柠檬蜂蜜膏冷冻干燥可行性研究

◎ 汪良清

（东莞市蜂乜保健食品有限公司，广东 东莞 523000）

蜂蜜具有天然、美味、营养健康的特点，还能美容、瘦身、润肠，因此深受广大消费者欢迎。柠檬汁含有丰富的维生素C、维生素B1、维生素B2、烟酸、钙、磷和铁等营养成分，具有止咳、化痰、生津健脾等功效，能增强免疫力、延缓衰老。蜂蜜与柠檬汁调配的柠檬蜂蜜膏酸酸甜甜具有多种保健功能，是上等饮品。有部分消费者反映，柠檬蜂蜜膏饮用之前需要加水搅拌，而且本身黏稠，容易黏手，饮用方式不够方便，携带也较为麻烦。如果把其制成一种粉状或颗粒状物质，则既能保留柠檬蜂蜜膏纯天然健康食品的属性，又能方便消费者携带、饮用。

蜂蜜是蜜蜂的主要产品，是一种甜而有黏性的、透明或半透明的流体。蜂蜜主要来源于花蜜，其次是甘露和蜜露。由花内蜜腺分泌的花蜜，含有较多的水分、果糖、葡萄糖和蔗糖，以及多种氨基酸、矿物质、有机酸和香精油类等[1]。高糖度必然造成吸湿性，实验表明，含水量17.4%的蜂蜜，与相对湿度为58%时的空气基本保持平衡。

柠檬果属于芸香科长绿小乔木，又称柠果、洋柠檬，果实淡黄色，有浓郁的芳香气。柠檬汁含有大量的柠檬酸、糖类、维生素C、维生素B1、维生素B2、烟酸、钙、磷和铁等营养成分。柠檬汁是一种最能调节酸碱的食物，它本身虽属酸性，但在人体内却是碱性。因此，经常饮用柠檬水可消除体内酸性，包括关节内的尿酸，减轻身体疼痛及发炎。柠檬是少数含有较多负离子的食物，进入消化系统能供给身体大量能量，而柠檬的香气能提升情绪，使头脑清晰，更有助于减轻焦虑及抑郁。

柠檬汁加入蜂蜜中混合后，会降低蜂蜜的波美度，如果波美度低于41.5 °Bé，混合物难以形成高渗透压，无法抑制物料的细菌繁殖，易造成微生物的污染。要控制细菌繁殖，就应控制物料的水分含量。采用常用的蜂蜜浓缩设备，在高温条件下对柠檬蜂蜜汁进行浓缩[2]，柠檬汁热敏性物质维生素C、橙皮苷、柚皮苷、香豆精将受到破坏，香气挥发，颜色发暗变黑，产品的风味明显变差，而将柠檬蜜汁进行冻干，将有效保留柠檬汁营养成分和香气物质。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

TF-FZG-10真空冻干机：上海拓纷机械设备有限公司；THF500-G剪切分散机：拓赫机电科技（上海）有限公司；ZG-WYA2S阿贝折射仪：上海卓光仪器科技有限公司；分析天平：感量0.000 1 g；岛津RID-20A液相色谱仪：岛津集团；722紫外分光光度计：北京瑞利分析仪器公司；鼓风干燥箱：±0.1 ℃。

1.2 材料与试剂

椴树蜂蜜：由新昌县蜜之源蜂业专业合作社提供；柠檬果汁：市场购买尤力克品种，自榨汁200目过滤；麦芽糊精：食品级，广州华熙生物工程有限公司提供，有效物质含量99%，DE值18%；饮用纯净水执行 GB 19298—2014。

1.3 检测方法

果糖、葡萄糖和蔗糖按GB 5009.8—2016进行检验；羟甲基糠醛按GB/T 18932.18—2003进行检测；淀粉酶活性按GB/T 18932.16—2003进行检测。

1.4 柠檬蜂蜜膏冷冻干燥实验

1.4.1 蜂蜜与鲜柠檬汁比例确认

依据蜂蜜与柠檬汁的甜酸比，按蜂蜜75%、鲜柠檬汁25%进行调配混合。充分搅拌均匀，制成10 kg柠檬蜂蜜膏备用。

1.4.2 无辅料柠檬蜂蜜膏冷冻干燥实验

称取3份柠檬蜂蜜膏各2.4 kg，分别加入纯净水9.6 kg、 7.2 kg、5.6 kg，制成20%、25%、30%3组柠檬蜂蜜汁溶液，分别送入剪切分散机混合均匀、每组溶液称取0.5 kg 2份，分别装入冻干盘，每盘样品厚度大约1.0 cm， 并做好标识，送入冻干机内腔不锈钢盘中，关好闸门。冻干工艺曲线预冻设定第一阶段温度-2 ℃，时间1 min，一次升华设定温度-40 ℃，时间60 min。开启冷冻机进行制冷连续降温，直到共晶点形成[3-5]。

1.4.3 柠檬蜂蜜膏添加辅料冻干实验

称取3份柠檬蜂蜜膏各2.4 kg，分别加麦芽糊精0.424 kg、0.800 kg、1.290 kg，相当于柠檬蜂蜜膏添加15%、25%、35%的麦芽糊精。各份溶液分别加入纯净水10 kg，送入剪切分散机充分剪切均匀后、每组溶液称取0.5 kg 2份，分别装入冻干盘，每盘样品厚度大约1.0 cm，并做好标识，送入冻干机内腔不锈钢盘中，关好闸门。冻干工艺曲线预冻设定第一阶段温度-2 ℃，时间1 min，一次升华设定温度-40 ℃，时间60 min。开启冷冻机进行制冷，冷冻到物料温度为-30 ℃以下，连续降温，直到共晶点形成。

1.4.4 柠檬蜂蜜膏冻干正交实验

影响柠檬蜂蜜膏营养成分和产品口感风味的主要因素有添加麦芽糊精的比例（A）、冻干时可溶性固形物含量（B）、冻干时工作压力（C）及冻干时物料升华温度（作空列D），故以综合评分为指标（表1），采用4因素3水平的L9(34)正交实验进行配方优选，确定最佳的配方和工艺参数[6]。正交实验水平因素如表2所示。

表1 综合评价标准表

表2 L9(34)正交实验水平因素表

2 结果与分析

2.1 无辅料柠檬蜂蜜膏冷干实验结果

柠檬蜂蜜膏溶液随着冻干机内腔的温度不断降低，流动性越来越差，逐渐凝聚成固体[7]。实验过程中，第一次升华，20%柠檬蜂蜜膏在-33 ℃左右底部融化，无干燥层；25%柠檬蜂蜜膏在-35 ℃左右底部融化，无干燥层；30%柠檬蜂蜜膏在-37 ℃左右底部融化，柠檬蜂蜜膏没有共晶点，且出现物料塌陷现象。因此，制成的20%、25%、30% 3组无辅料柠檬蜂蜜膏溶液无法冻干。

2.2 柠檬蜂蜜膏添加辅料冻干实验结果

柠檬蜂蜜膏冷冻干燥，目标是辅料添加尽量少，不加其他添加剂，成本低。采用常见的添加剂麦芽糊精做实验，按1.4.3设计方案麦芽糊精的添加比例为15%、25%、35%，然后将样品稀释成可溶性固形物含量为19%、21%、24%的水溶液，进行冷冻干燥实验。结果发现，冻干时物料无塌陷，添加麦芽糊精3个比例的柠檬蜂蜜膏冻干成品水分≤5.5%。因此，柠檬蜂蜜膏添加麦芽糊精后，可以制成柠檬蜂蜜冻 干粉。

2.3 柠檬蜂蜜膏冻干工艺正交实验结果

按1.4.4正交水平因素设计进行正交实验，正交实验结果见表3，方差分析结果见表4。由表3可知，麦芽糊精的添加比例（A）对综合评分影响最大，其次是可溶性固形物含量（B）、工作压力（C），与表4方差分析结果一致。由K值分析可知，最优工艺组合为A2B3C2，此组合不在正交9组实验中，需要做验证实验，验证综合评分。故按此最佳工艺条件进行5组平行冻干实验，分别对其结果进行综合评分，结果为87分、86分、88分、87分和88分，平均结果为 87.2分，比第4组A2B1C2的平均结果90分还要低。因此，最终确定A2B1C2为最优工艺条件，即冻干时柠檬蜂蜜膏添加麦芽糊精为25%，可溶性固形物含量为19%，工作压力为45 Pa。

表3 正交试验及结果分析表

表3 L9(34)正交实验设计表

表4 验证实验结果表

表4 方差分析表

2.4 柠檬蜂蜜膏添加25%麦芽糊精冻干前后理化指标分析

由表5可知，对最优水平所得的柠檬蜂蜜冻干粉进行理化指标检测，冻干前后的果糖和葡萄糖、蔗糖含量、羟甲基糠醛、淀粉酶活性均有不同的变化。主要原因是添加25%麦芽糊精后，柠檬蜂蜜冻干粉中的蜂蜜成分含量下降，直接降低了果糖、葡萄糖、蔗糖含量，同时降低了柠檬蜂蜜冻干粉活性成分。如扣除25%麦芽糊精添加量及冻干时蒸发的水分，蜂蜜与柠檬的有效成分冻干前与冻干后是等同的。

表5 柠檬蜂蜜膏添加25%麦芽糊精冻干前后理化指标表

3 结论

在正常冻干工艺条件下，通过正交实验确定柠檬蜂蜜膏冷冻干燥工艺参数为麦芽糊精比例25%，可溶性固形物含量19%，工作压力45 Pa。在此工艺条件下，柠檬蜂蜜冻干粉水分含量＜5.5%，柠檬蜂蜜膏冻干效果良好。柠檬蜂蜜膏冷冻干燥前后的淀粉酶活性及扣除麦芽糊精添加后的有效成分的物质百分比基本无变化，较好地保持了产品营养成分[8]。