喷雾干燥及热风干燥对南瓜粉营养特性和感官品质的影响_周爱梅

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
喷雾干燥及热风干燥对南瓜粉营养特性和 感官品质的影响
周爱梅 ，万艳娟 ，李少华 ，赵力超 ，林淑苑 ，李启圣 （1.华南农业大学食品学院，广东广州 510642） （2.广州市泮塘食品有限公司，广东广州 510545）
摘要：以新鲜南瓜为原料，分别研究了喷雾干燥及热风干燥两种不同干燥工艺对南瓜粉营养特性和感官性能的影响，重点研究了 喷雾干燥的干燥温度、压缩空气流量与改良剂添加量（南瓜固形物与麦芽糊精比例）及热风干燥的干燥温度、物料厚度与改良剂添加量 （南瓜固形物与麦芽糊精比例） 三个因素的影响， 以南瓜粉成品的 Vc 和 β-胡萝卜素含量及感官评分作为评价指标， 确定最佳干燥工艺。 结果表明，南瓜粉最佳的喷雾干燥工艺条件为：进风温度 180 ℃、压缩空气流量 480 L/h、麦芽糊精添加量 3:1；最佳热风干燥条件为： 干燥温度 75 ℃、 物料厚度 0.8 cm、 麦芽糊精添加量 2:1。 在此条件下所得南瓜粉成品的 Vc 和 β-胡萝卜素含量及感官评分分别为 64.49%、 67.35%、85 分及 50.84%、52.04%、77 分。 关键词：南瓜；酶解；喷雾干燥；热风干燥；南瓜粉 文章篇号：1673-9078(2011)5-528-533
1 1 2 1 1 2
Effect of Spray Drying and Hot Air Drying on the Nutritional and Sensory Properties of Pumpkin Powder
ZHOU Ai-mei1, WAN Yan-juan1, LI Shao-hua2, ZHAO Li-chao1, LIN Shu-yuan1, LI Qi-sheng2 (1.College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) (2.Guangzhou Pantang Food Co., Ltd, Guangzhou 510545, China)
Abstract: The effects of spray drying and hot air drying on the nutritional and sensory properties of pumkin powder using fresh pumkin as raw material were investigated. Emphases were laid on the effects of spray drying temperature, the flow of condensed air, the addition level of drying aid (the ratio of pumkin solid to maltodextrin) and the temperature of hot air drying, thickness of material and the addition level of drying aid (the ratio of pumkin solid to maltodextrin) on the quality of pumkin powder using the content of Vc and β- carotene and sensory score as indicators. Results showed pumkin powder with best quality produced by spray drying could be obtained under the optimum conditions: spray drying temperature 180 ℃, the flow of condensed air 480L/h, and the addition of maltodextrin 3:1. For hot air drying, pumkin powder with best quality could be achieved under the following conditions: hot air drying temperature of 75 ℃, the thickness of 0.8 cm, and the addition of maltodextrin of 2:1. Under the above optimal conditions, the contents of Vc and β-carotene and sensory scores of pumkin powder were {64.49%, 67.35%, 85} and {50.84%, 52.04%, 77}, respectively. Key words: pumpkin; enzymatic hydrolysis; spray drying; hot air drying; pumpkin power
南瓜含有多种生理活性物质，已被国内外公认为集 食品、保健品为一身的营养品。南瓜对糖尿病、高血压、 高血脂、肥胖症等有一定的辅助治疗作用；对胃溃疡、 动脉粥样硬化等有良好的保健作用[1]。 将南瓜果肉加工成 南瓜粉， 不仅可以充分利用南瓜资源， 提高南瓜的加工附加 值，同时也可以最大限度的保留南瓜中的营养成分。南瓜 粉营养丰富而独特， 除含有南瓜多糖、 多种游离氨基酸、
收稿日期：2010-12-08 基金项目：广州市科技计划项目（2010Z1-E191） 作者简介：周爱梅（1971-） ，女，副教授，博士，主要从事食品化学、水产品和 农产品加工与贮藏研究
多种维生素、 多种矿质营养等外， 还含有大量南瓜子碱、 [2] 葫芦巴碱和果胶等有效成分 。目前工业上大多采用喷 雾干燥和热风干燥生产南瓜粉，但对于喷雾干燥和热风 干燥工艺对南瓜粉品质影响的研究鲜见报道，尤其是关 于这两种工艺的对比研究。因此，本研究以新鲜南瓜为 原料，分别研究了喷雾干燥及热风干燥两种不同干燥工 艺对南瓜粉营养特性和感官性能的影响，重点研究了喷 雾干燥的干燥温度、压缩空气流量与改良剂添加量（南 瓜固形物与麦芽糊精比例）及热风干燥的干燥温度、物 料厚度与改良剂添加量（南瓜固形物与麦芽糊精比例） 三个因素的影响，以南瓜粉成品的 Vc 和 β-胡萝卜素含
528

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
量及感官评分为依据，确定试验的最佳水平。在此基础上 进行正交实验，以确定南瓜粉最佳干燥工艺。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 新鲜南瓜（购于华南农业大学三角市） ，4 ℃保存；纤 维素酶（347.7 U/mg） ，由诺维信生物技术有限公司提供； 麦芽糊精、 环状糊精、 玉米淀粉均为市售食用级原料； 其它 试剂均为市售分析纯。 1.2 实验方法 1.2.1 工艺流程
南瓜→清洗→去籽、去皮→切块→护色→打浆均质→酶解、 过滤→浓缩→干燥（喷雾、热风）→集粉、筛粉→包装
1.2.2 操作要点 1.2.2.1 清洗、去籽去皮、切块 选用金黄、老熟、新鲜的南瓜作为原料，在 50 ℃温水 浸泡 3 min，清水喷淋，清洗后沥干，除去南瓜籽、皮等不 可食部分后将南瓜切片（厚度 4 mm） 。 1.2.2.2 热烫护色、打浆 将南瓜在含有 0.8%柠檬酸、 0.15%抗坏血酸和 0.15%
半胱氨酸的 95 ℃热水中热烫 3 min 进行护色， 然后加入 同等质量的水将南瓜进行打浆。 1.2.2.3 酶解、过滤 称取 100 g 南瓜浆液， 按 0.03 g/15 g 比例加入纤维素酶， 于 45 ℃温度下酶解处理 2 h。酶解结束后在 90 ℃加热 30 min 灭酶，然后用布氏漏斗过滤，得到南瓜酶解液。 1.2.2.4 真空浓缩 将南瓜酶解液在真空度 0.13 MPa、 温度 55 ℃、 转速为 5000 r/min 条件下进行真空浓缩， 浓缩固形物含量为 40%左 右时结束浓缩。 1.2.2.5 干燥（喷雾、热风干燥） 将浓缩后的南瓜酶解液分别在最佳喷雾干燥条件下（进 风温度、压缩空气流量、改良剂的添加量）与最佳热风干 燥条件下（干燥温度、改良剂添加量、物料的厚度）进行干 燥，收集粉料，然后冷却、包装。 1.2.3 理化指标检测和感官评定 1.2.3.1 Vc 含量测定：采用 2,6-氯靛酚滴定法测定[3]。 1.2.3.2 β-胡萝卜素含量测定：采用分光光度法测定[4]。 1.2.3.3 感官评分：由十位专业人员组成感官评价小组，对 南瓜粉的色泽、风味、质地进行全面评价，具体见表 1[4]。
表 1 南瓜粉感官评定评分标准 Table 1 Sensory evaluation standards for pumpkin powder 项目 色泽 香型 分值分布 0~20 分 0~30 分 0~30 分 0~20 分 评分标准 失去南瓜原色，烤焦：0 分；颜色淡或少许烤焦：10 分；颜色为金黄色：20 分 无南瓜香，焦味重：0 分；南瓜香淡，少许焦味：10 分； 南瓜香适中，闻后有余香：20 分；南瓜味浓郁，香气诱人：30 分 有异味，无南瓜味：0 分南瓜味不突出，甜味过重：10 分；甜味较重，余味淡：20 分； 南瓜味纯正，余味好：30 分 结块严重，霉变，有杂质：0 分；粉粒不均匀，少量结块：10 分；粉粒均匀无结块，冲调性好：20 分。
滋味 组织结构
2 结果与分析 2.1 喷雾干燥工艺对南瓜粉品质的影响 2.1.1 喷雾干燥工艺单因素试验 2.1.1.1 进风口温度的确定 喷雾干燥中干燥温度是主要因素，它直接影响到最终 产品的品质。选取不同的干燥温度对南瓜粉进行喷雾干燥， 所得南瓜粉的品质如图 1 所示。 由图 1 可知，进风口温度对 Vc 和 β-胡萝卜素含量 均具有显著性影响（p<0.05） 。温度在 180 ℃以下时南瓜粉 中 Vc、β-胡萝卜素含量均较大，但随着温度的升高，含量 逐渐降低。因此喷雾干燥时不能采用较高的干燥温度。这 是由于 Vc 和 β-胡萝卜素都是热敏性物质， 在较高温度时易 发生氧化降解，从而影响产品营养价值。通过感官评定得 出，140 ℃干燥所得南瓜粉香气不足，颜色较浅，甜味重且 产品易结块； 180 ℃比 160 ℃所得的南瓜粉色泽要好， 且香
529
气诱人， 南瓜味纯正， 余味好； 200 ℃时南瓜粉烤焦味较重。 这是因为南瓜中含有丰富的氨基酸和还原糖， 它们在受热状 态下易发生美拉德反应而产生褐变， 使南瓜粉色泽变暗、 风 味变差。因此，选择 180 ℃为最佳进风口温度。
图 1 喷雾干燥温度对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.1 Effect of spray drying temperature on the nutritional and sensory properties of pumkin powder

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
2.1.1.2 压缩空气流量的确定 压缩空气流量对南瓜粉品质的影响如图 2 所示。 由图 2 所知，压缩空气流量对 Vc 和 β-胡萝卜素含 量均无显著性影响（p＞0.05） 。压缩空气流量为 460 L/h 和 480 L/h 时，所得产品水分含量较低，Vc 和 β-胡萝卜 素含量较高， 分别为 66.36%、 64.85%和 67.29%、 63.66%， 但后者比前者的品质好；一般压缩空气流量越大干燥速 度越快，且干燥后得到南瓜粉颗粒越小，冲调性好。但 是压缩空气达到 500 L/h 之后，会出现少许烤焦的气味， 色泽跟香型均会受到影响。因此，选择 480 L/h 作为最 佳压缩空气流量。
图 2 压缩空气流量对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.2 the effect of the flow of condensed on the nutritional and sensory properties of pumkin powder
表 2 喷雾干燥正交试验 Table 2 The orthogonal experiment of spray drying 因素 试验号 A(温度/℃) 1 (160) 1 1 2(180) 2 2 3(200) 3 3 k1 Vc 含量/% k2 k3 R k1 β-胡萝卜素 含量/% k2 k3 R k1 k2 k3 R 198.15 194.22 186.93 11.22 202.61 196.25 187.86 14.75 23.30 25.10 24.8 1.80 B[压缩空气流 量/(L/h)] 1 (460) 2(480) 3(500) 1 2 3 1 2 3 195.9 191.6 191.8 4.30 196.54 195.2 194.98 1.56 24.10 24.80 24.30 0.70 C[添加量(固形物:麦 芽糊精)] 1(4:1) 2(3:1) 3(2:1) 2 3 1 3 1 2 195.53 196.84 186.93 9.91 193.44 200.63 192.65 7.98 24.00 25.00 24.20 0.80 68.23±0.10 66.36±0.18 63.56±0.22 66.92±0.09 62.62±0.13 64.48±0.04 60.75±0.06 62.62±0.11 63.56±0.03 67.28±0.18 68.69±0.22 66.64±0.14 67.70±0.02 64.45±0.09 64.10±0.06 61.56±0.18 62.06±0.23 64.24±0.05 74 81 78 86 83 82 81 84 83 Vc 含量/% β-胡萝卜素含量/% 感官评分
1 2 3 4 5 6 7 8 9
感官评分
2.1.1.3 改良剂添加量的确定 在预实验的基础上确定以麦芽糊精作为喷雾干燥的 改良剂。选取不同南瓜固形物与改良剂的比例对南瓜粉 进行喷雾干燥，所得南瓜粉的品质如图 3 所示。 由图 3 所示， 改良剂添加量对于 Vc 和 β-胡萝卜素含 量均有显著性影响（p<0.05），其含量随麦芽糊精添加量 的增大呈现先增加后下降的趋势，当添加量为 3:1 时，其
含量最高，分别为 68.23%、65.05%。由图所示，随着改 良剂添加量的增加，南瓜粉的风味、色泽、质地和口感 都得到了一定的改善，其感官评分从大到小依次为：3:1> 4:1>2:1>无添加。 由此可得， 适当添加改良剂可有效地降低南 瓜浆液的黏度，提高干燥速率，同时也可减少 Vc 及 β-胡萝卜 素的损失，有利于香气及风味保存。综上所述，选择 3:1 作 为最佳的添加剂加入量。
530

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
图 3 喷雾干燥改良剂添加量对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.3 Effect of the addition level of spray drying aid on the nutritional and sensory properties of pumkin powder
2.1.2 喷雾干燥工艺参数优化 根据喷雾干燥的单因素实验的结果，进行正交试
验。结果如表 2 和表 3。从极值 R 来看，各因素对南瓜 粉中 Vc、 β-胡萝卜素含量和感官影响程度的大小顺序为 进风温度 A>改良剂添加量 C>压缩空气流量 B。由极差 分析可得，获得最高 VC 和 β-胡萝卜素含量的组合均为 A1C2B1，而在感官评定的极差分析中可得 A2C2B2 为最 佳组合。将上述分析中的两个最佳组合进行验证试验， 如表 7 所示。 由验证试验结果可得， 组合 A1C2B1 虽然在 VC 含量上略高于组合 A2C2B2，但在 β-胡萝卜素含量和 感官评分上都低于 A2C2B2， 所以确定最佳喷雾干燥实验 组合为 A2C2B2，即进风温度为 180 ℃、压缩空气流量为 480 L/h、添加剂加入量为 3:1，在此条件下所得到的南瓜 粉的 Vc 和 β-胡萝卜素含量及感官评分分别为 64.49%、 67.35%、85 分。
表 3 喷雾干燥验证试验 Table 3 The test experiment of spray drying 因素 试验号 A(进风温度/ ℃) 10 11 1（160） 2（180） B[压缩空气 流量/(L/h)] 1（460） 2（480） C[添加量(南瓜固形 物:麦芽糊精)] 2（3:1） 2（3:1） 65.42 64.49 67.06 67.35 80 85 Vc 含量/% β-胡萝卜素含量/% 感官评定
2.2 热风干燥工艺对南瓜粉品质的影响 2.2.1 热风干燥工艺单因素试验 2.2.1.1 干燥温度的确定 热风干燥中，干燥温度是主要因素，直接影响南瓜 粉的品质，选取不同的干燥温度对南瓜粉进行热风干燥， 结果如图 4 所示。
2.2.1.2 物料的厚度的确定 物料厚度的变化会直接影响物料干燥所需的时间和产 品的品质。
图 5 物料厚度对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.5 Effect of thickness of material on the nutritional and sensory properties of pumkin powder 图 4 热风干燥温度对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.4 Effect of hot air drying temperature on the nutritional and sensory properties of pumkin powder
由图 4 可知，温度为 60 ℃时，Vc 及 β-胡萝卜素含 量较高，但随着温度的上升，含量逐渐降低。由此可得， 热风干燥时不能采用较高的干燥温度。可知，温度为 60 ℃ 时，南瓜粉颜色浅，香气不浓，甜味过重。温度为 75 ℃时 南瓜粉色泽金黄，香气适中，南瓜味纯正，粉粒均匀， 冲调性好。随着温度的升高，所得南瓜粉的焦味重，粉 粒结块，不均匀。故选择 75 ℃作为热风干燥的温度。
531
由图 5 可知，物料厚度对南瓜粉的 Vc 和 β-胡萝卜 素含量均具有显著性影响（p<0.05） 。随着物料厚度增加， 其含量都逐渐增加。这是由于物料厚度小，物料容易受 热不均导致 Vc 和 β-萝卜素等热不稳定物质损失。当物 料厚度为 0.8 cm，Vc 及 β-胡萝卜素含量较高，分别为 51.41%、48.24%，且南瓜粉颜色为金黄、香气浓郁、感 官品质好； 而物料厚度为 1.0 cm 时， 南瓜粉干燥时间长， 水分含量高，故采用物料厚度为 0.8 cm。 2.2.1.3 改良剂添加量的确定 通过预实验，确定以麦芽糊精作为改良剂，其实验

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
结果如图 6 所示。由图 6 所示，与喷雾干燥相同，改良剂 添加量对于南瓜粉的 β-胡萝卜素和 Vc 含量均有显著性 影响（p<0.05），但随麦芽糊精添加量增大而增加。当添 加量为 2:1 时，Vc 及胡萝卜素损失最少。这是因为在热 风干燥中改良剂的添加可有效的降低南瓜浆液的黏度，提高 干燥速率， 有利于 Vc 及 β-胡萝卜素的保留。 感官评分顺序为： 2:1>4:1=3:1>无添加（表 10） 。添加量为 2:1 时，南瓜粉的色 泽均匀， 南瓜香气十足， 有余香， 滋味好。 因此选取南瓜固形 物与改良剂的比例为 2:1。 2.2.2 热风干燥工艺参数优化 根据热风干燥的单因素实验的结果，进行正交试 验。由表 4 可以看出，各因素对南瓜粉都是有影响的，
从极值 R 来看， 各因素对南瓜粉中 Vc、 β-胡萝卜素含量 和感官影响程度的大小顺序均为干燥温度 A>物料厚度 B>改良剂添加量 C。由极差分析可得，获得最高 VC 含 量组合为 A1B2C2， 获得最高 β-胡萝卜素含量和感官评定 分数的最佳组合为 A2B2C2。 将上述分析中的两个最佳组 合进行验证试验。由表 5 可知，虽然组合 A2B2C2 在 β胡萝卜素含量上略低于组合 A1B2C2，但在 VC 含量和感 官评定分数上都高于组合 A1B2C2， 所以最佳的热风干燥 采用实验组合 A2B2C2，即采用温度为 75℃，物料厚度 为 0.8 cm， 麦芽糊精的添加量为 2:1。 在此条件下所得南 瓜粉成品的 Vc 和 β- 胡萝卜素含量及感官评分为 50.84%、52.04%、77 分。
表 4 热风干燥正交试验 Table 4 The orthogonal experiment of hot air drying 因素 试验号 A(干燥温 度/℃) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 Vc 含量/% K2 K3 R K1 β-胡萝卜 素含量/% K2 K3 R K1 感官评分 K2 K3 R 1 (60) 1 1 2(75) 2 2 3(90) 3 3 204.31 202.82 190.67 13.64 204.59 204.99 194.34 10.65 228 251 231 23 B(物料厚度 /cm) 1(0.6) 2(0.8) 3(1.0) 1 2 3 1 2 3 201.51 202.81 193.48 9.33 203.16 203.80 196.96 6.84 234 240 236 6 C[添加量(南瓜固形 物:麦芽糊精)] 1(4:1) 2(3:1) 3(2:1) 2 3 1 3 1 2 200.58 200.95 196.27 4.68 202.18 202.73 199.01 3.72 236 237 235 2 表 5 热风干燥验证试验 Table 5 The test experiment of hot air drying 试验 号 10 11 因素 A(干燥温度/ ℃) 1（60） 2（75） B(物料厚度 /cm) 2（0.8） 2（0.8） C[添加量(南瓜固形 物:麦芽糊精)] 2（2:1） 2（2:1） 52.53 50.84 52.61 52.04 72 77 532 Vc 含量/% β-胡萝卜含量/% 感官评定 49.73±0.29 52.71±0.10 49.91±0.21 49.16±0.06 49.91±0.12 50.66±0.08 44.86±0.03 46.73±0.15 45.61±0.27 Vc 含量/% β-胡萝卜素 含量/% 49.08±0.11 53.24±0.09 48.73±0.16 48.80±0.07 52.47±0.22 50.00±0.13 45.91±0.08 47.25±0.17 46.47±0.20
感官评分
72 74 72 76 77 77 70 73 74

现代食品科技
Modern Food Science and Technology
2011, Vol.27, No.5
最佳热风干燥条件采用温度为 75 ℃、物料厚度为 0.8 cm、麦芽糊精添加量为 2:1。在此条件下所得南瓜粉成 品的 Vc 和 β-胡萝卜素含量及感官评分分别为： 64.49%、 67.35%、85 分及 50.84%、52.04%、77 分。两种干燥方 式得到的南瓜粉品质对比如表 6 所示。t 检验结果发现 两种干燥方式对南瓜粉的 Vc 和 β-胡萝卜素含量有显著 影响（Sig<0.05），而且喷雾干燥所得南瓜粉的感官品 质明显高于热风干燥，因此喷雾干燥更适合用于南瓜粉 的加工。
图 6 热风干燥改良剂添加量对南瓜粉营养含量及感官评分的影响 Fig.6 Effect of the addition level of hot air drying aid on the nutritional and sensory properties of pumkin powder
3 结论 喷雾干燥技术生产粉状产品， 营养成分损失较小， 卫 生质量好，而且操作方便，适于连续化、自动化生产， 而热风干燥对产品的色泽、Vc 和 β-胡萝卜素含量及其它 生物活性物质破坏的程度较大，因此，笔者建议采用喷 雾干燥的方法生产南瓜粉。 参考文献
[1] [2] [3] [4] 刘洋,屈淑平,崔崇士.南瓜营养品质与功能成分研究现状与展 望[J].中国瓜菜,2006,2 何群,练惠辉,韩鹏,等.南瓜粉的酶法制备及营养成分分析[J]. 厦门大学学报（自然科学版）,2009 黄晓钰,刘邻渭.食品化学综合实验[M].北京:中国农业大学出 版社,2002:174-176 姜元欣.微波真空干燥南瓜渣和南瓜粉[D].江南大学优秀硕 士论文,2005:5-6
2.3 两种干燥方法所得南瓜粉品质的对比
表 6 喷雾干燥和热风干燥所得南瓜粉的品质 Table 6 the quality of pumkin powder by spray drying and hot air drying 干燥方式 实验次数 1 喷雾干燥 2 3 均值 1 热风干燥 均值 2 3 Vc/% 61.69 67.29 64.49 64.49 51.59 50.47 50.47 50.84 β-胡萝卜素/% 67.28 64.74 70.03 67.35 53.10 49.72 53.31 52.04 感官评分 86 85 87 85 76 77 78 77
南瓜粉最佳的喷雾干燥工艺条件为采用进风温度为 180 ℃、 压缩空气流量为 480 L/h、 麦芽糊精添加量为 3:1；
（上接第 602 页）
3 结论 本文所建立的快速检测饮料中的四种食品添加剂的 方法操作简便、准确、快速，在 2 min 内完成样品分析， 大幅提高了检测效率，适合大批饮料样品同时检测。 参考文献
[1] 徐烨,李丽君,王乃芝,等.高效液相色谱法测定饮料中防腐剂
和甜味剂[J].食品科学,2008,29(6):339-341 [2] 汪辉,曹小彦,李林,等.反相高效液相色谱法对果蔬汁饮料中 14 种常见食品添加剂的快速测定[J]. 分析测试学报,2009, 28(10):1194-1197 [3] [4] [5] 陆永健.食品添加剂和食品安全[J].中国高新技术企业,2008, 24:199 GB/T 5009-2003.食品卫生检验方法 理化部分[S] GB/T 23495-2009.食品中苯甲酸、山梨酸和糖精钠的测定[S]
533