喷雾干燥工艺对山药枸杞速食营养粉品质的影响

张永博，王 仪，石凌钰，杨 凡，房信胜

（山东农业大学农学院，山东泰安 271018）

山药为薯蓣科植物薯蓣的干燥根茎，具有丰富的营养物质和保健作用，是一种日常使用的药食同源产品。中医认为山药能补脾养胃、生津益肺、补肾涩精，可用于脾虚食少、肺虚咳喘、虚热消渴。山药中含有丰富的蛋白质、氨基酸、淀粉、多糖、皂苷等成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、调节脾胃、免疫等多种作用[1-2]。枸杞子是茄科植物枸杞的干燥成熟果实，也是常用的药食同源产品。中医认为枸杞子能滋肝补肾、益精明目，可用于虚劳精亏、腰膝酸痛、内热消渴。枸杞含有丰富的多糖、黄酮、类胡萝卜素、生物碱等营养成分，还含有锂、硒等微量元素，具有抗氧化、抗肿瘤、保肝、降血糖等功效[3]。

枸杞子养阴益肾柔肝，山药健脾益肾，两者配伍有益气养阴、补肝肾、生津止渴的功效。鉴于山药和枸杞配伍具有的良好营养保健功能，将其开发成消费者可以方便食用的复合营养粉，为消费者提供一种既营养保健又便于食用的速食食品。根据前期研究，产品的冲调特性和口感对于产品是否易于被消费者接受至关重要。喷雾干燥作为一种快速干燥技术，可以有效保持产品的营养和风味，同时使得产品具有很好的溶解性能[4-5]。因此，选择喷雾干燥制备山药枸杞营养粉，重点考查不同喷雾干燥条件对产品品质的影响，并通过正交设计优化喷雾干燥条件，为山药枸杞速食营养粉的制备提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

山药为薯蓣科植物山药（Dioscorea oppositifoliaL.）的新鲜根茎；枸杞子为宁夏枸杞（Lycium barbarumL.）的成熟干燥果实。糊精（食品级，河南千志商贸有限公司提供，GB/T20884）。C20-SK2002型电磁炉、JA31002型电子天平、AUX-PB936型破壁营养调理机、GYB 30-6D型高压匀质机，北京林音科技有限公司产品；TENLIN-6000Y型喷雾干燥机，江苏天翎仪器有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 枸杞的处理

取适量枸杞，采用水提法提取主要活性物质，提取温度50℃，料液比1∶30，提取时间2 h，得枸杞提取液备用[6]。

1.2.2 山药的处理

选择新鲜山药为制备原料。洗净，放入锅中蒸熟[7]，将表皮去除干净。根据不同的料液比在山药中加入一定量的枸杞提取液和山药质量4%的糊精[8]，用破壁营养调理机粉碎成浆状。

1.2.3 喷雾干燥

将山药枸杞混合浆液于高压均质机中均质，然后进行喷雾干燥。收集干燥产品进行品质评价。以进风温度、料液比和进样速度为考查因素，以产品感官评分为指标，采用单因素试验和正交设计试验考查和优化喷雾干燥条件。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.2.4 感官评价

根据产品的食用目的，要求该产品用热水冲调后能快速形成均匀的糊状，且具有较好的口感和风味，因此研究重点按表2中所列指标及赋予的分值来综合评价产品食用品质。

品质评价指标与分值见表2。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 进风温度对产品品质的影响

选择不同的进风温度（180，200，220℃）对混合浆液进行喷雾干燥，采用的料液比均为1∶2，进样速度均为1 000 mL/h。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥进风温度对产品品质的影响见图1。

由图1可知，当进风温度200℃时，得分最高；进风温度180℃时由于出现黏壁现象导致产品的外观和口感欠佳；进风温度220℃时，部分粉末有焦煳现象，导致产品风味和溶解性等下降。

2.1.2 料液比对产品品质的影响

选择不同的料液比（1∶1，1∶2，1∶3） 对混合浆液进行喷雾干燥，采用的温度均为200℃，进样速度均为1 000 mL/h。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥料液比对产品品质的影响见图2。

表2 品质评价指标与分值

图1 喷雾干燥进风温度对产品品质的影响

图2 喷雾干燥料液比对产品品质的影响

由图2可知，当料液比1∶2时，得分最高；料液比为1∶1时进料困难，喷雾不顺畅，出现黏壁，导致产品外观和口感下降；料液比为1∶3时，水分含量高，物料不能完全干燥，导致产品出现结块现象，口感下降。

2.1.3 进样速度对产品品质的影响

选择不同的进样速度（1 000，1 100，1 200 mL/h）对混合浆液进行喷雾干燥，采用的温度均为200℃，料液比均为1∶2。收集干燥后产品，根据表2对产品进行评分，以综合得分高低评价不同产品品质。

喷雾干燥进样速度对产品品质的影响见图3。

图3 喷雾干燥进样速度对产品品质的影响

由图3可知，当进样速度1 100 mL/h时，得分最高；进样速度1 000 mL/h时，进料速度过慢，使喷雾干燥速率降低，物料黏结在喷头处，产品品质欠佳；进样速度1 200 mL/h时，物料干燥不充分造成黏壁，导致产品口感和外观等较差。

2.2 正交试验

为进一步筛选喷雾干燥条件，以进风温度、料液比、进样速度为因素，采用L9（34）正交试验设计，以产品品质评价得分为指标，优化喷雾干燥条件。

正交试验设计及结果见表3，方差分析结果见表4。

表3 正交试验设计及结果

由表3的直观分析可知，3个考查因素对品质影响的大小依次是进风温度、料液比和进样速度。方差分析结果表明，进风温度、料液比、进样速度对产品品质均有显著性影响（p＜0.05）。综合以上分析结果可知，喷雾干燥条件的最佳组合应为A2B3C1，即进风温度200℃，料液比1∶3，进样速度1 000 mL/h。进一步验证表明，该优化条件下所制备的产品外观色泽均匀，风味和口感适宜，热水冲调后能迅速形成均匀的糊状，是一种优良的速食营养保健产品。

表4 方差分析结果

3 结论

综合单因素试验和正交试验结果得到山药枸杞粉喷雾干燥的最佳工艺参数为进风温度200℃，料液比1∶3，进样速度1 000 mL/h。在此条件下制成的山药枸杞粉品质好、营养丰富、使用方便，不仅能满足人们的需求，而且增加了山药、枸杞的附加值，具有广阔的市场前景。