干燥对银耳沙棘固体饮料品质的影响

夏晓霞，张路路，张 明，古小露，马 嫄*，黄开波，刘 浏，陈 兵，李晓玉

(1.西华大学西华学院，四川 成都 610039；2.西华大学食品与生物工程学院，四川 成都 610039；3.西华大学创新创业学院，四川 成都 610039；4.通江古林银耳有限公司，四川 通江 636600)

银耳(Tremellafuciformis)又称白木耳、雪耳，是银耳科真菌银耳的子实体，含蛋白质、氨基酸、酚类、多糖类及多种微量元素和B族维生素，有“食用菌之王”的美称[1-2]。沙棘又名醋柳、沙枣，含有丰富的营养物质和生物活性物质以及人体所需的各种氨基酸，其中维生素C含量极高，素有“维生素C之王”的美称，其超氧化物歧化酶(SOD)含量更是高于人参，是备受人们青睐的保健食品[3-4]。固体饮料是指以糖、乳或乳制品、蛋或蛋制品、果汁或食用植物提取物等为主要原料，添加适量的辅料或食品添加剂而制成，其含水量低于5%，具有粉末状、颗粒状等形状，需经冲溶饮用的饮料，其消费量近年来呈现稳定增长的趋势[5-6]。目前，银耳固体饮料大多只是速溶银耳粉[7]，与果蔬结合制作银耳果蔬固体饮料鲜有报道。

干燥是加工固体饮料的重要步骤。喷雾干燥物料经雾化后与热空气接触，水分迅速汽化得到干燥产品，具有干燥速度快、受热面积大、干燥时间短、有效成分破坏少、操作简便和可以自动化操作等特点，已成为非挥发性和热敏性成分较理想的干燥方法[8-10]；真空冷冻干燥水分在真空状态下直接升华，对食物本身所含芳香物质和色泽有很好的保留作用[11-13]；冷冻喷雾干燥通过低温条件冷冻物料，采用除湿空气进行低温升华，把溶剂升华蒸发，最终获得干燥粉末状成品[14-15]。麦芽糊精、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和β-环状糊精均可作为助干剂，用于粉状产品，防止产品结块，增强其溶解性和改善组织结构[16-18]。本实验通过助干剂结合不同的干燥方式干燥银耳沙棘饮料制成固体饮料，确定最佳助干剂添加量和干燥方式，可为银耳果蔬系列固体饮料的开发提供参考[19]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

银耳，由通江古林银耳有限公司提供；沙棘，由通江古林银耳有限公司提供；β-环状糊精、CMC-Na、麦芽糊精，市售，购于上海申光食用化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

SD-1000型喷雾干燥机，东京理化器械株式会社；FD-1A-50型真空冷冻干燥机，上海欧蒙实业有限公司；YC-3000型冷冻喷雾干燥机，上海雅程仪器设备有限公司；SH-3型磁力搅拌器，南昌捷岛科学仪器有限公司；WF32型色差仪，深圳市威福光电科技有限公司；TD-5M型离心机，四川蜀科仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 干燥参数

本实验拟采用喷雾干燥、真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥来处理银耳沙棘饮料，工艺参数如下：

喷雾干燥：进风口温度为145 ℃，出风口温度75～85 ℃，物料入口阀转速60 r/min[20]；

真空冷冻干燥：在-70 ℃条件下预冻4 h后，在真空冷冻干燥箱中冷冻24 h[21]；

冷冻喷雾干燥：物料温度-40～25 ℃，冷凝温度-40 ℃，时间6 h。

1.3.2 助干剂的添加

1.3.2.1 单因素实验

在银耳沙棘饮料中分别添加麦芽糊精(0、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%、0.16%)、羧甲基纤维素钠0.4%、β-环状糊精0.4%；分别添加羧甲基纤维素钠(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)、麦芽糊精0.1%、β-环状糊精0.4%；分别添加β-环状糊精(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)、麦芽糊精0.1%、羧甲基纤维素钠0.4%；均质；通过喷雾干燥、真空冷冻干燥以及冷冻喷雾干燥制得固体饮料，分析比较不同助干剂添加量和不同干燥方式对银耳沙棘固体饮料出粉率、溶解性和色差的影响。

1.3.2.2 正交试验

在单因素实验的基础上，采用正交试验(见表1—3)L9(34)优化助干剂添加量[22]。

表1 喷雾干燥正交试验因素水平表

表2 真空冷冻干燥正交试验因素水平表

表3 冷冻喷雾干燥正交试验因素水平表

选出正交试验最优组合后，测定出粉率和沉淀量进行验证实验。

1.4 测定方法

1.4.1 出粉率的测定

将银耳沙棘固体饮料及时清理、称重并计算出粉率。

1.4.2 沉淀量的测定

采用离心沉淀法测定固体饮料的溶解性[23]。准确称取2 g银耳沙棘固体饮料加入15 mL30 ℃水中冲调，用磁力搅拌器搅拌15 min，待充分溶解后在3 000 r/min离心30 min，弃去上清液，将沉淀直接干燥至恒质量，记录沉淀量。沉淀量越大，溶解性越差。

1.4.3 色差的测定

采用全自动色差计测定色泽[24]。准确称取2 g银耳沙棘固体饮料加入15 mL 30 ℃水中冲调，用磁力搅拌器搅拌15 min，测定其L、a、b值。色泽参数：L*(Lightness，亮度)，在0到100之间变化，0 表示黑色，100 表示白色；a*(Redness，红色度)表示红绿之间的色泽，100 为红色，-80 为绿色；b*(Yellowness，黄色度)表示黄蓝之间的色泽，100 为黄色，-80 为蓝色。对每种样品取3次样，每样旋转3次，从不同角度读数，取9次读数的平均值。

2 结果与分析

2.1 麦芽糊精添加量对银耳沙棘固体饮料品质的影响

麦芽糊精添加量对出粉率和沉淀量的影响如图1、图2所示。麦芽糊精添加量对产品色泽的影响见表4。

图1 麦芽糊精添加量对出粉率的影响

图2 麦芽糊精添加量对沉淀量的影响

样品添加量/%L*a*b*014.26±0.51a0.32±0.16ab2.31±0.04a0.0814.4±2.17a0.19±0.09b2.44±0.08ab喷雾0.114.38±0.35a0.17±0.08c2.55±0.05abc干燥0.1214.26±0.88a0.2±0.10a2.69±0.14c0.1414.16±0.42a0.24±0.12a2.65±0.08bc0.1614.97±0.37a0.19±0.09a2.77±0.02c013.86±0.40a2.87±0.26bc2.22±0.12a0.0813.91±0.89a0.41±0.53ab0.56±0.2b真空冷0.114.54±0.35ab2.66±0.16abc3.02±00.17d冻干燥0.1215.07±0.34b3.03±0.42cd2.69±0.15bc0.1414.91±0.22b3.42±0.13d2.89±0.09cd0.1614.91±0.05b2.29±0.04a2.78±0.08bc014.20±0.43a2.79±0.16a2.32±0.14a0.0814.64±0.27b3.26±0.12b2.69±0.13b冷冻喷0.115.04±0.13c3.59±0.09cd3.48±0.04d雾干燥0.1215.22±0.06cd3.85±0.05e3.67±0.06e0.1415.48±0.26d3.68±0.06d3.56±0.07de0.1614.62±0.26b3.5±0.03c3.33±0.10c

由图1可知：随着麦芽糊精添加量的增加，银耳沙棘固体饮料出粉率均升高；喷雾干燥效果明显低于真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥，并且当添加量低于0.10%时，料液粘度大，出现粘壁现象，出粉率低。真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥后产品的出粉率上升趋势相近，是由于在低温下麦芽糊精能使食品组织更稳定、更细腻、并且降低冰晶的生长速度，所以出粉率较高。

由图2可知，随着麦芽糊精添加量的增加，银耳沙棘固体饮料的沉淀量显著降低，说明麦芽糊精能使物料保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态。麦芽糊精添加量为0.12%时，喷雾干燥所得产品的沉淀量达到最低，为0.017 g，添加量在0.14%后沉淀量逐渐上升；添加量为0.08%～0.12%时，真空冷冻干燥所得产品的沉淀量较低，最低可达0.013 g；添加量为0.08%～0.12%时，冷冻喷雾干燥所得产品的沉淀量较低，最低可达0.008 g。且从图2中可看出在同一添加量范围，冷冻喷雾干燥处理后的产品沉淀量最低。

由表4可知：采用喷雾干燥时麦芽糊精添加量变化对L*差异不显著，在添加量为0%～0.12%时，对a*和b*差异显著。采用真空冷冻干燥时麦芽糊精添加量变化对L*、a*、b*影响显著，在添加量为0.08%～0.1%时，L*发生转折，前后存在显著差异。采用冷冻喷雾干燥时，麦芽糊精添加量变化对L*、a*、b*影响显著。

2.2 羧甲基纤维素钠添加量对银耳沙棘固体饮料品质的影响

羧甲基纤维素钠添加量对出粉率和沉淀量的影响如图3、图4所示。羧甲基纤维素钠添加量对产品色泽的影响见表5。

图3 羧甲基纤维素钠添加量对出粉率的影响

图4 羧甲基纤维素钠添加量对沉淀量的影响

样品添加量/%L*a*b*013.12±0.16a2.89±0.06ab2.70±0.04c0.214.985±0.23b3.06±0.03ab2.73±0.18c喷雾0.415.61±0.04c3.25±0.25b2.98±0.26d干燥0.616.25±0.05d3.23±0.40ab2.84±0.08cd0.816.39±0.30e3.12±0.25ab2.48±0.10b116.43±0.12d2.76±0.26a2.14±0.10a013.94±0.66a3.02±0.16ab2.51±0.15ab0.213.86±0.33a2.33±0.68a2.69±0.39ab真空冷0.414.38±2.73a2.95±0.65ab2.70±0.33ab冻干燥0.615.48±1.06a3.44±0.48b2.87±0.08b0.815.25±0.63a3.63±0.34b2.43±0.3a114.48±0.63a2.32±0.19a2.63±0.12ab014.13±0.08a3.33±0.08a2.82±0.02c0.214.35±0.05a3.39±0.0ab3.49±0.02e冷冻喷0.416.13±0.08d4.34±0.07d3.05±0.06d雾干燥0.616.36±0.08d4.72±0.07e2.83±0.06c0.815.76±0.21c4.26±0.12d2.40±0.02b115.30±0.87b4.05±0.06c2.20±0.06a

由图3可知，随着羧甲基纤维素钠添加量的增加，银耳沙棘固体饮料出粉率均升高；喷雾干燥效果明显低于真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥，并且当羧甲基纤维素钠添加量低于0.4%时料液黏度大，出现粘壁现象，出粉率低。真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥后产品的出粉率上升趋势相近，是由于将羧甲基纤维素钠添加至物料中后，经过冻结抑制了羧甲基纤维素钠与水结块而降低其溶解量，有利于其均匀的分散在物料中。当羧甲基纤维素钠的添加量大于0.8%时，产品有很好的稳定性，但是粘度较大，出粉率逐渐降低。

由图4可知：随着羧甲基纤维素钠添加量的增加，银耳沙棘固体饮料沉淀量明显降低，这体现了羧甲基纤维素钠良好的乳化性及增稠性，使银耳沙棘固体饮料溶于水后形成性能稳定的匀质乳状液。羧甲基纤维素钠添加量为0.8%时，喷雾干燥沉淀量达到最低(0.032 g)，添加量大于0.8%时沉淀量逐渐上升；添加量为0.2%～0.4%时，真空冷冻干燥沉淀量较低，最低可达0.031 g；添加量为0.4%～0.8%时，冷冻喷雾干燥沉淀量较低，最低可达0.021 g。且从图4中可看出在同一添加量范围，冷冻喷雾干燥处理后的产品沉淀量最低。

由表5可知：采用喷雾干燥时羧甲基纤维素钠添加量对L*差异显著，显著逐渐增大，对a*差异不显著，在添加量为0.6%～1%时，对b*差异显著。采用真空冷冻干燥时羧甲基纤维素钠添加量对L*、a*、b*影响不显著。采用冷冻喷雾干燥时羧甲基纤维素钠添加量对L*、a*、b*影响显著，在添加量为0～0.6%时L*、a*增大，大于0.6%时L*、a*降低，在添加量为0～0.4%时，b*逐渐增大，大于0.4%时b*值降低。

2.3 β-环状糊精添加量对银耳沙棘固体饮料品质的影响

β-环状糊精添加量对出粉率和沉淀量的影响如图5、图6所示。β-环状糊精添加量对产品色泽的影响见表6。

图5 β-环状糊精添加量对出粉率的影响

图6 β-环状糊精添加量对沉淀量的影响

样品添加量/%L*a*b*015.81±0.02a3.04±0.24a2.53±0.06b0.215.75±0.83b2.78±0.13a2.5±0.06b喷雾0.415.81±0.02a2.64±0.17a2.47±0.22a干燥0.615.81±0.03a2.55±0.33a2.58±0.05b0.815.90±0.38a3.00±0.02a2.61±0.02b115.88±0.08d2.65±0.43a2.63±0.15b015.07±0.36ab2.43±0.21ab2.63±0.13ab0.215.25±0.16b2.55±0.12ab2.64±0.03ab真空冷0.415.37±0.14b2.77±0.17b2.52±0.09a冻干燥0.615.06±0.64ab2.44±0.39ab2.71±0.20ab0.815.23±0.55b2.32±0.19a2.64±0.12ab114.39±0.68a2.17±0.26a2.77±0.14b015.35±0.06ab3.08±0.03a2.82±0.03a0.215.69±0.05bc3.20±0.04b3.01±0.04b冷冻喷0.416.19±0.04d3.29±0.02c3.18±0.05c雾干燥0.615.80±0.46cd3.45±0.04d2.82±0.04a0.815.56±0.04abc3.18±0.05b3.07±0.03b115.63±0.37a3.04±0.04a2.8±0.03a

由图5可知：随着β-环状糊精添加量的增加，银耳沙棘固体饮料出粉率均升高；喷雾干燥效果明显低于真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥。真空冷冻干燥和冷冻喷雾干燥上升趋势相近，但是3种干燥方式出粉率上升均不显著，这是因为β-环状糊精在食品加工中主要作为稳定剂、加工助剂，用于包埋香料、油料、香辛料及其他易挥发物质使其稳定。

由图6可知：随着β-环状糊精添加量的增加，银耳沙棘固体饮料沉淀量逐渐降低，且添加量越大沉淀量降低越显著，这体现了β-环状糊精作为稳定剂的巨大功效。随着添加量的增加，其包埋效果越好，食品组织间更稳定。β-环状糊精添加量为1%时喷雾干燥、真空冷冻干燥、冷冻喷雾干燥的沉淀量都达到最低值，分别为0.012 g和0.014 g和0.012 g。且从图6中可看出在同一添加量范围，真空冷冻干燥处理降低产品沉淀量效果最佳。

由表6可知，采用喷雾干燥和真空冷冻干燥β-环状糊精添加量对L*、a*、和b*差异影响均较小，而采用冷冻喷雾干燥β-环状糊精添加量对L*、a*、b*差异影响较大。

综合图1、图2和图3，麦芽糊精对升高出粉率的效果最明显，其次为羧甲基纤维素钠和β-环状糊精。麦芽糊精对沉淀量的降低效果最明显，其次为β-环状糊精和羧甲基纤维素钠。冷冻喷雾干燥方式对升高出粉率和降低沉淀量的效果较真空冷冻干燥和喷雾干燥的效果显著。综合表3、表4和表5可以得出，不同助干剂及干燥方式对银耳沙棘固体饮料色差的影响较提高出粉率和降低沉淀量的效果不明显，因此在正交试验中色差无需作为指标进行实验。

2.4 正交试验

在单因素实验的基础上，采用喷雾干燥、真空冷冻干燥、冷冻喷雾干燥3种干燥方式，进行麦芽糊精、羧甲基纤维素钠、β-环状糊精对产品的出粉率和沉淀量影响的研究。喷雾干燥正交试验结果如表7所示。

表7 喷雾干燥正交试验结果

由表7可知，对于喷雾干燥，3种助干剂对出粉率的影响次序为A>B>C，最佳组合为A3B3C2；3种助干剂对沉淀量的影响次序为A>C>B，最佳组合为A1B2C1。麦芽糊精对出粉率和沉淀量影响最大，综合出粉率和沉淀量来考虑，最佳组合是A3B2C1，即麦芽糊精添加量0.12%，羧甲基纤维素钠添加量0.7%，β-环状糊精添加量0.4%。真空冷冻干燥正交实验结果如表8所示。

表8 真空冷冻干燥正交试验结果

由表8可知，对于真空冷冻干燥，3种助干剂对出粉率的影响次序为B>C>A，最佳组合为A3B3C3。3种助干剂对沉淀量的影响次序为B>A>C，最佳组合为A3B1C2。羧甲基纤维素钠对出粉率和沉淀量影响最大，综合出粉率和沉淀量来考虑，最佳组合是A3B3C2，即麦芽糊精添加量0.14%，羧甲基纤维素钠添加量0.6%，β-环状糊精添加量0.3%。冷冻喷雾干燥正交试验结果如表9所示。

表9 冷冻喷雾干燥正交试验结果

由表9可知：对于冷冻喷雾干燥，3种助干剂对出粉率的影响次序为A>B>C，最佳组合为A1B3C1。3种助干剂对沉淀量的影响次序为C>A>B，最佳组合为A3B3C3。综合出粉率和沉淀量来考虑，最佳组合是A1B3C1，即麦芽糊精添加量0.12%，羧甲基纤维素钠添加量0.6%，β-环状糊精添加量0.2%。

2.5 验证实验结果

喷雾干燥最佳工艺为A3B2C1组合：出粉率3.341%、沉淀量0.008 g；真空冷冻干燥最佳工艺为A3B3C2组合：出粉率9.657%，沉淀量0.027 g；冷冻喷雾干燥最佳工艺为A1B3C1组合：出粉率11.847%，沉淀量0.057 g。

3 结论

经过冷冻喷雾干燥的银耳沙棘固体饮料出粉率最高和沉淀量最少，其次为真空冷冻干燥和喷雾干燥。添加麦芽糊精的银耳沙棘固体饮料出粉率最高和沉淀量最少，添加羧甲基纤维素钠的银耳沙棘固体饮料的出粉率和沉淀量都高于β-环状糊精。而助干剂和干燥方式对银耳沙棘固体饮料色差的效果影响无明显规律，因此色差作为银耳沙棘固体饮料品质指标可行性不大。综合沉淀量和出粉率考虑得到最佳的干燥参数：干燥方法为冷冻喷雾干燥；助干剂配比为麦芽糊精添加量0.12%，羧甲基纤维素钠添加量0.6%，β-环状糊精添加量0.2%。

参 考 文 献

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