【硕士论文】蜂蜜喷雾干燥加工工艺的研究.pdf 43页

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DE值的麦芽糊精、蜂蜜与主助干剂比例选择1：1、入料浓度25％、入料流量20mUmin、入料温度70℃、进风温度210℃、雾化器转速21000r／rain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DE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50．O％的蜂蜜，35．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DE值麦芽糊精吸湿性 AStudyonSprayDryingProcessingTechniqueofhoneyAbstractHoneyispopularwithpeopleasahygienicalfood。whichcanbeusedinprocessingfoodasanadditiveandalsobeeatendirectly．Mosthoneyinpresentmarketisliquidwhichisnotconvenienttoutilizationandtransportation．Themethodofspraydryingwhichisprofitableandcandecreasethelossofhoney’snutritionwaschosetoprocessliquidhoneytopoweredhadbeenstudiedinordertohoney．Thentheprocessingtechniqueofhoneysupplyexperimentaldatesandtechniquesupportformanufacturingpowder．Thepaperdealswithsomekeytechnicalproblemsinspraydrying：thechosenandpreparationofdryingadiuvant，theoptimizationofparameter,theinfluenceofadjuvantonthequalityofhoneypowderandthemoistureabsorptionoftheproduct．Theoptimumtechniqueinspraydryingwcrcasfollows：theprimarydryingadjuvantwaslowDEmaltodextrin,theproportionofthehoneyandmaltodextrinwas1：1，inletconcen·tration：25％，inletflowingrate：20mL／min，inletflowingtemperature：70"C，inlettemperature-：210"C．rotatingspeed：21000r／min；Themaltodextrinmadefromwaxinesscomstarchwasfitforthespraydrying,andcoulddecreasethemoistureasorptionofthehoneypowder．Beforesprayingdrying,addin950％honey,35％maltodextrin，4．5％B-cyclodextrin，3．5％soybeanpro—reinisolate．3．0％solublestarchandthe4．0％lecithincouldimprovetheandnutritionqualityofhoneypowder．Studiedthemoistureasorptionofhoneypowderandobtainedthecnrveofmoistureasorptionindifferentmoisturecondition．Andchoosethreeconmlonpackingmaterialtotimeandgiveadviceforpackingdesign．predictstorageDEmaitodextrin，moistureKeywords：honeypoeder，spraydrying，adjuvant，lowasorptiong 插图目录图1-1蜂蜜出口的平均单价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7图2．1入料浓度对蜂蜜含水量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“····14图2-2入料流量对蜂蜜粉含水率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”图2-3入料温度对蜂蜜粉含水率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”16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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“·····-·17图2-6离心转速对蜂蜜粉含水率的影响⋯⋯⋯-·⋯18图3-ipH值对相对酶活的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·-··24图3．2温度对相对酶活的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图3-3酶用量对DE值和得率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图3．4温度对DE值和得率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图3-5底物浓度对DE值和得率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～25图3．6时间对DE值和得率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·25图3．7B．环状糊精对蜂蜜粉各品质的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·29图3．8B．环状糊精对蜂蜜粉品质影响的综合评分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29图3-96-环状糊精对得率、含水率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29图3．10大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30图3．11大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的综合评分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·30图3．12大豆分离蛋白对得率、含水率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31图3．13可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉各品质的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31图3．14可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉品质的综合评分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31图3．15可溶性玉米淀粉对得率、含水率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··32图3．16卵磷脂对蜂蜜粉各品质的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯·图3．17卵磷脂对蜂蜜粉品质的综合评分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32图3．18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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”36图4．2相对湿度31％时吸湿性随时间的拟合曲线方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯”37图4．3相对湿度52％时吸湿性随时间的拟合曲线方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·37图4．4相对湿度75％时吸湿性随时间的拟合曲线方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·37图4．5相对湿度90％时吸湿性随时间的拟合曲线方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·37 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13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DE值的麦芽糊精的Tg比较“表2．3蜂蜜与助干剂比例对喷雾干燥的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13表24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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．14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2．10方差分析和显著性检验结果⋯⋯⋯⋯⋯19表2-11方差分析和显著性检验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”20表2．12验证试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“20表3-1评分标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·22表3．2正交试验方案、结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯“⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·26表3．3验证试验⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27表34不同低DE值麦芽糊精助干效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”表3．5蜂蜜粉主要质量参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯¨¨⋯⋯⋯．33表4—1相对湿度与饱和盐溶液的对应关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”35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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38包装设计http://www.517art.com/ 第一章前言I．I蜂蜜的特性与应用I．I．I蜂蜜的成分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180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111。主要成分有(1)水分，成熟蜂蜜的水分一般不超过17％。常温下含水率超过25％的蜂蜜容易发酵变质。(2)糖类，占鲜重的70％,"--80％，其中葡萄糖约为33％～38％；果糖38％～42％；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0．57％。(∞蛋白质，约占0．26％。(5)矿物质，有钾、钠、钙、镁等等，约占总重的O．17％。除此之外还含有少量糖醇类、酶类、维生素等【21。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Tab．1-1The：physicochemistrycriterionofhoney项目指标水分(gaoog)≤23还原糖(g／lOOg)／>65蔗糖(gnOOz)≤89灰分(吕，100劝≤0．6’酸度(Imol／LNaOl-I)／(mL／1009)≤4淀粉酶活性(1／100淀粉溶液)，[mu(911)】／>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。20℃时，蜂蜜水分含量为23％～17％，比重1．401～I．443，波美度40～43度，折光率为1．4785A。1．4941。(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、空气湿度的增加包装设计http://www.517art.com/ 包装设计http://www.517art.com/而增加。蜂蜜含水17．4％、空气湿度58％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【11。蜜温在13～14"C时最易结晶，当温度达到40℃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21％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65℃，保温30rain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141。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 包装设计http://www.517art.com/(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55％。(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％～18％Ⅳ，Ⅵ【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[7,81。’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 包装设计http://www.517art.com/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730万群，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2004年年产量已经达到30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【9lo表1．2蜂蜜生产国前5位产量(千吨)统计表Tab．1-2thestatisticsofhoneyoutbut表l-3蜂蜜主要出口国的出口量值表Tab．1．3theweightsofexporthoney1．2．2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【3I：蜂蜜保健醋技术、蜂蜜饮料加工技术、蜂蜜酒类Sn-r技4 包装设计http://www.517art.com/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。Szejtli!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．60kPa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131。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【111。张韩冰112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125～135℃，物料浓度55％，滚筒干燥时间60s，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A3BlC3；极差分析的最佳组合为A3BlCI。由表2．10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Cl、C3均可。但从节能上考虑，选择21000rlmin。因此最佳工艺为最佳工艺参数为A381Cl，即：进风温度210℃、入料流量为20mL／min、雾化转速为21000r／min。在上述最佳工艺条件下作验证试验，结果见表2．11，在该工艺条件下得率为30．9％。表2-9正交试验方案及结果分析Tab2-9Thedesignandresultparameteranalysisoforthogonalexperiment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!111090)1(20)1(21000)118．7212(30)2(24000)214．4313(40)3(27000)36．642(200)12321．5523118．26231215．373(2lO)13230．28321327．9932125．1表2．10方差分析和显著性检验结果Tab2-10VarianceanalysisandresultsignificanttestFo．缸2,2)=19．000ht(2，2)=9．000 包装设计http://www.517art.com/表2．11验证试验结果Tab2-11resultofvalidateexperiments2．4小结确定了蜂蜜喷雾干燥较佳的助干剂为市售低DE值麦芽糊精。由LPG．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25％、入料流量20mIJmin，入料温度70℃、进风温度210℃、雾化器转速21000r／min。 包装设计http://www.517art.com/第三章配料的优化3．1引言选择单一的普通低DE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DE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135,361。低DE值麦芽糊精在蜂蜜粉中所占比重大，达到50％，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DE值蜂蜜粉产品在20％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DE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DE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DE值，从原料入手提高麦芽糊精在溶液中的稳定性【3H，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DE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生化试剂食用级3．2．2设备离心式喷雾干燥器LPG．5恒流泵BT-300高压均质机SHP．60．60恒温水浴锅HHS．2真空干燥箱DGz20，4．I恒温水浴锅HH．2安徽天新蜂产品有限公司自制ADM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 包装设计http://www.517art.com/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W201BHSC．20R—ADHG．9240A721．100Ⅵ1rA．1SAMYLOGRAPH，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Brabcnder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(GB5410一85)。综合分=滋味(35％)+气味(35％)+色泽(5％)+冲调性(15％)+散落性(10％)，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Tab3—1Gfadestandard(2)冲调性在250ml烧杯中加入409蜂蜜粉，再加入160ml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1181。(3)散落性138】[391固定漏斗使其保持铅直，漏斗嘴(直径为lcm)离桌面高度为8era左右，桌面铺放一张干净的白纸，把409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：GB／T14490．93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30℃开始，以1．5℃／rain速率升温，取最高粘度时温度。 包装设计http://www.517art.com/(7)酶活的测定：QB／T2306-1997酶活单位(IU)定义：在pn6．5，温度70X2的条件下，1rain将ling可溶性淀粉转化成糊精的酶量。·2％的可溶性淀粉10mL+NaHP04．柠檬酸缓冲溶液2．5mh70℃恒温水浴预热5min卅ll入稀释好的酶液0．5mh立刻摇匀、计时，反应5min一加入终止试剂(混合好的0．5mL0．1mol／L的盐酸和5．0mL稀碘液)一在660am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=Cxnxl6．67式中)【．样品酶活力，tt／mL，所得结果取整数。c．——测试酶的浓度，u／mLn一样品的稀释倍数，16．67—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pH条件下，与0．5mL酶反应5min，与碘反应显色，660am处测定透光度。(10)DE值。瞄=磊丽Mlo式中M1旷一10nlL费林试剂相当的葡萄糖量，gP_一所滴定溶液的密度，g／mL’v．一测定时消耗的溶液体积，mLDMC-溶液中的固形物含量(11)斛％)=湍x100。4式中v—一匕清液体积，mL．P—E清液密度，g，mL．DMC_一上清液中可溶性固形物浓度，g偿；M0-一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。(12)可溶性成分称取lOg蜂蜜粉样品于50mL的烧杯中，加40mL60。C水溶解，用已经干燥至恒重 包装设计http://www.517art.com/的定量滤纸过滤，再用lOmL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105"C下干燥至恒重。计算方法：z一100一石m=2丽--m!x100式中：X一样品的可溶性成分，％；xl一样品的水分，％；m一样品质量，g．mI一称量皿和定量滤纸的质量，毋m2一称量皿和定量滤纸加滤渣干燥后的质量，g。3．3低DE值麦芽糊精的制备及应用效果工艺流程：称取109蜡质玉米淀粉一加入室温下的蒸馏水509(含酶液，酶活为15000u／mL)一调pH为6．5左右一移入已恒温到95"C的蒸馏水中一酶反应一以0．1NHCI迅速调pH到3．0左右终止反应一加0．INNaOH中和一定容至lOOmL--·(5000r／ram)离心20min一分析上清液(得率、DE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。pH值对透光率影响如图3-1所示，透光度在pH值6．5时最高，因此可得较佳的pH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90℃左右时透光度较大，即在其他条件相同的情况下，90℃左右为较适宜的反应温度。1∞8060402004．04．55．o5．56．o6．57．o7．58．opH值(温度70"c，底物浓度2．0％)图3-1pH值对相对酶活的影响Fig3-1Effe斌ofpHOn∞_zymeactivity3．3．2酶解蜡质玉米淀粉的单因素试验童划采蝌86848280787674o70．o75．o80．o85．090．o95．o100．o温度(℃)OH值为6．5，底物浓度为2．0％)图3-2温度对相对酶活的影响Fig3-2Effectoftemperatureonenzymeactivity在pH6．5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DE值的水平范围。(1)酶用量的影响料液比1：5，温度90℃，反应时间35rain，所使用的酶稀释到75u／mL，酶用量分别24^苎谢累蝈 包装设计http://www.517art.com/选择1．0mL，1．5mL，2．0mL，2．5mL，3．0mL等水平进行试验。酶用量对DE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，DE值在2．5到6．5之间。765捌4鲁321090925884鬻署3紧。2781篙0L01．52．02．53．0酶用量(t1)图3-3酶用量对DE值和得率的影响Fig3-3EffectofenzymedosageOnDEandyield(2)温度的影响—●一DE值+得率R90船主86糌84霏828075．080．085．090．095．0100．0温度(℃)图3．4温度对DE值和得率的影响Fig3-4EffectoftemperatureOilDEandyield在料液比1：5，酶液量为2．0mL，时间35rain的条件下，温度分别选择为80"C，85"C，90℃，96"C等四个水平进行试验。温度对DE值和得率的影响如图3．4，随着温度的上升，糊精DE值和得率先提高后降低。DE值的变化较小，在4．0左右。得率受温度的影响很大，90℃附近时得率较大。0)底物浓度的影响在酶液量2．0mL，温度90℃，时间35min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。86舞4白209692器塞踟湃76靶嚣1=022：051：0B1：041：051=昕7料液比图3．5料液比对DE值和得率的影响Fig3-5EffectofconcentrationOilDEandyield图3-6时间对DE值和得率的影响Fig3-6Effectoft／meonDEandyield1∞806砬。踅200试验结果如图3．5，可知，随着料液比值、浓度的减小，DE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15．0％132J。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2．0mL，温度90"C，料液比1：5的条件下，时间分别选择15rain，25rain， 包装设计http://www.517art.com/35min，45min，60min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DE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45rain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DE值麦芽糊精的工艺进行了L16(45)正交试验优化，尽量将DE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Tab3-2ResultofOnhOgonalexperement由表3-2的极差分析可得，得率较高的水平组合为A383CtD4，而从直观分析结果可得得率较高的为A483C2D4。如表3．3，A383CtD4，～B3C2D4分别为17、18号试验，可知两组合得率相近，因为前者DE值较低，因而选取17号组合。即酶液量2．5mL，温度90"(2，料液比1：5，时间45min，酶液用量换算为18．75u／g蜡质玉米淀粉。 包装设计http://www.517art.com/表3-3验证试验Tab3-3resultofvalidateexperiments将蜡质玉米淀粉量扩大到1509，加酶量为18．75u／(g淀粉)，温度90"C，料液比1：5，时间45rain，所得产品DE值为5．5，得率为90．2％。3．3．4在蜂蜜粉中的应用表3．4不同低DE值麦芽糊精助干效果Tab3-4AssistantdryingeffectofdifferentlowDEmaltodextrinI助千剂I喷雾干燥得率l水分含量l可溶性成分I130．9％2．4％l89．2％【2I30．6％l2．4％I97．6％如表3—4，1为市售低DE值麦芽糊精所助干的蜂蜜粉，2为自制低DE值麦芽糊精所助干的蜂蜜粉，可知用自制的替换普通的低DE值麦芽糊精对蜂蜜粉得率和含水率的影响很小。但是对蜂蜜粉的所配置溶液稳定性影响很大，以温水在20％的浓度模拟冲调，2比1的可溶性成分提高了8．4％。3．4其他配料对蜂蜜粉感官品质的影响及优选3．4．1配料的选择从配料性质、营养方面出发选择较合适的配料，然后通过前期试验，最终选择了以下几个较优配料。3．4．1．1B．环状糊精8．环状糊精(简称6-CD)是由多个吡哺型葡萄糖以a．i，4．糖苷键结合成的环状寡糖，聚合度为7个葡萄糖单元，葡萄糖苷基上的羟基均位于外侧，使单体的外表面具单元，葡萄糖苷基上的羟基均位于外侧，使单体的外表面具环状糊精溶解度较大，在水溶液中可以同时与亲水性物质和疏水性物质结合，持水性较高；同时，B．环状糊精不易吸潮，化学性质稳定∞】。在食品制造方面，可用于增强乳化能力和防潮能力，改善口感，是良好的稳定剂、乳化剂和矫昧剂。B一环状糊精能用于包裹含挥发油类物质和一些大分子，能起保护作用使之性能稳定【43l，环状糊精在国内外广泛应用于固体饮料M。因此考虑添加B．环状糊精到蜂蜜混合料液中，改善蜂蜜粉色、味，增强冲调性。分别取3．og，6．og，9．og，12．og几个水平，添加低DE值麦芽糊精到1009，然后和蜂蜜l：1混合进行喷雾干燥。研究B．环状糊精对产品香味和滋味影响程度，同时观察对产品组织状态、冲调性、含水率和得率的影响。3．4．1．2大豆分离蛋白大豆分离蛋白有很高的营养价值，含多种氨基酸，包括8种人体必需的氨基酸，还含有大量对人体健康有益的必需磷脂和丰富的钙、磷等矿物质，不含胆圆醇，它对维系 包装设计http://www.517art.com/人类的生命和保证人类的健康起着不可替代的作用№J。保湿、乳化以及质构改良等功能性质也使其在普通食品中得以广泛应用，满足了消费者对低脂、健康、美味的要求。大豆分离蛋白具有分散性、乳化性等功能，常作为一种营养型的添加剂嗣。高分散型的分离大豆蛋白具有冲调性分散性、溶解性、分散稳定性及乳化性，不含乳清蛋白中所含的乳糖，避免乳糖不耐症反应，不含胆固醇，是低热量、高营养，安全、方便的加工配料，在粉末饮品中添加，除提高蛋白质含量外，还能提高溶解度和速溶性1471。蜂蜜中蛋白质含量很少，考虑添加适量的大豆分离蛋白，使蜂蜜粉的营养更加均衡。取2．09，5．09，7．09，10．09几个水平，分别添加3．4．1．1最佳配料到1009，然后和蜂蜜1：1混合迸行喷雾干燥。同时观察大豆分离蛋白对产品感官品质、含水率和得率的影响。3．4．1．3可溶性淀粉淀粉的吸湿性小，且在较高含水率下仍能拥有较好的流变性，能降低蜂蜜粉中粉状产品之间的粘聚力，提高产品组织状态。对于含糖量高的制品，如果脱水温度高于其Tg值，则干燥过程中将发生软化现象，冷却过程中则发生硬化，直至温度降至其Tg以下为止【勰】。实际环节中，常在体系中加入一定种类和数量的高分子添加剂来提高体系玻璃化转变温度130,49]，喷雾干燥料液中加入一些添加剂，来提高混合液的玻璃化转变温度，再进行喷雾干燥瞄J。添加可溶性淀粉到蜂蜜混合料液中，取6．og，9．og，12．09，15．og几个水平，分别添加3,4．1．2最佳配料到1009，然后和蜂蜜1：1混合进行喷雾干燥，研究可溶性淀粉对蜂蜜粉组织状态的影响程度，观察可溶性淀粉对产品其他感官品质、含水率和得率的影响。3．4．1．4卵磷脂。卵磷脂为两性分子，等电点为pH=6．7，有清淡柔和的风味和香味，溶于水时成为胶体状态。可调节并控制与生物膜结合酶的活性及血液中脂质和胆固醇的含量；能促进油脂及脂溶性维生素的消化、吸收；同时还具有改善肝脏、胆囊的代谢机能，调整机体免疫力等生理活性，对人体具有独特的营养与保健价值。同时卵磷脂具有乳化、溶解、润湿、抗氧化、结合蛋白质及防止淀粉老化等理化功能，因而可广泛应用于食品加工业。由于有促溶解、润湿、抗氧化等功能150-521，因而广泛用于可可粉、奶粉等固体粉末饮料中，美国食品与药物管理局规定在婴儿奶粉中必须添加卵磷jilt531。考虑将大豆卵磷脂添加到蜂蜜混合料液当中，一方面提高蜂蜜粉的冲调性，另外一方面可以提高蜂蜜粉的营养成分。选取2．09，5．09，8．Og，11．og几个水平，分别添加3．4．1．3最佳配料到1009，然后和蜂蜜1：1混合进行喷雾干燥。研究卵磷脂对蜂蜜粉冲调性的影响程度，同时观察可溶性淀粉对产品其他感官品质、含水率和得率的影响。3．4．2结果与分析3．4．2．1B-环状糊精的影响8．环状糊精对蜂蜜粉各品质的影响如图3．7所示，B．环状糊精对蜂蜜粉气味、色泽的提升较显著。这是因为B一环状糊精的结构能提高蜂蜜香味、色素物质的稳定性，降低 包装设计http://www.517art.com/了喷雾干燥时的香味物质、色素的损失。B．环状糊精的溶解性很低，添加量过大会导致沉淀增多，冲调性急剧下降。10．08．06．04．02．0口0．Og四3．Og目6．Og囱9．Og目12．OglO．O8．06．04．O2．O3．06．09．012．0B一环状糊精的添加量(g)图3—89-环状糊精对蜂蜜粉感官品质的综合评分Fig3-8Synthesisofl；-cyclodextrinEffection13．环状糊精对蜂蜜粉的得率和含水率的影响如图3-9所示，8．环状糊精能提高蜂蜜粉喷雾干燥得率，在13．环状糊精添加量达到9．09时，得率提高到31．3％，蜂蜜粉含水率降低到2．3％。因此添加9．0913．环状糊精既能提高蜂蜜粉的感官品质，又能提高得率和含水率，能起到优化的效果。32．031．531．0主30．5哥30．0雅29．529．028．528．O0．03．06．09．012．015．0添加量(g)图3-9B．环状糊精对得率、含水率的影响Fi93-9Effectofl3-cyclodextrinOilyieldandmoisturecontent；一晷i}《缸 包装设计http://www.517art.com/3．4．2．2大豆分离蛋白的影响大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的影响如图3-10所示，蜂蜜粉的滋味、色泽、冲调性随着大豆分离蛋白添加量的增加，呈上升趋势。这和大豆分离蛋白本身的颜色、高分散性、速溶性有关。对其他感官品质的影响比较小。10．08．06．04．02．00．O气味滋味色泽流动性冲调性口09母2．09且5．09口7．Og日lO．og图3·10大豆分离蛋白对蜂蜜粉各品质的影响Fig3-10Effectofsoybeanprotein大豆分离蛋白对蜂蜜粉综合评分如图3．11所示，可知大豆蛋白添加量在79和109对蜂蜜粉感官品质有改善作用。大豆分离蛋白对得率、含水率的影响如图3-12所示，蜂蜜粉得率与大豆分离蛋白添加量负相关。这可能是因为随着蛋白质的增加，粘度超过最佳喷雾粘度，导致雾化困难，含水率和蛋白质含量呈正相关关系也是这个道理。添加量达到79时，蜂蜜粉的蛋白质含量从原来0．15％提高到3．4％，使蜂蜜粉营养更均衡。蜂蜜粉含水率有所上升，但仍控制在3．O％以下，同时得率也控制在前面优化的得率附近。综合考虑，大豆分离蛋白的添加量为79较为适宜。8．O7．57．06．56．08．07．7隧翳7．5—7．2圜释：圈．0．02．05．07．010．0大豆分离蛋白的添加量(g)图3．11大豆分离蛋白对蜂蜜粉感官品质的综合评分Fi93-alSynthesisofsoybeanproteinF_,ffec60n 包装设计http://www.517art.com/31·一30．g30．曩29．29．28·28．3．63．4|j|l2．6如2．42．22．0Ol23456789101llZ添加量(g)图3．12大豆分离蛋白对得率、含水率的影响Fig3-12Effectofsoybeanproteinonyieldandmoisturecontent3．4．2．3可溶性玉米淀粉的影响可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉各品质的影响如图3．13所示，对蜂蜜粉的散落性有所改善，但冲调性大大下降，这是因为可溶性玉米淀粉的溶解度小，当添加量较大时，冲泡时容易出现沉淀，冲调性下降。对其他的感官品质影响较小。10．O8．06．04．02．0O．0lo．O8．O6．04．02．0气味滋味色泽流动性冲调性图3．13可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉各品质的影响Fig3-13Effectofdissolublestarch口09日69日99口129日159可溶性玉米淀粉的添加量(g)图3-14可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉感官品质的综合评分Fig3-14SynthesisofdissolublestarchEffection可溶性玉米淀粉对蜂蜜粉综合评分如图3．14所示，添加6．09可溶性淀粉对蜂蜜粉的品质影响较小。可溶性淀粉对得率、含水率的影响如图3．15所示，随着可溶性玉米淀粉的添加，得率稳步增加，可能是因为淀粉提高了蜂蜜混合料液体系的玻璃化转换温度。可溶性玉 包装设计http://www.517art.com/米淀粉对蜂蜜粉含水率的影响较小。综合考虑，可以添加6．09。34．O33．0拿32．0锝31·O驼30．029．o28．00．03．06．09．012．015．018．0添加量(g)3．63．432—3．0邑2．8得2．6*2．4钿2，22．0图3．15可溶性淀粉对得率、含水率的影响Fig3-15Effectofdissolublestarchonyie]dandmoistureContent3．4．2．4卵磷脂的影响卵磷脂对蜂蜜粉各品质的影响如图3．16所示，卵磷脂对蜂蜜粉的冲调性和散落性有较大的提高。卵磷脂对蜂蜜粉感官品质的综合评分如图3-17所示，卵磷脂的添加量为5．09、8．og可获得较好的蜂蜜粉品质。10．08．06．04．02．00．010．08．O6．04．O2．O气味滋味色泽流动性冲调性图3．16卵磷脂对蜂蜜粉各品质的影响Fig3-16Effectoflecithin0．02．05．08．011．0卵磷脂添加量(g)图3．17卵磷脂对蜂蜜粉感官品质的综合评分Fjg3-17SynthesisoflecithinEffection1309叠29宣59口89因llg 包装设计http://www.517art.com/卵磷脂对得率和含水率的影响如图3-18，随添加量的增加，得率呈上升趋势，8．09比5．og有较大的上升。这是因为适量的卵磷脂能有效促进颗粒在溶液中的扩散，降低溶液的粘性，有利于喷雾干燥，添加量的对蜂蜜粉的含水率的影响较小。34．033．o一320li31．o靶30．029．028．oO12345678910111213添加量(g)图3．18卵磷脂对得率和含水率的影响Fig3-18Effectofle*-ithia011yieldandmoisturecontcnt综上所述，卵磷脂的添加量取8．og较为适宜。3．5蜂蜜粉产品质量指标表3．5蜂蜜粉产品主要质量参数Tab3-5qualityofhoneypowder3．63．4弛3．o邑猫褂“2,6嘉222．0项目结果滋味气味组织状态色泽冲调性含水率还原糖蛋白质细菌总数大肠菌群致病菌有较浓郁的蜂蜜味道、无异味干燥粉末、散落性好、无结块里均一浅黄色los内溶解、无沉淀2．60％4JD．6％3．4％150{}个／g2600个／Z009未检出蜂蜜粉产品质量指标检测结果如表3-5。在无损失的情况下，理论上蜂蜜喷干粉中的蛋白质含量应为3．5％，还原糖为41．2％，而实测蛋白质和还原糖含量分别为3．4％和40．6％，因此主要营养成分损失率很小，分别为2．9％和1．5％。蜂蜜粉的感官、卫生指标符合固体饮料卫生标准(GB7101--1994)和全脂乳粉卫生标准(GB5410--85)。3．6小结以蜡质玉米淀粉为原料制备的低DE值麦芽糊精可以提高蜂蜜粉稳定性。原配料添 包装设计http://www.517art.com/加比例为：50．0％蜂蜜，35．0％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，在此条件下可获得品质较优良的蜂蜜粉。 包装设计http://www.517art.com/第四章蜂蜜喷干粉的吸湿特性初步研究4．1引言蜂蜜中含有大量的葡萄糖和蔗糖，尤其是果糖极易与水结合154】，具有极强的吸湿性，很容易使含水率上升。另外果糖、葡萄糖的玻璃化转换温度较低，粉末在较低的含水率条件下就可能结块【55阀。因此防止吸湿回潮是蜂蜜粉产品储存的一个重要问题。本章研究了本产品的吸湿率，以计算在一定相对湿度的环境中，产品包装前的最大暴露时间；从延长货架期出发，探讨了有关包装材料对蜂蜜粉储藏期的影响。4,2材料、方法4．2．1原材料蜂蜜粉食用级自制醋酸钾分析级上海东懿化学试剂厂氯化钙分析级广东汕头西陇化工厂重铬酸钠分析级上海东懿化学试剂厂氯化钠分析级广东汕头西陇化工厂硫酸锌分析级国药集团化学试剂有限公司HDPE包装袋上海御兴塑料制品有限公司PVDC包装袋上海御兴塑料制品有限公司OPP复合包装袋上海御兴塑料制品有限公司412．2设备恒温培养箱HH-B11上海精密科学仪器有限公司干燥箱DHG．9240A上海浦东荣丰科学仪器有限公司电子天平ARll40／C上海奥蒙斯公司4．2．3方法吸湿率的测定阳：将待测样品在105℃下烘干至恒重，精确称取19左右(精确至O．Omg)绝干样品放于同样大小的干燥皿内，将干燥皿放入装有饱和盐溶液的干燥器中，再将干燥器放入培养箱中，恒定温度(30"c)I下吸湿到恒重，不同饱和溶液的相对湿度见表4．1。吸湿率的计算：吸湿率=(吸湿后样品质量一绝干样品质量)／绝干样品质量×100％表4．1相对湿度与饱和盐溶液的对应关系Tab4-1Relationofrelativehumidityandsaturationsolution塑塑垫堕壅塑塑望鏖f型氯化钙31重铬酸钠氯化钠硫酸锌527590 包装设计http://www.517art.com/4．3蜂蜜粉的吸湿率及最大包装时间表年2为在31％、52％、75％、90％的相对湿度下，蜂蜜粉吸湿率随时问的变化。表4-2蜂蜜粉吸湿率的变化Tab4-2Moistureasorptionofhoneypowder5．04．0妻3．0蜊2．0督1．o0．02．04．06．08．010．012．014．016．0时间(h)图4．1不同相对湿度下蜂蜜粉的吸湿率Fig4-1Moistureasorptinnofhoneypowderindfferentmlativehumidly如图4-1所示，在30"C、相对湿度不同的条件下，蜂蜜粉吸湿率随时间的变化。为防止粉状产品结块，规定在产品包装之前的含水率一般不能高于4．0％t181。前面所得蜂蜜粉的含水率为2．9％，因此包装时间为含水率从2．9％上升到4．0％所需的时间，即吸湿率从2．99％到4．17％的时间。通过Exeell软件计算不同的相对湿度下蜂蜜粉的吸湿率随时间的拟和曲线和方程，如图4-2到4-5。计算出在不同相对湿度环境下暴露时间分别为：Xt=4．70h，X2=3．96h，X3=3．24h，x4=2．60h。因此，本蜂蜜粉的理论包装时间比较充足。若从喷雾干燥出口收集到包装完成时间为15mln，则包装完成时蜂蜜的吸湿率不超过3．1％，含水率不超过3．O％。 包装设计http://www.517art.com/5．O4．0邑3．0社2．0O．0-1．00．02．04．06．08．010．012014．016．0时间(h)[勇4-2相对湿度31％时吸湿性随时间的拟合曲线方程Fig4-2Moistureasorptionsimulantequationin31％relativehumidity5．04．0萎3．0刊2．0鍪1．Oo．o，=0．3643x+0．02860．02．04．06．08．010．012．014．0时间(h)图44．相对湿度75％时吸湿性随时间的拟合曲线方程Fig4-4Moistureasorptionsimulantequationin75％relativehumidity5．04．0零3．0墓篡0．0．1．0时间∞图4-3相对湿度52％时吸湿性随时间的拟合曲线方程Fig4-3MoistureasorptionsimulantequationIn52％relativehumidity5．04．O睾3．o蜊2．0昏1．Oo．O0．02．04．06．08．0lO．012．0时间(h)图4-5相对湿度90％时吸湿性随时间的拟合曲线方程Fig4-5Moistureasorptionsimulantequationin90％relativehumidity4．4包装材料及厚度的选择【58-61】考虑产品的包装成本，选择食品包装常用的HDPE、PVDC、OPP塑料包装袋。假设产品出厂时的初始含水率为3．O％，储藏环境平均相对湿度为80％，环境温度25℃，包装规格为10．7cm×8．1cm，内装蜂蜜粉849，按单面透湿处理，透湿面积10．7cm×8．1cm=0．00867m2，储藏期末的含水率为4．0％。对于三种包装袋，各选择0．1姗，0．15mm，0．20ram--种厚度，查得其透湿率分别为7．3，3．1，7．0(925um)／(mz24h)。储藏期=w·(C2-C1)／(s’R+△h1式中，w—一内容物质量，g；Cl，Q——储藏期初、期末内容物含水率；P——透湿面积，m2：R——透湿率；△b——湿度差。计算得各种包装下的储藏期如表4．3所示。 百度快照优化包装设计http://www.517art.com/表”不同包装时蜂蜜粉的储藏期Tab4-3storage-timeofhoneyindifferentpacking该表可供参考设计用，若设计的保质期为半年，则厚度为0．15ram和O．20mm的HDPE袋即能达到要求。与PVDC、OPP相比，HDPE袋具有热封性好，还具有透氧率较低、耐油脂性好、对温度适应范围宽、机械操作适应性强等特点，不失为一种良好的蜂蜜喷干粉包装材料。4．5小结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。 第五章结论与展望5．1结论1、在预实验的基础上，选择低DE值的麦芽糊精为主助干剂；根据蜂蜜的喷雾干燥特性确定了工艺流程和喷雾干燥过程的主要因素，通过单因素试验和正交试验确定了较佳的喷雾干燥工艺条件：蜂蜜助干剂的比例1：1，入料浓度25％、入料流量20ml_lmin，入料温度70"C、进风温度210"C、雾化器转速21000r／min，在该工艺条件下，具有较高的蜂蜜粉得率，蜂蜜粉含湿率符合储藏要求。2、以蜡质玉米淀粉为原料制备的低DE值麦芽糊精可提高蜂蜜粉溶液中可溶性组分；在原有工艺基础上改进了配料构成，并通过优化得到较佳的配比：4．5％6．环状糊精，3．5％大豆分离蛋白，3．0％可溶性玉米淀粉，4．0％卵磷脂，改进配料后蜂蜜粉的营养、感官品质得到较大改善。3、研究并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。5．2展望本文对蜂蜜粉喷雾干燥加工工艺进行了研究，由于经验和时间的不足，对蜂蜜粉喷雾干燥加工工艺还有待更深入的研究，比如：(1)应对喷雾干燥前后蜂蜜微量元素的损失进行分析研究，以最大限度保存蜂蜜的天然营养成分。(2)对蜂蜜喷干粉的配料还应该进行更广泛的研究，同时探索新型配料。(3)本文是在LPG-5型实验用的喷雾干燥器基础上进行的喷雾干燥试验，而且不具有连续性，与工业化生产有很大的不同，因此，还需要对喷雾干燥进行模拟、改进，通过中试，使之真正适用于工业化生产。包装设计http://www.517art.com/