冷冻干燥与喷雾干燥对岗稔果粉品质影响的比较

唐 辉钟瑞敏 马金魁 郭红辉v

(1. 韶关学院英东食品科学与工程学院，广东 韶关 512005；2. 肇庆学院化学化工学院，广东 肇庆 526061)

冷冻干燥与喷雾干燥对岗稔果粉品质影响的比较

唐 辉1钟瑞敏1马金魁2郭红辉1v

(1. 韶关学院英东食品科学与工程学院，广东 韶关 512005；2. 肇庆学院化学化工学院，广东 肇庆 526061)

利用AHP模糊数学方法对两种干燥方式的岗稔果粉进行综合感官评价，并分析了岗稔果粉各项感官指标与理化性质的相关性。结果表明，真空冷冻干燥制得的果粉的总糖、还原糖、总酸、花色苷含量以及流动性与溶解性都要优于喷雾干燥制得的；但喷雾干燥制得的样品含水量更低，色泽较好，综合感官指标值高于真空冷冻干燥制品；岗稔果粉的色泽与其花色苷含量、色差a值呈显著相关；岗稔果粉的滋味与其总糖、还原糖、总酸含量呈显著相关；岗稔果粉的质地与其流动性和溶解性呈显著相关性。真空冷冻干燥岗稔果粉品质好，产品附加值高，喷雾干燥岗稔果粉综合感官指标较好，适于工业化生产。

真空冷冻干燥；喷雾干燥；岗稔；果粉；AHP

岗稔(Rhodomyrtustomentosa)，为桃金娘科植物的浆果，又名稔子、山稔，为粤北地区的特色水果之一。岗稔果酸甜可口，富含花色苷、矿物质及多种微量元素，具有较高的营养价值和保健功能[1-2]，因其为季节性浆果类果实，存在集中采摘、容易腐烂，贮藏与运输不便等特点，至使鲜果发展受到很大的制约，岗稔果品的研究与加工迫在眉睫[1-2]。目前国内外对于岗稔果的深加工研究主要集中在岗稔果中花色苷提取与稳定性研究[3-4]，果酒品种开发[5-6]，果汁饮料与浓缩果汁加工研究[7-8]等方面，对营养、保藏与运输性能较佳的岗稔果粉，仅见赵广河等[9]对其进行了研究。在果粉加工中，干燥是其中的关键工艺，主要有热风干燥[10]、微波干燥[11]、冷冻干燥[12]、喷雾干燥[13]等，热风干燥过程中时间较长，温度过高，花色苷损失较大。微波干燥对含水量高的物质脱水效率较低，一般结合真空干燥，作为干燥的后期脱水处理。喷雾干燥是将产品雾化成极小液滴，在干燥介质中，使得液滴迅速汽化，物料瞬间被干燥。真空冷冻干燥是利用冰的升华原理，在高真空的环境条件下，将食品中冻结的冰直接从固态升华为汽态除去水分，而不破坏物料原有的物理、化学结构，能最大程度保留岗稔花色苷。近年来，专家学者对不同干燥方式果粉的品质进行了研究报道，如王储炎等[14]研究了不同干燥方式对桑椹果粉物理特性的影响，得出真空冷冻干燥制备的桑椹果粉综合物理性能优，宋宏新等[15]比较了番茄的喷雾及真空冷冻干燥粉的品质，得出了喷雾番茄粉的最佳工艺。然而，关于不同的干燥方式对岗稔果粉品质影响的比较研究未见报道。因此，本试验拟结合岗稔果特点，采用喷雾干燥法与真空冷冻干燥法制备岗稔果粉，对岗稔果粉的营养保留成分、物理特性、感官评价等品质进行全面、客观地比较，并利用AHP(层次分析法)对冷冻与喷雾干燥岗稔果粉进行综合感官指标评价，进而分析岗稔果粉各项感官指标与理化性质的相关性，以期为岗稔产品的生产和加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 材料、试剂

岗稔：新鲜，采购于粤北韶关市场；

麦芽糊精(DE 20)、大豆分离蛋白(蛋白质含量85%)：食品级，韶关市创意有限公司；

阿拉伯胶：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；

β-环状糊精：分析纯，上海展云化工有限公司；

果胶酶：分析纯，美国，Sigma-Aldrich公司；

CMC-Na：分析纯，天津市福晨化学试剂厂。

1.1.2 仪器

紫外可见光分光光度计：新世纪T6型，北京普析通用仪器有限责任公司；

冻干机：SP型，美国，SP Scientific公司；

高压均质机：GYB30-6s-型，上海东华高压均质机厂；

超低温冷冻储存箱：MDF-105H118型，济南奥雪医疗器械有限公司；

高速离心喷雾干燥机：QZP-5型，江苏省无锡市林洲干燥机器制造厂；

胶体磨：JMS-50型，廊坊市冠通机械有限公司；

精密色差仪：WR-10型，深圳市威福光电科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

(1) 真空冷冻岗稔果粉制备工艺流程：

新鲜岗稔果→挑选、清洗，加水、护色剂→胶体磨榨汁→酶解、钝酶→过滤→分装→-4 ℃保藏备用→冷冻浓缩、解冻→添加助干剂→均质→分装、预冻→真空冷冻干燥→二次磨粉→过筛→岗稔果粉→真空包装→成品

(2) 喷雾干燥岗稔果粉制备工艺流程：

新鲜岗稔果→挑选、清洗，加水、护色剂→胶体磨榨汁→酶解、钝酶→过滤→分装→-4 ℃保藏备用→冷冻浓缩、解冻→添加助干剂→过滤→高速离心喷雾干燥→岗稔果粉→真空包装→成品

1.2.2 操作要点说明

(1) 挑选、清洗、加水、护色剂：挑选新鲜无腐烂的岗稔果，添加42%的水，0.05%的柠檬酸调配均匀(以原果重为基准进行添加)。

(2) 胶体磨榨汁：将调配均匀的岗稔果过胶体磨2次，榨汁。

(3) 酶解、钝酶：添加0.3%果胶酶(以原果重为基准进行添加)、在45 ℃条件下、酶解1.5 h；酶解后，在80 ℃水浴中钝酶15 min。

(4) 助干剂：真空干燥粉助干剂添加为：岗稔果汁中固型物与麦芽糊精的质量比为1∶1，CMC-Na添加量为1.2%，β-环糊精2.5%；喷雾干燥粉助干剂添加为：岗稔果汁中固型物与麦芽糊精的质量比为4∶6，在此基础上再添加助料1%β-环糊精。

(5) 真空干燥制粉条件：填料高10 cm、-40 ℃条件下预冻4 h，真空度10 Pa、升华加热温度50 ℃。

(6) 喷雾干燥制粉条件：进风温度180～200 ℃，出风温度85～95 ℃，离心机转速12 000 r/min。

1.2.3 营养成分的测定

(1) 可溶性固形物的测定：采用手持式折光仪测定[16]。

(2) 总糖的测定：按GB/T 15038—2006执行。

(3) 还原糖的测定：按GB/T 5009.7—2008执行。

(4) 花色苷含量的测定：花色苷的提取参照文献[17]，其含量测定采用pH示差法[18]。

(5) 总酸的测定：按GB/T 12456—2008执行。

(6) 水分含量的测定：参考文献[19]。

1.2.4 粉体物理性质的测定

(1) 色差的测定：参照文献[20]。

(2) 休止角的测定：参照文献[14]。

(3) 堆积密度的测定：参照文献[15]。

(4) 润湿下沉性的测定：参照文献[14]。

(5) 分散性的测定：参照文献[14]。

(6) 吸湿性的测定：根据文献[21]，修改如下：精确称取1.80 g岗稔果粉放进已经称重的干燥铝盒中,将铝盒放置在盛有饱和氯化钠溶液(环境相对湿度75.5% )的玻璃干燥器中,放在阴凉处避光保存。每隔2 h测一次岗稔果粉的质量，直到两次的质量差少于0.005 g为止。吸湿性(HG)计算公式：

(1)

式中：

HG——吸湿性，%；

M1——吸湿前的岗稔果粉质量，g；

M2——吸湿后的岗稔果粉质量，g。

1.2.5 感官评定 选择15名经过食品专业培训的人员组成评价小组，根据GB/T 29602—2013，以岗稔果粉的色泽、气味、滋味和质地为感官评定的4个指标。将各试验结果4项指标的分值相加，即为各试验方案的综合分值，总分为100。具体评价标准及分值见表1。

1.2.6 层次分析法(AHP) 感官评价带有一定的主观性，因此，本试验采用AHP评价综合感官指标，AHP[22-23]主要是对各项指标确定一个比较科学的权重，然后采用加权平均的方法确定综合评价值。这种方法使得模糊性、主观性的感官评定方法得到量化，且提高了客观性和科学性，能更准确地说明产品的感官质量，从而较好地对产品进行感官品质鉴定。具体方法：

(2)

设bij=Fi/Fj，bii=1，bij=1/bji，bij=bik/bjk，若F为未知时，可以根据评价者对物料之间两两对比的关系，主观作出比值的判断，或用DelpHi法来确定这一比值。为了使各因素之间两两进行比较得到量化的判断矩阵，根据心理学家的研究，对食品的感官评价引入一个1～9的标度，见表2。

综合文献资料、国家标准和所评价固体饮料的品种类别，应从F1色泽、F2气味、F3滋味、F4质地4个感官指标对岗稔固体饮料进行评价，并对各个感官指标的重要性达成以下共识：F1相对F2略重要，F3相对F1同等重要，F1相对F4略重要，F3相对F2略重要，F4相对F2略重要，F3相对F4略重要。根据表2的标度和专家的共识填写矩阵B，利用归一化法计算出B的特征向量，将特征向量标准化，即得各感官指标的权重值Wi，计算出其对应的最大特征值λmax，然后再进行一致性检验。步骤如下：

随机一致性指标指数R·I：当矩阵阶数n=4，R·I=0.893 1。

综合感官指标的计算。根据上面的计算结果，岗稔果粉感官质量指标权重Wi分别为：色泽0.364 8，气味0.098 8，滋味0.364 8，质地0.171 6，一致性检验合格，即评判合理，将各项感官指标得分的平均分分别与Wi相乘之后进行总加和，从而得出综合感官指标，选择综合感官指标最佳的岗稔果粉，确定最适宜的干燥工艺。

1.2.7 相关性分析 采用SPSS 11.0软件中的Analyze→Correlate→Bivariate进行Pearson 相关性分析，分析岗稔果粉各项感官指标与其理化指标的相关性，充分了解岗稔果粉的各项感官指标与理化指标之间的关系，为改善果粉的品质和加工工艺提供理论依据。

1.2.8 数据分析 采用SPSS 11.0 进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 岗稔果粉营养成分的影响

由表3可知，岗稔鲜果在干燥制成果粉后，鲜岗稔果的总糖、还原糖、总酸及花色苷等营养成分以及水分都有较大程度的减少，可能是制粉过程和方式对其营养成分的影响。比较两种不同干燥方式制备的岗稔果粉，可以看出，真空冷冻干燥制得的果粉总糖、还原糖、总酸、花色苷含量都要高于喷雾干燥制得的，有差异性。而喷雾干燥制品含水量为3.8%，较真空冷冻干燥制品的含水量(5.0%)更低，有差异性。分析造成上述现象的原因可能是：① 喷雾干燥温度较高，易发生美拉德反应，从而导致还原糖、总糖、总酸和花色苷等营养物质的损失，这与常虹等[21]用不同干燥方式制备菠萝粉时研究结果一致：② 喷雾干燥是将产品雾化成极小液滴，表面积瞬间增大了许多倍，在干燥介质中，产品与热空气的接触面积也增大许多倍，而雾滴内部水分向外迁移的路径大大缩短，使得液滴迅速汽化，物料瞬间被干燥，另外，产品也无需进行二次粉碎，不易受空气中的水分影响。因此，喷雾干燥岗稔果粉含水量更低，更有利于产品的贮藏。这与宋宏新等[15]研究结果一致。总之，真空冷冻干燥岗稔果粉的营养成分保留较高，营养较好，喷雾干燥岗稔果粉的水分含量较低，更有利于保藏。

2.2 岗稔果粉物理特性的影响

由表4可知，喷雾干燥制备的岗稔果粉色差a值(a值越大，越接近红色，品质越好)，明显优于真空冷冻干燥制备的样品。真空冷冻干燥岗稔果粉的流动性(休止角与堆积密度越小，摩擦力越小，流动性越好)与溶解性(润湿下沉时间和分散时间越短，果粉的溶解性越好、越不容易结块)较喷雾干燥岗稔果粉好。喷雾干燥制备的岗稔果粉较真空冷冻干燥岗稔果粉的吸湿性稍高。分析造成喷雾干燥制备的岗稔果粉色差a值较大的原因，可能是喷雾干燥岗稔果粉的pH值较低的原因引起的(试验中测定出喷雾干燥岗稔果粉的pH值偏低，可能是喷雾干燥过程中受高温作用，对果汁非酶褐变反应影响大，当糖类与氨基态化合物反应形成糖胺会导致pH值下降[24])。岗稔果粉的红色主要为其中所含花色苷的颜色，张少敏[25]曾证实过花色苷的颜色会随溶液 pH的变化而变化，在强酸性溶液中呈稳定的红色，因此使得喷雾干燥制备的岗稔果粉色差的a值较高。另外，真空冷冻干燥岗稔果粉的流动性与溶解性较喷雾干燥岗稔果粉好，应是由于喷雾干燥将物料雾化，一次制粒而成，因此粉体粒度较小，粉体之间分子引力、静电引力作用增大，粒子间容易吸附、聚集成团，黏结性增大、从而导致休止角增大，流动性变差，溶解性降低。而真空冷冻干燥时物料聚集结块，需二次研磨，颗粒粒度较大，粉体流动性较好。此结果与常虹等[21]试验结果一致。同时，由于喷雾干燥制备的岗稔果粉含水量较低，与空气接触，吸湿回潮较快，真空干燥制备的岗稔果粉在二次制粒时已经有吸湿回潮的现象，所以后期的吸湿率较喷雾干燥制备的样品低。2.3 岗稔果粉感官评价的影响

由表5可知，真空冷冻干燥岗稔果粉的质地、滋味分值高于喷雾干燥样品，喷雾干燥岗稔果粉的色泽分值明显优于真空冷冻样品。两者的气味分值差别不大。

由于两种样品各项感官指标各有所长，为了更好地对真空冷冻干燥与喷雾干燥岗稔果粉感官品质进行结果判定，依据方法1.2.6将各项感官指标平均得分分别与AHP法得到的权重Wi(色泽0.364 8，气味0.098 8，滋味0.364 8，质地0.171 6)相乘之后得出综合感官指标分。根据表5可以看出，喷雾干燥岗稔果粉的综合感官指标值高于真空冷冻干燥制品,但无显著差异。

2.4 果粉相关性分析

通过研究岗稔果粉的营养成分、物理特性以及感官指标，可以看出，营养成分与物理特性稍好的真空冷冻干燥岗稔果粉其综合感官指标分值反而较低，为了进一步了解岗稔果粉的各项感官指标与理化指标之间的关系，本文分析了岗稔果粉各项感官指标与其理化指标的相关性，结果见表6。

† 同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

† 同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

† 同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

† 表中为Pearson相关系数/相关概率的显著水平(Pearson Correlation Coefficients/Prob>|R|)，标注*表示两者显著相关，**表示两者极显著相关。

由表6可知，岗稔果粉的色泽、滋味、质地与其理化指标之间存在一定的相关性。岗稔果粉的色泽与其花色苷含量、色差a值呈显著相关，岗稔果粉的滋味与其总糖含量、还原糖含量、总酸含量呈显著相关，岗稔果粉的质地与其水分含量、休止角、堆积密度、吸湿性、润湿下沉性、分散性呈显著相关，岗稔果粉的气味与试验中测定的理化指标没有显著性相关性，有待进一步研究与分析。

3 结论

该试验对两种不同干燥方式干燥的岗稔果粉营养成分、物理特性、感官评价进行了比较研究，且进一步对岗稔果粉各项感官指标与理化性质进行相关性分析，结果表明：

(1) 真空冷冻干燥制得的果粉的总糖、还原糖、总酸、花色苷含量以及流动性与溶解性都要优于喷雾干燥制得的；但喷雾干燥制得的样品含水量更低，色泽较好，综合感官指标值(82.20分)高于真空冷冻干燥制品(81.31分)；岗稔果粉的色泽与其花色苷含量、色差a值呈显著相关；岗稔果粉的滋味与其总糖含量、还原糖含量、总酸含量呈显著相关；岗稔果粉的质地与其休止角、堆积密度、润湿下沉性、分散性、吸湿性呈显著相关。

(2) 真空冷冻干燥对岗稔果粉营养成分保留较好，适合于高附加值的功能或医用食品的制作。喷雾干燥制品的综合感官指标较好，并且喷雾干燥在制备果粉时因效率高，成本低，在工业化生产中占有非常明显的优势。

从试验结果看出，岗稔果粉的总糖、还原糖、总酸及花色苷等营养成分与鲜岗稔果相比，都有较大程度的减少，今后可进一步研究岗稔全果粉的加工技术，既做到全面保留鲜岗稔的营养成分，又增加保质期，以拓宽岗稔产品的领域与范围，为粤北特色果蔬产品深加工提供理论依据与技术支持。

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Quality comparison of rhodomyrtus tomemtosa’s powder by vacuum freeze drying and spray drying

TANG Hui1ZHONGRui-min1MAJing-kui2GUOHong-hui1LIUYong-ji1

(1.YingDongInstituteofFoodScienceandTechnology,ShaoguanUniversity,Shaoguan,Guangdong512005,China; 2.FacultyofChemistryandChemicalEngineering,ZhaoqingUniversity,Zhaoqing,Guangdong526061,China)

The effects of vacuum freeze-drying and spray-drying on the quality ofRhodomyrtustomemtosa’s powder were compared in this study. The Analytical Hierar-chy Process(AHP) fuzzy mathematics method was used to evaluate the sensory indexes of the two kinds of drying methods, and the correlations between the sensory indexes and physicochemical properties was analyzed. The results showed that the total sugar, reducing sugar, total acid and anthocyanin content ofRhodomyrtustomemtosa’powder produced by vacuum freeze-drying and the flowability and solubility of powder were better than those obtained by spray drying. However, the samples prepared by spray drying moisture content was lower, the color was better, the comprehensive sensory index value was higher than that of vacuum freeze-dried product. The color ofRhodomyrtustomemtosa’s powder was significantly correlated with its anthocyanin content and color differencea*value. Results suggested that the taste of theRhodomyrtustomemtosa’s powder was significantly correlated with its total sugar content, reducing sugar, and total acid content. There was a significant correlation between the texture of the powder and its physical properties such as flowability and solubility. In summary,the vacuum freeze-dried produces high qualityRhodomyrtustomemtosa’s powder, while the spray drying makesRhodomyrtustomemtosa’s powder with better comprehensive sensory index and suitable for industrial production.

Vacuum Freeze Drying; Spray drying;Rhodomyrtustomemtosa; powder; AHP

广东省科技计划研发与产业化项目(编号：2013B090600138)；韶关学院2013年度科研项目(编号：韶科[2013]205号-14，经费编号：433-99000405)；2015年度韶关市社会发展领域项目(编号：韶科[2015]72号-17，经费编号：433-99000312)

唐辉，女，韶关学院讲师，硕士。

郭红辉(1977—)，男，韶关学院教授，博士。 E-mail：455424391@qq.com

2017-01-18

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.03.038