（农产品加工及贮藏工程专业论文）蜂蜜喷雾干燥加工工艺的研究.pdf

蜂蜜喷雾干燥加工工艺的研究 摘要 蜂蜜是一种保健型的食品，可直接食用，也可作为添加剂用于食品加工当中，深受 人们的喜爱。但是目前市场上的蜂蜜，多以液态蜂蜜为主，使用、运输、储存等都存在 不便之处。本文探讨了如何采用喷雾干燥法将液态蜂蜜加工成固体蜂蜜，对工业化生产 蜂蜜粉提供一定的试验依据与技术支持。 本文研究了蜂蜜喷雾干燥加工工艺中以下几个关键问题；助干剂的选择，喷雾干燥 工艺参数的优化，各配料对蜂蜜粉品质的影响以及蜂蜜粉吸湿性问题等。 试验结果表明：主助干剂选择普通低d e 值的麦芽糊精、蜂蜜与主助干剂比例选择 1 ：1 、入料浓度2 5 、入料流量2 0 m u m i n 、入料温度7 0 、进风温度2 1 0 、雾化器转速 2 1 0 0 0 r r a i n 时，蜂蜜粉得率较高，含水率符合要求；以蜡质玉米淀粉为原料自制的低d e 值麦芽糊精可提高蜂蜜粉的可溶性物质；喷雾干燥前的混合料液当中添加5 0 o 的蜂蜜， 3 5 o 的自制麦芽糊精，4 5 6 ，环状糊精、3 5 大豆分离蛋白、3 o 可溶性玉米淀粉、 4 0 卵磷脂，可以提高蜂蜜粉营养、感官品质；研究了蜂蜜粉的吸湿特性，得出蜂蜜粉 产品在不同相对湿度条件下的吸湿特性曲线，选取了较为常用的三种材料，对产品的储 藏期作了预测，为产品的包装设计提供了参考。 关键词：蜂蜜粉喷雾干燥配料低d e 值麦芽糊精 吸湿性 a s t u d y o ns p r a yd r y i n gp r o c e s s i n gt e c h n i q u eo f h o n e y a b s t r a c t h o n e y i sp o p u l a rw i t hp e o p l ea sah y g i e n i c a lf o o d 。w h i c hc a nb eu s e di np r o c e s s i n gf o o d a sa na d d i t i v ea n da l s ob ee a t e nd i r e c t l y m o s th o n e yi np r e s e n tm a r k e ti sl i q u i dw h i c hi sn o t c o n v e n i e n tt ou t i l i z a t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n t h em e t h o do fs p r a yd r y i n gw h i c hi sp r o f i t a b l e a n dc a nd e c r e a s et h el o s so fh o n e y sn u t r i t i o nw a sc h o s et op r o c e s sl i q u i dh o n e yt op o w e r e d h o n e y t h e nt h ep r o c e s s i n gt e c h n i q u eo fh o n e yh a db e e ns t u d i e di no r d e rt os u p p l y e x p e r i m e n t a ld a t e sa n dt e c h n i q u es u p p o r tf o rm a n u f a c t u r i n gp o w d e r t h ep a p e rd e a l sw i t hs o m ek e yt e c h n i c a lp r o b l e m si ns p r a yd r y i n g ：t h ec h o s e na n d p r e p a r a t i o no fd r y i n ga d i u v a n t ，t h eo p t i m i z a t i o no fp a r a m e t e r , t h ei n f l u e n c eo fa d j u v a n to nt h e q u a l i t yo fh o n e yp o w d e ra n dt h em o i s t u r ea b s o r p t i o no f t h ep r o d u c t t h eo p t i m u mt e c h n i q u ei ns p r a yd r y i n gw c r ca sf o l l o w s ：t h ep r i m a r yd r y i n ga d j u v a n t w a s l o wd em a l t o d e x t r i n , t h ep r o p o r t i o no ft h eh o n e ya n dm a l t o d e x t r i nw a s1 ：1 ，i n l e tc o n c e n t r a t i o n ：2 5 ，i n l e tf l o w i n gr a t e ：2 0 m l m i n ，i n l e tf l o w i n gt e m p e r a t u r e ：7 0 c ，i n l e tt e m p e r a t u r e - ：2 1 0 c r o t a t i n gs p e e d ：2 1 0 0 0 r m i n ；t h em a l t o d e x t r i nm a d ef r o mw a x i n e s sc o ms t a r c hw a s f i t f o rt h es p r a yd r y i n g , a n dc o u l dd e c r e a s et h em o i s t u r ea s o r p t i o no ft h eh o n e yp o w d e r b e f o r e s p r a y i n gd r y i n g , a d d i n 9 5 0 h o n e y , 3 5 m a l t o d e x t r i n ，4 5 b - c y c l o d e x t r i n ，3 5 s o y b e a np r o r e i ni s o l a t e 3 0 s o l u b l es t a r c ha n dt h e4 0 l e c i t h i nc o u l di m p r o v et h eq u a l i t ya n dn u t r i t i o n o fh o n e yp o w d e r s t u d i e dt h em o i s t u r ea s o r p t i o no fh o n e yp o w d e ra n do b t a i n e dt h ec n r v eo f m o i s t u r ea s o r p t i o ni nd i f f e r e n tm o i s t u r ec o n d i t i o n a n dc h o o s et h r e ec o n m l o np a c k i n g m a t e r i a lt op r e d i c ts t o r a g et i m ea n dg i v ea d v i c ef o rp a c k i n gd e s i g n k e y w o r d s ：h o n e yp o e d e r ，s p r a yd r y i n g ，a d j u v a n t ，l o wd e m a i t o d e x t r i n ，m o i s t u r ea s o r p t i o n g 插图目录 图1 - 1 蜂蜜出口的平均单价 图2 1 图2 - 2 入料浓度对蜂蜜含水量的影响“ 入料流量对蜂蜜粉含水率的影响” 7 1 4 图2 - 3 入料温度对蜂蜜粉含水率的影响”1 6 图2 4 进风温度对蜂蜜粉含水率的影响“ 图2 - 5 压力与离心转速的关系“ 图2 - 6 离心转速对蜂蜜粉含水率的影响- 图3 - i p h 值对相对酶活的影响 图3 2 温度对相对酶活的影响 图3 - 3 酶用量对d e 值和得率的影响 图3 4 温度对d e 值和得率的影响 - 1 7 1 8 - 2 4 2 4 2 5 2 5 图3 - 5 底物浓度对d e 值和得率的影响2 5 图3 6 图3 7 图3 8 时间对d e 值和得率的影响 b 环状糊精对蜂蜜粉各品质的影响 b 环状糊精对蜂蜜粉品质影响的综合评分 2 5 2 9 2 9 图3 - 96 - 环状糊精对得率、含水率的影响2 9 图3 1 0 大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的影响3 0 图3 1 1 大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的综合评分3 0 图3 1 2 大豆分离蛋白对得率、含水率的影响3 1 图3 1 3 可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉各品质的影响3 1 图3 1 4 可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉品质的综合评分3 1 图3 1 5 可溶性玉米淀粉对得率、含水率的影响 图3 1 6 卵磷脂对蜂蜜粉各品质的影响 3 2 图3 1 7 卵磷脂对蜂蜜粉品质的综合评分3 2 图3 1 8 卵磷脂对得率、含水率的影响 图4 - 1 不同相对湿度下蜂蜜粉的吸湿率”3 6 图4 2 相对湿度3 1 时吸湿性随时间的拟合曲线方程”3 7 图4 3 相对湿度5 2 时吸湿性随时间的拟合曲线方程3 7 图4 4 相对湿度7 5 时吸湿性随时间的拟合曲线方程3 7 图4 5 相对湿度9 0 时吸湿性随时间的拟合曲线方程3 7 表格目录 表1 - 1 蜂蜜的理化指标要求“1 表1 - 2 蜂蜜生产国前5 位产量( 千吨) 统计表 表1 - 3 蜂蜜主要出1 3 国的出口量值表4 表2 - 1 助干剂对喷雾干燥的影响 表2 2 不同d e 值的麦芽糊精的t g 比较“ 表2 3 蜂蜜与助干剂比例对喷雾干燥的影响1 3 表2 4 入料浓度对喷雾干燥得率的影响一 表2 5 入料流量对喷雾干燥得率的影响1 4 表2 6 入料温度对蜂蜜喷雾干燥得率的影响一 表2 7 进风温度对蜂蜜喷雾干燥得率的影响” 表2 - 8 离心转速对蜂蜜喷雾干燥的影响 表2 - 9 正交试验方案及结果分析 表2 1 0 方差分析和显著性检验结果 表2 - 1 1 方差分析和显著性检验结果 表2 1 2 验证试验 表3 - 1 评分标准 表3 2 正交试验方案、结果与分析“ 1 9 ”2 0 “2 0 2 2 2 6 表3 3 验证试验2 7 表3 4 不同低d e 值麦芽糊精助干效果” 表3 5 蜂蜜粉主要质量参数3 3 表4 1 相对湿度与饱和盐溶液的对应关系”3 5 表4 - 2 蜂蜜粉吸湿率的变化 表4 - 3 不同包装时蜂蜜粉的储藏期3 8 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知， 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得金b 王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：叶剑芝 签字日期：矿7 多矿 吖触彩 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金8 工些太堂有关保留，使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金g b 王、业太堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 叶刽皂 签字目期：，7 多fp 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期： 电话： 邮编： 致谢 本论文是在我的导师周先汉副教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、试验方案 的制定到论文的成稿，都得到了导师的大力帮助和鼓励。老师广博的学识、严谨的治学 作风、诲人不倦的教育情怀和对事业的忠诚，必将使我终身受益，在此向周老师表示深 深的敬意和衷心的感谢! 在三年的学习生活中，陈从贵老师和王泽南老师等给了我许多指导和关怀，范方字、 阮少钧、蒋凯亚、刘娴等在试验实施的过程中给予了热情帮助，实验室的老师们在提供 设备方面给予了大力支持，借此机会，向他们表示最诚挚的谢意! 最后，我要特别感谢我的家人，他们给了我莫大的支持和鼓励! 作者：叶剑芝 2 0 0 7 年6 月 i i 蜂蜜的特性与应用 i i i 蜂蜜的成分 第一章前言 蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜或分泌物贮存在巢脾内，并经过它们充分酿制而成的甜 物质。新鲜成熟的蜂蜜是透明或半透明的粘稠胶状液体，贮藏过程中易出现结晶现象。 所采集酿造的蜜根据不同植物种类，分为紫云英蜜、椴树蜜、荔枝蜜、油菜蜜，荆 条蜜、龙眼蜜、柑桔蜜等。不同蜜源植物种类不同，蜂蜜的色、香、味也不同。蜂蜜常 分为水白色、乳白色、白色、特浅琥珀色、浅琥珀色、琥珀色、深琥珀色等七个级别。 一般淡颜色的蜂蜜有一股清香，而深颜色的蜂蜜则有比较浓郁的香味。 蜂蜜中的成分比较复杂，现在能检测出来的有1 8 0 余种，除葡萄糖、果糖等丰富的 糖分外，还含有多种氨基酸、维生素、矿物质、酶、酸、芳香物质等有效成分，因而蜂 蜜具有保健作用1 1 1 。主要成分有( 1 ) 水分，成熟蜂蜜的水分一般不超过1 7 。常温下含水 率超过2 5 的蜂蜜容易发酵变质。( 2 ) 糖类，占鲜重的7 0 , - - 8 0 ，其中葡萄糖约为3 3 3 8 ；果糖3 8 4 2 ；蔗糖5 以下。( 3 ) 酸类，有柠檬酸、醋酸、丁酸、苹果酸、琥 珀酸等等，约占总重的0 5 7 。( 蛋白质，约占0 2 6 。( 5 ) 矿物质，有钾、钠、钙、镁 等等，约占总重的o 1 7 。除此之外还含有少量糖醇类、酶类、维生素等【2 1 。蜂蜜的理 化指标要求1 ) j 如表1 - 1 。 表1 - 1 蜂蜜的理化指标要求 t a b 1 - 1t h e ：p h y s i c o c h e m i s t r yc r i t e r i o no fh o n e y 项目指标 水分( g a o o g ) 2 3 还原糖( g l o o g ) 6 5 蔗糖( g n o o z ) 8 9 灰分( 吕，1 0 0 劝 0 6 酸度( i m o l l n a o l - i ) ( m l 1 0 0 9 ) 4 淀粉酶活性( 1 1 0 0 淀粉溶液) ， m u ( 9 1 1 ) 】 4 注：荔枝蜜、龙眼蜜、柑桔蜜、鹅掌柴蜜等蜜种不要求淀粉酶活性指标 1 1 2 蜂蜜的理化性质 新鲜成熟的蜂蜜，在常温常压下是粘稠、透明或半透明的液体物质。具有独特的香 气和滋味。2 0 时，蜂蜜水分含量为2 3 1 7 ，比重1 4 0 1 i 4 4 3 ，波美度4 0 4 3 度， 折光率为1 4 7 8 5 a 。1 4 9 4 1 。 ( 1 ) 蜂蜜的吸水性【1 】 蜂蜜在空气潮湿时能吸收空气重的水分，吸收的能力随蜂蜜浓度、空气湿度的增加 而增加。蜂蜜含水1 7 4 、空气湿度5 8 时，蒸发和吸收的水分基本相等。 ( 2 ) 蜂蜜的粘滞性闭 蜂蜜中含有大量的糖类，包括果糖、葡萄糖、蔗糖等，同时含有胶状物质，因而蜂 蜜的粘性很大。同时蜂蜜的粘性与它的水分含量有关，含水率上升其粘度下降，反之， 蜂蜜含水率上升，其粘度就降低。另外，在相同含水率的情况下，温度也是影响蜂蜜的 重要因素，温度与粘性呈负相关关系。 ( 3 ) 蜂蜜的结晶性 蜂蜜中的葡萄糖围绕结晶核形成颗粒，并在颗粒周围包上一层果糖、蔗糖或糊精的 膜，逐渐聚结扩展，而致整个容器中的蜂蜜部分或全部成为松散的固体状，即为蜂蜜结 晶。蜂蜜结晶受温度、糖分的饱和度、蜜种等多种影响【1 1 。蜜温在1 3 1 4 c 时最易结晶， 当温度达到4 0 时，结晶消失复原。结晶部分水分含量较低，通常只有9 1 左右，而 未结晶部分水分含量上升。葡萄糖含量较高的蜂蜜更易于结晶。 ( 4 ) 蜂蜜的发酵性 蜂蜜中一般含有一定量的酵母菌，当水分含量较低时，高含糖量可抑制其生长繁殖。 当温度适宜，而水分含量超过2 1 时，酵母菌会加快生长繁殖，使蜂蜜发酵、酸败，产 生酒精和二氧化碳。如果将蜂蜜隔水加热到6 5 ，保温3 0 r a i n 时，即可杀死酵母菌， 有效防止蜂蜜的发酵 1 1 3 蜂蜜的应用 蜂蜜是蜜蜂的主要产品，人们早已将它应用于医疗、食品、饮料、化妆品等方面。 随着科学技术的不断发展，蜂蜜的作用被越来越多的人所认识，广泛应用于医疗、食品、 化工等方面。 李时珍在本草纲目中阐述了蜂蜜的药用功能：“清热也，补中也，解毒也，润 燥也，止痛也”。“生则性凉，故能清热；熟则性温故能补中；甘而平和，故能解毒”。 现代医学研究证明，蜂蜜具有润肠、润肺、防腐、解毒、滋润脾肾等功能。主治咽燥口 干、千咳无痰、肠燥便秘、脾胃虚弱、体弱多病、病后体虚、营养不良等1 4 1 。 蜂蜜在医疗临床上的应用如下： ( 1 ) 治疗胃和十二指肠溃疡方面的应用。蜂蜜是潜碱性食物，有保护胃肠粘膜的作用， 并能对胃肠有调整作用，酶类物质有助于消化。可以使用蜂蜜配以甘草，陈皮治疗十二 指肠溃疡。蜂蜜对其他胃肠道疾病如结肠炎、习惯性便秘等有很好疗效，而且无副作用。 ( 2 ) 蜂蜜在治疗呼吸道系统疾病方面的应用。蜂蜜治疗的呼吸道系统方面疾病有鼻炎 和鼻窦炎，上呼吸道感染，咳嗽、哮喘，肺结核等。 ( 3 ) 在治疗肝脏方面的疾病也有应用。蜂蜜中含有大量的单糖及多种维生素、酶和氨 基酸，这些物质可以不经肝脏的加工和合成，直接进入血液而被人体吸收利用。因此有 护肝的作用。临床上将蜂蜜和蜂王浆配合使用治疗传染性肝炎、黄疸型或无黄疸型肝炎。 2 ( 4 ) 蜂蜜在外科上的应用。在外科常用于：外伤、冻疮、冻伤、手足皱裂、烧伤、溃 疡外伤、皮肤病等。 ( 5 ) 蜂蜜还可用于治疗神经系统疾病。中医上认为蜂蜜具有安神益智、改善睡眠的作 用，因此常用于各种神经综合症的治疗。 ( 6 ) 促进儿童生长发育。蜂蜜含有大量的锌、钙等，可预防和治疗儿童的营养性贫血。 ( 7 ) 中成药中的应用。蜂蜜在中成药制荆生产中具有很重要的地位，对人体无副作用， 且价格较低，用途非常广泛。 蜂蜜中具有独特的风味，可作为特殊的天然甜味剂、色素，并具有众多的保健因子， 因此在食品工业中的应用非常广泛： ( 1 ) 焙烤业。蜂蜜能赋予焙烤食品色泽鲜艳，气味清香，甜而不腻的品质，产品保湿 性强，而且能延长货架期，因此广泛应用于烘焙行业。其中所用原料蜂蜜占5 5 。 ( 2 ) 健康食品。因蜂蜜所具有的保健因子、保健性能，健康食品中的蜂蜜使用广泛程 度仅次于烘焙食品。 ( 3 ) 谷类食品加工业。蜂蜜在谷类食品加工中主要用于生产早餐食品等。所使用的相 当一部分是奶油状或是浓缩蜂蜜。蜂蜜是作为一种甜味剂加入到谷类食物当中的，并且 蜂蜜能优化食品组成，有效防止谷类食品的干燥和掉渣，能改善食品风味和外观。 “) 乳制品工业。蜂蜜可使乳制品产生更好的风味和组织结构，能降低食物冰点，延 缓冷冻乳制品冰晶的形成，同时因为蜂蜜的天然性、保健性，现在在乳品工业中的用途 越来越广泛。现在有将牛乳加入一些蜂蜜，作为发酵的主要c 源生产具有蜂蜜和牛奶双 重营养保健功能的乳酸菌饮品【”。 ( 5 ) 糖果业。糖果生产厂使用蜂蜜的数量比较少，但最近糖果生产者注意到蜂蜜可以 明显改善产品风味、稳定性等性质，因而含蜂蜜的产品呈现增长的趋势，在软糖、口香 糖、奶糖中都有应用。 ( 6 ) 烟草工业。许多国家在烟草生产当中，一般要加一些糖类成分来提高卷烟的质量。 蜂蜜不仅含有大量的糖类物质，而且具有保湿性，因此使用蜂蜜代替普通糖类成分的卷 烟常时间储藏不干燥，香味厚重。 m 酒类工业。蜂蜜酒是一种古老的酒类。现在有品种很多，按生产方式分类，有纯 蜂蜜发酵酒，纯蜂蜜发酵蒸馏酒和蜂蜜配置酒。纯蜂蜜发酵酒以蜂蜜为原料，经稀释、 发酵、澄清、过滤、陈酿后制得的低酒精度饮料。酒精度一般在6 1 8 ，【6 】， 蜂蜜发酵酒则在保留了天然蜂蜜营养成分和保健功能的基础上，氨基酸、b 族维生素、 矿物质等重要生理活性物质得到了进一步提高 7 , 8 1 。 另外，因为使用蜂蜜能增添风味、赋予产品金黄色泽，可代替人工色素，因此越来 越多的添加剂厂家选择在产品中添加蜂蜜。同时蜂蜜在快餐食品中也得到广泛的应用。 除在食品，医药上有广泛的应用，在其他方面也有较多的应用。 由于蜂蜜具有较强的渗透性、保水性和吸湿性，近年来在化妆品中得到广泛的应用。 蜂蜜常常作为柔润剂加入到护手霜、护发乳、按摩霜或香波中。蜂蜜可以直接使用在化 妆品当中，也可提取其中有用物质加入到化妆品当中，能降低粘度，使保水性更好。 3 在制造油墨中添加适量蜂蜜，蜂蜜的物理特性防止油墨过分干燥，使油墨比较滋润。 在装裱画幅时，用蜂蜜作为装裱的药物，画幅比较柔软，晃动无声，悬挂挺括。在农业 中还用于增强家畜的抵抗力。 1 2 蜂蜜资源和深加工现状 1 2 1 蜂蜜资源 我国是世界上最早饲养蜜蜂和使用蜜蜂产品的国家之一。我国幅员辽阔，蜂种资源 和蜜源资源丰富，气候、地理、生态条件多种多样，发展养蜂业有着十分优越的自然条 件。改革开放以来，我国养蜂事业发展迅猛，目前饲养的蜜蜂数量已达7 3 0 万群，成为 世界第一养蜂大国。蜂蜜生产国前5 位产量如表1 2 ，可知，近年来我国蜂蜜产量一直 位于第一位，产量稳步增长，到2 0 0 4 年年产量已经达到3 0 多万吨，略大于美国、阿根 廷、土耳其、墨西哥产量的和。蜂蜜主要出口国的出口量如表1 3 ，可知，近年来出口 量都处于世界第一的位置【9 l o 表1 2 蜂蜜生产国前5 位产量( 千吨) 统计表 t a b 1 - 2t h es t a t i s t i c so fh o n e yo u t b u t 表l - 3 蜂蜜主要出口国的出口量值表 t a b 1 3t h ew e i g h t so fe x p o r th o n e y 1 2 2 蜂蜜深加工现状 通过食品深加工技术，提高蜂蜜储藏性能，增加风味，与其他营养物质有机结合， 使蜂蜜制品起到更广泛的保健作用，同时也提高了蜂蜜产品的附加值。 国外的蜂蜜深加工产品主要有以下几种：蜂蜜奶酪、蜂蜜干粉( 包括含淀粉的蜂蜜 干粉和纯蜂蜜干粉两类) 、固体蜂蜜、蜂蜜酒、蜂蜜啤酒、牛奶蜂蜜等。蜂蜜还被用作 抗褐变剂和澄清剂，常用于奈哥拉葡萄汁加工中。 在国内的深加工技术有【3 i ：蜂蜜保健醋技术、蜂蜜饮料加工技术、蜂蜜酒类s n - r 技 4 术、蜂蜜果脯及休闲食品加工技术、周体蜂蜜及制品的加工技术。 1 , 2 3 固化蜂蜜的制备方法 国内对固化蜂蜜的报道较少，尤其是采用喷雾干燥的方法，大多停留在实验室阶段， 市场的产品较少，而且产品中蜂蜜的含量很低，且蜂蜜粉中的配料单一、滋味不突出。 现在国外的固化蜂蜜技术有加热烘制、真空干燥、结晶法、喷雾干燥、微波干燥、 冷冻干燥，产品形状有粉状、颗粒状、薄片状和晶体状。 s z e j t l i ! 加l 等按一定的比例在蜂蜜中添加淀粉、环糊精及硬脂酸盐、硅酸等，通过冷 冻干燥制成粉末状蜂蜜，该蜂蜜粉有保持蜂蜜香味的特点，在使用时香气才被释放出来。 有研究者将蜂蜜在加6 0 k p a 的真空蒸发器中脱水，可得到固体纯蜂蜜，并且不影 响其成分，脱水后还可以制成丸状或片状1 3 1 。也有人在蜂蜜中添加玉米淀粉、琼脂、海 藻酸钠等，采用微波杀菌，低温凝冻的方法制取固体蜂蜜饮料【1 1 1 。 张韩冰1 1 2 喀人采用滚筒干燥的方法生产固体蜂蜜，配比为交联淀粉含量4 ，膳食 纤维含量3 ，卵磷脂含量o 5 ，干燥温度1 2 5 1 3 5 ，物料浓度5 5 ，滚筒干燥时间 6 0 s ，这种方法生产的固体蜂蜜水分含量 b c 。直观分析的最佳组合为a 3 b l c 3 ；极差分析的最佳组合为a 3 b l c i 。 由表2 1 0 方差分析可知，a 进风温度极显著，b 入料流量显著，而喷雾雾化器转速 的影响和试验误差相近，因此前两种最佳组合中c l 、c 3 均可。但从节能上考虑，选择 2 1 0 0 0 r l m i n 。因此最佳工艺为最佳工艺参数为a 3 8 1 c l ，即：进风温度2 1 0 、入料流量 为2 0 m l m i n 、雾化转速为2 1 0 0 0 r m i n 。 在上述最佳工艺条件下作验证试验，结果见表2 1 1 ，在该工艺条件下得率为3 0 9 。 表2 - 9 正交试验方案及结果分析 t a b 2 - 9t h ed e s i g na n dr e s u l tp a r a m e t e ra n a l y s i so fo r t h o g o n a le x p e r i m e n t 进风入料 零化器得率 试验号温度 流量转速 c ： 丛竺! 里f 丛生堂竺f 地堂! 1 1 1 0 9 0 )1 ( 2 0 ) 1 ( 2 1 0 0 0 ) 1 1 8 7 21 2 ( 3 0 )2 ( 2 4 0 0 0 ) 2 1 4 4 31 3 ( 4 0 )3 ( 2 7 0 0 0 ) 3 6 6 4 2 ( 2 0 0 ) 1 23 2 1 5 522 31 1 8 2 623 1 2 1 5 3 7 3 ( 2 l o ) 1323 0 2 83213 2 7 9 933 21 2 5 1 表2 1 0 方差分析和显著性检验结果 t a b2 - 1 0v a r i a n c ea n a l y s i sa n dr e s u l ts i g n i f i c a n tt e s t f o 缸2 , 2 ) = 1 9 0 0 0h t ( 2 ，2 ) = 9 0 0 0 表2 1 1 验证试验结果 t a b2 - 1 1r e s u l to fv a l i d a t ee x p e r i m e n t s 2 4 小结 确定了蜂蜜喷雾干燥较佳的助干剂为市售低d e 值麦芽糊精。由l p g 5 型离心 式喷雾干燥器加工蜂蜜粉的较佳工艺条件为：蜂蜜与助干剂的比例1 ：1 ，入料浓度 2 5 、入料流量2 0 m i j m i n ，入料温度7 0 、进风温度2 1 0 、雾化器转速2 1 0 0 0 r m i n 。 第三章配料的优化 3 1 引言 选择单一的普通低d e 值麦芽糊精作为蜂蜜粉喷雾干燥的助干剂，虽然能满足蜂蜜 喷雾干燥的要求，但蜂蜜粉产品的感官品质仍有待提高。 普通低d e 值麦芽糊精分子量大，直链糊精含量多，加上分子量分布不均匀，这都 导致分子间缔合，在水中容易产生絮凝沉淀1 3 5 , 3 6 1 。低d e 值麦芽糊精在蜂蜜粉中所占比 重大，达到5 0 ，因此麦芽糊精的这一性质对蜂蜜粉的冲调性质有较大影响。普通低 d e 值蜂蜜粉产品在2 0 的冲调浓度下，溶液浑浊，肉眼观察出现大量沉淀。目前国内 虽然有低d e 值麦芽糊精的生产，但是很少有专门用于固体饮料的澄清型的低d e 麦芽 糊精。本文采用蜡质玉米淀粉和耐高温a 淀粉酶生产出较低d e 值，从原料入手提高 麦芽糊精在溶液中的稳定性【3 h ，从而提高蜂蜜粉冲调液的稳定性。 蜂蜜的香味物质在喷雾干燥时有一定程度的损失，同时助干剂单一，添加比例大， 蜂蜜粉通常伴有较浓的糊精味，这都导致与蜂蜜本身相比，蜂蜜喷干粉在色、香等方面 有所下降。单一助干剂所得的蜂蜜粉产品还存在散落性、冲调性( 速溶性) 差等缺点。 因此为保证蜂蜜粉具有良好的风味、散落性、冲调性等品质，还需要优选其他辅助配料。 本章制备了低d e 值的麦芽糊精，研究了不同配料对蜂蜜粉品质的影响，同时参考不 同配料对蜂蜜粉得率、含水率的影响，通过单点寻优法对蜂蜜粉的配料进行了调整优化。 3 2 材料、方法 3 2 1 原料 紫云英蜂蜜 麦芽糊精 大豆分离蛋白 b 环状糊精 卵磷脂 硬脂酸镁 微晶纤维素 硅胶 耐高温a - 淀粉酶 蜡质玉米淀粉 食用级 食用级 食用级 食用级 食用级 食用级 食用级 食用级 生化试剂 食用级 3 2 2 设备 离心式喷雾干燥器l p g 5 恒流泵 b t - 3 0 0 高压均质机 s h p 6 0 6 0 恒温水浴锅h h s 2 真空干燥箱d g z 2 0 ，4 i 恒温水浴锅h h 2 安徽天新蜂产品有限公司 自制 a d m 公司 上海化学试剂公司 清华紫光( 集团公司) 上海跃江钛白化工制品有限公司 北京天坛食品添加剂化工产品有限公司 北京天坛食品添加剂化工产品有限公司 上海申科精细化工有限公司 德州大成食品公司 常州振兴干燥设备厂 重庆杰恒蠕动泵有限公司 上海科学技术大学机电厂 上海天平仪器厂 上海试验仪器厂 江苏环字科学仪器厂 恒温水浴锅 离心机 干燥箱 分光光度计 阿贝折光仪 糊化仪 3 2 3 测定方法 ( 1 ) 评分标准 w 2 0 1 b h s c 2 0 r a d h g 9 2 4 0 a 7 2 1 1 0 0 1 r a 1 s a m y l o g r a p h ，e 上海申胜生物技术有限公司 上海安亭科学仪器厂 上海浦东荣丰科学仪器有限公司 上海第三分析仪器厂 上海物理光学仪器厂 德国b r a b c n d e r 公司 蜂蜜粉是一种新产品，还没有针对蜂蜜粉的感官品质标准，蜂蜜粉感官品质的各指 标以及各指标的权重参照全脂乳粉卫生标准( g b 5 4 1 0 一8 5 ) 。 综合分= 滋味( 3 5 ) + 气味( 3 5 ) + 色泽( 5 ) + 冲调性( 1 5 ) + 散落性( 1 0 ) ，评分标准 如表4 3 所示。具体评分标准见表3 - 1 表3 - 1 评分标准 t a b3 1g f a d es t a n d a r d ( 2 ) 冲调性 在2 5 0 m l 烧杯中加入4 0 9 蜂蜜粉，再加入1 6 0 m l 温水，慢速搅拌，记录从搅拌开始 到固体全部分散并溶解所需的时间，观察沉淀情况1 1 8 1 。 ( 3 ) 散落性1 3 8 】 3 9 1 固定漏斗使其保持铅直，漏斗嘴( 直径为l c m ) 离桌面高度为8 e r a 左右，桌面铺放一 张干净的白纸，把4 0 9 蜂蜜粉从漏斗加入，测定蜂蜜粉在白纸上所形成锥形的底部直径， 用直径的大小来判别蜂蜜粉散落性的大小。直径越大，蜂蜜粉的散落性越好。 ( 4 ) 蜂蜜粉水分含量 测定方法同2 2 3 3 ( 3 ) ( 5 ) 蜂蜜粉喷雾干燥得率 测定方法同2 2 3 ，3 ( 4 ) ( 6 ) 糊化温度：g b t1 4 4 9 0 9 3 称取一定量蜡质玉米淀粉，放入烧杯中，并添加一定量的的水搅匀后，倒入糊化仪 的样品钵中，从3 0 开始，以1 5 r a i n 速率升温，取最高粘度时温度。 ( 7 ) 酶活的测定：q b t2 3 0 6 - 1 9 9 7 酶活单位( i u ) 定义：在p n 6 5 ，温度7 0 x 2 的条件下，1 r a i n 将l i n g 可溶性淀粉转 化成糊精的酶量。 2 的可溶性淀粉1 0 m l + n a h p 0 4 柠檬酸缓冲溶液2 5 m h 7 0 恒温水浴预热 5 m i n 卅l l 入稀释好的酶液0 5 m h 立刻摇匀、计时，反应5 m i n 一加入终止试剂( 混合好 的0 5 m l 0 1 m o l l 的盐酸和5 0 m l 稀碘液) 一在6 6 0 a m 下测定吸光度，以终止试剂为参 比液一根据吸光度查表得酶液浓度。 x = c x n x l 6 6 7 式中) 【样品酶活力，t t m l ，所得结果取整数。 c 测试酶的浓度，u m l n 一样品的稀释倍数， 1 6 6 7 一换算常数， ( 8 ) 固形物含量与溶液密度采用折光法。从阿贝折光仪上可直接读出在室温下可溶 性固形物的含量。查表可得所测溶液密度。 ( 9 ) 相对酶活浓度2 可溶性淀粉，在不同温度，不同p h 条件下，与0 5 m l 酶反 应5 m i n ，与碘反应显色，6 6 0 a m 处测定透光度。 ( 1 0 ) d e 值 。瞄= 磊丽m l o 式中 m 1 旷一1 0 n l l 费林试剂相当的葡萄糖量，g p _ 一所滴定溶液的密度，g m l v 一测定时消耗的溶液体积，m l d m c - 溶液中的固形物含量 ( 1 1 ) 斛) = 湍x 1 0 0 。4 式中v 一匕清液体积，m l p e 清液密度，g ，m l d m c _ 一上清液中可溶性固形物浓度，g 偿； m 0 - 一所使用蜡质玉米淀粉质量，g ； s 蜡质玉米淀粉实际淀粉含量，g ； ) 卜蜡质玉米淀粉的含水率。 ( 1 2 ) 可溶性成分 称取l o g 蜂蜜粉样品于5 0 m l 的烧杯中，加4 0 m l 6 0 。c 水溶解，用已经干燥至恒重 的定量滤纸过滤，再用l o m l 左右的水洗涤烧杯3 4 次，将附有滤渣的滤纸放入称量皿 中于1 0 5 c 下干燥至恒重。 计算方法：z 一1 0 0 一石m = 2 丽- - m ! x 1 0 0 式中：x 一样品的可溶性成分，； x l 一样品的水分，； m 一样品质量，g m i 一称量皿和定量滤纸的质量，毋 m 2 一称量皿和定量滤纸加滤渣干燥后的质量，g 。 3 3 低d e 值麦芽糊精的制备及应用效果 工艺流程：称取1 0 9 蜡质玉米淀粉一加入室温下的蒸馏水5 0 9 ( 含酶液，酶活为 1 5 0 0 0 u m l ) 一调p h 为6 5 左右一移入已恒温到9 5 c 的蒸馏水中一酶反应一以0 1 n h c i 迅速调p h 到3 0 左右终止反应一加0 i nn a o h 中和一定容至l o o m l - - ( 5 0 0 0 r r a m ) 离心2 0 m i n 一分析上清液( 得率、d e 值等) 。本试验采用先加酶后糊化的方法，这样可以 避免糊化时粘度过大，酶液混合不均匀。采用耐高温a 淀粉酶，能提高反应温度，使淀 粉能较快的糊化，液化均匀【柏一蚓。 3 3 1 耐高温a 淀粉酶的性质 在同一个反应体系中，淀粉一糊精的反应越彻底，则所得产物的透光率越高。 p h 值对透光率影响如图3 - 1 所示，透光度在p h 值6 5 时最高，因此可得较佳的p h 值范围为6 0 70 温度对透光率的影响如图3 2 所示，温度为9 0 左右时透光度较大， 即在其他条件相同的情况下，9 0 左右为较适宜的反应温度。 1 8 0 6 0 4 0 2 0 0 4 04 55 o5 56 o6 57 o7 58 o p h 值 ( 温度7 0 c ，底物浓度2 0 ) 图3 - 1p h 值对相对酶活的影响 f i g3 - 1e f f e 斌o fp ho n _ z y m ea c t i v i t y 3 3 2 酶解蜡质玉米淀粉的单因素试验 童 划 采 蝌 8 6 8 4 8 2 8 0 7 8 7 6 7 4 o 7 0 o 7 5 o 8 0 o8 5 09 0 o 9 5 o1 0 0 o 温度( ) o h 值为6 5 ，底物浓度为2 0 ) 图3 - 2 温度对相对酶活的影响 f i g3 - 2e f f e c to ft e m p e r a t u r eo ne n z y m ea c t i v i t y 在p h 6 5 的条件下，以酶用量、温度、底物浓度、时间四因素进行单因素试验，得 出影响趋势，找出各因素适合制备低d e 值的水平范围。 ( 1 ) 酶用量的影响 料液比1 ：5 ，温度9 0 ，反应时间3 5 r a i n ，所使用的酶稀释到7 5 u m l ，酶用量分别 2 4 苎谢累蝈 选择1 0 m l ，1 5 m l ，2 0 m l ，2 5 m l ，3 0 m l 等水平进行试验。酶用量对d e 值和得率 的影响如图3 3 ，随着酶用量的增加，麦芽糊精得率随之提高，d e 值在2 5 到6 5 之间。 7 6 5 捌4 鲁3 2 1 0 9 0 9 2 5 8 8 4 鬻署3 紧。2 7 8 1 篙0 l 01 5 2 0 2 5 3 0 酶用量( t 1 ) 图3 - 3 酶用量对d e 值和得率的影响 f i g3 - 3e f f e c to f e n z y m ed o s a g eo nd e a n dy i e l d ( 2 ) 温度的影响 一d e 值+ 得率r 9 0 船主 8 6 糌 8 4 霏 8 2 8 0 7 5 08 0 08 5 09 0 09 5 01 0 0 0 温度( ) 图3 4 温度对d e 值和得率的影响 f i g3 - 4e f f e c to ft e m p e r a t u r eo i ld ea n dy i e l d 在料液比1 ：5 ，酶液量为2 0 m l ，时间3 5 r a i n 的条件下，温度分别选择为8 0 c ，8 5 c ， 9 0 ，9 6 c 等四个水平进行试验。温度对d e 值和得率的影响如图3 4 ，随着温度的上 升，糊精d e 值和得率先提高后降低。d e 值的变化较小，在4 0 左右。得率受温度的影 响很大，9 0 附近时得率较大。 0 ) 底物浓度的影响 在酶液量2 0 m l ，温度9 0 ，时间3 5 m i n 的条件下，料液比分别取1 ：2 ，2 ：5 ，1 ：3 ， 1 ：4 ，1 ：5 ，1 ：7 等水平进行试验。 8 6 舞4 白 2 0 9 6 9 2 器塞 踟湃 7 6 靶 嚣 1 = 0 22 ：0 51 ：0 b1 ：0 41 ：0 51 = 昕 7 料液比 图3 5 料液比对d e 值和得率的影响 f i g3 - 5e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no i ld e a n dy i e l d 图3 - 6 时间对d e 值和得率的影响 f i g3 - 6e f f e c to ft m eo nd ea n dy i e l d 1 8 0 6 砬 。踅 2 0 0 试验结果如图3 5 ，可知，随着料液比值、浓度的减小，d e 值总体呈下降低趋势， 但变化不大。麦芽糊精得率随着浓度的减小呈上升趋势，这种趋势的程度越来越弱，同 时考虑到麦芽糊精的浓缩干燥问题，一般浓度要大于1 5 0 1 3 2 j 。本试验料液比不超过l ：5 ， 在2 ：5 以上时，溶液粘度非常大，导致得率急剧下降。 ( 4 ) 时间的影响 在酶液量2 0 m l ，温度9 0 c ，料液比1 ：5 的条件下，时间分别选择1 5 r a i n ，2 5 r a i n ， 3 5 m i n ，4 5 m i n ，6 0 m i n 等水平进行试验。试验结果如图3 - 6 ，可知，随着反应时间的延 长d e 值明显上升，同时溶进溶液中的固形物也变多，得率随之有上升，在4 5 r a i n 之后 上升趋势减缓。 3 3 3 正交试验与结果分析 以酶用量、反应温度、料液比、反映时间为考察因素。为指标对酶法制备低d e 值 麦芽糊精的工艺进行了l 1 6 ( 4 5 ) 正交试验优化，尽量将d e 值控制在5 0 左右。试验方案 及结果如表3 2 。 表3 - 2 正交试验方案、结果分析 t a b 3 - 2r e s u l t o f o n h o g o n a le x p e r e m e n t 由表3 - 2 的极差分析可得，得率较高的水平组合为a 3 8 3 c t d 4 ，而从直观分析结果可 得得率较高的为a 4 8 3 c 2 d 4 。 如表3 3 ，a 3 8 3 c t d 4 ，b 3 c 2 d 4 分别为1 7 、1 8 号试验，可知两组合得率相近，因