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蜂蜜粉冷冻干燥工艺参数的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-06-26  浏览次数:453

蜂蜜粉冷冻干燥工艺参数的研究
周治德1 ,章军2
1. 湖南农业大学东方科技学院长沙市 湖南省 410128;
2.云南万绿生物股份有限公司 昆明市 云南省 650106)
摘要:蜂蜜是一种营养丰富的天然滋补品。为了提高我国的蜂蜜深加工水平,采用正交试验的方法对冷冻干燥工艺参数进行了研究。结果表明:冷冻干燥最佳工艺参数是麦芽糊精比例为30%,可溶性固形物为10%,加热温度为100℃,真空为50Pa。冷冻干燥前后蜂蜜中主要营养指标不变。
关键词:蜂蜜;冷冻干燥;工艺参数
Study on theechnics parameters of the FD powdered honey
                            Zhou zhide1, Zhang jun2
(1.Orient Science&technology College ofHunan Agricultural University, Changsha,hunan 410128;
 2.Yunnan Evergreen Biological Corporation ,kunming yunnan  650106 )
Abstract: Honey is a kind of invigorant which is rich in a lot of nutrition. To develop the level of honey processingand ,The technics parameters of the powdered honey by freeze drying was evaluated by orthogonal test. The major factor is the mass percent of powdered honey. The results show that ?? The main nutrition of honey is not changed.
Key words: honey powder; freeze drying; technics parameter
0 前言
蜂蜜是一种黏稠的透明或半透明的胶状液体[1]。蜂蜜的主要成分中含水量在20%以下,糖类包括葡萄糖(24.73%~46.40%) 、果糖(24.35%~ 48.16%)、蔗糖(0~11.00%)和麦芽糖(0~6.00%)等。总含量为75%~80% ,灰分0.03%~0.09%左右,还有微量的维生素、氨基酸类、酶类、酵母花粉粒和蜡质等物质,是一种营养丰富的天然滋补品[2,3]。蜂蜜是一种呈酸性的胶状液体,易遭受金属的污染,且含水量高,吸潮性强,易发酵变质,不便于储藏和运输。将蜂蜜固体化就能很好地解决这个问题,为此国内外专家对固体蜂蜜技术进行了研究和开发。蜂蜜固体化的方法主要有冷冻干燥、喷雾干燥和滚筒干燥。由于采用传统制药冷冻干燥法生产固体蜂蜜成本昂贵,滚筒干燥法加工固体蜂蜜时辅料添加量多(30%-70%),并且温度高(110℃-200℃),导致蜂蜜固体粉颜色很深、纯度很差,酶活性基本破坏。喷雾干燥法辅料多,辅料占50%以上,配方复杂,导致蜂蜜粉的纯度下降,酶活性低,相应成本增高[4,5]。本文采用食品冷冻干燥设备,对蜂蜜粉加工工艺以及采用正交实验的方法对冷冻干燥的操作参数进行了研究得到一种便于实际生产应用的加工方法。
1 试验材料与方法
1.1 材料
紫云英蜂蜜:食品级,湖南省明园蜂业有限公司,可溶性固形物78%;
麦芽糊精:食品级,济源市华玉淀粉糖业有限公司生产,DE值≥12%。
1.2 仪器
糖度仪、电子天平、日本JIRCAS 公司;
JMS胶体磨:廊坊通用机械有限公司;
电热恒温水浴锅:北京市长风仪器仪表公司;
JDG-0.2真空冻干机:兰州科近真空冻干有限公司
1.3 工艺流程
蜂蜜调配             均质              冷冻干燥
1.4 操作要点
1.4.1在蜂蜜中加部分水,搅匀。
1.4.2加入麦芽糊精,然后用水调节固形物的含量到10%
1.4.3 均质 用胶体磨磨3 次。
1.4.4冷冻干燥 将均质好的混合物进行装盘,按照1kg/盘进行装盘(10mm厚),将装好的盘放入冻干仓中,开启冷冻机进行制冷,冷冻到物料温度为-30℃以下,并维持0.5小时干燥。然后开启真空,加热,进行冷冻干燥[6]
1.4.5粉碎、包装。
2 结果与讨论
2.1 冻干操作工艺
食品冷冻干燥设备的加热方式主要是通过辐射加热,加热温度可以高于物料温度,加热板与物料盘没有直接接触,和医药冻干设备相比,优点是干燥时间较短,产量较大,成本较低。一般是先将物料速冻到-30℃以下,完全冻透,然后开启真空,加热。真空一般控制在10Pa-100Pa,加热温度一般控制在50℃-120℃,干燥时间在16小时左右,尽量缩短。在基本工艺条件下,冻干时的加热温度和真空对冻干速度和质量影响较大。因此加热温度和真空是影响的主要因素[7,8]
2.2纯蜂蜜实验
将紫云英蜂蜜做4次实验,直接冷冻干燥,用温水稀释成可溶性固形物为5%,10%,20%,30%;50%,分别进行冷冻干燥,发现20%,30%;50%,直接冷冻干燥的样品干燥不完全,干燥实验不成功,5%,10%的样品能干燥,共晶点分别为0℃—-10℃,-1℃—-12℃,但是出仓时很快吸潮,难以工业化生产,因此需要加入适当辅料。
2.3加辅料实验
对于蜂蜜冻干,目标是辅料添加尽量少,不加其它添加剂,成本尽量低。采用常见的添加剂麦芽糊精来做实验。设计麦芽糊精的添加比例为10%,20%,30%,40%,然后将样品都稀释成可溶性固形物为10%的水溶液,进行冷冻干燥,结果如表1
表1 麦芽糊精不同比例结果
Table 1 The result of differ standard maltdextrin
麦芽糊精比例%
10
20
30
40
结果
不能干燥
能干燥,吸潮很快
能干燥,吸潮快
能干燥,出粉
2.4 正交试验
在正常工艺条件下,对蜂蜜冻干的主要因素有麦芽糊精的比例(A)、 冻干时可溶性固形物含量(B)、冻干时加热温度(C)以及冻干时真空(D),分别设置3个水平,采用4因素3水平的L9(34正交试验进行配方优选,确定最佳的配方和工艺条件;试验结果用综合评价方法来评价,实行综合打分见表2;因素水平见表3;正交试验结果见表4。
表 2 综合评价评分标准
Table 2 The synthesis evaluation standard  
分 值
外观形态(30分)
时间(30分)
成本(40分)
总 分(100分)
21—30
冻干后呈蜂窝块状,全部干燥,不易吸潮
30—40
12小时以内
21—30
较低
75分以上
11—20
淡黄色块状,基本干燥,吸潮可以控制
15—29
12-18小时
11—20
成本一般,可以接受
35—74分
0—10
块状,有不干的现象,吸潮很快
0-14
18小时以上
0—10
成本太贵,不能接受
35分以下
表3 L9(34)正交试验因素水平选择
         Table 3   The level of orthogonal experiment factors
水平
因素
真空(Pa)A
加热温度℃ B
可溶性固形物(%)C
麦芽糊精比例(%) D
1
20
60
10
20
50
80
20
30
3
80
100
30
40
表4 L9(34)正交试验设计结果
Table 4 Results of L9(34)  orthogonal  experiment
序号
A
B
C
D
综合评分
1
1
1
1
1
68
2
1
2
2
2
85
3
1
3
3
3
66
4
2
1
2
3
76
5
2
2
3
1
52
6
2
 3
1
2
90
7
3
 1
3
2
69
8
3
2
1
3
64
9
3
3
2
1
70
K1
219
213
222
190
 
K2
218
201
231
244
 
K3
203
226
187
206
 
k1
73
71
74
63.3
 
k2
72.7
67
77
81.3
 
k3
67.7
75.3
62.3
68.7
 
R
5.3
8.3
11.7
18
 
由表3可知,由各因素的极差R可以看出,在实验因素水平范围内,麦芽糊精(D)的添加比例对综合评分影响大小的影响最大,其次是冻干时可溶性固形物,加热温度,真空;这4个因素的主次关系为:D﹥C﹥B>A。最佳配方组合为 A2B3C1D2 ,即冻干时真空为50Pa,加热温度为100℃,可溶性固形物为10%,麦芽糊精为30%。在最佳水平条件下进行试验,并对结果进行综合评分,结果为90分。
2.2 冷冻干燥前后主要指标的对比[9,10]
将蜂蜜冻干前后的蔗糖、还原糖、总糖含量、淀粉酶分别检测,结果见表5
表 5 冻干前后结果
Table 5  The result front and back of FD honey
指标
蔗糖%
还原糖%
总糖%
淀粉酶mL/( g.h)
冻干前
4.67
47.2
53.4
6
冻干后
4.13
48.5
54.7
5.5
由表5可知冷冻干燥前后蜂蜜中主要糖含量变化不大
3 结论
3.1 在正常冻干工艺条件下,通过正交实验确定蜂蜜冷冻干燥工艺参数为麦芽糊精比例为30%,冻干时可溶性固形物为10%,冻干时加热温度为100℃,真空为50Pa。在此工艺条件下,蜂蜜粉的水分含量< 2 %,溶解性能良好。
3.2 冷冻干燥前后蜂蜜中主要营养成分还原糖,淀粉酶活性等基本没有变化,较好地保持了主要营养成分。
参考文献
[1] 薛文通,宋瑞霞,陈湘.蜂蜜粉喷雾干燥工艺参数的研究[J].食品科技,2005,4:22-23.
[2] 张寒冰,王璋,许时婴.滚筒干燥法生产固体蜂蜜的研究[J].安徽农业科学,2005 ,33 (3) :465 – 466.
[3] 张寒冰王璋许时婴.用滚筒干燥生产固体蜂蜜的研究[5]食品工业科技,2004,12:97-100.
[4]肖伊.固体蜂蜜加工技术[J].农产品加工,2004,2:23.
[5]芦荟冷冻干燥的最佳工艺参数的试验研究[J]农业工程学报2004,20(4):185-186.
[6]薛文通,宋瑞霞张泽俊.蜂蜜喷雾干燥后吸湿性的研究[J]食品科学,2004, 25.增刊:59-62.
[7]周先汉,叶剑芝.蜂蜜蛋白复合固体饮料制备工艺研究[J]食品科技,2007, 9:175-177.
[8]孙丽娟,崔政伟.微波真空干燥法生产固体蜂蜜[J]食品研究与开发,200,.28(2):104-106.
[9] 薛福连.固体蜂蜜加工方法[M].农村发展论丛,2000(3):17-19.
[10] 杜桃柱.蜂产品加工与检验[M].山西:山西经济出版社,1998.
 
 
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