全蛋粉喷雾干燥工艺研究

赵媛　苏宇杰　杨严俊

摘要

[目的]优化全蛋粉喷雾干燥工艺条件。[方法]以润湿性、分散性、溶解性为指标，考察喷雾干燥过程中喷雾流量、进风温度、出风温度对全蛋粉产品冲调性能的影响，结合正交试验与主成分分析综合评价，筛选出全蛋粉喷雾干燥最佳工艺条件。[结果]喷雾流量对全蛋粉润湿性和分散性有显著影响，进风温度和出风温度对全蛋粉溶解性有显著影响，全蛋粉最佳喷雾干燥工艺条件为：喷雾流量25 ml/min、进风温度180 ℃、出风温度60 ℃。[结论]研究结果进一步明确了各工艺条件对全蛋粉冲调性能中关键指标的影响，并可为具有良好冲调性全蛋粉的生产提供理论指导。

关键词 全蛋粉；喷雾干燥；冲调性；主成分分析；工艺条件

中图分类号 S509.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）15-243-04

Study on Process Conditions of Spraydrying Whole Egg Powder

ZHAO Yuan， SU Yujie， YANG Yanjun*

（School of Food Science and Technology， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122）

Abstract [Objective] To optimize process conditions of spraydrying whole egg powder. [Method] With wettability， dispersibility， solubility as indicators， the influence of sprayflowing rates， inlet airtemperature， outlet airtemperature on reconcilability of spraydrying whole egg powder were investigated. Combined with orthogonal test and principle component analysis method， the optimal technique conditions of spraydrying whole egg powder were selected. [Result] Sprayflowing rates had a significant influence for wettability and dispersibility， inlet airtemperature and outlet airtemperature had a significant influence for solubility， optimal of technology parameters for processing whole egg powder with spray drying were as below： sprayflowing rates 25 ml/min， inlet airtemperature 180 ℃， outlet airtemperature 60 ℃. [Conclusion]The research provides theoretical guidance for the spraydrying whole egg powder with good reconcilability and further defined the influence of process conditions on the reconcilability indicators.

Key words Whole egg powder； Spraydrying； Reconcilability； PCA； Process conditions

蛋粉产品起源于第二次世界大战，因其丰富的营养价值及便于储存运输的特性，被作为军队补给而得到了广泛的生产[1]。如今，随着食品工业日益壮大，食品深加工产品的应用越来越广泛，蛋粉更因其运输、储藏、营养等方面的卓越性能，被广泛应用于食品工业中，以其制成的各种产品，可以满足消费者不同的需求。

目前我国在全蛋粉的生产过程中，主要采用喷雾干燥的加工方式，通过一定的机械作用，将蛋液分散成雾一样的微粒，使其与热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，获得可食用的、保留了鲜蛋营养与风味的全蛋粉产品。由于蛋液的变性温度较低，具有一定的热敏性，因此，在喷雾干燥的过程中，不同的工艺条件会对蛋粉的性质产生不同程度的影响，从而得到的全蛋粉也具有各种功能性状。

国内外学者的研究多集中于喷雾干燥对蛋粉产品凝胶性、起泡性、乳化性等功能性质的影响方面[2-4]，而较少有针对蛋粉自身复水特性的研究，或者仅采用单一指标进行喷雾干燥工艺条件的优化，而并未充分考虑到冲调性各项指标的综合影响。实际上粉体在加入液体表面后会发生4个过程，分别以润湿、下沉、分散、溶解4个指标来表征[5]，然而这4个过程是交叉混合、连续进行的，因此在試验过程中不能以单一的指标来衡量粉体整体的冲调性能[6]。笔者首先研究了工艺条件对蛋粉润湿性、分散性、溶解性等单一冲调性指标的影响，并深入探讨了其相互之间的关系；进而通过主成分分析将这3项指标拟合为一项综合指标，从整体的角度出发比较喷雾干燥工艺对全蛋粉冲调性的影响，最终得到最佳的喷雾干燥工艺条件，为具有良好冲调性全蛋粉的生产提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜鸡蛋，安徽荣达食品有限公司。主要仪器：

尼鲁喷雾干燥机，德国GEA公司；磁力搅拌器，广州仪科实验仪器有限公司；HH4数显恒温水浴锅，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司；Avanti J26 XP高速离心机，美国BECKMAN公司；JB537491电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；PH070A恒温干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司。

2.2.2

分散性。由图5可以看出，不同进风温度条件下全蛋粉的分散性具有显著差异（P<0.05），180 ℃进风条件下得到的全蛋粉分散性能最好，这进一步说明了在180 ℃进风温度条件下，能够达到较好的干燥效果，此时全蛋粉颗粒相较其他条件更易裂解分散。

2.2.3

溶解性。由图6可看出，在180 ℃条件下，全蛋粉的溶解性最好，达到85%左右，这与刘静波等在喷雾干燥高铁蛋粉的研究中得到的结论相一致[8]。进一步验证了在进风温度较低的情况下，蛋液未能得到充分的干燥，含水量较高从而不易干燥成型；而进风温度过高，蛋液雾滴受热强度过大，导致外层焦糊成壳，二者都会对成品蛋粉的品质造成影响。

2.2.4

冲调性综合评价。由表4中可看出，前2个主成分已经解释了总方差的96.094%，因此选择前2个主成分进行分析。通过表5比较F值的大小，得出在不同进风温度条件下全蛋粉冲调性的综合评价排序，并结合前期对于蛋粉水分含量、色泽的分析及相关生产成本的考虑，可选择180 ℃作为进风温度工艺参数，并选择170、180、190 ℃的进风温度条件进行正交试验优化。

2.3 正交试验结果

由表6可得出喷雾干燥3项工艺条件对蛋粉冲调过程中3项指标影响的主次顺序：对润湿性来说，A>B>C，即喷雾流量影响较大，进风温度次之，出风温度影响最小；对分散性来说，A>C>B，即喷雾流量影响较大，出风温度次之，进风温度影响最小；对溶解度来说，B>C>A，即进风温度影响较大，出风温度次之，喷雾流量影响最小。

作为一个整体指标，冲调性指标是产品最终被消费者直接感知到的综合性状，决定了产品被接受的程度，由正交试验结果可知，对于冲调综合指标的影响来说，A>B>C，即喷

雾流量影响较大，进风温度次之，出风温度影响最小。从计算得到的R值可知，最佳喷雾工艺条件组合为A3B2C1，即喷雾流量为25 ml/min，进风温度180 ℃，出风温度60 ℃，应用此工艺条件可得到冲调性较好的全蛋粉产品。

由表7方差分析结果可知，喷雾流量对粉体润湿性和分散性有显著影响，进风温度及出风温度对粉体溶解度有显著影响。

3 结论

该试验研究了不同喷雾干燥工艺对全蛋粉冲调过程中各项关键指标的影响，并对冲调性作出综合评价，给出了最佳喷雾干燥工艺条件，即当喷雾流量为25 ml/min，进风温度为180 ℃，出风温度为60 ℃的条件下，可生产出具有良好冲调性的全蛋粉产品。该产品具有较大颗粒粒径，能够呈现蛋产品特有的黄色，且结构疏松不易结块，能够满足消费者对于粉体产品的需求。

参考文献

[1]

LECHEVALIER V，NAU F，JEANTET R.Powdered egg[M].Woodhead Publishing Limited，2013：484-512.

[2] 胥伟，迟玉洁，陈晨.磷酸化改性提高全蛋粉蛋白凝膠性的研究[J].中国家禽，2011，33（19）：17-19.

[3] 邓杰，刘静波，潘风光，等.蛋粉的功能特性研究[J].中国家禽，2010，32（24）：39-41.

[4] 宋俊俊，迟玉洁.提高全蛋粉乳化性的研究[J].农产品加工，2011（12）：9-10.

[5] 马爽，刘静波.蛋粉的冲调性能研究[C]//刘静波.第九届中国蛋品科技大会论文集.中国畜产加工研究会，2010：419-427.

[6] SCHUBERT H，AX K，BEHREND O.Product engineering of dispersed systems[J].Trends in Food Science and Technology，2003，14（1/2）：9-16.

[7] DOMIAN E，SULEK A，CENKIER J.Influence of agglomeration on physical characteristics and oxidative stability of spraydried oil powder with milk protein and trehalose wall material[J].Journal of Food Engineering，2014，125：34-43.

[8] 刘静波，马爽，刘博群.喷雾干燥条件对高铁蛋粉溶解特性的影响[J].农业工程学报，2011，27（11）：365-371.