張?chǎng)?，?華，李 坤，張 弘,*，徐 涓，張 麗

正交試驗(yàn)優(yōu)化噴霧干燥法制備瑪咖精粉工藝

張?chǎng)?，鄭 華1，李 坤1，張 弘1,*，徐 涓1，張 麗2

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲(chóng)研究所，云南 昆明 650224；2.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南 昆明 650224）

以瑪咖塊根為原料，經(jīng)過(guò)醇提、濃縮后采用噴霧干燥法制備瑪咖精粉，對(duì)進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、進(jìn)風(fēng)溫度和熱風(fēng)流速3 個(gè)因素進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)分析，結(jié)果表明：進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%、進(jìn)風(fēng)溫度120 ℃和熱風(fēng)流速0.4 m3/min時(shí)制得的瑪咖精粉質(zhì)量最佳，此時(shí)瑪咖精粉水分含量為21.2 mg/g（含水率2.12%），生物堿含量為15.87 mg/g，水溶性蛋白質(zhì)含量為1.64 mg/g，VC含量為6.03 mg/g，總糖含量為554.50 mg/g。對(duì)優(yōu)化條件下得到的瑪咖精粉超微結(jié)構(gòu)、吸濕性的實(shí)驗(yàn)研究表明，優(yōu)化后的噴霧干燥工藝使得瑪咖中的有效成分得以保留，所制備的瑪咖精粉可作為瑪咖深加工產(chǎn)品的優(yōu)良原料。

瑪咖；精粉；噴霧干燥

瑪咖（Lepidium meyenii Walp.）屬于十字花科獨(dú)行菜屬草本植物，原產(chǎn)于秘魯[1]，近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，瑪咖中含有豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、糖類(lèi)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分和生物堿、芥子油苷等功效成分，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明，瑪咖具有抗氧化[2]、緩解機(jī)體疲勞[3-4]、減少前列腺增生[5]等作用。生物堿是瑪咖中重要的次生代謝物質(zhì)之一，包括酰胺類(lèi)生物堿、咪唑類(lèi)生物堿、β-咔啉生物堿等，生物堿具有鎮(zhèn)痛、消炎、降壓、抗菌等多種生理活性[6-7]，Cui Baoliang等[8]從瑪咖根中分離出了兩種咪唑生物堿，并稱(chēng)該生物堿能選擇性對(duì)抗人類(lèi)癌細(xì)胞的細(xì)胞毒素活性；β-咔啉生物堿有多種神經(jīng)藥理活性和抗腫瘤活性[9-10]，瑪咖酰胺和瑪咖烯等酰胺類(lèi)生物堿被認(rèn)為是瑪咖中特有的活性成分[11]，所以生物堿在瑪咖研究的早期就受到了極大的關(guān)注。

目前市場(chǎng)上出售的瑪咖產(chǎn)品以新鮮瑪咖和瑪咖干片為主，商品附加值較低且難以服用。果蔬粉是目前一種良好的營(yíng)養(yǎng)深加工產(chǎn)品，既拓寬了果蔬原料的應(yīng)用范圍，還可用作配料加工其他食品[12]，這為瑪咖產(chǎn)品的加工提供了思路。噴霧干燥過(guò)程由于物料受熱時(shí)間短、料液溫度低，能較好地保留產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分與風(fēng)味，便于包裝、貯存和運(yùn)輸[13]，已經(jīng)成為目前果蔬粉加工中最受歡迎的的干燥方式[12]，被廣泛用于藕粉、紅棗粉等的生產(chǎn)[14-15]，采用噴霧干燥工藝制取香蕉粉、蛋黃粉、番木瓜粉的研究也取得了一定的成果[16-18]。因此，本研究根據(jù)瑪咖的物料特點(diǎn)，以瑪咖干片的醇提濃縮液為原料，采用噴霧干燥法制備瑪咖精粉，并以瑪咖中功效成分生物堿含量來(lái)優(yōu)化噴霧干燥條件，以期為生產(chǎn)高附加值的瑪咖產(chǎn)品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

干瑪咖塊根 中國(guó)林業(yè)科學(xué)院資源昆蟲(chóng)研究所。1.2 儀 器與設(shè)備

HR83水分測(cè)定儀、AB204-S電子天平 梅特勒-托利多（中國(guó)）有限公司；數(shù)顯機(jī)械攪拌器 杭州儀表廠；N-1000V-W旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SD-1000噴霧干燥機(jī) 日本東京理化器械株式會(huì)社；DU-800紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司；TM3000掃描電鏡 日本株式會(huì)社日立高新技術(shù)那珂事業(yè)所；BPHJS-120B高低溫濕熱試驗(yàn)箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；DYQ-401B參茸中藥切片機(jī) 瑞安市永歷制藥機(jī)械有限公司；BCD-208KB冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

干瑪咖塊根→瑪咖切片→70%乙醇溶液浸提→醇提濃縮液→調(diào)配→噴霧干燥→瑪咖精粉

干瑪咖塊根切片，取定量的干瑪咖片以體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液浸提，合并提取液后減壓濃縮得待噴霧樣品，控制噴霧干燥機(jī)進(jìn)樣流速為6.25 mL/min、出口溫度不大于80 ℃，以進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、進(jìn)風(fēng)溫度和熱風(fēng)流速3 個(gè)因素的變化來(lái)優(yōu)化噴霧干燥瑪咖精粉的工藝，找出最佳條件。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度120 ℃、熱風(fēng)流速0.6 m3/min，將濃縮后的瑪咖乙醇提取液分別配制成固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、15%、25%、35%、45%的溶液來(lái)考察進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)瑪咖精粉品質(zhì)的影響；然后根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果選定出較優(yōu)的進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)定熱風(fēng)流速為0.6 m3/min，考察進(jìn)風(fēng)溫度分別為120、130、140、150、160 ℃對(duì)制備出的瑪咖精粉的影響；固定前期單因素試驗(yàn)選定的較優(yōu)進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和進(jìn)風(fēng)溫度，設(shè)定熱風(fēng)流速分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 m3/min，對(duì)制備出的瑪咖精粉進(jìn)行比較。結(jié)果以瑪咖精粉中有效成分生物堿的含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合噴霧干燥過(guò)程的難易程度進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、進(jìn)風(fēng)溫度和熱風(fēng)流速3 個(gè)因素選取3 個(gè)水平進(jìn)行考察，以瑪咖精粉中生物堿的含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)表進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化并對(duì)最佳條件下制得的瑪咖精粉的幾種成分進(jìn)行了分析。因素水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels used for orthogonal array design

1.3.4 生物堿的測(cè)定

1.3.4.1 樣品溶液的制備

取0.5 g瑪咖精粉，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的HCl溶液溶解，10 000 r/min離心15 min。取酸溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10% NaOH溶液調(diào)至pH 10，再用等體積氯仿萃取3 次，合并萃取液并定容至25 mL[19]。

1.3.4.2 鹽酸小檗堿標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密稱(chēng)取鹽酸小檗堿5.0 mg作為對(duì)照品，溶于氯仿中并定容至25 mL，搖勻后得到200 μg/mL的對(duì)照品溶液，置于4 ℃冰箱冷藏備用。準(zhǔn)確移取對(duì)照品溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL，加氯仿至1 mL，再加入pH 7.0的2.0×10-4mol/L溴麝香草酚藍(lán)顯色劑6.0 mL、氯仿5.0 mL后加塞振搖2 min，靜置2 h后取氯仿層4.0 mL，在氯仿層中加入0.2 g無(wú)水硫酸鈉，放置10 min，以未加鹽酸小檗堿的實(shí)驗(yàn)樣為空白對(duì)照，于最大吸收波長(zhǎng)415 nm處測(cè)定吸光度。以鹽酸小檗堿對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，得到線性回歸方程。

1.3.4.3 生物堿的測(cè)定

取1.3.4.1節(jié)中的溶液0.5 mL，加氯仿至1.0 mL，按照1.3.4.2節(jié)中的方法顯色，于415nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，將所得吸光度代入回歸方程，求得瑪咖精粉中總生物堿的含量。

1.3.5 總糖含量測(cè)定

采用蒽酮法測(cè)定[20]。

1.3.6 水溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定

采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[21]。

1.3.7 瑪咖精粉超微結(jié)構(gòu)觀察

采用掃描電鏡觀察。

1.3.8 瑪咖精粉吸濕性的測(cè)定

參照中藥提取物粉末吸濕特性參數(shù)的測(cè)定方法[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

以鹽酸小檗堿對(duì)照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，得到的線性回歸方程為：y=0.002 5x-0.002 0，R2=0.999 0，線性關(guān)系良好。

2.2 單因素試驗(yàn)

2.2.1 進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

圖1 進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)瑪咖精粉生物堿含量的影響Fig.1 Effect of feed concentration on alkaloid content of maca powder

由圖1可看出，隨著進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，生物堿含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且在進(jìn)料液的固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)達(dá)到最大。噴霧干燥過(guò)程中可以看出，進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高的時(shí)候，黏稠度大，制得的產(chǎn)品較容易黏壁，也容易阻塞進(jìn)樣管路，從而導(dǎo)致瑪咖精粉受熱時(shí)間長(zhǎng)，造成有效成分的損失；但如果進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)低，蒸發(fā)的水量就會(huì)增加，能耗增大，效率降低。由本試驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%后，隨著固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，生物堿的含量呈下降趨勢(shì)，綜合考慮，該單因素最終選定5%、10%和15%進(jìn)行下一步的優(yōu)化。

2.2.2 進(jìn)風(fēng)溫度

圖2 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)瑪咖精粉生物堿含量的影響Fig.2 Effect of air inlet temperature on alkaloid content of maca powder

由圖2可看出，生物堿含量在進(jìn)風(fēng)溫度110～140 ℃范圍內(nèi)整體呈上升趨勢(shì)，140 ℃時(shí)生物堿含量達(dá)到最高值。進(jìn)風(fēng)溫度適中可提高干燥效率，制得的瑪咖精粉含水量 小。但如果進(jìn)風(fēng)口溫度過(guò) 高則因樣品受熱導(dǎo)致生物堿等成分損失；而如果進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)低則干燥得到的瑪咖精粉水分含量大，流動(dòng)性不好，容易黏壁，且干燥效率低，成本高。綜合考慮該單因素的試驗(yàn)結(jié)果及噴霧干燥的過(guò)程，140 ℃時(shí)生物堿的含量明顯高出其他幾個(gè)點(diǎn)，其余幾個(gè)溫度條件下的生物堿含量差異相對(duì)較小，所以?xún)?yōu)化試驗(yàn)中進(jìn)風(fēng)溫度選取的范圍相對(duì)較大，以120、140、160 ℃作為較優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

2.2.3 熱風(fēng)流速

圖3 熱風(fēng)流速對(duì)瑪咖精粉生物堿含量的影響Fig.3 Effect of airflow rate on alkaloid content of maca powder

由圖3可看出，瑪咖精粉中生物堿的含量隨熱風(fēng)流速的增大呈先上升后下降的趨勢(shì)，生物堿含量在熱風(fēng)流速為0.5 m3/min時(shí)達(dá)最大值，分析主要是因?yàn)殡S著熱風(fēng)流速的增大，單位時(shí)間內(nèi)供給的熱量隨之增大，在相同進(jìn)樣條件下，霧滴被蒸發(fā)的水分增多，干燥速率增大；但熱風(fēng)流速過(guò)大，導(dǎo)致樣品受熱，有效成分含量隨之降低。綜合生物堿含量隨熱風(fēng)流速的變化趨勢(shì)，選定0.4、0.5、0.6 m3/min進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 正交優(yōu)化試驗(yàn)

瑪咖精粉的噴霧干燥工藝正交試驗(yàn)結(jié)果和極差分析結(jié)果如表2所示，優(yōu)化條件下各產(chǎn)品的主要成分分析結(jié)果如表3所示。

表2 噴霧干燥瑪咖精粉的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of the orthogonal array design for spray drying of maca fine powder

表3 產(chǎn)品主要營(yíng)養(yǎng)成分分析Table 3 Nutritional composition of maca refine powder

由表2的極差分析結(jié)果看出，以生物堿含量作為噴霧干燥制備瑪咖精粉的質(zhì)量指標(biāo)，可得出影響該工藝的主次因素為A＞B＞C，即進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞進(jìn)風(fēng)溫度＞熱風(fēng)流速，由結(jié)果可以看出，進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)噴霧干燥瑪咖精粉的影響相對(duì)較大，在工業(yè)生產(chǎn)上進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低會(huì)降低干燥效率、增大能耗，但表2的試驗(yàn)結(jié)果表明在低固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下得到的瑪咖精粉生物堿含量整體偏高。同時(shí)表3的數(shù)據(jù)顯示，在不同的噴霧干燥條件下，瑪咖精粉中水溶性蛋白的含量變化不大，但在A1B1C1工藝條件下制備的瑪咖精粉中VC和總糖的含量明顯高于其他優(yōu)化試驗(yàn)組。所以，從優(yōu)化后的瑪咖精粉的各指標(biāo)數(shù)據(jù)，最后選定A1B1C1為最佳組合，該條件下瑪咖精粉得率為63.01%（以噴霧干燥前溶液中總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)），所得產(chǎn)品含水率為2.12%，生物堿含量為15.87 mg/g。

表4 瑪咖精粉與瑪咖粉特征成分含量Table 4 The contents of characteristic components in maca fine powder and maca powder, namely dried powdered maca without extraction

相關(guān)文獻(xiàn)[19]報(bào)道用同樣的檢測(cè)方法得出瑪咖干根中生物堿含量在2.224 1～4.407 8 mg/g之間，文獻(xiàn)[23-24]用超聲波提取瑪咖中的生物堿，提取率達(dá)到5‰～6.9‰。本研究通過(guò)噴霧干燥制得的瑪咖精粉與原料瑪咖粉中特征成分的含量如表4所示，瑪咖精粉中生物堿的含量為15.87 mg/g，相對(duì)于瑪咖粉能夠得到較大程度的富集。同時(shí)芥子油苷含量為2.15 mg/g，低于瑪咖粉中芥子油苷的含量，甘瑾等[25]檢測(cè)了新鮮瑪咖、自然干燥瑪咖以及真空干燥瑪咖中芥子油苷的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然干燥及真空干燥后瑪咖中芥子油苷含量相對(duì)于新鮮瑪咖均大幅降低，結(jié)合本研究芥子油苷含量的變化可見(jiàn)，干燥過(guò)程尤其是受熱干燥會(huì)對(duì)瑪咖中芥子油苷造成較大損失。此外，加工路線越長(zhǎng)、步驟越多，芥子油苷的損失越嚴(yán)重。

余龍江等[26]報(bào)道瑪咖干粉中總糖含量占19.86%，采用凱式定氮法測(cè)定的粗蛋白含量占8.87%。本研究是采用70%乙醇浸提瑪咖片，總糖主要是還原性的葡萄糖、果糖等單糖和在測(cè)試條件下能分解為單糖的蔗糖，這些糖都易溶于水，果糖也易溶于乙醇，葡萄糖和蔗糖在乙醇中微溶，所以瑪咖干粉中的總糖能較大程度的被提取出來(lái)，噴霧干燥條件優(yōu)化后所得瑪咖精粉中總糖含量為554.50 mg/g。文獻(xiàn)報(bào)道瑪咖干粉中粗蛋白含量較高，主要是氨基酸，不同氨基酸的水溶性差別很大，但大多數(shù)的蛋白質(zhì)都不能溶于酒精溶液，所以得到的產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量相對(duì)較低也是合理的，但瑪咖精粉檢測(cè)出的蛋白質(zhì)的種類(lèi)還有待進(jìn)一步研究。

2.4 瑪咖精粉掃描電鏡觀察

圖4 噴霧干燥制備的瑪咖精粉（A）和直接粉碎的瑪咖粉（B）掃描電鏡圖Fig.4 Microphotographs of maca fine powder and maca powder

由圖4可以看出，噴霧干燥得到的瑪咖精粉基本成圓形或橢圓形，表面光滑，疏松多孔，因?yàn)楝斂Ь酆橇扛咔覈婌F干燥過(guò)程中沒(méi)有添加助劑，得到的瑪咖精粉有少量的黏連，但可以看出粉體的粒徑基本都在10 μm以下；直接粉碎的瑪咖粉則呈不規(guī)則的形狀，且粒徑偏大，這為接下來(lái)考察兩種粉體的吸濕性提供了依據(jù)。

2.5 瑪咖精粉吸濕性

粉體都具有一定的吸濕性，如果貯存不當(dāng)就容易吸濕結(jié)塊，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以本實(shí)驗(yàn)對(duì)瑪咖精粉的吸濕性進(jìn)行了研究，并同瑪咖干粉的吸濕性進(jìn)行了比較。

圖5 瑪咖精粉和瑪咖粉的吸濕速度（T=25 ℃, RH=75%）Fig.5 Moisture absorption rate of maca fine powder and maca powder

由圖5可以看出，瑪咖精粉的吸濕速度明顯大于瑪咖粉。在溫度25 ℃、相對(duì)濕度75%條件下，瑪咖干粉在112 h 接近吸濕平衡，172 h達(dá)到吸濕平衡，吸濕率在17%左右；而瑪咖精粉則在172 h后才接近吸濕平衡，220 h達(dá)到吸濕平衡，且吸濕率達(dá)到30%，分析是因?yàn)楝斂Ь壑锌偺呛枯^高，糖都具有吸濕性，這就增大了瑪咖精粉的吸濕量，且由掃描電鏡的結(jié)果可以看出，瑪咖精粉基本成圓球或者橢球形，粒徑小、表面疏松多孔，其比表面積更大，這就增大了粉體與環(huán)境中水分子的有效接觸面積，加大了粉體吸濕性。因此，圖5的結(jié)果表明，瑪咖精粉的吸濕性比瑪咖粉大，在瑪咖精粉的加工和使用過(guò)程中應(yīng)控制環(huán)境的濕度和產(chǎn)品暴露的時(shí)間。

3 結(jié) 論

3.1 通過(guò)對(duì)進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、進(jìn)風(fēng)溫度和熱風(fēng)流速3 個(gè)因素進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)后，得出噴霧干燥制備瑪咖精粉的最優(yōu)條件組合為進(jìn)料液固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%、進(jìn)風(fēng)溫度120 ℃和熱風(fēng)流速0.4 m3/min，該條件下制得瑪咖精粉中生物堿的含量為15.87 mg/g。

3.2 噴霧干燥條件優(yōu)化后所得瑪咖精粉中總糖含量為554.50 mg/g，水溶性蛋白含量為1.64 mg/g，VC含量為6.03 mg/g。噴霧干燥法制備的瑪咖精粉能使有效成分得到較大程度的保留，但通過(guò)掃描電鏡看出，瑪咖精粉因?yàn)楹橇枯^高導(dǎo)致粉體部分黏連，今后可考慮在濃縮液中添加助劑進(jìn)一步研究。

[1] 余龍江, 金文聞. 國(guó)際良種: 藥食兩用植物MACA[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社, 2003: 1-2.

[2] SANDOVALA M, OKUHAMA N N, ANGELESA F M, et al. Antioxidant activity of the cruciferous vegetable maca (Lepidium meyenii)[J]. Food Chemistry, 2002, 79(2): 207-213.

[3] 高珊, 童英, 熊曉燕, 等. 瑪咖與西洋參緩解體力疲勞作用對(duì)比試驗(yàn)研究[J]. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)與管理, 2006, 23(4): 4-6.

[4] STONE M, IBARRA A, ROLLER M, et al. A pilot investigation into the effect of maca supplementation on physical activity and sexual desire in sportsmen[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2009, 126(3): 574-576.

[5] GONZALES G F, MIRANDA S, NIETO J, et al. Red maca (Lepidium meyenii) reduced prostate size in rats[J]. Reproductive Biology and Endocrinology, 2005, 3(1): 5.

[6] 姚新生, 吳立軍, 吳繼洲, 等. 天然藥物化學(xué)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2006: 352; 441-443.

[7] 杜廣香. 瑪咖生物堿的分離純化及抗氧化活性研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2011: 4-6.

[8] CUI Baoliang, ZHENG Bolin, HE Kan, et al. Imidazole alkaloids from Lepidium meyenii[J]. Journal of Natural Product, 2003, 66(8): 1101-1103.

[9] 趙暉. 生藥中的β-咔啉生物堿成分[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué): 中醫(yī)中藥分冊(cè), 2000, 22(3): 176-177.

[10] 楊冰. β-咔啉類(lèi)生物堿的合成及其生物活性[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2011: 8-16.

[11] MCCOLLOM M M, VILLINSKI J R, MCPHAIL K L, et al. Analysis of macamides in samples of maca (Lepidium meyenii) by HPLC-UVMS/MS[J]. Phytochemical Analysis, 2005, 16(6): 463-469.

[12] 梁瓊, 張培政. 果蔬粉的加工技術(shù)及開(kāi)發(fā)價(jià)值[J]. 食品科技, 2006, 31(5): 33-35.

[13] MARIA-INES R. Formulating drug delivery systems by spray drying[J]. Drying Technology, 2006, 24(4): 433-446.

[14] 劉建學(xué). 全藕粉噴霧干燥工藝試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2006, 22(9): 229-231.

[15] 張軍合, 劉俊紅, 李曉芳. 噴霧干燥速溶天然無(wú)核棗粉的研制[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2009, 30(8): 54-59.

[16] 陳啟聰, 黃惠華, 王娟, 等. 香蕉粉噴霧干燥工藝優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(8): 331-337.

[17] 劉靜波, 馬爽, 林松毅, 等. 速溶蛋黃粉噴霧干燥工藝優(yōu)化及其特性[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào): 工學(xué)版, 2012, 42(5): 1336-1342.

[18] 陳清香, 黃葦, 溫升南, 等. 番木瓜粉噴霧干燥工藝研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2009, 25(1): 54; 68-72.

[19] 甘瑾, 馮穎, 何釗, 等. 云南栽培3種顏色瑪咖中總生物堿含量分析[J].食品科學(xué), 2010, 31(24): 415-419.

[20] 袁道強(qiáng), 黃建華. 生物化學(xué)試驗(yàn)和技術(shù)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2006: 126-132.

[21] 大連輕工業(yè)學(xué)院. 食品分析[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2004: 286-289.

[22] 付小菊, 馮怡, 徐德生, 等. 中藥提取物吸濕特性表征方法再研究[J].中成藥, 2010, 32(12): 2075-2079.

[23] 杜廣香, 浦躍武. 超聲波提取瑪咖生物堿的工藝研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 38(3): 74-76.

[24] 羅堾子, 張弘, 鄭華, 等. 超聲波微波協(xié)同提取瑪咖總生物堿[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(12): 354-358.

[25] 甘瑾, 馮穎, 張弘, 等. 三種色型瑪咖芥子油苷組分及含量分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(7): 1365-1371.

[26] 余龍江, 金文聞. 瑪咖(Lepidium meyenii)干粉的營(yíng)養(yǎng)成分及抗疲勞作用研究[J]. 食品科學(xué), 2004, 25(1): 164- 166.

Optimization of Spray Drying Process for the Prep aration of Maca Fine Powder

ZHANG Wen-wen1, ZHENG Hua1, LI Kun1, ZHANG Hong1,*, XU Juan1, ZHANG Li2
(1. Research Institute of Resources Insects, Chinese Academy of Forestry, Kunming 650224, China; 2. College of Forestry, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China)

The aim of this study was to develop a maca processing system and provide a reliable method for preparing raw materials for high-value maca products. For the preparation of maca fine powder, maca tubers were extracted with alcohol, and the extract was then concentrated by evaporating the ethanol before spray drying. Three operating parameters, viz., feed concentration, air inlet temperature and airflow rate were investigated. The best spray drying conditions were established by single-factor and orthogonal array design methods as feed concentr ation 5%, air inlet temperature 120 ℃ and airflow rate 0.4 m3/min. Under the optimized conditions, the contents of moisture, alkaloid, protein, vitamin C and total sugar of maca fine powder were 2.12%, 15.87 mg/g, 1.64 mg/g, 6.03 mg/g and 554.50 mg/g, respectively. The ultrastructure and hygroscopic properties of the maca fine powder showed that the active components of maca were preserved by the optimized spry-drying process and the final product could be used as an excellent raw materialfor the development of maca products.

maca; fine powder; spray drying

TS218

A

1002-6630（2014）16-0034-05

10.7506/spkx1002-6630-201416007

2014-04-09

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（201004028）

張?chǎng)?985—），女，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)榱之a(chǎn)化學(xué)與加工。E-mail：zhangwenwen1105@163.com

*通信作者：張弘（1963—），男，研究員，博士，研究方向?yàn)榱謽I(yè)生物資源化學(xué)與工程。E-mail：kmzhhong@163.com