一种辅助降血糖固体饮料的工艺研究

◎ 陈美链，林小晖，周晓珊，胡汉亮，刘淑燕

（1.漳州科技职业学院 茶与食品科技学院，福建 漳浦 363202；2.漳州天康检测技术有限公司，福建 漳浦 363202；3.漳州市休闲食品研究院，福建 漳浦 363202）

糖尿病是一种慢性、复杂的代谢性疾病，对人体健康造成了严重威胁，目前已出现一些关于辅助降血糖的液体饮料，但固体饮料的研究较少，与液体饮料对比，固体饮料具有体积小、质量轻、便于运输和存放、方便携带以及饮用方便等优点[1-2]。本文参考现代药理研究，从中药宝库中筛选出天然食用植物，选用黄芪、黄精、玉竹、知母、地骨皮、山药、泽泻和乌梅8种原料，开发出一款辅助降低血糖的固体饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄芪、黄精、玉竹、知母、地骨皮、山药、泽泻和乌梅，四川千方中药饮片有限公司；麦芽糊精，河北万利达生物科技有限公司；木糖醇，南京甘汁园糖业有限公司；柠檬酸（食品级），河南万邦化工有限公司。

1.2 仪器与设备

SD-001喷雾干燥机，无锡市禾明干燥设备有限公司；HZK-FA210电子天平，福州华志科学仪器有限公司；PHSJ4A型pH计，上海雷磁仪器公司；WGLL-230BE烘箱，天津泰斯特科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

固体饮料工艺流程为：原料选择、称取→清洗→加热提取→过滤→调配→浓缩→喷雾干燥→造粒→成品。

1.3.2 单因素试验

（1）进风温度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。以进风温度为变量，进料流量为20 mL·min-1，进料浓度为20%、给气量为80%的条件下，分别研究140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃和220 ℃的进风温度对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[3]。

（2）进料流量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在最优进风温度的条件下，分别设置进料流量为10 mL·min-1、15 mL·min-1、20 mL·min-1、25 mL·min-1和30 mL·min-1，考查不同进料流量对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[4]。

（3）进料浓度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在最优进风温度和进料流量的条件下，将进料浓度分别设置为10%、20%、30%、40%和50%，研究不同进料浓度对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[5]。

（4）不同给气量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响。在前3个单因素试验的基础上，分别调节给气量为60%、70%、80%、90%和95%，考查不同给气量对产品出粉率、水分含量和感官状态的影响[6]。

1.3.3 正交试验

在单因素试验的基础上，以产品的出粉率为评价指标，选择进风温度、进料流量、进料浓度和给气量4个因素，设计4因素3水平正交试验，优化辅助降血糖固体饮料的喷雾干燥工艺。

1.3.4 指标测定与方法

（1）水分含量的测定。参照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB/T 5009.3—2016）对辅助降血糖固体饮料水分含量进行测定。

（2）出粉率的测定[3]。固体饮料出粉率的计算公式为：

式中：m1为喷雾干燥后辅助降血糖固体饮料粉末的质量，g；m2为喷雾干燥前浓缩液的质量，g。

（3）感官状态。观察喷雾干燥后干燥塔内部是否出现黏壁情况，喷雾干燥后的固体饮料粉末粗细情况、是否有结块、糊焦状态，并从色泽、气味、滋味等方面进行综合评价[7-8]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 进风温度对辅助降血糖固体饮料出粉率及感官状态的影响

由图1和表1可知，随着进风温度的升高，产品的出粉率先增高后下降，温度180 ℃时，产品的出粉率最高；而产品的水分含量随着温度的增高呈现先下降后增加的趋势。温度较低时，降血糖溶液无法在塔内完全干燥，故产品的水分含量高，黏壁情况严重，出粉率低，但温度过高产品的焦糊现象严重，色泽差，综合考虑，选择180 ℃作为最佳的进风温度。

表1 进风温度对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表

2.1.2 进料流量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官品质的影响

由图2和表2可知，出粉率随着进料流量的升高呈先增加后下降的趋势，水分含量与进料流量呈正相关关系，是因为进料流量过高时产品在干燥塔内无法与热风充分接触，导致干燥过程黏壁情况严重，水分含量较高，出现结块色泽不好等情况，综合考虑，最佳进料流量为20 mL·min-1。

表2 进料流量对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表

2.1.3 进料浓度对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响

由图3和表3可知，出粉率随进料浓度的升高呈先增加后下降的趋势，进料浓度为30%时出粉率达到最高值，水分含量随进料浓度的增加而增加，产品的感官状态在进料浓度为30%时评价最好，综合考虑，最佳进料浓度为30%。

表3 进料浓度对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表

2.1.4 不同给气量对辅助降血糖固体饮料出粉率和感官状态的影响

由图4和表4可知，给气量较小时，料液在干燥器内部干燥不充分，导致产品的出粉率较低，水分含量高，随着给气量的增加，浓缩液与热风接触的机会变多，产品的干燥效果好，出粉率也提高，但是给气量太大时，产品的黏壁情况严重，感官状态差，综合考虑，最佳给气量为80%。

表4 不同给气量对辅助降血糖固体饮料水分含量和感官状态的影响表

2.2 正交试验结果与分析

在单因素试验的基础上，以产品的出粉率为评价指标，对进风温度、进料流量、进料浓度和给气量4个因素设计4因素3水平正交试验，正交试验结果见表5。影响辅助降血糖固体饮料出粉率的主要顺序为A＞D＞B＞C，即进风温度＞给气量＞进料流量＞进料浓度。辅助降血糖固体饮料的最佳喷雾干燥工艺是A2B2C1D2，即进风温度为180 ℃，进料流量为20 mL·min-1，进料浓度为25%，给气量为80%。对最佳组合进行3次验证试验，所得到的辅助降血糖固体饮料粉末香气柔和无糊焦味，色泽均匀呈褐色，平均出粉率为21.22%，水分含量为5.21%。

表5 辅助降血糖固体饮料正交试验结果表

3 结论

本试验以黄芪、黄精、玉竹等8种原料，通过加热提取、浓缩、喷雾干燥、造粒等工艺，在单因素试验的基础之上设计正交试验，确定了辅助降低血糖固体饮料的最佳工艺参数，从而开发出一款体积小、质量轻、方便携带运输与饮用，同时又具有降低血糖的固体保健饮料。