張艷俠　張立華　孫東東等

摘要： 為了給石榴果粉規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)，分析比較了微波干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥所制石榴果粉的品質(zhì)特性，還比較了以麥芽糊精、可溶性淀粉、β-環(huán)糊精作為助干劑的干燥效果。結(jié)果表明：麥芽糊精的助干效果最好；噴霧干燥的石榴果粉出粉率（20%）較高，分散時(shí)間（92 s）較短，容重（0 30 g/mL）、含水率（1 63%）較低，僅流動(dòng)性（休止角65°）較差?？傮w看出，噴霧干燥制得的石榴果粉品質(zhì)特性更優(yōu)，有利于保持石榴的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 石榴果粉；干燥方法；品質(zhì)特性

中圖分類號(hào)：TS255 36 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）08-0269-03

石榴為石榴科石榴屬的落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)伊朗、阿富汗等地區(qū)，相傳為西漢張騫出使西域時(shí)引入中國(guó)。石榴果實(shí)含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、多種氨基酸和人體必需的元素如K、Ca、Mg、Na 等，此外還含有Cu、Fe、Zn等微量元素、多種維生素 [1]。石榴含11%～14%糖、0 4%～1 0%果酸、79%水分，維生素C含量是蘋果、梨的1～2倍，在各種水果中十分突出；石榴籽粒有御饑療渴、解酲止醉、生津化食、解毒、止瀉、抗癌、抗衰老等多種功效。

果粉是將各種水果經(jīng)干燥處理脫水、粉碎后制得的粉末狀物質(zhì)，具有既保持原有營(yíng)養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)，又有利于人體消化吸收的特點(diǎn)。近年來，由于果粉具有天然營(yíng)養(yǎng)、易使用、易儲(chǔ)運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)，已成為果蔬加工的熱點(diǎn)之一 [2-5]。

隨著食品工業(yè)科技的發(fā)展，果蔬產(chǎn)品的干燥方法也愈來愈多，從早期自然干燥、熱風(fēng)干燥，到現(xiàn)在的微波干燥、噴霧干燥、真空冷凍干燥等。自然干燥方法受人為因素、自然條件的影響較大，干燥品質(zhì)難以保證 [6]。熱風(fēng)干燥是最常用的干燥方式，溫度梯度、水分梯度是呈反向變化的，越接近干燥后期，物料水分越難以蒸發(fā)，干燥時(shí)間越長(zhǎng)，能量的消耗也就越大，且熱風(fēng)干燥的速度較慢，時(shí)間較長(zhǎng) [7]。微波干燥是現(xiàn)在一種新型的干燥方法，微波干燥的優(yōu)點(diǎn)為干燥速度快、物料干燥均勻、干燥過程中物料不易結(jié)殼、能量利用效率高、投資較少；缺點(diǎn)是如果操作不當(dāng)，微波干燥后的物料質(zhì)量比較低 [8]。真空冷凍干燥是通過升華作用從凍結(jié)的物料中除去水分或其他溶劑的過程，具有保持產(chǎn)品的原有活性、外觀、色澤、形態(tài)，以及樣品溶解速度快、殘余水分較低等特點(diǎn)，是獲得高品質(zhì)生物制品的干燥方法 [9]。噴霧干燥最適合富含熱敏性營(yíng)養(yǎng)元素的果蔬汁的加工，同時(shí)由于干燥過程中物料受熱時(shí)間短、料溫低，果蔬的營(yíng)養(yǎng)成分與風(fēng)味能得到很好的保留，而且產(chǎn)品顆粒度小而均勻，具有很好的分散性和速溶性。因此，噴霧干燥的產(chǎn)品既可以直接沖飲，又可以作為復(fù)合食品配料，具有很大優(yōu)勢(shì) [10]。

目前石榴已被加工成果汁、果醋、果酒等產(chǎn)品，而有關(guān)石榴果粉的報(bào)道較少。本研究采用噴霧干燥、微波干燥、真空冷凍干燥法制備石榴果粉，并比較它們的物理特性，探討石榴果粉的最佳加工方法，以期為石榴果粉的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1 1 試驗(yàn)材料

石榴原汁由棗莊一家果汁公司提供；麥芽糊精、可溶性淀粉、β-環(huán)糊精均為食品級(jí)。[LM]

1 2 干燥方法

1 2 1 石榴果汁預(yù)處理 量取一定量的石榴原汁置于燒杯中，按照一定的比例（20%、30%、40%、50%）加入助干劑（麥芽糊精、可溶性淀粉、β-環(huán)糊精），用玻璃棒攪勻后放入 KL-GJJ 均質(zhì)機(jī)（上海科勞機(jī)械設(shè)備有限公司）中均質(zhì)處理 4 min，然后采用不同的方式干燥。

1 2 2 微波干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁分裝于搪瓷盆中，石榴汁的厚度1 0～1 5 cm，放入KH-3HMOA微波果蔬脫水機(jī)（山東科弘微波能有限公司）中干燥，為了防止微波加熱受熱過度，試驗(yàn)采用間歇式干燥法，即微波處理4 min，間歇1 min，如此反復(fù)，干燥總時(shí)間為16 min。待冷卻后用研缽研磨粉碎，得到果粉。

1 2 3 真空冷凍干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁倒入不銹鋼盆中，石榴汁的厚度1 0～1 5 cm，首先預(yù)凍4 h，然后置于LGJ-18S真空冷凍干燥機(jī)（河南兄弟儀器設(shè)備有限公司）中冷凍干燥，樣品溫度為-43 ℃，冷阱溫度為-66 ℃，真空度為4 9 Pa，時(shí)間22 h，將樣品研磨粉碎即得石榴果粉。

1 2 4 噴霧干燥 將一定量預(yù)處理的石榴汁用SD-1000小型噴霧干燥機(jī)（深圳市科力易翔儀器設(shè)備有限公司）干燥，噴霧干燥進(jìn)口溫度為180 ℃，出口溫度為80 ℃，熱空氣進(jìn)量0 8 m3/min，高壓氣體壓力180 kPa。干燥完畢收集果粉。

1 3 石榴果粉相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

1 3 1 果粉色澤測(cè)定 采用 HP-2132 型便攜式色差儀測(cè)定L 值（亮度值）、a 值（紅綠光區(qū)色值）、b 值（黃藍(lán)光區(qū)色值） [11]。

1 3 2 出粉率計(jì)算 石榴果粉的出粉率計(jì)算公式為：

出粉率=（干燥后果粉質(zhì)量-助干劑質(zhì)量）/石榴原汁質(zhì)量×100% [12]。

1 3 3 流動(dòng)性測(cè)定 將漏斗固定在鐵架臺(tái)上適當(dāng)?shù)母叨?，讓果粉從漏斗流下形成圓錐形，至漏斗底部出口與形成果粉圓錐的頂部相接觸為止，然后測(cè)定果粉堆積圓錐的半徑r與圓錐的高度h，以h與r的比值作為正切值來計(jì)算休止角 [13]，相關(guān)公式為：

[JZ]tanθ=h/r。

1 3 4 容重測(cè)定 容重指的是單位體積的質(zhì)量，具體測(cè)量方法 [14]：使用量筒量取一定量的果粉，再用分析天平稱量，計(jì)算出果粉的容重，多次測(cè)量取平均值。

1 3 5 分散性測(cè)定 在1個(gè)50 mL的燒杯中加入25 mL蒸餾水，精確稱取1 g石榴果粉撒布于水面上，使用恒溫磁力攪拌器攪拌，記錄從攪拌開始到果粉結(jié)塊完全溶解的時(shí)間 [15]。

1 3 6 含水率測(cè)定 稱取10 g石榴果粉，放在SC69-02C水分快速測(cè)定儀（上海萬(wàn)衡精密儀器有限公司）中測(cè)定含水率，分度值為0 05%，直接讀取穩(wěn)定時(shí)的刻度數(shù)，即樣品含水率。

2 結(jié)果與分析

2 1 不同助干劑的效果比較

適當(dāng)使用助干劑能加快果粉干燥的速度，不同的果粉在制備時(shí)應(yīng)該選用合適的助干劑，本研究比較了使用40%麥芽糊精、40%可溶性淀粉、40% β-環(huán)糊精的效果。由表1可見，麥芽糊精在石榴汁中有很好的溶解性，石榴汁原有的色澤、氣味保持不變，干燥后容易粉碎；可溶性淀粉也能溶于石榴汁，但是石榴汁顏色變?yōu)槿榘咨€散發(fā)出一種腐敗氣味，干燥過程中可溶性淀粉會(huì)析出，干燥后為韌性很強(qiáng)的膠狀物，很難粉碎；β-環(huán)糊精不易溶于石榴汁，混勻后也有腐敗氣味，干燥后不易粉碎。結(jié)果表明，可溶性淀粉、β-環(huán)糊精都不適合作為制備石榴果粉的助干劑，這2種助干劑可能與石榴汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的味道，因此選擇麥芽糊精作為助干劑。

2 2 助干劑用量選擇

為了確定合適的助干劑用量，本研究采用噴霧干燥方法比較了比例為20%、30%、40%、50%麥芽糊精的干燥效果，著重考察石榴果粉的色澤和黏壁程度。由表2可見，不同用量的助干劑所制果粉的亮度（L 值）差異顯著，助干劑用量越少，所制果粉的亮度越高，20%的助干劑所制果粉的色澤最鮮艷，因?yàn)橹蓜┯昧看髸?huì)掩蓋果粉原有的色澤；a 、b 值的差異不顯著，但助干劑用量少會(huì)增加黏壁程度，20%的助干劑在噴霧干燥倉(cāng)內(nèi)壁上黏壁現(xiàn)象嚴(yán)重，隨助干劑用量增加，黏壁程度減輕。綜合考慮2個(gè)方面因素，選擇30%比例的助干劑。

2 3 不同干燥方法的基本效果

由于果蔬材料的特性不同，應(yīng)選用合適的干燥方法，因此比較了3種常用方法對(duì)石榴果粉干燥的一般效果，麥芽糊精的比例均為30%。由表3可知，微波干燥法對(duì)于設(shè)備的要求不高，容易操作，采用間歇式干燥方法，所需時(shí)間短，粉碎后果粉流動(dòng)性好，因此是比較理想的干燥方法；噴霧干燥法對(duì)設(shè)備要求精細(xì)，操作起來比較容易，用時(shí)較短，約0 5 h完成1次干燥過程，而且直接成粉不需粉碎，果粉顆粒細(xì)膩均一，為最佳的干燥方法；真空冷凍干燥法是干燥時(shí)間最長(zhǎng)的干燥方法，處理26 0 h干燥仍不徹底，對(duì)設(shè)備的要求也高，粉碎后的果粉易吸潮，該干燥方法不適于石榴果粉的干燥。因此，本研究下一步僅比較了微波干燥、噴霧干燥法2種方法所制石榴果粉的物理特性。

2 4 不同干燥方法對(duì)石榴果粉出粉率的影響

出粉率越高表示成本越低，同量的石榴汁則能夠得到更多的果粉，所以選擇干燥方法時(shí)一定要考慮出粉率。由表4可知，微波干燥的出粉率約為17%，而噴霧干燥的出粉率為20%，微波干燥的出粉率明顯低于噴霧干燥，從生產(chǎn)成本考慮，噴霧干燥優(yōu)于微波干燥。

2 5 不同干燥方法對(duì)流動(dòng)性的影響

從表4可以看出，不同干燥方法制得的石榴果粉流動(dòng)性有顯著差異，微波干燥的休止角約為55°左右，而噴霧干燥的果粉休止角約為65°左右，說明微波干燥的果粉流動(dòng)性要好于噴霧干燥的果粉。干燥方法對(duì)果粉的顆粒度和比表面積都有一定的影響，噴霧干燥的果粉顆粒是在噴霧過程中直接形成的，未經(jīng)二次粉碎，果粉顆粒間黏聚力大，因此流動(dòng)性相對(duì)較差。

2 6 不同干燥方法對(duì)容重的影響

容重是指單位體積果粉的質(zhì)量，由表4可知，用2種方法制得的石榴果粉容重差異顯著：微波干燥所制果粉容重約為0 67 g/mL，而噴霧干燥所制果粉容重約為0 30 g/mL。可能是噴霧干燥的果粉顆粒之間含有大量的空隙，果粉顆粒之間比較蓬松，使其容重較低。

2 7 不同干燥方法對(duì)分散性的影響

分散性是決定果粉溶解性的關(guān)鍵指標(biāo)，如果分散時(shí)間短，說明果粉溶解性好，不容易在水中結(jié)塊，能夠快速地在水中均勻擴(kuò)散。由表4可知，噴霧干燥的果粉分散時(shí)間約為92 s，而微波干燥的果粉分散時(shí)間約為130 s。這說明噴霧干燥的果粉顆粒間空隙適中，有利于親水基團(tuán)對(duì)水的吸附，易于溶解；微波干燥的果粉在水中容易結(jié)塊，顆粒潤(rùn)濕的比表面積也相應(yīng)減小，因此分散時(shí)間較長(zhǎng)。

2 8 不同干燥方法對(duì)含水率的影響

由表4可知，噴霧干燥的果粉含水率顯著低于微波干燥果粉含水率，原因可能是噴霧干燥的進(jìn)口溫度高，石榴汁可以得到充分干燥，并且在旋風(fēng)分離器中經(jīng)過熱風(fēng)之后，果粉含水率更低；微波干燥為瞬間干燥，干燥得快，吸濕也快，因此噴霧干燥的果粉含水率要低于微波干燥的果粉。

3 結(jié)論

不同助干劑的效果差別顯著，可溶性淀粉、β-環(huán)糊精與石榴汁混合后可能發(fā)生了某些反應(yīng)，產(chǎn)生腐敗變質(zhì)的氣味；此外物料干燥后韌性很大，不易粉碎，因此不適合用于石榴果粉的制備。麥芽糊精在石榴汁中有著很好的溶解性，干燥后很容易粉碎，因此麥芽糊精是適宜的助干劑。陳致印等對(duì)枸杞 [16]、楊芙蓮等對(duì)紅棗果粉 [17]的干燥研究表明，可溶性淀粉、β-環(huán)糊精都可以作為干燥的助干劑，這說明果粉干燥時(shí)應(yīng)該選用合適的助干劑。

雖然有人通過真空冷凍干燥香蕉 [18]、胡蘿卜 [19]、蕨菜 [20]、龍眼 [21]等取得了良好的干燥效果，能夠很好地保持原有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的活性，但用于石榴汁干燥所需時(shí)間長(zhǎng)，而且干燥不徹底，因此真空冷凍干燥不適宜用于石榴果粉制備。微波干燥法、噴霧干燥法制備的果粉品質(zhì)特性有著顯著差異，噴霧干燥的果粉色澤鮮艷、出粉率較高、分散時(shí)間短、容重較高、含水量較低，僅流動(dòng)性較差。綜合比較可知，噴霧干燥法制得的石榴果粉品質(zhì)特性明顯優(yōu)于微波干燥法。

總之，麥芽糊精是適用于石榴果粉制作的助干劑，適宜用量為30%。通過分析果粉的各種品質(zhì)特性表明，噴霧干燥法制得的果粉能夠最大程度地維持石榴果粉的品質(zhì)特性，能夠很好地保持石榴的營(yíng)養(yǎng)成分。

參考文獻(xiàn)：

[1] 溫素卿 我國(guó)石榴的研究進(jìn)展[J] 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（7）：155-158

[2]崔素芬，廖 芬，何全光，等 采用離心噴霧干燥技術(shù)制備桑葚果粉[J] 食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38（11）：73-78

[3]楊 勇，任 建，黃雙鳳，等 菇娘果粉的加工工藝研究[J] 食品科技，2010，35（10）：134-139

[4]楊洪元，蔣向軍，覃吉?jiǎng)?，?高甜苷速溶鮮羅漢果粉的中試研究[J] 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，17（3）：150-153

[5]林亞玲，楊炳南，楊延辰，等 沖調(diào)式甘薯全粉速溶性試驗(yàn)[J] 農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2009，10（10）：71-74

[6]劉建偉，徐潤(rùn)琪，包清彬 稻谷自然干燥特性與品質(zhì)的研究[J] 糧食儲(chǔ)藏，2001，30（5）：37-41

[7]黃 燕，程裕東，梁 凱 微波、熱風(fēng)干燥對(duì)橙皮干燥特性及其品質(zhì)影響的比較[J] 食品科學(xué)，2009，30（21）：16-20

[8]梁凌云，程玉來，張佰清 真空冷凍干燥和微波干燥在切花月季干燥中的應(yīng)用[J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2005，36（1）：71-74

[9]王儲(chǔ)炎，閻曉明，任子旭，等 不同干燥方式對(duì)桑椹果粉物理特性的影響[J] 蠶業(yè)科學(xué)，2013，39（2）：340-345

[10] 王澤南，范方宇，王 華，等 草莓粉噴霧干燥工藝參數(shù)及助干劑配料的研究[J] 食品工業(yè)科技，2006，28（9）：117-119

[11]石啟龍，薛長(zhǎng)湖，趙 亞，等 熱泵變溫干燥對(duì)竹莢魚干燥特性及色澤的影響[J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2008，39（4）：83-86

[12]薛志成 如何確定出粉率計(jì)算模式[J] 西部糧油科技，2002，27（4）：18-19

[13]劉靜波，馬 爽，劉博群，等 不同干燥方式對(duì)全蛋粉沖調(diào)性能的影響[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（12）：383-388

[14]高清海，呂 宏 對(duì)GB1353—2009玉米容重測(cè)定方法的探討[J] 糧食與飼料工業(yè)，2011，40（7）：61-62

[15]王 健，朱光彩，孫鐵柱 無灰分散劑低溫分散性測(cè)定法[J] 遼寧化工，1997，26（3）：34-37

[16]陳致印，張盛貴，牛黎莉，等 噴霧干燥枸杞粉助干劑研究[J] 食品工業(yè)科技，2010，32（2）：80-82

[17]楊芙蓮，聶小偉 微波干燥紅棗漿生產(chǎn)紅棗粉助干劑的研究[J] 食品科技，2011，36（1）：59-63

[18]章 斌，李遠(yuǎn)志，肖 南，等 香蕉片真空冷凍干燥工藝研究[J] 農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2009，10（3）：142-144，152

[19]劉玉環(huán) 胡蘿卜片的真空冷凍干燥加工工藝及研究[J] 食品科技，2006，31（3）：52-54

[20]車 剛，萬(wàn) 霖，李成華，等 蕨菜真空冷凍干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)[J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2008，39（2）：98-102

[21]陳儀男 龍眼真空冷凍干燥工藝優(yōu)化[J] 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24（9）：244-248