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        紅外線照射對紅糖粉干燥效果的影響

        2022-12-27 02:04:46鄒林武戚智勝姜福全
        現(xiàn)代食品 2022年21期
        關(guān)鍵詞:總酚紅糖水分

        ◎ 鄒林武,戚智勝,姜福全

        (艾斯普瑞(廣州)食品有限公司,廣東 廣州 510620)

        紅糖是由甘蔗榨汁后未經(jīng)分蜜熬煮制成的糖,可以制作成塊狀紅糖或粉狀紅糖[1]。傳統(tǒng)紅糖粉的制作工藝為甘蔗壓榨出汁,倒入大鍋中煮沸,在熬煮過程中撇去泡沫,并分級熬煮蒸發(fā)濃縮,達到過飽和狀態(tài)后結(jié)晶刮砂成粉[2]。由于糖液在過飽和區(qū)快速冷卻結(jié)晶成砂,部分水分與晶體結(jié)合在一起,所以糖粉的水分含量通常在4%~6%,難以達到標準的要求[3]。在儲存過程中,紅糖粉顏色會加深,容易板結(jié)成硬塊,影響產(chǎn)品的品質(zhì)和銷售,最好的辦法是將紅糖粉的水分含量降低到3%左右[4]。

        目前國內(nèi)的甘蔗糖廠生產(chǎn)的紅糖水分含量過高,為了達到行業(yè)標準要求,采用傳統(tǒng)的自然晾曬干燥工藝或低溫熱風干燥工藝,這些工藝只能將紅糖粉的水分含量降低至4%,并不能解決紅糖粉粘結(jié)成塊的問題。目前國內(nèi)對紅糖粉的干燥工藝也有相關(guān)研究,王卓琳等[5]采用真空干燥工藝對紅糖粉進行干燥,利用響應面法優(yōu)化得到最佳工藝參數(shù)為干燥溫度85 ℃、真空度46 kPa、物料厚度1.01 cm,較好地保留了紅糖粉中的酚類物質(zhì)。杜習绱等[6]研究了熱風干燥和真空干燥對塊狀紅糖的影響,結(jié)果表明干燥方法對紅糖中的總酚含量、溶解性有顯著影響,真空干燥的效果比熱風干燥的效果好,干燥溫度宜為70 ℃。本研究采用紅外線照射紅糖粉的方法對紅糖粉進行干燥處理,研究紅外線干燥紅糖的工藝條件及對紅糖中總酚含量、色值、水分含量的影響,為工業(yè)生產(chǎn)紅糖粉提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        標準品:沒食子酸純度≥98%,上海金穗生物科技有限公司;紅糖粉:博羅觀音閣糖業(yè)有限公司;福林酚試劑:上海乙基化工有限公司;其他試劑均為分析純。

        1.2 儀器與設(shè)備

        紫外可見分光光度計:上海精科儀器有限公司;雙管半鍍紅外燈管:500 W、1 000 W、2 000 W 各一個,旭普瑞電光源制造有限公司;磁力攪拌器:常州市國旺儀器制造有限公司;數(shù)顯電子恒溫水浴鍋:常州隆和儀器制造有限公司;無線溫度計:深圳市弘康國際電子科技有限公司。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 紅糖粉樣品的準備

        取一包紅糖粉,過20 目篩,得到細小顆粒的紅糖粉樣品。

        1.3.2 水分含量的計算

        取3 組樣品50 g+坩堝(約30 g)稱重M1,置于烘箱中加熱(120 ℃)4 h,取出,放入干燥器冷卻,稱重M2。則水分含量=(M1-M2)/M1×100%。

        1.3.3 干燥方法

        以物料厚度、紅外燈功率、干燥時間為自變量,物料溫度到達130℃為干燥終點,測定終物料的水分含量、干燥溫度和總酚含量。

        (1)干燥時間的確定。選定物料厚度為1 cm,紅外燈功率為1 000 W,干燥時間分別為1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 和7 min,測定終物料的水分含量、干燥溫度和總酚含量。

        (2)紅外燈功率的確定。選定物料厚度為1 cm,干燥時間為5 min,紅外燈功率分別為500 W、1 000 W、2 000 W,物料溫度到達130 ℃停止加熱,測定終物料的水分含量和總酚含量。

        (3)物料厚度的確定。選定紅外燈功率為1 000 W,干燥時間為5 min,物料厚度分別為0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm 和2.0 cm,物料溫度到達130 ℃停止加熱,測定終物料的水分含量和總酚含量。

        1.3.4 感官評價

        根據(jù)單因素實驗確定最佳工藝條件后,對干燥前樣品、干燥后樣品進行感官評價。由10 位經(jīng)過專業(yè)培訓的組員,分別對處理后的樣品進行感官評價。感官評價標準見表1。

        表1 紅糖粉的感官評價標準表

        1.3.5 總酚含量的測定

        (1)制作標準溶液。稱取10 mg 沒食子酸標準品,用少量蒸餾水溶解后加入容量瓶中,定容至100 mL;樣品溶液制備:稱取10 g 樣品,加入200 mL 蒸餾水,攪拌至完全溶解。

        (2)繪制標準曲線。分別取不同體積的沒食子酸標準溶液加入5 mL 容量瓶中,加入蒸餾水定容至5 mL,選取760 nm 波長測定吸光度,并繪制標準曲線。

        (3)總酚含量測定。取100 μL 樣品溶液按照同樣的方法進行測定,根據(jù)標準曲線計算總酚含量。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 標準曲線

        按照1.3.5 方法測定不同濃度標準溶液的吸光度,繪制的標準曲線為y=0.036 5x+0.007 4,R2=0.997 6。

        2.2 不同干燥時間對干燥效果的影響

        由圖1可知,隨著干燥時間的延長,紅糖粉的溫度迅速升高,紅外線干燥5 min后物料溫度達到130 ℃,之后物料溫度上升較為緩慢。在實驗過程中,觀察到5 min 后部分紅糖粉開始融化粘結(jié)。常壓狀態(tài),暴露在空氣中,蔗糖會在160 ℃左右融化,紅糖可能因為成分較復雜,其中的還原糖受熱融化較快[7]。因此,選定物料干燥溫度為130 ℃以下,物料溫度到達130 ℃停止加熱。

        圖1 紅外線干燥對紅糖粉物料溫度的影響圖

        由圖2可知,隨著干燥時間的延長,紅糖粉中的水分含量不斷降低,而總酚含量呈先增大后減小的趨勢,這可能是因為隨著溫度的升高,水分減少,在低溫下紅糖粉中的總酚物質(zhì)的保留率高,而高溫狀態(tài)下多酚等物質(zhì)被破壞[8]。綜合物料溫度和總酚含量的變化,選擇干燥時間為5 min。

        圖2 紅外線干燥對紅糖粉中總酚含量和水分含量的影響圖

        2.3 不同紅外燈的功率對干燥效果的影響

        由圖3可知,隨著紅外燈功率的增大,加熱效率迅速提升,紅糖粉物料溫度上升速度比較快,其水分含量快速降低,同時使紅糖粉中的總酚含量減少。紅外燈功率為500 W 時,紅糖粉的水分含量大于4%,未達到標準要求[9]。綜合考慮產(chǎn)品標準要求和生產(chǎn)成本要求,選擇紅外燈功率1 000 W 作為后續(xù)工藝條件。

        圖3 紅外燈功率對紅糖粉干燥效果的影響圖

        2.4 不同物料厚度對干燥效果的影響

        由圖4可知,隨著物料厚度的增加,紅糖粉的總酚含量和水分含量均呈增加趨勢,這是因為厚度增加,紅外線照射不到底部的紅糖粉,導致加熱效果較差。本實驗選擇物料厚度為1.0 cm,該厚度既能保留更多的多酚,又達到了標準要求的干燥效果。

        圖4 不同物料厚度對干燥效果的影響圖

        2.5 感官評價分析

        根據(jù)實驗結(jié)果,選定工藝條件為紅外燈功率1 000 W,干燥時間5 min,物料厚度為1.0 cm,物料干燥終止溫度為130 ℃。以此工藝條件對紅糖粉進行干燥,得到干燥后的紅糖粉樣品的水分含量為3.34%,總酚含量為4.68 mg GAE/g。將干燥前紅糖粉和干燥后紅糖粉進行感官評價,結(jié)果發(fā)現(xiàn),干燥后的紅糖粉流動性增強很多,風味上差異不大。見圖5。

        圖5 紅糖粉干燥前后感官評價雷達圖

        3 結(jié)論

        本文采用紅外線干燥傳統(tǒng)紅糖粉,研究了干燥過程中紅外燈功率、干燥時間、物料厚度對干燥溫度和干燥效果的影響?;趩我蛩貙嶒灪透泄僭u價結(jié)果,確定最佳工藝條件為紅外燈功率1 000 W,干燥時間5 min,物料厚度為1.0 cm,物料干燥終止溫度為130 ℃。按照此條件干燥后的紅糖粉水分含量為3.34%,總酚含量為4.68 mg GAE/g,達到了國家標準規(guī)定的優(yōu)級紅糖粉標準[9](干燥失重≤4%),為工業(yè)化生產(chǎn)提供了參考。干燥前后紅糖粉的感官評價結(jié)果表明,紅外線干燥可以有效改善紅糖粉的流動性,提升紅糖粉的色澤,同時不改變紅糖粉的香味,可以作為工業(yè)化生產(chǎn)的干燥工藝,不過未來想連續(xù)化生產(chǎn),還需要進一步研究。

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