶解性的關(guān)鍵指標(biāo)，如果分散時(shí)間短，說明果粉溶解性好，不容易在水中結(jié)塊，能夠快速地在水中均勻擴(kuò)散。由表4可知，噴霧干燥的果粉分散時(shí)間約為92 s，而微波干燥的果粉分散時(shí)間約為130 s。這說明噴霧干燥的果粉顆粒間空隙適中，有利于親水基團(tuán)對(duì)水的吸附，易于溶解；微波干燥的果粉在水中容易結(jié)塊，顆粒潤濕的

14、比表面積也相應(yīng)減小，因此分散時(shí)間較長。2 8 不同干燥方法對(duì)含水率的影響由表4可知，噴霧干燥的果粉含水率顯著低于微波干燥果粉含水率，原因可能是噴霧干燥的進(jìn)口溫度高，石榴汁可以得到充分干燥，并且在旋風(fēng)分離器中經(jīng)過熱風(fēng)之后，果粉含水率更低；微波干燥為瞬間干燥，干燥得快，吸濕也快，因此噴霧干燥的果粉含水率要低于微波干燥的果粉。3 結(jié)論不同助干劑的效果差別顯著，可溶性淀粉、-環(huán)糊精與石榴汁混合后可能發(fā)生了某些反應(yīng)，產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的氣味；此外物料干燥后韌性很大，不易粉碎，因此不適合用于石榴果粉的制備。麥芽糊精在石榴汁中有著很好的溶解性，干燥后很容易粉碎，因此麥芽糊精是適宜的助干劑。陳致印等對(duì)枸杞 16、楊

15、芙蓮等對(duì)紅棗果粉 17的干燥研究表明，可溶性淀粉、-環(huán)糊精都可以作為干燥的助干劑，這說明果粉干燥時(shí)應(yīng)該選用合適的助干劑。雖然有人通過真空冷凍干燥香蕉 18、胡蘿卜 19、蕨菜 20、龍眼 21等取得了良好的干燥效果，能夠很好地保持原有營養(yǎng)物質(zhì)的活性，但用于石榴汁干燥所需時(shí)間長，而且干燥不徹底，因此真空冷凍干燥不適宜用于石榴果粉制備。微波干燥法、噴霧干燥法制備的果粉品質(zhì)特性有著顯著差異，噴霧干燥的果粉色澤鮮艷、出粉率較高、分散時(shí)間短、容重較高、含水量較低，僅流動(dòng)性較差。綜合比較可知，噴霧干燥法制得的石榴果粉品質(zhì)特性明顯優(yōu)于微波干燥法?？傊溠亢沁m用于石榴果粉制作的助干劑，適宜用量為30%。

16、通過分析果粉的各種品質(zhì)特性表明，噴霧干燥法制得的果粉能夠最大程度地維持石榴果粉的品質(zhì)特性，能夠很好地保持石榴的營養(yǎng)成分。Reference： 1 溫素卿 我國石榴的研究進(jìn)展J 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（7）：155-1582崔素芬，廖 芬，何全光，等 采用離心噴霧干燥技術(shù)制備桑葚果粉J 食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38（11）：73-783楊 勇，任 建，黃雙鳳，等 菇娘果粉的加工工藝研究J 食品科技，2010，35（10）：134-1394楊洪元，蔣向軍，覃吉?jiǎng)伲?高甜苷速溶鮮羅漢果粉的中試研究J 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，17（3）：150-1535林亞玲，楊炳南，楊延辰，等 沖調(diào)式甘薯

17、全粉速溶性試驗(yàn)J 農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)刊，2009，10（10）：71-746劉建偉，徐潤琪，包清彬 稻谷自然干燥特性與品質(zhì)的研究J 糧食儲(chǔ)藏，2001，30（5）：37-417黃 燕，程裕東，梁 凱 微波、熱風(fēng)干燥對(duì)橙皮干燥特性及其品質(zhì)影響的比較J 食品科學(xué)，2009，30（21）：16-208梁凌云，程玉來，張佰清 真空冷凍干燥和微波干燥在切花月季干燥中的應(yīng)用J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2005，36（1）：71-749王儲(chǔ)炎，閻曉明，任子旭，等 不同干燥方式對(duì)桑椹果粉物理特性的影響J 蠶業(yè)科學(xué)，2013，39（2）：340-34510 王澤南，范方宇，王 華，等 草莓粉噴霧干燥工藝參數(shù)及助干劑配料的研究J

18、 食品工業(yè)科技，2006，28（9）：117-11911石啟龍，薛長湖，趙 亞，等 熱泵變溫干燥對(duì)竹莢魚干燥特性及色澤的影響J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2008，39（4）：83-8612薛志成 如何確定出粉率計(jì)算模式J 西部糧油科技，2002，27（4）：18-1913劉靜波，馬 爽，劉博群，等 不同干燥方式對(duì)全蛋粉沖調(diào)性能的影響J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（12）：383-38814高清海，呂 宏 對(duì)GB13532009玉米容重測定方法的探討J 糧食與飼料工業(yè)，2011，40（7）：61-6215王 健，朱光彩，孫鐵柱 無灰分散劑低溫分散性測定法J 遼寧化工，1997，26（3）：34-3716陳致印，張盛貴，牛黎莉，等 噴霧干燥枸杞粉助干劑研究J 食品工業(yè)科技，2010，32（2）：80-8217楊芙蓮，聶小偉 微波干燥紅棗漿生產(chǎn)紅棗粉助干劑的研究J 食品科技，2011，36（1）：59-6318章 斌，李遠(yuǎn)志，肖 南，等 香蕉片真空冷凍干燥工藝研究J 農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)刊，20