劉光鵬，王 娟，和法濤，趙 巖，葛邦國，楊 艷，朱風濤*

(1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院 加工技術(shù)研究所，山東 濟南 250014； 2.山東英才學院，山東 濟南 250104； 3.山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院，山東 濰坊 261061)

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不同干燥方式對枸杞微粉品質(zhì)的影響

劉光鵬1，王 娟2，和法濤1，趙 巖1，葛邦國1，楊 艷3，朱風濤1*

(1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院 加工技術(shù)研究所，山東 濟南 250014； 2.山東英才學院，山東 濟南 250104； 3.山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院，山東 濰坊 261061)

通過對熱風干燥、真空冷凍干燥、微波真空干燥、滾筒干燥、噴霧干燥5種不同干燥方式所得枸杞微粉的營養(yǎng)成分和物理特性進行分析測定，研究不同干燥方式對枸杞微粉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在營養(yǎng)成分方面，總糖和還原糖含量為:真空冷凍干燥>噴霧干燥>微波真空干燥>滾筒干燥>熱風干燥；類胡蘿卜素和黃酮含量為：真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>滾筒干燥>熱風干燥；5種干燥處理后，滾筒干燥和噴霧干燥所得產(chǎn)品的膳食纖維含量相對較高，以真空冷凍干燥枸杞微粉的維生素C含量最高。在物理特性方面，色澤中的a*值大小為：真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>滾筒干燥>熱風干燥；真空冷凍干燥制備的枸杞微粉具有最高的溶解性、吸濕性和復水性。因此為了保持枸杞微粉的品質(zhì)，同時考慮生產(chǎn)成本，在加工枸杞微粉過程中采用微波真空干燥最佳。

干燥方式； 枸杞微粉； 品質(zhì)

枸杞(Lyciumbarbarum)為多年生落葉灌木，其果實不僅可以食用，而且還具有重要的藥用價值[1]。枸杞在我國種植分布廣泛，主要分布在內(nèi)蒙古、寧夏、青海、新疆等地，其中寧夏枸杞的成熟干果已被列入《中華人民共和國藥典》[2-4]，研究表明，枸杞中含有黃酮、多酚、枸杞多糖、維生素、不飽和脂肪酸、萜類化合物等多種活性物質(zhì)[5]。枸杞是我國的特色果品，其貯存期很短，多年來主要以干制枸杞為主，市場產(chǎn)品較為單一，而加工成枸杞粉后，可以用作輔料添加到面包、糕點等食品中，提高食品的營養(yǎng)價值和附加值。隨著人民生活條件的改善和保健意識的增強，枸杞粉必將成為枸杞精深加工的方向之一。

枸杞汁(漿)干燥后制粉和枸杞干燥制粉是制造枸杞粉的2種主要方法，2種制備方法中，干燥是其中的重要環(huán)節(jié)。真空冷凍干燥、真空微波干燥、熱風干燥、滾筒干燥、噴霧干燥是較為常用的干燥方式。每種干燥方式都有自己相應的特點，真空冷凍干燥所干燥果蔬產(chǎn)品品質(zhì)好，能夠有效保留果蔬的色澤和營養(yǎng)成分，但能耗高、耗時長、干燥成本高[6];熱風干燥溫度高、耗時長，容易引起產(chǎn)品的褐變；真空微波干燥效率高，干燥產(chǎn)品品質(zhì)較好；滾筒干燥效率較高，但也較易引起產(chǎn)品的褐變；噴霧干燥是通過霧化器將物分散成霧滴，并利用熱空氣將霧滴干燥獲得粉粒的過程。目前對于不同干燥方式制備枸杞粉的研究報道較少。鑒于此，以前期確定的工藝為基礎，研究熱風干燥、真空冷凍干燥、微波真空干燥、滾筒干燥、噴霧干燥5種不同干燥方式對枸杞微粉品質(zhì)的影響，分析其營養(yǎng)指標和理化指標，確定有效保留枸杞微粉營養(yǎng)成分的最優(yōu)干燥方式，為枸杞微粉的加工及品質(zhì)調(diào)控提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 主要試驗材料

鮮枸杞(寧夏中寧)、玉米淀粉(青州市正宜調(diào)味食品有限公司)、抗壞血酸(質(zhì)量分數(shù)0.15%)、檸檬酸。

1.2 試驗儀器

真空冷凍干燥機(LYO-1m2，上海東富龍科技股份有限公司)、實驗室專用噴霧干燥機(LPG-5型，江蘇先鋒干燥工程有限公司)、電熱恒溫鼓風干燥箱(上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠)、滾筒干燥機(荷蘭高達)、微波真空干燥設備(WZD4S-01，南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司)、超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)、測色色差計(上海儀電物理光學儀器有限公司)、高速萬能粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)、數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋(上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠)、紫外分光光度計(北京普析通用儀器有限公司)。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料預處理 取新鮮枸杞原料，用清水沖洗，之后于80 ℃、2% NaOH溶液中浸泡1 min以去除枸杞表面的蠟質(zhì)層，增加其通透性，提高干燥效率[7]；冷卻后用清水洗凈枸杞表面殘留的堿液，然后置于0.15%的抗壞血酸溶液和0.5%的檸檬酸溶液中浸泡6 min，以抑制枸杞在干燥過程中發(fā)生褐變[8]。將護色后的枸杞再次用清水沖洗干凈。把清洗后的枸杞用破碎去籽打漿機破碎、去籽，將15%的麥芽糊精添加在枸杞漿中混勻。

1.3.2 枸杞微粉制作工藝 熱風干燥：將鮮枸杞漿平鋪在干燥盤上置于溫度為60 ℃的條件下干燥至水分含量在6%以下，然后使用萬能高速粉碎機將干燥后的枸杞漿粉碎。

真空冷凍干燥：將鮮枸杞漿平鋪在干燥盤上于冷阱溫度為-45 ℃、真空度為1 kPa的冷凍干燥機中干燥22 h，得到的枸杞漿濕基含水量在6%以下，然后使用萬能高速粉碎機將干燥后的枸杞漿粉碎。

滾筒干燥：將鮮枸杞漿于滾筒表面溫度135 ℃、轉(zhuǎn)速3 r/min的條件下干燥，得到的枸杞漿濕基含水量在6%以下，然后使用萬能高速粉碎機將干燥后的枸杞漿粉碎。

微波真空干燥：將鮮枸杞漿平鋪在干燥盤上，在微波真空干燥設備中于微波功率1 000 W、真空度6 kPa的條件下干燥，得到的枸杞漿濕基含水量為6%以下，然后使用萬能高速粉碎機將干燥后的枸杞漿粉碎。

噴霧干燥：將枸杞漿在進風口溫度145 ℃、出風口溫度60 ℃、進料轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速40 r/min的條件下干燥，得到含水量低于6%的枸杞粉。

1.4 測定指標和方法

1.4.1 營養(yǎng)成分 總糖和還原糖含量測定采用斐林試劑法[9]。膳食纖維含量測定參照GB/T 5009.88—2008[10]。類胡蘿卜素含量采用石油醚浸提，紫外線分光光度計比色測定[11]；維生素C含量測定采用2,6-二氯靛酚法[3]；總黃酮含量測定采用蘆丁比色法[12]。

1.4.2 溶解性 枸杞微粉溶解性的測定參考Gong等[13]的方法。

1.4.3 吸濕性 準確稱取1 g枸杞微粉放置于干燥的鋁盒中，將鋁盒放置在裝有飽和NaCl的干燥器中保存7 d，將100 g干物質(zhì)所吸收的水分表示為吸濕率，其計算公式為：

(1)

式中，M—初始枸杞微粉的質(zhì)量(g)；Δm—枸杞微粉吸濕平衡后增加的質(zhì)量(g)；Mi—枸杞微粉初始時的含水量。

1.4.4 復水比 準確稱取1 g枸杞微粉于20 mL純凈水中，并置于25 ℃條件下靜置60 min，然后將其置于高速離心機中于10 000 r/min離心10 min。將上清液倒掉，稱取沉淀物的質(zhì)量作為復水粉的質(zhì)量。將復水比作為復水性的評價指標[14]。

(2)

式中：m1為復水前枸杞微粉的質(zhì)量，m2為復水后枸杞微粉的質(zhì)量。

1.4.5 色澤 使用色差計測定不同枸杞微粉樣品的色差。a*值表示紅色度，代表從紅到綠的變化值，100表示紅色，-80表示綠色。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Excel2003及SPSS19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理，所有試驗進行3次平行重復試驗，并進行相應的方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對枸杞微粉營養(yǎng)指標的影響

2.1.1 總糖和還原糖含量 由圖1可知，枸杞漿經(jīng)過5種不同干燥方式得到的枸杞微粉的總糖和還原糖含量的趨勢相同，具體體現(xiàn)為：真空冷凍干燥>噴霧干燥>微波真空干燥>滾筒干燥>熱風干燥。雖然真空冷凍干燥所耗時間最長，但真空、低溫的條件避免了發(fā)生反應對糖的消耗[15]，因此經(jīng)真空冷凍干燥工藝得到枸杞粉的總糖和還原糖含量均最高。噴霧干燥和微波真空干燥的總糖和還原糖含量相對較多，噴霧干燥是通過將枸杞漿霧化后，在與熱空氣接觸后，水分迅速汽化，即得到干燥的枸杞粉；微波真空干燥是一項微波和超聲波優(yōu)勢相結(jié)合的干燥技術(shù)[16]，在真空條件下，迅速提高物料溫度。噴霧干燥和微波真空干燥均使干燥時間得以縮短，較好地保留了物料的營養(yǎng)成分，減少了總糖的損失[17]。滾筒干燥在較高的溫度和暴露的條件下進行，產(chǎn)品的營養(yǎng)成分也較容易被破壞，因此滾筒干燥所得產(chǎn)品的總糖和還原糖含量不是很高。熱風干燥產(chǎn)品的總糖和還原糖含量最低，分析其原因可能為熱風干燥枸杞漿耗時較長、溫度較高，枸杞漿中的葡萄糖、果糖和氨基酸發(fā)生了美拉德反應，使總糖和還原糖的含量降低[6]。

圖1 不同干燥方式對枸杞微粉總糖和還原糖含量的影響

2.1.2 類胡蘿卜素含量 由圖2可知，真空冷凍干燥和微波真空干燥所制備的枸杞微粉的類胡蘿卜素含量明顯高于熱風干燥、滾筒干燥和噴霧干燥方式所制備的枸杞微粉。分析其原因為類胡蘿卜素對光、熱和氧比較敏感[18]，熱風干燥、滾筒干燥和噴霧干燥由于較高的干燥溫度以及與氧較多的接觸引起類胡蘿卜素大幅降解。經(jīng)真空冷凍干燥所得產(chǎn)品的類胡蘿卜素含量高于經(jīng)微波真空干燥所制備枸杞微粉的類胡蘿卜素含量，是因為真空冷凍干燥自身的低溫比較有利于類胡蘿卜素的保存。

圖2 不同干燥方式對枸杞微粉類胡蘿卜素含量的影響

2.1.3 黃酮含量 黃酮類化合物能夠有效清除體內(nèi)的氧自由基，受熱后易發(fā)生酚類氧化反應，其在植物中廣泛存在[19]。由圖3可知，不同干燥方式所制備枸杞微粉的黃酮含量存在顯著差異，其含量依次為真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>滾筒干燥>熱風干燥。真空冷凍干燥和微波真空干燥所制備產(chǎn)品的黃酮含量明顯高于其余3種干燥方式所制備產(chǎn)品的黃酮含量，表明這2種干燥方式有益于黃酮的保存。其余3種干燥方式所制備的枸杞微粉黃酮含量較低，其原因可能為高溫條件不利于黃酮的保存。

圖3 不同干燥方式對枸杞微粉黃酮含量的影響

2.1.4 膳食纖維含量 由圖4可知，不同干燥方式制備的枸杞微粉的膳食纖維含量從高到低依次為滾筒干燥、噴霧干燥、微波真空干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥。其中以滾筒干燥方式制備枸杞微粉的膳食纖維含量最高，噴霧干燥法制備產(chǎn)品的膳食纖維含量次之，而且滾筒干燥和噴霧干燥2種方式所制備產(chǎn)品的膳食纖維含量明顯高于其余3種方式制備的產(chǎn)品，說明這2種干燥方式有利于增加枸杞微粉中的膳食纖維含量。

圖4 不同干燥方式對枸杞微粉膳食纖維含量的影響

2.1.5 維生素C含量 由于維生素C的化學性質(zhì)不穩(wěn)定，遇熱、光和氧氣容易發(fā)生氧化分解，因此不同干燥方式對產(chǎn)品的維生素C含量具有較為顯著的影響[15]。由圖5可知，真空冷凍干燥制備的枸杞微粉中維生素C含量最高，熱風干燥生產(chǎn)的產(chǎn)品維生素C含量最低。真空冷凍條件下之所以能夠有效保留產(chǎn)品中的維生素C含量，其原因為真空冷凍干燥是在低溫、避光、真空的條件下進行，有效避免了維生素C的分解和氧化。微波真空干燥也是在真空條件下進行，對維生素C的破壞較小。滾筒干燥和噴霧干燥的溫度較高而且較易與氧氣接觸，導致枸杞微粉的維生素C受到的破壞較大。熱風干燥是在高溫、有氧、長時間的條件下對枸杞漿進行干燥，因此該方式制備的枸杞微粉維生素C含量最低。

圖5 不同干燥方式對枸杞微粉維生素C含量的影響

2.2 不同干燥方式對枸杞微粉理化指標的影響

2.2.1 色澤 由圖6可知，不同干燥方法所制備枸杞微粉的色澤具有顯著差異，其a*值大小為：真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>滾筒干燥>熱風干燥。相關(guān)研究表明，枸杞的色澤同其所含有的類胡蘿卜素有很大的相關(guān)性[20]。類胡蘿卜素對光、熱和氧均具有較強的敏感性，真空冷凍干燥枸杞漿是在低溫、真空、避光的條件下進行，避免了干燥過程中對類胡蘿卜素的損害；微波真空干燥是在真空條件下進行，且微波干燥時間較短，大大降低了干燥過程對色澤的損害，因此微波干燥有利于顏色的保持，其產(chǎn)品色值相對較高。而熱風干燥過程中由于酶的作用和水的活性，加上需要較長的時間，干燥溫度較高，很容易發(fā)生酶的褐變、色素的分解，最終導致熱風干燥制備的枸杞微粉色澤較差，a*最小。

圖6 不同干燥方式對枸杞微粉色澤a*的影響

2.2.2 溶解性和吸濕性 由圖7可知，不同干燥方式所制備的枸杞微粉的吸濕率和溶解性均存在一定的差異，表現(xiàn)為真空冷凍干燥制備的枸杞微粉具有最高的溶解性和吸濕性。其原因可能為真空冷凍干燥制備的枸杞微粉組織結(jié)構(gòu)比較疏松，故具有較好的溶解性；含糖量較多，使其具有較好的吸濕性。熱風干燥制備的枸杞粉具有最小的溶解性和吸濕性，其原因為熱風干燥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更致密，不容易溶解、吸濕[15]。

圖7 不同干燥方式對枸杞微粉溶解性和吸濕率的影響

2.2.3 復水性 干燥產(chǎn)品品質(zhì)同產(chǎn)品復水性有很大的相關(guān)性[21]。從圖8可以看出，不同干燥方式對枸杞微粉的復水性具有顯著影響。以真空冷凍干燥所得枸杞微粉的復水比最高，滾筒干燥制備枸杞微粉的復水比最低。真空冷凍干燥枸杞微粉的復水能力最好，其原因可能為在真空冷凍條件下，枸杞微粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠得到較好地保留，體積收縮較小，因此真空冷凍干燥所得枸杞微粉具有較好的復水能力。由于熱風干燥和滾筒干燥枸杞漿初期失水速率較快，枸杞微粉體積收縮較大，細胞組織結(jié)構(gòu)破壞嚴重，整個組織呈緊密狀態(tài)[15]，因此熱風干燥和滾筒干燥所得枸杞微粉的復水能力最差。微波真空和噴霧干燥所得產(chǎn)品的復水比相對較高，其原因可能為干燥過程中水分的快速喪失、蒸汽的快速揮發(fā)有助于防止枸杞微粉的收縮和硬化，因此微波真空和噴霧干燥所得枸杞微粉的復水能力相對較高。

圖8 不同干燥方式對枸杞微粉復水性的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，不同干燥工藝所制備枸杞微粉的營養(yǎng)成分存在顯著差異，真空冷凍干燥所得產(chǎn)品的總糖、還原糖、類胡蘿卜素、黃酮和維生素C含量最高，滾筒干燥所得產(chǎn)品的膳食纖維含量最高；熱風干燥所得產(chǎn)品的總糖、還原糖、類胡蘿卜素、黃酮和維生素C含量最低，真空冷凍干燥所得產(chǎn)品的膳食纖維含量最低。不同干燥工藝對枸杞微粉物理性質(zhì)的影響不同，色澤a*值表現(xiàn)為真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>滾筒干燥>熱風干燥；真空冷凍干燥的枸杞微粉的溶解性和吸濕性均最高，熱風干燥制備枸杞微粉的溶解性和吸濕性均最低；復水比表現(xiàn)為真空冷凍干燥>微波真空干燥>噴霧干燥>熱風干燥>滾筒干燥。

綜上，以真空冷凍干燥工藝生產(chǎn)枸杞微粉的品質(zhì)最好，微波真空干燥次之。不同干燥方式的成本不同，以真空冷凍干燥成本最高。微波真空干燥枸杞微粉品質(zhì)較好，所需干燥時間短，干燥效率高、成本低，適宜在枸杞微粉加工產(chǎn)業(yè)中推廣。

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Effects of Different Drying Methods on the Quality of Micronized Chinese Wolfberry Powder

LIU Guangpeng1,WANG Juan2,HE Fatao1,ZHAO Yan1,GE Bangguo1,YANG Yan3,ZHU Fengtao1*

(1.Processing Technology Institute of Ji’nan Fruit Research Academy,All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives,Ji’nan 250014,China; 2.Shandong Yingcai University,Ji’nan 250104,China; 3.Shandong Vocational Animal Science and Veterinary College,Weifang 261061,China)

The physical properties and nutritional contents of Chinese wolfberry powder prepared by hot air drying,vacuum freeze drying,microwave vacuum drying,drum drying and spray drying were measured and analyzed to explore the effects of different drying methods on quality characteristics of Chinese wolfberry powder.The experimental results showed that the total sugar content and reducing sugar content of product were：vacuum freeze drying>spray drying>microwave vacuum drying>drum drying>hot air drying;Carotene and total flavonoid content were:vacuum freeze drying>microwave vacuum drying>spray drying>drum drying>hot air drying;After five drying processes,the dietary fiber content of product obtained by drum drying and spray drying was relatively higher,the vitamin C content by vacuum freeze drying was the highest.The a*value(redness to greenness) was:vacuum freeze drying>microwave vacuum drying>spray drying>drum drying>hot air drying.The Chinese wolfberry powder prepared by vacuum freeze drying had the best solublility,hygroscopicity and rehydration ratio.So microwave vacuum drying was the best method to process Chinese wolfberry powder in order to keep its quality with the cost of production considered.

drying methods; Chinese wolfberry powder; quality

2016-05-03

國家科技支撐計劃項目(2012BAD36B04)；國家星火計劃項目(2014GA184002)

劉光鵬(1984-)，男，山東德州人，助理研究員，碩士，主要從事果蔬采后加工技術(shù)的研究。 E-mail：liuguangpeng99@163.com

*通訊作者：朱風濤(1962-)，男，山東煙臺人，研究員，本科，主要從事果蔬采后加工技術(shù)研究。 E-mail：ftzhu@yahoo.com.cn

S567.1+9

A

1004-3268(2016)11-0130-06