蜂蜜粉的加工工艺

李园园，杨文超，叶丹榕，李 杨

(1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350000；2.漳州科技职业学院，福建 漳州 363202)

蜂蜜是一种黏稠状的透明或半透明的胶状液体，是公认的滋补佳品之一[1]，营养物质丰富，不仅含有人类所必需的糖类、维生素、矿物质等营养元素，还含有很多活性成分，可提高人体的免疫力，有抗疲劳、抗衰老的功效[2-4]。但蜂蜜常温下易吸潮结块，不利于加工，而且黏性很大，在使用过程中很容易黏附在器壁上，造成对金属器壁的腐蚀，给蜂蜜的包装、运输、贮藏和使用带来了诸多不便。若将蜂蜜固化制成粉末，这样既可以解决以上问题，也有助于提高产品的质量，延长货架期。

目前，蜂蜜粉的固化加工方法主要有喷雾干燥、真空微波干燥、真空冷冻干燥、滚筒干燥等[5]。喷雾干燥是目前应用较广的干燥方法之一，喷雾干燥法加工固体蜂蜜工艺是先将蜂蜜和辅助剂充分混合，加热均质后通过喷雾干燥机分散成细小的雾滴进行干燥。这种方法干燥速度快、工艺参数方便调节、操作简单、产品质量容易控制。用这种方法制得的蜂蜜粉，粉末保质期较长，营养物质保存率比较高，溶解性好，蜂蜜的风味不变[6-7]。

本文以液态蜂蜜为原料，采用单因素试验和正交实验，以蜂蜜粉的得率为考察指标研究了固形物含量、芯壁比、进料速度、进风温度四个工艺参数对蜂蜜粉喷雾干燥的影响。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

龙眼蜜，原蜜，福建省神蜂科技开发有限公司；麦芽糊精，食品级，山东爱采生物科技有限公司；β-环状糊精，食品级，河北百优生物科技有限公司；明胶，食品级，江苏奥福生物科技有限公司；可溶性淀粉，AR，漳州市至诚淀粉有限公司。

1.2 仪器设备

SY6000实验室小型高速喷雾干燥仪，上海世远设备工程有限公司；JYZ-350A料理机，九阳股份有限公司；FX101-2电热鼓风干燥箱，上海和晟仪器科技有限公司；UV-1800PC-DS2紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；HZK-FA210电子天平，福州华志科学仪器有限公司；HH-6恒温水浴锅，常州市金坛友联仪器研究所；AH-BASIC高压均质机，上海欧河机械设备有限公司。

1.3 单因素实验方法

在查阅文献和预试验的基础上，得出单因素的水平范围，以蜂蜜粉的得率为指标，选取进料固形物含量、芯壁比、进料速度、进风温度四因素的适当水平做单因素实验。

1.3.1 固形物含量对喷雾干燥的影响

分别以调配蜂蜜原料固形物含量（料液中固形物的百分含量）为15%、20%、25%、30%、35%、40%五个水平进行实验，研究对其蜂蜜粉得率的影响，实验重复3次。

1.3.2 芯壁比对喷雾干燥的影响

蜂蜜粉有很强的吸潮性，为了防止蜂蜜粉在喷雾干燥中结块现象，一般会添加由麦芽糊精+β-环状糊精+明胶+可溶性淀粉组成的助干剂来辅助干燥。查阅文献[8]，以麦芽糊精+β-环状糊精+明胶+可溶性淀粉（15∶3∶1∶5）为壁材包填蜂蜜得到的蜂蜜粉的得率最高，故在实验过程中常以麦芽糊精、β-环状糊精、明胶、可溶性淀粉为壁材，蜂蜜原液为芯，来进行研究。以芯壁质量比为0.4∶1、0.6∶1、0.8∶1、1∶1、1.2∶1五个水平进行实验，研究对蜂蜜粉得率的影响，实验重复3次。

1.3.3 进料速度对喷雾干燥的影响

分别以进料速度为35mL/min、40mL/min、45mL/min、50mL/min、55mL/min5个水平进行实验，研究对其蜂蜜粉得率的影响，实验重复3次。

1.3.4 进风温度对喷雾干燥的影响

分别以进风温度为170℃、180℃、190℃、200℃、210℃5个水平进行实验，研究对蜂蜜粉得率的影响，实验重复3次。

1.4 蜂蜜粉得率的计算方法

1.5 正交实验设计

在单因素实验基础上，选用进料固形物含量、芯壁比、进料速度、进风温度四个喷雾干燥工艺参数，以固体蜂蜜粉的得率为指标，采用四因素三水平正交实验优化固体蜂蜜粉的喷雾干燥参数，见表1。

表1 正交实验因素水平Table 1 The factors and levels of orthogonal experiment

1.6 数据处理

使用Microsoft Excel2007、SPSS25.0软件进行数据分析，采用Origin8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 固形物含量对蜂蜜粉得率的影响

由图1所示，蜂蜜粉的得率随着进料固形物含量的增加出现先增加后降低的趋势，入料固形物含量低于20%时，由于原料中水分含量大，干燥困难，得率较低。而入料固形物含量高于40%时，由于入料原料黏度过大，在干燥过程中很容易发生黏壁，造成蜂蜜粉得率较低。入料固形物含料在30%、35%时喷雾干燥效果好，蜂蜜粉得率较高。

图1 固形物含量对蜂蜜粉得率的影响Figure 1 Effect of solid content on yield of honey powder

2.2 芯壁比对蜂蜜粉得率的影响

由图2所示，蜂蜜粉得率随着芯壁比的增加出现先增加后降低的趋势。当芯壁壁低于0.6∶1时，由于蜂蜜的入料较少，蜂蜜粉得率也较少。当芯壁比大于1∶1时，由于壁材缺少，包填不到位，造成蜂蜜粉得率也较少。当芯壁比为0.8∶1时蜂蜜粉得率最高。

图2 芯壁比对蜂蜜粉得率的影响Figure 2 Effect of core wall on honey powder yield

2.3 进料速度对蜂蜜粉得率的影响

由图3所示，随着进料速度的增加，蜂蜜粉的得率出现先增加后降低的趋势。进料速度过低时，由于单位时间内进料量太少，使得喷雾在干燥过程中，喷出的雾滴过轻，很容易发生黏壁而使蜂蜜粉的得率较低。当进料速度过高时，由于单位时间内进料量太大，很容易造成雾滴干燥不充分而发生黏壁，使得蜂蜜粉的得率较低。进料速度在35m L/min、40m L/min、45m L/min时，蜂蜜粉的得率较好。

图3 进料速度对蜂蜜粉得率的影响Figure 3 Effect of feeding speed on honey powder yield

2.4 进风温度对蜂蜜粉得率的影响

由图4所示，蜂蜜粉的得率随着进风温度的增加出现先增加后降低的趋势。在一定范围内，进风温度的增加，可使雾滴迅速干燥，蜂蜜粉的得率增加。但当温度过高时，粉粒表面的水分蒸发速率小于粉粒水分内部扩散速率时，会出现表面的回潮，造成严重的黏壁现象，蜂蜜粉的得率下降。进风温度在190℃左右时蜂蜜粉得率较高。

图4 进风温度对蜂蜜粉得率的影响Figure 4 Effect of in let air temperature on honey powder yield

2.5 正交实验最佳条件确定

选用进料固形物含量、芯壁比、进料速度、进风温度四个喷雾干燥工艺参数，以固体蜂蜜粉得率为指标，按照正交表进行工艺优选结果如下。

由表2正交实验结果可知，影响喷雾干燥蜂蜜粉得率因素次序为：A物料固形物含量＞B芯壁比＞D进风温度＞C进料速度，即固形物含量对得率的影响最大，进料速度影响最小。从K值大小可知，蜂蜜粉得率条件的最佳组合为A2B2C2D2。即当固形物含量为35%、芯壁比为0.8∶1、进料速度为40mL/min、进风温度在190℃时蜂蜜粉得率最高。

表2 正交实验结果Table 2 results of orthogonal experimental

在此工艺条件下，进行喷雾干燥得到的蜂蜜粉得率为64.28%，与正交实验结果一致。

3 结论

本文主要对蜂蜜喷雾干燥工艺条件参数进行了研究，以麦芽糊精、β-环状糊精、明胶、可溶性淀粉为助干剂，选取物料固形物含量、芯壁比、进风温度、进料速度四个因素进行了研究，得到的最佳工艺条件为：固形物含量为35%、芯壁比为0.8∶1、进料速度为40mL/min、进风温度为190℃，出风温度为65℃时蜂蜜粉得率最大为64.28%。

入料浓度（入料固形物的含量）越低，水分含量越高这样很容易导致干燥不彻底，蜂蜜粉的得率太少，入料浓度（入料固形物的含量）越高，越有利于形成较大的干颗粒，减少黏壁现象的发生，但太高也不利于液体的输送。助干剂的比例越高，蜂蜜的干燥效果越好，黏壁现象越少，但因添加了大量的麦芽糊精和β-环糊精也会掩盖蜂蜜原有的风味，相反助干剂的比例太低也不利于蜂蜜的干燥，造成得率太低。据相关研究结果，蜂蜜与助干剂的比例（芯壁比）为0.8∶1～1.2∶1之间干燥效果良好[8]，蜂蜜粉的得率较高，本实验结果与其一致。进风温度越高，喷雾干燥过程中干燥越彻底，黏壁现象越少。据相关研究结果，进风温度为180～195℃时，蜂蜜粉的得率较高[8-11]，超过200℃时蜂蜜粉有明显的焦糊味，本实验结果为190℃，与其一致。进料速度也是影响蜂蜜喷雾干燥得率的重要因素，在一定进料速度范围内，料液可以得到充分的干燥，且黏壁现象较弱，若进料速度太大，有可能会导致料液来不及干燥而造成明显的黏壁现象，进料速度过小，也会造成喷出的雾滴过轻，在喷头附近因压力作用而造成蜂蜜粉大量黏附。据相关研究结果，进料速度为20～40mL/min时蜂蜜粉的得率较高[8-11]，本实验结果为40mL/min与其一致。