喷雾干燥法制备方便百合粉工艺研究

陈益胜，金俊男，徐学明*，吴志海，孙倩倩，陈宗振

（1.江南大学食品学院，粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏无锡 214122；2.寿光市市场监督管理局，山东寿光 262700；3.连云港麦泽福食品有限公司，江苏连云港 251111）

百合是首批认可的药食两用植物，被誉为蔬菜人参。百合不仅营养丰富[1]，还含有大量多酚、黄酮、生物碱和皂苷等对人体健康有益的生物活性物质。研究表明，百合具有抗肿瘤、降血糖、抗氧化、消炎、增强心肺功能、固肾、安神和调理脾胃等功能[2-4]。目前，在我国，兰州百合、宜兴百合等已经形成了大规模的种植，有利于产业化生产，但由于百合精深加工产品较少且品种单一，导致整个产业的附加值较低。

传统的湿法制备百合粉工艺流程为磨浆、过滤、漂洗、沉淀、干燥。在过滤过程中，还原糖等可溶性营养物质大量流失，导致营养损失严重，出粉率低。吴国锋等[5]的研究表明，湿法制粉的集粉率低至10.05%，浪费严重。而干法制粉需长时间高温干燥，百合在干燥过程中由于干燥条件不当易产生褐变，影响产品的外观。所以传统的百合粉制备方法都存在其局限性。

喷雾干燥技术具有干燥时间短、干燥条件易控制等优点，可以很好地改良百合粉的制备工艺，提高产品的出粉率，得到营养成分保留较好、外观纯净的百合粉。此外，针对目前市场上已有的百合粉产品存在的冲调性不良等问题，本次研究对制得的百合粉添加辅料进行复配，得到优化配方，制得冲调方便、口感良好的百合粉产品。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验用化学试剂均为分析纯，由国药集团化学试剂有限公司提供；新鲜百合为爽口源兰州百合，由甘肃爽口源生态科技股份有限公司提供；麦芽糊精中还原糖（以葡萄糖计）占糖浆干物质的百分比（DE值）为13%～17%，由国药集团化学试剂有限公司提供。

GZX-9146MBE干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；RJTDL-50A离心机，无锡瑞江分析仪器公司；HWS24型水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；721型紫外-可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；DJ12B-A10打浆设备，九阳股份有限公司；YC-015喷雾干燥设备，上海雅程仪器设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 百合预处理

选择个大色白、鳞片肥厚、无机械损伤的百合鳞片，将表面清洗干净，放置于冰箱保鲜层备用。

1.2.2 多酚氧化酶残余活力测定

分别取 1 g 百合样品在 100 ℃下热烫 10 s、20 s、30 s、40 s和 50 s，冷却，按 1 ∶ 5（w/v）比例加入pH 5.0 的磷酸缓冲液，研磨成匀浆，8 000 r/min 离心20 min。取 0.5 mL 上清液转移至 5 mL 离心管，加入1 mL 0.1 mol/L 邻苯二酚溶液、2 mL pH 5.0 的磷酸缓冲液，混匀后于37 ℃水浴锅中保温10 min。用紫外-可见分光光度计于410 nm处测吸光度。每隔30 s记录一次吸光度，共记录12次。多酚氧化酶（PPO）活力计算见式1。

式中：ΔA410为记录反应时间内吸光度变化值；V为提取酶液总体积，mL；m为鲜百合质量，g；t为反应时间，min；Vs为测定时取用酶液体积，mL。

1.2.3 百合干物质含量测定

称取鲜百合样品若干，记录质量，放入干燥箱，恒温60 ℃干燥至样品恒重，称其质量，记录数据，按照式2计算干物质含量。重复3次，取其平均值。

式中：W为百合干物质含量质量分数，%；m1为烘干后百合质量，g；m2为鲜百合质量，g。

1.2.4 喷雾干燥法制备百合粉

称取鲜百合片 25 g左右，在 100 ℃下热烫 40 s后，重复打浆3次，至浆料均匀。设定喷雾干燥设备进口温度为170 ℃，出口温度为80 ℃，进料流量分别为 100、300、500、800 和 1 000 mL/h，除进料流量外其余条件相同，平行进行5次实验。

1.2.5 麦芽糊精添加量对百合粉冲调性能的影响

按比例称取制得的百合粉样品和麦芽糊精，倒入烧杯内，加入60 ℃的去离子水50 mL，搅拌，过滤未溶的粉团。重复3次，收集3次得到的液体。取5 mL液体，于105 ℃干燥至恒重，称重。根据式3计算冲调性。

式中：D为冲调性；a为5 mL冲调液干物质重量，g；V为溶解样品的去离子水体积，mL；W为样品重量，g。

1.2.6 蔗糖添加量对百合粉感官影响

设定麦芽糊精添加量为30%，食盐添加量为0.5%，增香剂添加量为0.2%，蔗糖添加量分别为12%、15%、18%、21%和24%。将各原辅料充分混合，加入 200 mL 60 ℃热水，充分搅拌 10 s，以方便百合粉冲调性能和感官评分为指标，进行感官评定。感官评定标准分值权重：冲调性（50），滋味和口感（20分），色泽（15分），风味（15分）。

1.2.7 食盐添加量对百合粉感官影响

设定麦芽糊精添加量为30%，蔗糖添加量为18%，增香剂添加量为0.2%，食盐添加量分别为0.3%、0.5%、0.7%、1.0%和1.2%。同上进行感官评定。

1.2.8 增香剂添加量对百合粉感官影响

设定麦芽糊精添加量为30%，蔗糖添加量为18%，食盐添加量为0.5%，增香剂添加量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%。同上进行感官评定。

1.2.9 百合粉配方正交优化试验

在单因素试验的基础上，确定了蔗糖、食盐、增香剂为主要影响因素，对其进行正交试验，比较分析结果找出最佳原辅料配比。因素水平见表1。同上进行感官评定。

表1 百合粉复配因素水平表

2 结果与讨论

2.1 热烫时间对百合片中PPO活力的影响

不同沸水热烫处理时间对百合片PPO活力的影响见图1。如图1所示，热烫时间为30 s时，PPO残余活力下降至2.4%，但经过一夜时间静置，仍存在褐变现象。热烫时间为40 s时，PPO残余活力下降至0.9%，静置一夜后未发生褐变，效果较好。热烫时间为50 s时，PPO残余活力降至0.2%，不过热烫时间过长，导致百合片质感产生变化。所以，综合PPO灭活程度和百合片质地两方面来说，

采用热烫40 s对百合片进行处理，防止加工过程中褐变现象的产生。

图1 不同沸水热烫处理时间对百合片PPO活力的影响

2.2 喷雾干燥中不同百合浆料进料速度对出粉率的影响

不同百合浆料进料速度对百合粉出粉率的影响见图2。由图2所示，当百合浆料进料速度为100 mL/h时，进料速度过于缓慢，容易堵塞喷嘴；而进料速度为500 mL/h时，百合浆料不能完全雾化，形成小液滴造成原料的浪费。因此，进料速度为300 mL/h是百合浆料进行喷雾干燥的最佳参数。实验结论与张馨予等人[6]对杏仁乳液喷雾干燥得粉率的研究得到的实验结论相似，进料速度对集粉率影响的趋势相同。

图2 不同百合浆料进料速度对百合粉出粉率的影响

2.3 不同麦芽糊精添加比例对百合粉冲调性的影响

不同麦芽糊精添加量对百合粉冲调性的影响见图3。由图3所示，当未添加麦芽糊精时，冲调性仅为79.07%，不仅表观不佳，造成口感欠缺，同时也造成了浪费。当麦芽糊精添加量为30%时，冲调性达到99.00%，不存在结块成团现象，且溶解速度变快。当麦芽糊精添加量为40%和50%时，冲调性分别为99.12%和99.27%，与麦芽糊精添加量30%时变化不大。但是麦芽糊精添加量过高会导致原百合风味的减弱，所以确定产品麦芽糊精的添加量为30%，保证产品冲调性良好的同时确保百合风味的良好保存。

图3 不同麦芽糊精添加量对百合粉冲调性的影响

2.4 百合粉配方单因素试验

在添加了蔗糖之后，使原本黏附的百合粉颗粒分开，对百合粉的冲调性起到重要作用，同时色泽也更加均匀，口感更好。综合感官评定结果，选择蔗糖添加量为15%、18%、21%进行正交试验。食盐添加量对百合粉冲调性影响不大，最受其影响的是百合粉产品的风味协调问题。综合感官评定结果，选取食盐添加量为0.3%、0.5%、0.7%进行正交实验。香兰素的添加可使得冲调后的百合粉饮料不仅具有百合香味，还具备浓郁奶香。综合感官评定结果，选取增香剂添加量为0.15%、0.2%、0.25%进行正交实验。

2.5 百合粉配方正交优化实验

在单因素实验的基础上，为了确定最佳的百合粉配方，选取蔗糖、食盐、增香剂3个因素进行3因素3水平正交实验，结果如表2所示。

表2 百合粉配方正交实验结果

数据分析表明，影响方便百合粉感官评价的因素依次为蔗糖、增香剂、食盐，计算分析得出的最佳因素组合配方为A3B2C3，但是该组合不在实验范围之内。因此以A3B2C3进行3次重复实验，得到的感官评定分数为88分、89分、89分，经过验证，可得A3B2C3组合是最佳配方。

所以，确定方便百合粉产品配方为麦芽糊精30%、蔗糖21%、食盐0.5%、增香剂0.25%、百合粉48.25%。以此为配方得到的方便百合粉产品外观优良、颗粒均匀细腻、色泽良好；经过冲调后，香味浓郁、口感柔和，初尝甜味足，细细品味具有百合特有口感，甜中带苦，较之市场上同类百合粉产品，口感更丰富，香味更浓郁。

3 结论

本实验采用喷雾干燥法制备方便百合粉，通过对工艺参数的研究得到了最佳的制备工艺与产品配方。实验表明：鲜百合最佳热烫时间为40 s，在不影响百合食用感官的情况下，多酚氧化酶活力降至最低；喷雾干燥较优的工艺参数为进口温度170 ℃，出口温度80 ℃，进料速度300 mL/h，在此条件下，产品收集率最高；当麦芽糊精添加量为30%，此时产品冲调性得到显著改善，冲调方便；方便百合粉配方为百合粉48.25%、麦芽糊精30%、蔗糖21%、食盐0.5%、增香剂0.25%，以此为配方得到的方便百合粉产品外观优良、风味良好、冲调方便。