影响王浆喷雾干粉得率的工艺参数研究

蜂王浆(Royal Jelly),又称蜂乳,是5～15日龄工蜂头部的舌腺(咽下腺)和王浆腺共同分泌的混合物[1]。鲜蜂王浆容易受外界光、热等因素的影响,不易保存,给人们食用带来不便[2]。而蜂王浆干粉在保持营养价值的基础上,具有食用方便、快捷的优势,符合现代人快节奏生活需求[3]。目前,人们已经利用冻干技术制备王浆干粉,主要产品形式有王浆冻干粉胶囊,王浆冻干粉片剂等[4]。然而,冷冻干燥技术生产王浆干粉周期长,耗能大,不利于工业化生产[5]。而喷雾干燥技具有生产周期短、效率高、保鲜性好、耗能低、生产能力大等特点,相比冷冻干燥技术更具生产优势[6]。因此,本试验采用喷雾干燥技术制备蜂王浆干粉,以王浆干粉得率为考核指标,进行最佳工艺参数探讨研究。

1试验材料与方法

1.1 试验材料及试剂

蜂王浆,福建省神蜂科技开发有限公司;阿拉伯胶粉,国药集团化学试剂有限公司;麦芽糊精,山东省西王淀粉有限责任公司;β-环糊精,郁南县永光换状糊精有限公司。

1.2 试验仪器及设备

BS224S精密电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;KQ5200E型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;DKB-501A型超级恒温水槽,上海精宏实验设备有限公司;DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;SY6000小型高速喷雾干燥仪,上海世远设备工程有限公司;

1.3 工艺流程

蜂王浆料液配制→冷却→过率→喷雾干燥→产品→检测指标

1.3.1料液配制

将蜂王浆从冰箱中取出,放置室温后,首先,称取一定量蜂王浆后加入适量已冷却至室温的蒸馏水溶解,将事先称取好的麦芽糊精、β-环糊精与阿拉伯胶在恒温水浴槽中搅拌溶解,恒温水槽温度控制为55℃～65℃,其次,将王浆混合液与冷却至室温的添加剂配制液充分混匀。

1.3.2冷却

将上述调配液放置在阴凉、避光处,直至常温。

1.3.3过滤

将已冷却至室温的配制液经由孔径为100目的目筛过滤,收集至烧杯中,并使用保鲜膜密封。

1.3.4喷雾干燥

进入SY6000小型喷雾干燥电子操作系统,设置进风温度,待进风温度达到预期值后,将压缩机打开,然后设置空气流量指数和进样量,待机器稳定运转后,将蠕动泵放入待喷雾料液中正式进料。正交试验所设计的每个试验均在该方法下进行喷雾干燥(每组试验重复3次)。

1.3.5各因素水平确定

经过预试验筛选,确定影响蜂王浆喷雾干燥三个因素,即进风温度、进料量、空气流量指数,并根据三种因素对于蜂王浆干粉的得率测定,进一步确定影响蜂王浆干粉三种因素水平的数值范围。正交试验设计为L9(33),因素水平如下:

表1蜂王浆喷雾干燥工艺因素水平表

因素

水平A(进风温度)B(进料量)C(空气流量指数)

1155℃20%600 L/h

2165℃30%700 L/h

3175℃40%800 L/h

2结果与讨论

2.1 喷雾干燥工艺参数的确定

正交试验结果如表2、表3所示,根据Duncan新复极差分析法,由表2中极差分析可以看出,进风温度对以王浆为原料的产品得率影响最大,是主要的影响因子,空气流量指数影响最小。用DPS软件进行方差分析,由表3方差分析结果可以得出,进风温度对以王浆为原料的产品得率影响显著,而进样量、空气流量指数对产品得率影响不显著,所以从节约能源考虑,选择B1C1,即最佳因素水平组合为A3B1C1。

表2王浆干粉得率正交试验结果

试验号ABC得率

11(155℃)1(20%)1(600 L/h)29.4

21(155℃)2(30%)2(700 L/h)31.8

31(155℃)3(40%)3(800 L/h)33.5

42(165℃)1(20%)2(700 L/h)26.2

52(165℃)2(30%)3(800 L/h)25.6

62(165℃)3(40%)1(600 L/h)29.7

73(175℃)1(20%)3(800 L/h)29.5

83(175℃)2(30%)1(600 L/h)28.5

93(175℃)3(40%)2(700 L/h)26.7

K194.785.087.6

K282.285.984.7

K384.689.888.5

k131.628.329.2

k227.428.628.2

k328.229.929.5

极差R4.12.20.8

最优水平A3B1C1

因素主次A>B>C

表3王浆干粉得率方差分析结果

因素平方和自由度均方F值显著性

A(进风温度)65.9243.923.0﹡

B(进样量)15.827.90.02

C(空气指数)2.221.10.003

F0.05(2,2)=19.00,F0.01(2,2)=99.00,*表示显著,**表示极显著。

2.2 喷雾干燥前后主要指标的对比

图1喷雾前后王浆10-HDA含量比较图

从图1中可以观察到,喷雾干燥后王浆干粉的10-HDA含量与干燥前的王浆中所含10-HDA的含量一致。由此说明,喷雾干燥对蜂王浆中10-HDA含量影响不明显。

3结论

通过正交试验确定喷雾干燥工艺参数为:进风温度为175 ℃(实际物料温度只有30℃)、进样量为20%、空气流量指数为600 L/h。喷雾干燥前后蜂王浆中主要指标10-HDA含量基本没有变化(干燥前后样品中王浆干重相同)。

参考文献:

[1] 曹炜,尉亚辉.蜂产品保健原理及加工技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2] 孙菊影.蜂王浆的质量与保鲜[J].冷藏技术,2007,(1):54-56.

[3] 熊元君,陈刚,李勇.蜂王浆冻干粉研究概况及临床研究[J].新疆中医药,2003,6(21):53-54.

[4] 陈明虎.祖国大陆蜂王浆产业现状分析[J].蜜蜂杂志,2005,(1):17-18.

[5] 黄立新,陈国华,ArunS.Mujumdar.干燥技术最新研究进展和展望[J].干燥技术与设备,2007,5(5):215-219.

[6] 贺娜,于晓晨,于才渊.喷雾干燥技术的应用[J].干燥技术与设备,2009,3(7):116-119.

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