噴霧干燥工藝對山藥枸杞速食營養粉品質的影響

張永博，王 儀，石凌鈺，楊 凡，房信勝

（山東農業大學農學院，山東泰安 271018）

山藥為薯蕷科植物薯蕷的干燥根莖，具有豐富的營養物質和保健作用，是一種日常使用的藥食同源產品。中醫認為山藥能補脾養胃、生津益肺、補腎澀精，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、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、調節脾胃、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品。中醫認為枸杞子能滋肝補腎、益精明目，可用于虛勞精虧、腰膝酸痛、內熱消渴。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]。

枸杞子養陰益腎柔肝，山藥健脾益腎，兩者配伍有益氣養陰、補肝腎、生津止渴的功效。鑒于山藥和枸杞配伍具有的良好營養保健功能，將其開發成消費者可以方便食用的復合營養粉，為消費者提供一種既營養保健又便于食用的速食食品。根據前期研究，產品的沖調特性和口感對于產品是否易于被消費者接受至關重要。噴霧干燥作為一種快速干燥技術，可以有效保持產品的營養和風味，同時使得產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粉，重點考查不同噴霧干燥條件對產品品質的影響，并通過正交設計優化噴霧干燥條件，為山藥枸杞速食營養粉的制備提供基礎資料。

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型破壁營養調理機、GYB 30-6D型高壓勻質機，北京林音科技有限公司產品；TENLIN-6000Y型噴霧干燥機，江蘇天翎儀器有限公司產品。

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，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量4%的糊精[8]，用破壁營養調理機粉碎成漿狀。

1.2.3 噴霧干燥

將山藥枸杞混合漿液于高壓均質機中均質，然后進行噴霧干燥。收集干燥產品進行品質評價。以進風溫度、料液比和進樣速度為考查因素，以產品感官評分為指標，采用單因素試驗和正交設計試驗考查和優化噴霧干燥條件。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.2.4 感官評價

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

品質評價指標與分值見表2。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 進風溫度對產品品質的影響

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

噴霧干燥進風溫度對產品品質的影響見圖1。

由圖1可知，當進風溫度200℃時，得分最高；進風溫度180℃時由于出現黏壁現象導致產品的外觀和口感欠佳；進風溫度220℃時，部分粉末有焦煳現象，導致產品風味和溶解性等下降。

2.1.2 料液比對產品品質的影響

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

噴霧干燥料液比對產品品質的影響見圖2。

表2 品質評價指標與分值

圖1 噴霧干燥進風溫度對產品品質的影響

圖2 噴霧干燥料液比對產品品質的影響

由圖2可知，當料液比1∶2時，得分最高；料液比為1∶1時進料困難，噴霧不順暢，出現黏壁，導致產品外觀和口感下降；料液比為1∶3時，水分含量高，物料不能完全干燥，導致產品出現結塊現象，口感下降。

2.1.3 進樣速度對產品品質的影響

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

噴霧干燥進樣速度對產品品質的影響見圖3。

圖3 噴霧干燥進樣速度對產品品質的影響

由圖3可知，當進樣速度1 100 mL/h時，得分最高；進樣速度1 000 mL/h時，進料速度過慢，使噴霧干燥速率降低，物料黏結在噴頭處，產品品質欠佳；進樣速度1 200 mL/h時，物料干燥不充分造成黏壁，導致產品口感和外觀等較差。

2.2 正交試驗

為進一步篩選噴霧干燥條件，以進風溫度、料液比、進樣速度為因素，采用L9（34）正交試驗設計，以產品品質評價得分為指標，優化噴霧干燥條件。

正交試驗設計及結果見表3，方差分析結果見表4。

表3 正交試驗設計及結果

由表3的直觀分析可知，3個考查因素對品質影響的大小依次是進風溫度、料液比和進樣速度。方差分析結果表明，進風溫度、料液比、進樣速度對產品品質均有顯著性影響（p＜0.05）。綜合以上分析結果可知，噴霧干燥條件的最佳組合應為A2B3C1，即進風溫度200℃，料液比1∶3，進樣速度1 000 mL/h。進一步驗證表明，該優化條件下所制備的產品外觀色澤均勻，風味和口感適宜，熱水沖調后能迅速形成均勻的糊狀，是一種優良的速食營養保健產品。

表4 方差分析結果

3 結論

綜合單因素試驗和正交試驗結果得到山藥枸杞粉噴霧干燥的最佳工藝參數為進風溫度200℃，料液比1∶3，進樣速度1 000 mL/h。在此條件下制成的山藥枸杞粉品質好、營養豐富、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。