配料对金柑蜂蜜粉的影响

蜂蜜中主要成分是还原糖,粘度较高。喷雾干燥时,料液粘度太小,不易形成稳定的微囊体,而粘度太大,容易出现严重粘结现象[1]。所以选取不同配料不同配比形成合适的粘度对后续工艺有很大影响,研究不同配料对金柑蜂蜜粉喷雾干燥是金柑蜂蜜粉加工中的一个重要内容。

为确保金柑蜂蜜粉质量的稳定和品质的改善,在采用喷雾干燥方法时采用的配料有麦芽糊精、β-环状糊精、明胶和变性淀粉[1]。通过研究不同配料对溶液粘度、含水率等的影响,确定合适的配料及其配比,从而生产出得率较高、含水率较低、溶解性能良好的金柑蜂蜜粉产品。为研究不同配料及不同添加量对金柑蜂蜜粉喷雾干燥的影响[2-7],通过对上述文章的分析和参考,结合本实验原料的特点,经考虑,本研究中采用了麦芽糊精,β-环糊精,明胶,变性淀粉作为制粉配料。

1试验材料与仪器

龙眼蜂蜜原蜜由福建省神蜂科技开发有限公司提供;新鲜金柑由福建省尤溪县蜂业协会馈赠;麦芽糊精、β-环状糊精为食品级试剂,明胶(化学纯),变性淀粉(分析纯)。

SY6000小型高速喷雾干燥仪,上海世远设备工程有限公司;JYZ- 350A料理机,九阳股份有限公司;DFZ-6050型真空干燥箱,上海精宏实验设备有限公司。

2实验方法

2.1 工艺流程

通过预实验可知,采用以下工艺流程可以达到较优的试验效果:

金柑选果洗净去籽榨汁胶体磨(加水)金柑果浆+蜂蜜调配调节pH值均质喷雾干燥

先称取明胶溶于热水(55 ℃),然后分别称取一定量麦芽糊精和β-环糊精,将它们溶于水,再称取蜂蜜和金柑果浆、混合,再用磷酸氢二钠和碳酸氢钠溶液调节pH值,然后进行喷雾干燥(喷雾条件采用经验值)[7,8]。

2.2 单因素试验

研究辅料麦芽糊精、β-环糊精、明胶、变性淀粉4个因素对金柑蜂蜜粉得率和含水率的影响。根据金柑与蜂蜜配比的研究结果,把蜂蜜、金柑果浆和配料按4:3:2的比例进行混合调配,得出的料液中添加的配料量以料液可溶性固形物含量计。在喷雾条件进风温度为180 ℃,进料量16 mL/min,浓度为25 %,空气流量800 L/h进行以下喷雾干燥单因素实验。

研究料液中添加麦芽糊精0 g、5 g、10 g、15 g、20 g时,对料液粘度、得率、含水率和溶解性能的影响,重复3次。

研究料液中添加β-环糊精0 g、3 g、6 g、9 g、12 g时,对料液粘度、得率、含水率和溶解性能的影响,重复3次。

研究料液中添加明胶0 g、2 g、4 g、6 g、8 g时,对料液粘度、得率、含水率和溶解性能的影响,重复3次。

研究料液中添加变性淀粉0 g、4 g、8 g、12 g、16 g时,对料液粘度、得率、含水率和溶解性能的影响,重复3次。

2.3 正交试验设计

根据预试验和单因素试验结果,将蜂蜜、金柑果浆和配料按4:3:2的比例进行喷雾前的调配,研究麦芽糊精(A)、β-环糊精(B)、明胶(C)和变性淀粉(D)4个因素的三个水平对粉末得率和粉末含水率的影响,选用L9(34)正交表安排试验,喷雾干燥工艺条件为:进风温度185 ℃、出风温度80 ℃、进料量8 mL/min、空气流量为700 L/h。

表1因素水平表

因素水平 A麦芽糊精(g) B β-环糊精(g) C明胶(g) D变性淀粉(g)

1 5 3 2 4

2 10 6 4 8

3 15 9 6 12

2.4 试验结果测定方法

2.4.1料液的粘度

用粘度计在转速为40 rpm下,溶液温度为55 ℃时,测定其粘度。

2.4.2粉末得率计算

得率(%)=收集瓶中收集的粉末重量/喷雾干燥前料液的固形物的量×100%;

2.4.3粉末水分含量

用真空烘干法测定。

2.4.4粉末的溶解性测定

取5 g粉末产品在80 ℃热水中,用玻璃棒搅拌,静置2 min后,滤纸过滤,烘干过滤物,称取重量(W1),溶解性=(5-W1)/5 ×100%。

3结果与分析

3.1 单因素试验结果与分析

3.1.1麦芽糊精对喷雾干燥的影响

随着麦芽糊精添加量的增加,料液粘度逐渐降低,而粉末得率逐渐上升。这说明当糊精添加量较少时,而金柑蜂为高粘稠状,很难进行喷雾干燥,可见料液粘度与喷雾干燥粉末得率具有内在的联系。麦芽糊精添加量的增加,粉末含水率先下降后升高,而溶解性逐渐上升。随着麦芽糊精添加量的增加,金柑蜂的流动性加强,喷雾干燥容易进行,产品的含水率也较低。但当麦芽糊精添加量太高,金柑蜂流动性较强,可能会喷雾干燥不完全,粉末的含水率却反而升高。由于麦芽糊精溶解性较好,随添加量的增加,整个产品的溶解性也有提高。

3.1.2 β-环糊精对喷雾干燥的影响

随着β-环糊精添加量的增加,料液粘度逐渐降低,得率逐渐升高,含水率逐渐降低,溶液性逐渐升高,这说明由于β-环糊精溶解性能良好,添加一定量β-环糊精可降低料液黏度,提高粉末得率,也更利于喷雾干燥的进行,从而降低了粉末含水率,提高了产品的溶解性。

3.1.3明胶对喷雾干燥的影响

随着明胶添加量的增加,料液黏度逐渐升高,原因是明胶溶于水的高粘稠性导致整个金柑蜂的粘度升高。随明胶的添加量增加,粉末得率会增加,在2~6 g时,增加较快,但随着明胶添加量进一步的增加,得率增加速度在降低。由随明胶的添加量增加,粉末含水率先降低后升高,说明明胶的添加量不能太高,在使用过程中,应严格控制其用量。随明胶的添加量增加,产品的溶解性逐渐降低,说明明胶的高熔点对产品的溶解性有影响。

3.1.4变性淀粉对喷雾干燥的影响

随着变性淀粉添加量的增加,料液黏度和粉末得率逐渐升高,而含水率和溶解性逐渐降低,这说明添加一定量变性淀粉可降低料液黏度,提高粉末得率,还可以使金柑蜂蜜粉水分含量降低,结块现象减轻,提高金柑蜂蜜粉的品质。

3.2 正交试验结果与分析

配料对喷雾干燥影响的正交试验结果如表2所示,方差分析结果如表3所示。

表2正交试验结果

因素 结果

试验号 A B C D 得率/% 含水率/%

1 1 1 1 1 26.66 4.82

2 1 2 2 2 28.39 4.44

3 1 3 3 3 34.94 3.03

4 2 1 2 3 32.01 3.11

5 2 2 3 1 35.62 3.19

6 2 3 1 2 34.51 3.83

7 3 1 3 2 36.88 3.22

8 3 2 1 3 35.55 3.92

9 3 3 2 1 36.80 4.01

得K1 29.99 31.85 32.240 33.02

K2 34.04 33.18 32.40 33.26

率K3 36.41 35.41 35.813 34.16

R 6.413 3.56 3.413 1.14

含K1 4.09 3.71 4.19 4.00

水K2 3.37 3.85 3.85 3.83

率K3 3.71 3.62 3.14 3.53

R 0.72 0.22 1.04 0.47

表3正交实验方差分析

变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著性

得 A 63.11 2 31.55 29.00 *

B 19.48 2 9.74 8.95

率 C 24.44 2 12.22 11.23

D 2.17 2 1.08

A 0.77 2 0.38 9.99

含 B 0.07 2 0.03

水 C 1.70 2 0.85 21.85 *

率 D 0.68 2 0.34 8.80

注:F0.05(2,2)=19,F0.01(2,2)=99。

由表2和表3结果表明,麦芽糊精(A)对粉末得率的影响最大,明胶(C)次之,变性淀粉(D)的影响最小。方差结果表明,麦芽糊精对得率的影响差异显著(P

4讨论

从实验结果及喷雾干燥过程中的现象可以看出,金柑蜂蜜料液粘度较高时,容易出现严重的挂壁现象,致使喷雾干燥金柑蜂蜜粉得率较低,水分含量较高。本实验以蜂蜜原蜜为原料,可适当的降低金柑蜂蜜料液的黏度,有利于喷雾干燥的进行。同时,不同配料不同比例对料液的黏度也有一定的作用,对后续工艺有很大的影响,是金柑蜂蜜粉喷雾干燥中值得研究的一个重要研究内容。因此本试验选用麦芽糊精、β-环糊精、明胶和变性淀粉为配料,通过单因素和正交试验研究不同配料及其不同的添加量对金柑蜂蜜料液黏度、粉末得率、水分含量和溶解性的影响,研究结果表明,添加一定量的麦芽糊精和β-环糊精可降低金柑蜂蜜料液的黏度,可提高金柑蜂蜜粉的粉末得率,而添加适量的明胶却可以降低金柑蜂蜜粉的水分含量。

参考文献:

[1] 卢忠东.喷雾干燥工艺对野刺梨汁中易氧化成分VC的影响[J].基层中药杂志,2001,(1):29.

[2] 昝日增,宋霄宏.金桐根颗粒剂喷雾干燥工艺研究[J].浙江中医学院学报,1999,23(6): 67-68.

[3] 武铁生,仲淑兰.不同辅料对参冲剂吸湿性的影响[J].时珍国药研究,1997,19(4):3.

[4] 周华,周莉玲.东方病毒清胶市的工艺研究[J].中成药,1995,17(8): 8-9.

[5] 梁,胡春湘,张正光.愈胃灵颗粒剂的工艺研究[J].中成药,1998,20(5):5-7.

[6] 程志清.舒肝胶囊的喷雾干燥工艺研究[J].中药材,1998,2(3):150-151.

[7] 宋瑞霞,薛文通.蜂蜜粉配方及加工工艺的研究[J].食品工业科技,2004,(4):106-108.

[8] 薛文通,宋瑞霞.蜂蜜粉喷雾干燥工艺参数的研究[J].食品科技,2004,(5):22-23.