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谈喷雾干燥速溶甘蓝粉的工艺

喷雾干燥进口温度的选择进出口温度是喷雾干燥过程中的重要参数,影响终产品的含水量、色泽及营养成分的保留。喷雾干燥过程中,物料在离心或压力作用下迅速雾化成细小液滴,遇高温后水分迅速蒸发而干燥成粉末,因此在不影响产品品质的情况下,进口温度应尽可能高以提高喷雾干燥的热效率。喷雾干燥出口的温度与进口温度有关,进口温度越高,出口温度也越高。由表1可以看出,进口温度越高,甘蓝粉含水率越低,进口温度从165℃增加到190℃,甘蓝粉的含水率从9.59%减少到3.9%。甘蓝粉的色泽受喷雾干燥温度的影响也很大,不同进口温度对甘蓝粉色泽HunterL、a、b值有显著影响(P<0.05),进口温度越低,HunterL值越大,Huntera和Hunterb值越小,说明进口温度越低,甘蓝粉色泽保存越好。由于固体饮料含水率低于5%易于保存,因此综合考虑进口温度对含水率和色泽的影响,选择180℃为喷雾干燥甘蓝粉的进口温度。

均质次数和压力对甘蓝粉品质的影响打浆后的甘蓝浆需要经过胶体磨和均质机处理以降低进料前浆料的粒度及粘度以便于进料,不同均质次数和压力对甘蓝粉品质的影响见表2。从表中可以看出,20MPa和40MPa不同次数处理后的甘蓝粉色泽HunterL、a、b值均有显著差异,甘蓝浆均质压力越高,均质次数越多,Huntera值越大,色泽越差,以20MPa均质1次后色泽保存最好。由于均质压力越大和均质次数越多,甘蓝浆料粒度越小,比表面积越大,在喷雾干燥过程中与进料口热空气接触后,粉褐变程度也越高,对色泽的影响也越大。同时发现,不同均质压力和均质次数处理后浆料粒度不同,甘蓝粉冲调后口感细腻程度也不同,其中20MPa均质1次处理的口感较为粗糙。这是因为甘蓝粉中含有较高的膳食纤维,粒度越大,冲调后在水中吸水膨胀的速度也越快,较大的粒度会影响最终产品的口感。因此考虑产品色泽、口感以及节能方面,确定甘蓝浆的均质压力和次数为20MPa2次。

助干剂对甘蓝粉品质的影响经预试发现,将甘蓝浆直接进行喷雾干燥时内壁很容易发生粘结,必须要加入助干剂。本试验在甘蓝浆中分别加入总固形物60%的麦芽糊精、阿拉伯胶和可溶性淀粉,观察不同助干剂对甘蓝粉的色泽、溶解度和分散性的影响。由表3可以看出,助干剂对甘蓝粉Huntera值影响较大,加入麦芽糊精和阿拉伯胶的甘蓝粉色泽比加入可溶性淀粉的好,且有显著差异;加入可溶性淀粉后甘蓝粉溶解度非常低,只有38.9%,而麦芽糊精和阿拉伯胶的溶解度较高,分别为75.5%和78.6%;但加入阿拉伯胶的甘蓝粉在水中分散性很差,需长时间搅拌方可分散,以淀粉为助干剂则可迅速分散,而麦芽糊精的分散效果也不好。总之,加入可溶性淀粉后甘蓝粉色泽差,溶解度低,但分散性好;加入阿拉伯胶的唯一缺点是分散性很差,而麦芽糊精则可综合各方面性能优势,所以本试验选择麦芽糊精为助干剂。麦芽糊精溶于水后无色无味,溶解度达100%,价格低,是喷雾干燥理想的助干剂,但固体饮料要求在水中迅速分散,如何解决分散性问题是甘蓝粉能否达标的关键。

麦芽糊精添加量的选择试验分别添加总干物质含量40%、50%、60%和70%四种比例的麦芽糊精进行喷雾干燥,观察喷雾粘壁情况。由表4可以看出,麦芽糊精的添加量对甘蓝粉出粉率、含水率和色泽影响较大,随麦芽糊精含量从40%增加到70%,出粉率从35.0%增加到44.0%,60%和70%的添加量出粉率变化不大,此时塔壁无未干浆料粘壁,效果较好,而40%和50%的添加量塔壁有少量未干浆液,出粉率略低,而且麦芽糊精含量越高,甘蓝粉含水率越低;麦芽糊精含量也影响甘蓝粉的Huntera值,含量越高,Huntera值越高,绿值越低,色泽越差,并且四种比例间差异达显著水平(P<0.05)。当然在保证品质及得率的情况下以添加剂越少越好,本试验以添加60%为宜。麦芽糊精的添加量主要受原料本身含糖量(主要是小分子葡萄糖、果糖等)高低的影响,含糖量高,添加的麦芽糊精量就高。Bhandari等[7]在研究黑醋栗、悬钩子及杏汁时添加麦芽糊精的比例分别占终产品固形物含量的35%、45%和40%;刘青梅等[8]利用杨梅汁生产速溶固体饮料时,杨梅原汁的可溶性固形物含量约10%~12%,添加15%麦芽糊精进行喷雾干燥。

造粒对甘蓝粉速溶性的影响喷雾干燥后的甘蓝粉粒度小,比表面积大,粒子内毛细管小,溶解时表面迅速湿润、粘性增加,使通内部的毛细管闭塞,妨碍水分的浸透,溶解性并不好,造粒后形成大毛细管使水容易浸透。甘蓝粉经配料,加入0.2%的羧甲基纤维素钠,然后流化床造粒,以水为结合剂,控制粒度在60~80目,加热温度为45℃。造粒后甘蓝粉粒度增加,密度降低,在水中迅速湿润,沉降到水中并在搅拌作用下迅速分散,溶解到水中。造粒后甘蓝粉疏松多孔,密度下降,颗粒松散、内部呈蜂窝状、表面粗糙、大小均匀,冲调性好。

甘蓝粉的含水率、色泽、出粉率等受喷雾干燥条件的影响很大,通过试验得出喷雾干燥甘蓝粉的最佳条件是:进口温度180℃,均质压力20MPa2次,同时添加总固形物60%的麦芽糊精作为助干剂,得到的甘蓝粉含水率低,色泽好,进一步经流化床造粒可得到速溶性好的甘蓝固体饮料。

作者:弓志青石贤权王文亮程安玮孙华陈相艳单位:山东省农业科学院农产品研究所

 

  发布时间:2013/6/16 11:26:14  阅读人次