喷雾干燥法制备调味柿叶茶固体饮料的工艺研究

井惠敏，刘新华，刘贞秀，罗韦维，石青浩，李书启

（天津天狮学院 食品工程学院，天津 301700）

柿叶为柿树科柿树属植物柿的新鲜或干燥叶[1]。柿叶含有蛋白质、氨基酸、有机酸、单宁、酚类、多糖、挥发油及黄酮等多种化学成分，具有抗菌消炎、抗氧化、降血脂、降低血压、抗癌防癌和增强免疫的作用[2]。我国柿叶资源丰富，以柿叶为原料的食品、药品具有广阔的开发前景。目前，在食品领域以柿叶为原料开发出了柿叶保健饮料[3]、柿叶复合茶[4]、柿叶蛋糕[5]等。药品领域以柿叶单味药材提取物制成的脑心清片为代表，其作为心脑血管疾病治疗用药，疗效确切，效果显著[6]。本研究以柿叶黄酮类提取物为原料，加入玫瑰花、红枣提取物调味，通过喷雾干燥法制备固体饮料，为柿叶的进一步开发利用提供参考，以期为消费者提供一款口感风味佳、携带冲饮方便的固体饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜柿叶从天津市蓟州区采摘得到；玫瑰干花、红枣，市售。

芦丁标准品，中国食品药品检定研究院；氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸铝、无水乙醇（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；麦芽糊精、甘露醇、羧甲基纤维素（Carboxymethyl Cellulose，CMC）（食品级），上海申光食用化学品有限公司；食用酒精，天津市博迪化工有限公司。

1.2 仪器与设备

YC-1800 实验型喷雾干燥机，上海雅程仪器设备有限公司；CW-2000 微波-超声协同萃取仪，上海新拓分析仪器科技有限公司；UV1000 紫外可见分光光度计，上海天美科学仪器有限公司；RE-1001VH 旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；BSA 124S 精密电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；FW177 型万能粉碎机，天津泰斯特仪器有限公司；DZ-2BE 真空干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司；DH-101-3BS 电热恒温鼓风干燥机，天津市中环实验电炉有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 调味柿叶茶固体饮料制备工艺

调味柿叶茶固体饮料制备工艺流程见图1。

图1 调味柿叶茶固体饮料制备工艺

1.3.2 调味柿叶茶固体饮料配方

（1）柿叶黄酮类化合物的提取及干粉制备。柿叶黄酮类化合物的提取与干粉制备采用微波-超声协同萃取法及真空干燥法[7]。黄酮含量测定采用芦丁标准曲线法[8]，通过计算，得到柿叶中黄酮类物质的得率为7.95%。

（2）玫瑰花、红枣提取物干粉的制备。玫瑰花、红枣（质量比2 ∶1）与纯净水以1 ∶40（g ∶mL）的料液比混合，90 ℃水浸提30 min，蒸发浓缩，于真空干燥箱中干燥，粉碎过100 目标准筛，即得到玫瑰花、红枣干粉。

（3）调味柿叶茶固体饮料配方。固体饮料按柿叶黄酮提取物添加量20%，玫瑰花红枣提取物添加量25%，甘露醇添加量35%，CMC 添加量2%，麦芽糊精填充进行组方。

1.3.3 喷雾干燥工艺条件

（1）单因素试验。在预试验基础上，以出粉率为考察指标，进行单因素试验，分别考察进风温度、料液浓度、进料速度对出粉率的影响。保持料液浓度8%，进料速度25 r·min-1，分别考察进风温度为140 ℃、150 ℃、160 ℃、170 ℃、180 ℃时的出粉率；保持进风温度160 ℃，进料速度25 r·min-1，分别考察料液浓度为6%、7%、8%、9%、10%时的出粉率；保持进风温度160 ℃，料液浓度8%，分别考察进料速度15 r·min-1、20 r·min-1、25 r·min-1、30 r·min-1、35 r·min-1时的出粉率。

（2）正交试验。在单因素试验基础上，以出粉率为考察指标，设计3 因素3 水平正交试验，见表1。其中，出粉率=固体茶粉质量/原辅料固形物总质量×100%。

表1 正交试验因素水平

1.3.4 感官评价

由20 位感官评审员组成评定小组，分别从状态、色泽、风味、口感等方面对固体茶饮料进行品评，评分标准见表2，采用轻松感官分析系统5.0 进行统计分析。

表2 感官评价标准

1.3.5 调味柿叶茶饮料的物理性质测定

水分含量的测定参照GB 5009.3—2016[9]方法，溶解性、密度、流动性（Carr Index，CI）指数测定参照文献[10]所述方法。

2 结果与分析

2.1 喷雾干燥工艺单因素试验结果

2.1.1 进风温度对柿叶茶固体饮料出粉率的影响

进风温度对出粉率的影响见图2。由图2 可以看出，随着进风温度的升高，喷雾干燥的出粉率升高。热空气作为干燥介质，其温度较低时，干燥速率慢，雾化物料干燥不完全，碰撞后颗粒变大，有黏壁现象，故出粉率低；温度升高，物料中水分蒸发加快，干燥速率加快，干燥后颗粒细小，出粉率升高。当进风温度为160 ～180 ℃时，出粉率变化不大，增长的趋势减缓，且进风温度为180 ℃时，伴有些许焦化现象，可能是由于温度升高，干燥过程很快转入降速干燥阶段，物料表面水分汽化速率快，物料表面易板结糊化，影响茶粉感官品质。同时，从工程经济角度考虑，温度高，能耗高，生产投入成本增加。故选取进风温度160 ℃为最优条件。

图2 进风温度对出粉率的影响

2.1.2 料液浓度对柿叶茶固体饮料出粉率的影响

料液浓度对出粉率的影响见图3，由图3 可以看出，当料液浓度小于8%时，随着浓度升高，喷雾干燥的出粉率提高。在此阶段，物料中水分蒸发快，物料浓度提高，溶液中固形物含量增多，出粉率提高。当原料液浓度达到8%时，出粉率最高，此后随料液浓度升高，出粉率反而降低。在进风温度和进料速度一定的情况下，可能由于料液浓度持续升高，溶液黏度变大，裹挟着较大固体颗粒的液体蒸发需要更多的能量，难以被快速蒸发，从而导致部分液体从喷嘴中喷出后直接接触桶内壁造成黏壁，无法分离，使出粉率降低。故选取物料浓度8%为最优条件。

图3 料液浓度对出粉率的影响

2.1.3 进料速度对柿叶茶固体饮料出粉率的影响

进料速度对出粉率的影响见图4。由图4 可以看出，出粉率随进料速度的增加先升高后降低，当进料速度为25 r·min-1时，出粉率最高。进料速度小，溶液雾滴较细，颗粒小，不易分离收集，出粉率不高；进料速度过大，雾滴变大，温度一定情况下，料液干燥不完全，产生黏壁现象，导致出粉率降低，故选取进料速度25 r·min-1为最优条件。

图4 进料速度对出粉率的影响

2.2 正交试验优化喷雾干燥工艺

通过单因素试验得知，进风温度、料液浓度、进料速度为影响喷雾干燥工艺的关键因素，以此3个因素为考察对象，出粉率为评价指标，设计进行3因素3 水平正交试验，优化喷雾干燥工艺。正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果

由表3 可知，3 个因素对调味柿叶茶固体饮料出粉率影响的主次顺序为进风温度＞料液浓度＞进料速度，其最优工艺方案为A3B2C3，即进风温度170 ℃，料液浓度8%，进料速度30 r·min-1。

对正交试验结果进行方差分析，利用F值检验各因素对出粉率的影响程度，结果见表4。由方差分析可知，进风温度和料液浓度对调味柿叶茶固体饮料的出粉率有显著影响，进料速度对调味柿叶茶固体饮料的出粉率无显著影响。

表4 正交试验方差分析表

2.3 验证试验

按照最优工艺方案，进风温度170 ℃，料液浓度8%，进料速度30 r·min-1，制备5 批次调味柿叶茶，出粉率的平均值为16.3%，高于正交试验的结果，相对标准偏差为0.46%。对样品进行黄酮含量测定，测得柿叶黄酮平均含量为3.1 mg·g-1。

2.4 调味柿叶茶粉固体饮料的感官品质和物理性质

对最优工艺方案制备的调味柿叶茶固体饮料进行感官评价，评分为92.9 分，该工艺条件制备的茶粉粉质细腻，颜色淡黄，香气适宜，口感上佳，感官品质好。

对茶粉进行含水量、溶解性、密度、流动性的测定，测定结果见表5。茶粉中水分含量为4.3%，小于7%，符合国家标准[11]要求，溶解时间为28 s，CI 指数为12%，所得茶粉颗粒间相互作用力弱，流动性和溶解性都非常好。

表5 调味柿叶茶固体饮料物理性质

3 结论

以柿叶黄酮提取物为原料，加入玫瑰花、红枣提取物调味，正交试验确定调味柿叶茶固体饮料最佳制备工艺条件，即进风温度170 ℃，料液浓度8%，进料速度30 r·min-1，在此工艺下制得的茶粉均匀细腻，流动性、溶解性好，色泽、香气、口感佳，感官品质上乘，成品中黄酮含量为3.1 mg·g-1。利用天津蓟州区得天独厚的柿叶资源，以柿叶中黄酮类提取物为原料，对茶粉制备工艺开展研究，制备的固体饮料具有携带、冲饮方便等优势，可为新型功能食品的研发提供一定基础性依据。