银耳多糖的喷雾干燥工艺

郑守晶，陈璐，郑明锋*

1. 福建农林大学金山学院（福州 350002）；2. 福建农林大学食品科学学院（福州 350002）

银耳归属于真菌类银耳科，有“菌中之冠”的美誉[1-2]。银耳多糖具有很强的功能性，如在抗肿瘤、抗炎症、抗病毒、降血糖等方面有一定作用[3-8]。在银耳多糖的体外抗氧化试验中，其体现较强的羟自由基清除能力[9]。银耳多糖能有效增强人体机体内部抗氧化酶的活性，降低氧化应激水平，遏制脂质的过氧化反应过程中不良产物的生成，以达到抗氧化抗衰老的作用[10]。

干燥是银耳多糖产品化的最关键的工序之一，直接影响银耳多糖最终产品的品质。干燥的方法众多[11]，其中喷雾干燥因其成本较低、工艺简单、干燥简短、操作方便，具备可直接制粉、大面积的机械化和自动化等优势，在食品药品、医学化工等行业得到广泛应用。试验主要研究银耳多糖喷雾干燥过程中多糖浓度、进风温度、进料流量等因素对含水量及干粉得率的影响，并寻求最优工艺条件。

1 材料与方法

1.1 供试材料

银耳多糖溶液（实验室自备）。

1.2 试验方法

1.2.1 银耳多糖喷雾干燥工艺单因素试验

取500 mL银耳多糖溶液通过喷雾干燥的方法进行干燥，固定其他条件，分别考察银耳多糖浓度（1.3%，1.6%，1.9%，2.2%和2.5%）、进风温度（120，140，160，180和200 ℃）、进料流量（16，18，20，22和24 mL/min）等对含水量及干粉得率的影响。做3组平行，试验的数据用平均值。

干燥结束后进行成品收集，分别称取0.5 g干燥后的银耳多糖置于水分测定仪中，测定其含水量。

银耳多糖干粉得率按式（1）计算[12]：

银耳多糖干粉得率=喷雾干燥得到的银耳干粉质量/银耳多糖溶液中实际含固量×100% （1）

1.2.2 银耳多糖的喷雾干燥正交设计试验

在单因素试验的基础上，为研究喷雾干燥过程中影响银耳粗多糖含水量、干粉得率的主次因素及进一步优化提取工艺的最佳条件，以试验银耳多糖的含水量和干粉得率的综合评分为指标（具体评分方法：含水量的最小值设置为10分，剩余的试验结果按照其与最小值的比例分别评分；干粉得率的最大值设置为10分，剩余的试验结果按照其与最大值的比例分别评分，最终的综合评分结果为这2个指标的分值总和），以银耳多糖浓度、进风温度、进料流量作为试验的影响因素，设计正交试验。

2 结果与分析

2.1 银耳多糖喷雾干燥工艺单因素试验

2.1.1 银耳多糖浓度对银耳多糖喷雾干燥的影响

银耳多糖浓度的高低对喷雾干燥效果产生很大的影响。由图1可知，随着银耳多糖浓度的不断增加，含水量呈先下降后上升的趋势，而干粉得率与含水量相反，表现出先上升后下降的趋势。随着多糖浓度增加到一定程度，多糖溶液的黏稠度加大，雾化越困难，喷雾干燥形成的粒子越大，干燥速度缓慢，多糖粘在塔壁的现象越严重，造成含水量提高，干粉得率下降，因此选择银耳多糖浓度1.9%为宜。

由表1和表2得出，银耳多糖浓度对银耳多糖的含水量及干粉得率均有显著影响（p＜0.05）。

图1 银耳多糖浓度对喷雾干燥的影响

表1 银耳多糖浓度对含水量影响方差分析表

表2 银耳多糖浓度对干粉得率影响方差分析表

2.1.2 进风温度对银耳多糖喷雾干燥的影响

喷雾干燥试验中的进风温度也是影响银耳多糖干燥的主要因素之一。根据图2可得，随着进风温度的升高，银耳多糖的含水量不断降低，但是干粉得率随着进风温度的升高呈现出先增加后降低的趋势，并在180 ℃达到最大值。当进风温度较小时，在燥塔内的多糖不能充分地干燥，容易粘附着在塔壁，所以干粉得率比较低；当进风温度大于180 ℃时，干燥物料的表面水分蒸发很快，容易形成硬块，导致物料内部的水分不能充分地扩散及蒸发，物料容易回潮而粘附着干燥塔壁内，干粉得率因此降低。故进风温度180 ℃为宜。

由表3和表4得出，进风温度对银耳多糖的含水量及干粉得率均有显著影响（p＜0.05）。

图2 进风温度对喷雾干燥的影响

表3 进风温度对含水量影响方差分析表

表4 进风温度对干粉得率影响方差分析表

2.1.3 进料流量对银耳多糖喷雾干燥的影响

根据图3可知，随着进料流量的增大，银耳多糖的干粉得率降低，且在进料量16 mL/min时达到最大值，这是因为进料流量在增大的同时，喷雾干燥的雾滴直径也在变大[13]，所需喷雾干燥的时间增加，容易发生粘壁现象，所以干粉得率下降。银耳多糖的含水量随着进料流量的增大而不断上升（p＜0.01），说明进料流量越大[14]，喷雾干燥越不彻底，所以水分越来越大。由图3还可以看出进料流量在16 mL/min增加至18 mL/min时，银耳多糖的含水量和干粉得率变化并不明显，因此为缩短喷雾干燥时间、避免资源的浪费，进料流量应选择18 mL/min为宜。

图3 进料流量对喷雾干燥的影响

表5 进料流量对含水量影响方差分析表

表6 进料流量对干粉得率影响方差分析表

2.2 正交试验结果分析

对单因素试验得出的所有数据进行结果分析，设计出该试验的正交因素和水平表（表7），并对正交试验设计进行结果、极差、方差分析，结果见表8和表9。

由表8得出，各因素对于银耳多糖的干燥有着不小的影响，极差的大小可以得出它们的影响程度，即：进料流量＞进风温度＞银耳多糖浓度。结合表9可看出，进料流量、进风温度和银耳多糖浓度对银耳多糖的干燥影响极显著（p＜0.01），空列不显著（p＞0.05），最佳工艺条件是A2B2C2，即银耳多糖浓度1.9%、进风温度170 ℃、进料流量17 mL/min。

表7 正交试验因素及水平

表8 正交试验设计及试验结果

表9 正交试验方差分析表

2.3 验证试验

通过正交试验，得出最优的喷雾干燥条件：银耳多糖浓度1.9%、进风温度170 ℃、进料流量17 mL/min。在此优化的条件下，进行3次的重复试验，发现银耳多糖溶液喷雾干燥后的含水量为4.08%，干粉得率为63.41%，综合效果最好。

3 结论

试验采用喷雾干燥法干燥银耳多糖。正交试验优化获得得最佳干燥工艺参数：银耳多糖浓度1.9%、进风温度170 ℃、进料流量17 mL/min。在优化条件下，干燥后的银耳多糖含水量为4.08%，干粉得率为63.41%，可见喷雾干燥工艺具备研究价值，为后期银耳多糖喷雾干燥的工业化的生产提供一定理论基础。