蒲公英叶超微粉制备工艺研究

迟晓君，李芳瑞，李宇，张炳文，岳凤丽 *

（1.山东农业工程学院食品科学与工程学院，山东济南 250100；2.济南倍力粉体工程技术有限公司，山东济南 250100；3.济南大学烹饪学院，山东济南 250100）

近年来，随着生活水平的提高，人们对天然保健食品的需求也逐渐增加，众多具有保健功效的药食兼用型植物得到了大规模种植及开发利用，但是由于起步较晚，目前仍存在开发程度低、技术薄弱等问题。

蒲公英是一种药食兼用的植物，营养丰富，具有较高的药用价值和食用价值，在我国大部分省市广泛种植，产量极高，一次播种可多次采收，非常适合作为高产量、高品质的功能性食品原料进行生产和添加[1]。日常大规模生产加工过程中，为便于后续加工和贮藏，需对蒲公英鲜叶进行烘干处理。当前燥干的方式有很多种，常见的有微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、热风干燥等。我们前期预实验已得知，通过微波干燥及真空干燥得到的蒲公英干制品品质较好，热风干燥后得到的干制品品质相对较差。在蒲公英的实际大批次干燥过程中，考虑到实际效率、烘干效果和经济效益等因素，采用微波干燥工艺比较适宜[2]。目前蒲公英叶作为高产量、高品质的功能性食品原料进行生产时，大多情况下需对蒲公英干叶进行超微粉碎处理。本文探究了微波干燥方法及不同超微粉碎设备对蒲公英叶超微粉制备的影响，并利用单因素试验、正交试验、感官试验、理化试验等对现有微波干燥方法及粉碎方式进行了优化。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料及试剂

蒲公英鲜叶，由山东耕辰农业科技有限公司提供。

硫酸、氢氧化钾、硼氢化钾、高氯酸、硝酸、磷酸二氢铵、氢氧化钠，均为永华化学股份有限公司生产；盐酸，天津市恒兴化学试剂制造有限公司提供；质谱调谐液（Li、Y、Ce、Ti、Co，浓度为10 ng/mL），北京普析通用仪器有限责任公司提供；内标储备液（Ge，浓度为100 μg/mL），北京普析通用仪器有限责任公司提供；金属镉（纯度为99.99%）、氯化汞（纯度≥99%）、三氧化二砷（纯度≥99.5%）、五水硫酸铜（纯度＞99.99%）、硝酸铅（纯度＞99.99%）、氯化汞（纯度≥99%）、重铬酸钾（纯度＞99.5%）、硝酸钯等，均为国药集团化学试剂有限公司提供；过氧化氢，天津市恒兴化学试剂制造有限公司提供；纯水，纯水机制得。

1.1.2 仪器与设备

WZJ-6J型贝利振动式药物超微粉碎机，济南倍力粉技术工程有限公司提供；WZJ-6TC型氧化锆陶瓷振动超微粉碎机，济南倍力粉技术工程有限公司提供；NR10QC型色差仪，广州华测检测科技有限公司提供；微波设备，山东科弘微博能有限公司提供；原子吸收光谱仪（配石墨炉原子化器，附铬、铜、铅、镉空心阴极灯），北京普析通用仪器有限责任公司提供；卤素水分含量测试仪，北京恒奥德仪器仪表有限公司提供；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），北京普析通用仪器有限责任公司；原子荧光光谱仪，北京普析通用仪器有限责任公司提供。

1.2 方法

1.2.1 原料处理

选取无明显病斑、无机械损伤、无病虫害的新鲜蒲公英鲜叶，清洗掉表面泥土后，将其放入95 ℃已加入0.2%碳酸镁的热水中进行烫漂，1 min后捞出沥干水分，置于网筛上备用。根据前期研究结果，确定蒲公英鲜叶最佳烫漂条件为95 ℃热水中烫漂90 s[3]。

1.2.2 微波干燥单因素试验设计

根据单因素试验，选取温度、转速、微波作为因素，依次进行微波试验，将处理后的蒲公英鲜叶置于瓷盘上铺平，放入微波干燥机，设定不同的温度、转速、微波功率，每次试验重复3次，取平均值。以水分含量为判断依据。

1.3 测定项目及方法

（1）水分测定

利用卤素水分含量测试仪测定干燥后的蒲公英叶的水分含量，统一称取质量为1.50 g蒲公英干叶，分析最佳烘干条件。

（2）理化检测

按照以上所得最佳烘干条件进行蒲公英叶的烘干，将同一批次充分干燥后的蒲公英干叶放入两种不同的超微粉碎机内进行粉碎，得到原料粉，过200目标准筛备用。用不同设备对原料粉进行粉碎，对蒲公英超微粉进行感官分析、色差分析和重金属指标检测，分析粉碎设备对蒲公英粉粉碎性质的影响。

蒲公英超微粉中铅含量按照《食品中铅的测定》（GB 5009.12第一法）方法进行测定[4]；铜含量按照《食品中铜的测定》（GB5009.13-2017食品中铜的测定第一法）方法进行测定[5]；镉含量按照《食品中镉的测定》（GB 5009.15-2014）方法进行测定[6]；砷含量按照《食品中无机砷及总砷的测定》（GB 5009.11-2014第一篇第一法）方法进行测定[7]；汞含量按照《食品中总汞及有机汞的测定》（GB 5009.17-2014第一篇第一法）方法进行测定[8]；铬含量按照《食品中铬的测定》（GB5009.123-2014）方法进行测定[9]。

2 结果分析

2.1 不同干燥温度对蒲公英叶水分含量的影响

微波干燥温度对蒲公英叶烘干后水分含量有一定的影响，不同干燥温度对蒲公英叶水分含量的影响结果见表1。

表1 不同干燥温度对蒲公英叶水分含量的影响Table 1 Effect of different temperature on water content of dandelion leaves

由表1可知，设置的微波干燥温度不同，干燥后所得蒲公英干品的水分含量也会有所不同。温度越高，水分含量越低；当微波烘干温度高于55 ℃时，随着温度的增大，含水率下降不明显。这是因为温度过高，物料内部水分吸收热量快速蒸发，而物料外部的水分子迁移速度整体小于内部，导致含水率下降变缓。本试验还发现，60 ℃以上微波干燥的蒲公英干叶会出现明显焦黑及褐变现象，这是由于温度过高造成的。综合蒲公英叶干制后含水量及实际生产情况，选用55 ℃作为最佳烘干温度。

2.2 不同履带转速对蒲公英叶水分含量的影响

表2 不同履带转速对蒲公英叶水分含量的影响Table 2 Effect of different track speed on water content of dandelion leaves

不同履带转速对蒲公英叶水分含量的影响如表2所示，由表得知，随着载料履带转速不断提高，所得蒲公英干叶水分含量不断升高，当转速达到140 cm/min以上时，出现明显烘干不彻底的现象，转速低至60 cm/min以下时，干制后的蒲公英叶出现明显焦黑现象。可见100 cm/min烘干效果最为优越，选用100 cm/min作为最佳设备转速。

2.3 不同微波功率对蒲公英叶水分含量的影响

不同微波功率影响蒲公英叶烘干后的水分含量，不同微波功率对蒲公英叶水分含量的影响结果见表3。

表3 不同微波功率对蒲公英叶水分含量的影响Table 3 Effect of different microwave power on water content of dandelion leaves

由表3知，随着微波功率的增大，蒲公英叶的水分含量不断降低；当微波功率超过480 W时，随着微波功率的增大，干燥的速率增大不明显。这是因为微波功率设置过高，物料内部迅速吸收微波能加快水分蒸发，而物料表面水分迁移速度整体小于内部，导致干燥速度增加变缓[10]。综合烘干后水含量及实际生产情况，选用480 W作为最佳微波功率。

2.4 不同粉碎设备的粉碎时间

以粉碎后300目蒲公英粉占总粉量80%为判断终点，对两种不同粉碎机的粉碎时长进行比较，不同粉碎设备的粉碎时间见表4。

表4 不同粉碎设备的粉碎时间Table 4 Pulverizing time of different pulverizing equipment

由表4可知，欲达到同等物料粉碎程度，氧化锆陶瓷振动超微粉碎机相较于振动式贝利超微粉碎机粉碎所用时间稍长，但由于粉碎时间较短，两种设备无显著差异。

2.5 不同超微粉碎设备对蒲公英粉感官的影响

由10位有专业感官评定经验的人员组成评定小组，对蒲公英超微粉进行评分，并计算平均分。感官评定标准见表5（见下页）[11]，感官评分结果见表6（见下页）。

表6显示，通过10位专业感官人员的盲评打分得知，氧化锆陶瓷振动超微粉碎机得到的超微粉感官评分较高，但两者超微粉差异不显著。

表5 蒲公英超微粉感官评分标准Table 5 The sensory evaluation standard of dandelion superfine powder

表6 蒲公英超微粉感官评分Table 6 The sensory evaluation results of dandelion superfine powder

2.6 不同超微粉碎设备对蒲公英粉色差的影响

表7 不同粉碎设备所得蒲公英超微粉的色差Table 7 The color difference of dandelion superfine powder by different grinding equipment

通过对两种不同超微粉碎机粉碎的300目蒲公英超微粉的色差比较，分析二者的颜色相差情况[12]，结果见表7。由表可知，两种粉碎机器所得蒲公英超微粉颜色接近，二者色差较小，无显著性差异。

2.7 不同超微粉碎设备对蒲公英粉理化成分的影响

两种超微粉碎机由于自身元件材料不同，粉碎过程对物料的成分组成也会有所影响，针对两种超微粉碎机粉碎相同程度（300目超微粉）的同批物料进行重金属含量检测，结果见表8[13－14]。

表8 不同粉碎设备所得蒲公英超微粉的重金属含量Table 8 Heavy metals of dandelion ultrafine powder obtained by different grinding equipment

由表8可知，陶瓷振动超微粉碎机粉碎所得超微粉铅、铜、镉、砷、汞、铬等重金属含量相比于振动式贝利超微粉碎机超微粉碎机大幅降低。氧化锆陶瓷由94.8%的二氧化锆及5.2%的氧化钇构成，减少了机器金属元件的使用，更加安全可靠，也更加适用于数据检测和食品加工。

3 小结

以烘干后蒲公英叶水分含量及实际生产条件为参考依据，得出微波烘干最佳参数为烘干温度55 ℃、转速120 cm/min、微波功率480 W。通过对氧化锆陶瓷振动超微粉碎机与以振动式贝利超微粉碎机为代表的传统超微粉碎机的对比得知，要达到同等物料粉碎程度，氧化锆陶瓷振动超微粉碎机研磨速率稍慢于振动式贝利超微粉碎机，但是实际生产无显著影响。二者粉碎所得300目蒲公英超微粉在感官及色差方面无显著性差异；氧化锆陶瓷振动超微粉碎机相比于传统超微粉碎机，采用了新型氧化锆陶瓷代替传统金属元件，对物料理化成分影响更小，重金属含量更低，具有极好的市场推广前景。