红外线照射对红糖粉干燥效果的影响

◎ 邹林武，戚智胜，姜福全

（艾斯普瑞（广州）食品有限公司，广东 广州 510620）

红糖是由甘蔗榨汁后未经分蜜熬煮制成的糖，可以制作成块状红糖或粉状红糖[1]。传统红糖粉的制作工艺为甘蔗压榨出汁，倒入大锅中煮沸，在熬煮过程中撇去泡沫，并分级熬煮蒸发浓缩，达到过饱和状态后结晶刮砂成粉[2]。由于糖液在过饱和区快速冷却结晶成砂，部分水分与晶体结合在一起，所以糖粉的水分含量通常在4%～6%，难以达到标准的要求[3]。在储存过程中，红糖粉颜色会加深，容易板结成硬块，影响产品的品质和销售，最好的办法是将红糖粉的水分含量降低到3%左右[4]。

目前国内的甘蔗糖厂生产的红糖水分含量过高，为了达到行业标准要求，采用传统的自然晾晒干燥工艺或低温热风干燥工艺，这些工艺只能将红糖粉的水分含量降低至4%，并不能解决红糖粉粘结成块的问题。目前国内对红糖粉的干燥工艺也有相关研究，王卓琳等[5]采用真空干燥工艺对红糖粉进行干燥，利用响应面法优化得到最佳工艺参数为干燥温度85 ℃、真空度46 kPa、物料厚度1.01 cm，较好地保留了红糖粉中的酚类物质。杜习绱等[6]研究了热风干燥和真空干燥对块状红糖的影响，结果表明干燥方法对红糖中的总酚含量、溶解性有显著影响，真空干燥的效果比热风干燥的效果好，干燥温度宜为70 ℃。本研究采用红外线照射红糖粉的方法对红糖粉进行干燥处理，研究红外线干燥红糖的工艺条件及对红糖中总酚含量、色值、水分含量的影响，为工业生产红糖粉提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

标准品：没食子酸纯度≥98%，上海金穗生物科技有限公司；红糖粉：博罗观音阁糖业有限公司；福林酚试剂：上海乙基化工有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

紫外可见分光光度计：上海精科仪器有限公司；双管半镀红外灯管：500 W、1 000 W、2 000 W 各一个，旭普瑞电光源制造有限公司；磁力搅拌器：常州市国旺仪器制造有限公司；数显电子恒温水浴锅：常州隆和仪器制造有限公司；无线温度计：深圳市弘康国际电子科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 红糖粉样品的准备

取一包红糖粉，过20 目筛，得到细小颗粒的红糖粉样品。

1.3.2 水分含量的计算

取3 组样品50 g+坩埚（约30 g）称重M1，置于烘箱中加热（120 ℃）4 h，取出，放入干燥器冷却，称重M2。则水分含量=(M1-M2)/M1×100%。

1.3.3 干燥方法

以物料厚度、红外灯功率、干燥时间为自变量，物料温度到达130℃为干燥终点，测定终物料的水分含量、干燥温度和总酚含量。

（1）干燥时间的确定。选定物料厚度为1 cm，红外灯功率为1 000 W，干燥时间分别为1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、6 min 和7 min，测定终物料的水分含量、干燥温度和总酚含量。

（2）红外灯功率的确定。选定物料厚度为1 cm，干燥时间为5 min，红外灯功率分别为500 W、1 000 W、2 000 W，物料温度到达130 ℃停止加热，测定终物料的水分含量和总酚含量。

（3）物料厚度的确定。选定红外灯功率为1 000 W，干燥时间为5 min，物料厚度分别为0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm 和2.0 cm，物料温度到达130 ℃停止加热，测定终物料的水分含量和总酚含量。

1.3.4 感官评价

根据单因素实验确定最佳工艺条件后，对干燥前样品、干燥后样品进行感官评价。由10 位经过专业培训的组员，分别对处理后的样品进行感官评价。感官评价标准见表1。

表1 红糖粉的感官评价标准表

1.3.5 总酚含量的测定

（1）制作标准溶液。称取10 mg 没食子酸标准品，用少量蒸馏水溶解后加入容量瓶中，定容至100 mL；样品溶液制备：称取10 g 样品，加入200 mL 蒸馏水，搅拌至完全溶解。

（2）绘制标准曲线。分别取不同体积的没食子酸标准溶液加入5 mL 容量瓶中，加入蒸馏水定容至5 mL，选取760 nm 波长测定吸光度，并绘制标准曲线。

（3）总酚含量测定。取100 μL 样品溶液按照同样的方法进行测定，根据标准曲线计算总酚含量。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

按照1.3.5 方法测定不同浓度标准溶液的吸光度，绘制的标准曲线为y=0.036 5x+0.007 4，R2=0.997 6。

2.2 不同干燥时间对干燥效果的影响

由图1可知，随着干燥时间的延长，红糖粉的温度迅速升高，红外线干燥5 min后物料温度达到130 ℃，之后物料温度上升较为缓慢。在实验过程中，观察到5 min 后部分红糖粉开始融化粘结。常压状态，暴露在空气中，蔗糖会在160 ℃左右融化，红糖可能因为成分较复杂，其中的还原糖受热融化较快[7]。因此，选定物料干燥温度为130 ℃以下，物料温度到达130 ℃停止加热。

图1 红外线干燥对红糖粉物料温度的影响图

由图2可知，随着干燥时间的延长，红糖粉中的水分含量不断降低，而总酚含量呈先增大后减小的趋势，这可能是因为随着温度的升高，水分减少，在低温下红糖粉中的总酚物质的保留率高，而高温状态下多酚等物质被破坏[8]。综合物料温度和总酚含量的变化，选择干燥时间为5 min。

图2 红外线干燥对红糖粉中总酚含量和水分含量的影响图

2.3 不同红外灯的功率对干燥效果的影响

由图3可知，随着红外灯功率的增大，加热效率迅速提升，红糖粉物料温度上升速度比较快，其水分含量快速降低，同时使红糖粉中的总酚含量减少。红外灯功率为500 W 时，红糖粉的水分含量大于4%，未达到标准要求[9]。综合考虑产品标准要求和生产成本要求，选择红外灯功率1 000 W 作为后续工艺条件。

图3 红外灯功率对红糖粉干燥效果的影响图

2.4 不同物料厚度对干燥效果的影响

由图4可知，随着物料厚度的增加，红糖粉的总酚含量和水分含量均呈增加趋势，这是因为厚度增加，红外线照射不到底部的红糖粉，导致加热效果较差。本实验选择物料厚度为1.0 cm，该厚度既能保留更多的多酚，又达到了标准要求的干燥效果。

图4 不同物料厚度对干燥效果的影响图

2.5 感官评价分析

根据实验结果，选定工艺条件为红外灯功率1 000 W，干燥时间5 min，物料厚度为1.0 cm，物料干燥终止温度为130 ℃。以此工艺条件对红糖粉进行干燥，得到干燥后的红糖粉样品的水分含量为3.34%，总酚含量为4.68 mg GAE/g。将干燥前红糖粉和干燥后红糖粉进行感官评价，结果发现，干燥后的红糖粉流动性增强很多，风味上差异不大。见图5。

图5 红糖粉干燥前后感官评价雷达图

3 结论

本文采用红外线干燥传统红糖粉，研究了干燥过程中红外灯功率、干燥时间、物料厚度对干燥温度和干燥效果的影响。基于单因素实验和感官评价结果，确定最佳工艺条件为红外灯功率1 000 W，干燥时间5 min，物料厚度为1.0 cm，物料干燥终止温度为130 ℃。按照此条件干燥后的红糖粉水分含量为3.34%，总酚含量为4.68 mg GAE/g，达到了国家标准规定的优级红糖粉标准[9]（干燥失重≤4%），为工业化生产提供了参考。干燥前后红糖粉的感官评价结果表明，红外线干燥可以有效改善红糖粉的流动性，提升红糖粉的色泽，同时不改变红糖粉的香味，可以作为工业化生产的干燥工艺，不过未来想连续化生产，还需要进一步研究。