椰漿粉噴霧干燥工藝

王志國，李枚秋

1.海南大學食品科學與工程學院 （海口 570228）；2.海南椰佳達食品科技有限公司 （定安571200）

椰子（CocosnuciferaL.）是典型熱帶油料作物，主要種植區域分布于東南亞（印度尼西亞、菲律賓和印度分別居前三），產量占全球86%。我國99%的椰子集中種植于海南，是海南省“三棵樹”產業之一[1]，據海南省人民政府統計年鑒，2021年全省產量2.030 8億個。

椰子的葉、花、果、樹及根皆能得以充分利用，故有“生命之樹”美譽[2]。果實的固態胚乳為椰子肉，其厚度、質地隨成熟度提高而增厚、變硬，其油含量也增加至35%左右[3]，椰子肉加水或不加水粉碎、壓榨、過濾成乳液，該乳液作為原料可加工成諸如汁、醬和粉等不同形態和口感的產品。

海南省地方標準DB46/T 69—2006《椰子粉》中有“椰漿粉（coconut cream powder，CCP）”和“椰子粉（coconut powder，CP）”之分：兩者都以椰漿為原料，區別是后者有添加物。但通過預試驗發現，無任何添加物的椰漿，即使冷凍干燥也不能成粉，因此所謂“純椰子粉”或“純椰漿粉”這些意指無任何添加物的產品，技術上尚無法實現。借鑒食品法典委員會關于椰奶和椰漿的定義[4]及馬來西亞MS1351：1994Specificationforcoconutcreampowder標準中椰漿粉的定義，將椰子肉榨取的汁液制備的粉狀品稱為CCP或CMP（coconut milk powder），即椰漿粉或椰奶粉，區別是前者所用汁液的脂肪含量≥20.0%[4]。

CCP屬于含油量高的固體飲料，需添加一些高玻璃轉化溫度的物質，如麥芽糊精、（變性）淀粉等[5-6]，避免粘塔并順利成粉，另需添加乳化劑，如酪蛋白酸鈉、大豆分離蛋白、單甘酯、磷脂等形成良好的水包油體系[7]，助于成粉。試驗以麥芽糊精為噴霧干燥助劑，酪蛋白酸鈉為乳化劑，檢驗其在椰漿粉噴霧干燥中的技術可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍椰漿（脂肪、蛋白質和干物質的質量分數分別為30.0%，3.1%和37.0%）、麥芽糊精（DE 15～ 18）和酪蛋白酸鈉，均購自海口鮮美瑞實業有限公司；其他化學試劑均購自海口擎峰科技有限公司。

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器（河南省予華儀器有限公司）；L18-Y66靜音真空高速破壁機（濟南九陽電器有限公司）；101-2電熱恒溫鼓風干燥箱（常州市華普達教學儀器有限公司）；GYB-1003高壓均質機（上海東華高壓均質機廠）；LDR-5離心式噴霧干燥系統（無錫市林大噴霧干燥設備有限公司）；LS-909型激光粒度儀（珠海歐美克）。

1.2 試驗方法

1.2.1 噴霧干燥工藝

冷凍椰漿于75 ℃水浴解凍并加熱至75 ℃→加入酪蛋白酸鈉、麥芽糊精→打漿機3 min溶解→70 ℃水浴中攪拌（100 r/min）至泡沫消失→過濾（100目即0.150 mm孔徑的尼龍紗布）→25 MPa均質1次→75 ℃水浴攪拌加熱并維持→噴霧干燥→鋁箔袋密封包裝

噴霧干燥條件：高壓泵工作壓力13 MPa，塔內負壓80～120 Pa，噴嘴直徑1.2 mm，進風溫度150 ℃，進料蠕動泵轉速45 r/min。

1.2.2 酪蛋白酸鈉添加量對乳液粒徑和乳液穩定性的影響

酪蛋白酸鈉添加量按0.4%～4.0%（以椰漿質量計）加入椰漿中，按上述工藝制備乳液，測定乳液粒徑和乳液穩定性。

1.2.3 進風溫度和進樣量對噴霧干燥的影響

酪蛋白酸鈉2.4%、麥芽糊精20.6%（皆以椰漿質量計）加入至椰漿，按1.2.1進行。

進風溫度選擇：順利出粉，粉的色澤為白色而不焦黃，據此，進風溫度140～160 ℃：低于140 ℃，如130 ℃不能順利出粉；高于160 ℃，如170 ℃粉中有焦黃色粉粒出現。

進樣量選擇：按蠕動泵轉速（30，45和60 r/min）控制進樣量，順利出粉，粉水分≤5.0%[8-9]。

1.2.4 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉得率影響

選取有效降低乳液粒徑并有良好乳化穩定性的酪蛋白酸鈉添加量，按椰漿粉理論含油量50%，據式（1）計算麥芽糊精添加量（%），按1.2.1工藝制備粉，收集粉并稱重，同時測水分，根據式（2）計算椰漿粉得率（%）。

為考察酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉得率的影響及二者是否有交互作用，進行2×2復因子試驗（酪蛋白酸鈉2.4%和3.2%，麥芽糊精19.8%和20.6%）。

1.2.5 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉的感官品質、酸值和過氧化值的影響

對粉得率≥50%配方的椰漿粉的感官品質進行評定。

25 ℃和50 ℃保存2個月，每10 d取樣測定其酸值和過氧化值。

1.3 分析方法

1.3.1 水分、脂肪、蛋白質含量測定

水分、脂肪、蛋白質含量分別根據GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》、GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中第三法（堿水解法）、GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》（換算系數取6.25）進行測定。

1.3.2 乳液粒徑測定[10]

采用激光粒度儀進行測定，取適量樣品分散在雙蒸水中（避免濃度高而形成多重散射效應），椰子油的折射率比值為1.45，分散介質的折射率比值為1.33，則相對折射率為1.09，平均粒徑D4.3通過設備配置軟件求得。

1.3.3 乳液穩定性測定

稱取20 g已均質好的乳液于25 mL比色管中，蓋上塞子，置于70 ℃烘箱中，保持1 h后取出，測定總高度、乳液層高度，按式（3）計算乳化率（%），相同溫度和時間條件下，該值越大，乳液越穩定。

1.3.4 酸價和過氧化值的測定

酸價和過氧化值的測定分別根據GB/T 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》和GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》進行測定。

1.3.5 感官評定

按RHB 201—2004《全脂乳粉感官評鑒細則》的人員要求及數據處理方法，選取10名人員，按表1的評分標準，進行評分。

表1 感官評分表

1.3.5.1 色澤、組織狀態評定

在充足的日光或白熾燈光下，將5 g待檢椰漿粉置于硫酸紙上，觀察粉的色澤和組織狀態。

1.3.5.2 沖調評定

下沉時間：量取100 mL 70～75 ℃蒸餾水放入200 mL燒杯中，稱取10 g椰漿粉，將粉迅速倒入燒杯的同時啟動秒表開始計時。待水面上的粉全部下沉后結束計時，記錄下沉時間。

小白點、掛壁和團塊：檢驗完椰漿粉的“下沉時間”后，立即用大號塑料勺沿容器壁按2 r/s速度進行勻速攪拌，攪拌時間60 s，察復原乳的掛壁情況，將2 mL復原乳傾倒至黑色塑料盤中觀察小白點情況；觀察容器底部是否有不溶團塊。

1.3.5.3 滋氣味

用清水漱口，然后用鼻子聞復原乳氣味，最后喝一口（約5 mL），仔細品味后咽下。

1.4 數據處理

每個試驗重復3次，試驗數據輸入Excel軟件，進行平均值及標準偏差計算、方差分析和Q檢驗。

2 結果與分析

2.1 酪蛋白酸鈉添加量對椰漿乳液粒徑和穩定性的影響

圖1中，天然椰漿乳液的粒徑有2個峰值，分別位于0.6 μm和14 μm處，酪蛋白酸鈉添加量0.4%時，盡管可使粒徑減小至2.8 μm，但在0.6 μm左右處的峰值仍存在，酪蛋白酸鈉添加量增加至0.8%時，粒徑降至1.8 μm，0.6 μm處的峰值消失，說明此時乳滴大小分布均勻。圖2顯示，酪蛋白酸鈉添加量0.8%～4.0%時，乳液的粒徑幾乎沒有變化。

圖1 酪蛋白酸鈉添加量對乳液粒徑分布的影響

圖2 酪蛋白酸鈉添加量對椰漿乳液粒徑的影響

圖3中，70 ℃保溫1 h條件下，未添加酪蛋白酸鈉的椰漿極易出現乳液分層，隨著酪蛋白酸鈉添加量增加，乳液逐漸穩定，酪蛋白酸鈉添加量0.8%～4.0%時，乳液的穩定性沒有顯著差異。穩定的乳液有助于保持噴霧干燥時進料的均勻性，從而使粉粒之間的物理特征和化學特征一致。

圖3 酪蛋白酸鈉添加量對乳化率的影響

結果表明，椰漿中酪蛋白酸鈉添加量≥0.8%，能形成均勻且穩定的乳液。

2.2 進風溫度和進樣量對噴霧干燥的影響

DB46/T 69—2006《椰子粉》中要求椰漿粉水分≤ 5.0%，這一限定值與GB 19644—2010《食品安全國家標準乳粉》和QB/T 4791—2015《植脂末》粉的水分要求一致。因此，進風溫度和進樣量使粉的水分超過5%時不能用于制備椰漿粉。值得一提的是馬來西亞MS1351：1994Specificationforcoconutcreampowder中要求水分≤2.5%。

表2顯示：進風溫度140 ℃，蠕動泵轉速30和45 r/min時，盡管順利出粉，但椰漿粉含水量超5.0%；進風溫度150 ℃，蠕動泵轉速60 r/min時，椰漿粉含水量超5.0%；進風溫度160 ℃，蠕動泵轉速60 r/min時，椰漿粉含水量超5.0%；30 r/min或45 r/min時，150 ℃和160 ℃對椰漿粉得率的影響差異不明顯，從節能角度選擇150 ℃；盡管30和45 r/min對粉得率的差異不明顯，但后者減少噴霧干燥時間。

表2 進風溫度和進樣量對粉的水分及粉得率的影響

綜上，制備椰漿粉的最佳操作條件為進風溫度150 ℃，蠕動泵轉速45 r/min。

2.3 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉得率的影響

表3顯示，只添加麥芽糊精時，不能順利出粉，盡管麥芽糊精是優良的噴霧干燥助劑，但由于椰漿含30%左右脂肪，離心噴霧成小液滴時，脂肪不能得到有效包裹，粘附于塔壁造成黏塔現象，水分過多不能及時得到揮發除去，造成接收桶內是濃稠的液體。由此可見，在噴霧干燥中，均勻且穩定的乳液對是否順利成粉很重要。

表3 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉得率的影響 單位：%

表4 2×2復因子試驗對椰漿粉得率的結果

將酪蛋白酸鈉和麥芽糊精作為一個單因素看，其添加量對椰漿粉油含量影響不顯著，但對椰漿粉得率影響極顯著（P＜0.01）（表3），為更好地檢驗這二者對得率的影響，做了2×2復因子試驗，結果見表4。表5的方差分析結果顯示：酪蛋白酸鈉對粉得率的影響極顯著（P＜0.01），而麥芽糊精對粉的得率影響不顯著，二者交互作用不顯著。

表5 2×2復因子試驗對椰漿粉得率的方差分析

2.4 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉品質的影響

表6顯示，感官總評分從大到小為產品5、產品6和產品4，差異極顯著（P＜0.01），但產品6和產品4的差異并不明顯。

表6 酪蛋白酸鈉和麥芽糊精添加量對椰漿粉的感官品質的影響

從表6還可看出，隨著酪蛋白用量增加，組織形態、流動性、沖調性能變好，但用量過大，導致產品的色澤、滋味和氣味方面變差，主要體現：色澤偏黃，椰香味不足。色澤變黃的原因可能是酪蛋白酸鈉與椰漿中的還原糖產生美拉德反應所致，而香味不足的原因是椰子油的酪蛋白酸鈉保護層過厚，香味不易逸出。

圖4（A）顯示，酸值隨時間的延長而增加。相同貯藏期，同一產品，保存溫度越高，酸值越大；相同貯藏期，相同溫度，酪蛋白含量低的產品，其酸值相對更大。但所有產品的酸值皆≤0.25 mg/g，符合NY/T 230—2006《中華人民共和國農業行業標準椰子油》中關于精煉椰子油的酸值限量（≤0.3 mg/g）。

圖4 椰漿粉在25 ℃（柱狀圖）和50 ℃（折線圖）貯藏期間的酸值（A）和過氧化物值（B）變化

圖4（B）顯示，過氧化物值隨時間的延長而增加。相同貯藏期，同一產品，保存溫度越高，過氧化物值越大；相同貯藏期，相同溫度，酪蛋白含量低的產品，其過氧化物值相對更大。但所有產品的過氧化物值皆≤0.16 g/100 g，符合GB 2716—2018《食品安全國家標準植物油》中規定的食用油的過氧化物值限量（≤0.25 g/100 g）。

3 結論

酪蛋白酸鈉和麥芽糊精可作為輔料，采用噴霧干燥制備椰漿粉，前者對椰漿粉制備有極顯著的影響：添加量0.8%時，形成均勻且穩定乳液，能成粉，但粉得率較低為31.0%；添加量增至2.4%，得率提高至58.2%，盡管有濃郁椰香味，但易成團，流動性較差；添加量增至3.2%，得率提高至65.3%，感官評分高達90.2；增加至4.0%，盡管粉得率高至70.4%，但色澤偏黃，椰香味不足。因此，椰漿粉（脂肪含量50%）的最佳配方：100 g椰漿中添加3.2 g酪蛋白酸鈉和19.8 g麥芽糊精。噴霧干燥的操作條件：進風溫度150 ℃、蠕動泵轉速45 r/min。所得產品松散，流動性好，色澤乳白有光澤，沖調性能好，具有濃郁椰香味，其脂肪、蛋白質和水分含量分別為50.4%，9.8%和1.3%。