干燥方法对石榴果粉品质特性的影响

材料与方法

1 1 试验材料

石榴原汁由枣庄一家果汁公司提供；麦芽糊精、可溶性淀粉、β-环糊精均为食品级。[LM]

1 2 干燥方法

1 2 1 石榴果汁预处理 量取一定量的石榴原汁置于烧杯中，按照一定的比例（20%、30%、40%、50%）加入助干剂（麦芽糊精、可溶性淀粉、β-环糊精），用玻璃棒搅匀后放入 KL-GJJ 均质机（上海科劳机械设备有限公司）中均质处理 4 min，然后采用不同的方式干燥。

1 2 2 微波干燥 将一定量预处理的石榴汁分装于搪瓷盆中，石榴汁的厚度1 0～1 5 cm，放入KH-3HMOA微波果蔬脱水机（山东科弘微波能有限公司）中干燥，为了防止微波加热受热过度，试验采用间歇式干燥法，即微波处理4 min，间歇1 min，如此反复，干燥总时间为16 min。待冷却后用研钵研磨粉碎，得到果粉。

1 2 3 真空冷冻干燥 将一定量预处理的石榴汁倒入不锈钢盆中，石榴汁的厚度1 0～1 5 cm，首先预冻4 h，然后置于LGJ-18S真空冷冻干燥机（河南兄弟仪器设备有限公司）中冷冻干燥，样品温度为-43 ℃，冷阱温度为-66 ℃，真空度为4 9 Pa，时间22 h，将样品研磨粉碎即得石榴果粉。

1 2 4 喷雾干燥 将一定量预处理的石榴汁用SD-1000小型喷雾干燥机（深圳市科力易翔仪器设备有限公司）干燥，喷雾干燥进口温度为180 ℃，出口温度为80 ℃，热空气进量0 8 m3/min，高压气体压力180 kPa。干燥完毕收集果粉。

1 3 石榴果粉相关指标测定

1 3 1 果粉色泽测定 采用 HP-2132 型便携式色差仪测定L 值（亮度值）、a 值（红绿光区色值）、b 值（黄蓝光区色值） [11]。

1 3 2 出粉率计算 石榴果粉的出粉率计算公式为：

出粉率=（干燥后果粉质量-助干剂质量）/石榴原汁质量×100% [12]。

1 3 3 流动性测定 将漏斗固定在铁架台上适当的高度，让果粉从漏斗流下形成圆锥形，至漏斗底部出口与形成果粉圆锥的顶部相接触为止，然后测定果粉堆积圆锥的半径r与圆锥的高度h，以h与r的比值作为正切值来计算休止角 [13]，相关公式为：

[JZ]tanθ=h/r。

1 3 4 容重测定 容重指的是单位体积的质量，具体测量方法 [14]：使用量筒量取一定量的果粉，再用分析天平称量，计算出果粉的容重，多次测量取平均值。

1 3 5 分散性测定 在1个50 mL的烧杯中加入25 mL蒸馏水，精确称取1 g石榴果粉撒布于水面上，使用恒温磁力搅拌器搅拌，记录从搅拌开始到果粉结块完全溶解的时间 [15]。

1 3 6 含水率测定 称取10 g石榴果粉，放在SC69-02C水分快速测定仪（上海万衡精密仪器有限公司）中测定含水率，分度值为0 05%，直接读取稳定时的刻度数，即样品含水率。

2 结果与分析

2 1 不同助干剂的效果比较

适当使用助干剂能加快果粉干燥的速度，不同的果粉在制备时应该选用合适的助干剂，本研究比较了使用40%麦芽糊精、40%可溶性淀粉、40% β-环糊精的效果。由表1可见，麦芽糊精在石榴汁中有很好的溶解性，石榴汁原有的色泽、气味保持不变，干燥后容易粉碎；可溶性淀粉也能溶于石榴汁，但是石榴汁颜色变为乳白色，还散发出一种腐败气味，干燥过程中可溶性淀粉会析出，干燥后为韧性很强的胶状物，很难粉碎；β-环糊精不易溶于石榴汁，混匀后也有腐败气味，干燥后不易粉碎。结果表明，可溶性淀粉、β-环糊精都不适合作为制备石榴果粉的助干剂，这2种助干剂可能与石榴汁中的某些成分发生反应，从而产生腐败变质的味道，因此选择麦芽糊精作为助干剂。

2 2 助干剂用量选择

为了确定合适的助干剂用量，本研究采用喷雾干燥方法比较了比例为20%、30%、40%、50%麦芽糊精的干燥效果，着重考察石榴果粉的色泽和黏壁程度。由表2可见，不同用量的助干剂所制果粉的亮度（L 值）差异显著，助干剂用量越少，所制果粉的亮度越高，20%的助干剂所制果粉的色泽最鲜艳，因为助干剂用量大会掩盖果粉原有的色泽；a 、b 值的差异不显著，但助干剂用量少会增加黏壁程度，20%的助干剂在喷雾干燥仓内壁上黏壁现象严重，随助干剂用量增加，黏壁程度减轻。综合考虑2个方面因素，选择30%比例的助干剂。

2 3 不同干燥方法的基本效果

由于果蔬材料的特性不同，应选用合适的干燥方法，因此比较了3种常用方法对石榴果粉干燥的一般效果，麦芽糊精的比例均为30%。由表3可知，微波干燥法对于设备的要求不高，容易操作，采用间歇式干燥方法，所需时间短，粉碎后果粉流动性好，因此是比较理想的干燥方法；喷雾干燥法对设备要求精细，操作起来比较容易，用时较短，约0 5 h完成1次干燥过程，而且直接成粉不需粉碎，果粉颗粒细腻均一，为最佳的干燥方法；真空冷冻干燥法是干燥时间最长的干燥方法，处理26 0 h干燥仍不彻底，对设备的要求也高，粉碎后的果粉易吸潮，该干燥方法不适于石榴果粉的干燥。因此，本研究下一步仅比较了微波干燥、喷雾干燥法2种方法所制石榴果粉的物理特性。

2 4 不同干燥方法对石榴果粉出粉率的影响

出粉率越高表示成本越低，同量的石榴汁则能够得到更多的果粉，所以选择干燥方法时一定要考虑出粉率。由表4可知，微波干燥的出粉率约为17%，而喷雾干燥的出粉率为20%，微波干燥的出粉率明显低于喷雾干燥，从生产成本考虑，喷雾干燥优于微波干燥。

2 5 不同干燥方法对流动性的影响

从表4可以看出，不同干燥方法制得的石榴果粉流动性有显著差异，微波干燥的休止角约为55°左右，而喷雾干燥的果粉休止角约为65°左右，说明微波干燥的果粉流动性要好于喷雾干燥的果粉。干燥方法对果粉的颗粒度和比表面积都有一定的影响，喷雾干燥的果粉颗粒是在喷雾过程中直接形成的，未经二次粉碎，果粉颗粒间黏聚力大，因此流动性相对较差。

2 6 不同干燥方法对容重的影响

容重是指单位体积果粉的质量，由表4可知，用2种方法制得的石榴果粉容重差异显著：微波干燥所制果粉容重约为0 67 g/mL，而喷雾干燥所制果粉容重约为0 30 g/mL。可能是喷雾干燥的果粉颗粒之间含有大量的空隙，果粉颗粒之间比较蓬松，使其容重较低。

2 7 不同干燥方法对分散性的影响

分散性是决定果粉溶解性的关键指标，如果分散时间短，说明果粉溶解性好，不容易在水中结块，能够快速地在水中均匀扩散。由表4可知，喷雾干燥的果粉分散时间约为92 s，而微波干燥的果粉分散时间约为130 s。这说明喷雾干燥的果粉颗粒间空隙适中，有利于亲水基团对水的吸附，易于溶解；微波干燥的果粉在水中容易结块，颗粒润湿的比表面积也相应减小，因此分散时间较长。

2 8 不同干燥方法对含水率的影响

由表4可知，喷雾干燥的果粉含水率显著低于微波干燥果粉含水率，原因可能是喷雾干燥的进口温度高，石榴汁可以得到充分干燥，并且在旋风分离器中经过热风之后，果粉含水率更低；微波干燥为瞬间干燥，干燥得快，吸湿也快，因此喷雾干燥的果粉含水率要低于微波干燥的果粉。

3 结论

不同助干剂的效果差别显著，可溶性淀粉、β-环糊精与石榴汁混合后可能发生了某些反应，产生腐败变质的气味；此外物料干燥后韧性很大，不易粉碎，因此不适合用于石榴果粉的制备。麦芽糊精在石榴汁中有着很好的溶解性，干燥后很容易粉碎，因此麦芽糊精是适宜的助干剂。陈致印等对枸杞 [16]、杨芙莲等对红枣果粉 [17]的干燥研究表明，可溶性淀粉、β-环糊精都可以作为干燥的助干剂，这说明果粉干燥时应该选用合适的助干剂。

虽然有人通过真空冷冻干燥香蕉 [18]、胡萝卜 [19]、蕨菜 [20]、龙眼 [21]等取得了良好的干燥效果，能够很好地保持原有营养物质的活性，但用于石榴汁干燥所需时间长，而且干燥不彻底，因此真空冷冻干燥不适宜用于石榴果粉制备。微波干燥法、喷雾干燥法制备的果粉品质特性有着显著差异，喷雾干燥的果粉色泽鲜艳、出粉率较高、分散时间短、容重较高、含水量较低，仅流动性较差。综合比较可知，喷雾干燥法制得的石榴果粉品质特性明显优于微波干燥法。

总之，麦芽糊精是适用于石榴果粉制作的助干剂，适宜用量为30%。通过分析果粉的各种品质特性表明，喷雾干燥法制得的果粉能够最大程度地维持石榴果粉的品质特性，能够很好地保持石榴的营养成分。

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