论文部分内容阅读
摘要 [目的]研究不同氧化钙含量对喷雾干燥杨梅粉理化性质的影响。[方法]将添加氧化钙含量为0、2、4 g/L的杨梅汁喷雾干燥得到杨梅粉，通过测定杨梅粉的水分含量、色泽、表观密度、湿润性、休止角和吸湿性研究3种杨梅粉的理化性质。[结果] 氧化钙的添加量显著地影响杨梅粉的水分含量和色泽；氧化钙含量对杨梅粉表观密度的影响不显著；添加氧化钙可以显著影响杨梅粉的湿润性、休止角和吸湿性，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。[结论] 添加氧化钙影响喷雾干燥杨梅粉的产品品质。
关键词：氧化钙；喷雾干燥；杨梅粉；理化性质
中图分类号：S667.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）08-235-02
杨梅汁含有较高的糖分，而且主要是一些低分子糖，在喷雾干燥过程中容易造成粘壁现象，得到的喷雾干燥杨梅粉容易吸湿和粘结。解决含糖物料喷雾干燥过程的粘结性，一般采用提高玻璃化转变温度[1]、改性低分子糖[2]和特殊的喷雾干燥工艺[3]。
笔者拟采用化学改性法让小分子糖与钙离子结合，改善喷雾干燥的杨梅粉的抗吸湿性和流动性，获得氧化钙添加量对杨梅粉理化性质的影响规律。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料与试剂。东魁杨梅，购于临海市场； 杨梅粉，新鲜杨梅经榨汁、调配、喷雾干燥制成杨梅粉；氧化钙，上海试剂总厂。
1.1.2 主要仪器。SP-1500实验型喷雾干燥机，上海顺仪实验设备有限公司；HP-200精密色差仪，上海汉谱光电科技有限公司；FA1104电子天平，上海精密科学仪器厂；DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂 ； 电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；生化培养箱，上海跃进医疗器械有限公司。
1.2 方法
1.2.1 杨梅粉的制备。
喷雾干燥的工艺参数为杨梅汁可溶性固形物含量为14%，热风温度为160 ℃，热风流量为15 ml/s，入料流量为8 ml/s。在该工艺条件下制得喷雾干燥杨梅粉。
1.2.2 水分含量的测定。
测定杨梅粉的水分含量按照黄伟坤的方法进行[4]。称取3 g左右的杨梅粉，在（102±3）℃的烘箱中烘至恒重。重复1次试验，取2次平均数。
1.2.3 色泽的测定。
采用HP-200型精密色差仪测定杨梅粉的L和a值，其中L值表示白度，a值代表试样红绿程度，值越大表示样品越红[5]。测量6次，取平均值。
1.2.4 表观密度的测定。
将20 g杨梅粉从漏斗中散落至100 ml量筒中，测定粉的重量和体积，重复3次，计算其表观密度（g/cm3）[6-7]。
1.2.5 湿润性的测定。
在250 ml烧杯中加入100 ml去离子水，放置于25 ℃恒温水浴中，加入10 g杨梅粉，记录从加入杨梅粉开始到全部分散在水中的时间。
1.2.6 休止角的测定。
将200 g杨梅粉通过固定在一定高度的漏斗，落在一块平板上方，测定所得到的锥形体的休止角[8]。样品的休止角（ψ）由角度表示， 根据式（1）计算：
ψ=Arctan（100/2h）=Arctan（50/h） （1）
式中，h为粉体的椎形高度（mm）；取5次测量的算术平均值作为结果。
1.2.7 吸湿率的测定[9]。
称量经过烘干的称量瓶，重量记为M1，将喷雾干燥杨梅粉装入称量瓶中，然后称重，重量记为M2，并将其放入盛有NaCl饱和盐溶液的干燥器中。将干燥器在25℃的恒温培养箱中放置24 h，取出装有杨梅粉的称量瓶，称重，重量记为M3。根据式（2）计算吸湿率。
X=（M3-M2）/（M2-M1）×100% （2）
2 结果与分析
2.1 氧化钙含量对杨梅粉水分含量的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉水分含量的影响见1。
从表1可以看出，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的含水量下降，而且氧化钙含量对杨梅粉的水分含量具有显著的影响，喷雾干燥得到的3种杨梅粉水分含量存在显著差异。
2.2 氧化钙含量对杨梅粉色泽的影响 从表2可以看出，3种不同氧化钙含量的杨梅汁喷雾干燥制得的杨梅粉L值和a值都随着氧化钙含量的增加而减小，说明杨梅粉的颜色随着氧化钙含量的增加颜色变暗，红色变浅，由鲜艳的红色变成暗红色。氧化钙含量对杨梅粉的L值和a值具有显著的影响，喷雾干燥得到的3种杨梅粉L值和a值存在显著差异。
2.3 氧化钙含量对杨梅粉表观密度的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉表观密度的影响见表3。添加氧化钙含量为0、2和4 g/L的杨梅汁喷雾干燥制得的杨梅粉的表观密度分别为0.623、0.631和0.636 g/cm3。分析结果表明，3种制得的杨梅粉的表观密度没有显著差异，氧化钙含量对杨梅粉表观密度没有明显的影响。
2.4 氧化钙含量对杨梅粉湿润性的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉湿润性的影响见表4。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉全部分散在水中所需要的时间下降，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉全部分散在水中所需要的时间分别为99、90和89 s。由表4可知，添加2 g/L的氧化钙可以显著提高杨梅粉的湿润性，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
2.5 氧化钙含量对杨梅粉休止角的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉休止角的影响见表5。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的休止角减小，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉的休止角分别为25.0°、22.3°和21.5°。由表5可知，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小休止角，表明杨梅粉的流动性增强，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异，说明2种杨梅粉之间的流动性没有显著差异。 2.6 氧化钙含量对杨梅粉吸湿率的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉吸湿率的影响见表6。
由表6可知，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的吸湿率减小，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉的吸湿率分别为9.27%、7.49%和7.31%。从表6还可看出，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小杨梅粉的吸湿率，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
3 结论
氧化钙的添加量显著地影响杨梅粉的水分含量和色泽，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的水分含量变小，色泽由鲜红变成暗红。氧化钙的添加量对杨梅粉的表观密度没有显著的影响。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的润湿性提高，添加2 g/L的氧化钙可以显著提高杨梅粉的湿润性，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的休止角减小，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小休止角，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的吸湿率减小，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小杨梅粉的吸湿率，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
参考文献
[1] SLADE L，LEVINE H，LEVOLELLA J，et al.The glassy state phenomenon in applications for the food industry [J].The Science of Food and Agriculture，1993，63：133-176.
[2] 韩 磊，唐金鑫，吴亚飞，等.含糖类物料的喷雾干燥[J].林产化学与工业，2006，26（2）：117-121
[3] 王宗濂，韩 磊，唐金鑫.喷雾干燥热风分布器设计原则[J].干燥技术与设备，2003（1）：40-42.
[4] 黄伟坤.食品检验与分析[M].北京：轻工业出版社，1989.
[5] 叶兴乾.色差计原理及其在食品测色上的应用[J] .广州食品科技，1988（1）：19-22.
[6] 陈清香，黄苇，温升南，等.番木瓜粉喷雾干燥工艺研究[J].现代食品科技，2009，25（1）：68-72.
[7] 宋宏新，李宏，刘晓阳.番茄喷雾干燥及真空冷冻干燥制粉工艺研究[J].食品科学，2007，28（5）：101-103.
[8] WONG A C Y.Use of angle of repose and bulk densities for powder characterization and the prediction of minimum fuidization and minimum bubbling velocities[J].Chemical Engineering Science，2002，57（14）：2635-2640.
[9] 公茂利，陈明功，林秀玲.凹凸棒土活化方法与吸湿性关系的研究[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2008，28（1）：74-77.
关键词：氧化钙；喷雾干燥；杨梅粉；理化性质
中图分类号：S667.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）08-235-02
杨梅汁含有较高的糖分，而且主要是一些低分子糖，在喷雾干燥过程中容易造成粘壁现象，得到的喷雾干燥杨梅粉容易吸湿和粘结。解决含糖物料喷雾干燥过程的粘结性，一般采用提高玻璃化转变温度[1]、改性低分子糖[2]和特殊的喷雾干燥工艺[3]。
笔者拟采用化学改性法让小分子糖与钙离子结合，改善喷雾干燥的杨梅粉的抗吸湿性和流动性，获得氧化钙添加量对杨梅粉理化性质的影响规律。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料与试剂。东魁杨梅，购于临海市场； 杨梅粉，新鲜杨梅经榨汁、调配、喷雾干燥制成杨梅粉；氧化钙，上海试剂总厂。
1.1.2 主要仪器。SP-1500实验型喷雾干燥机，上海顺仪实验设备有限公司；HP-200精密色差仪，上海汉谱光电科技有限公司；FA1104电子天平，上海精密科学仪器厂；DS-1高速组织捣碎机，上海标本模型厂 ； 电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；生化培养箱，上海跃进医疗器械有限公司。
1.2 方法
1.2.1 杨梅粉的制备。
喷雾干燥的工艺参数为杨梅汁可溶性固形物含量为14%，热风温度为160 ℃，热风流量为15 ml/s，入料流量为8 ml/s。在该工艺条件下制得喷雾干燥杨梅粉。
1.2.2 水分含量的测定。
测定杨梅粉的水分含量按照黄伟坤的方法进行[4]。称取3 g左右的杨梅粉，在（102±3）℃的烘箱中烘至恒重。重复1次试验，取2次平均数。
1.2.3 色泽的测定。
采用HP-200型精密色差仪测定杨梅粉的L和a值，其中L值表示白度，a值代表试样红绿程度，值越大表示样品越红[5]。测量6次，取平均值。
1.2.4 表观密度的测定。
将20 g杨梅粉从漏斗中散落至100 ml量筒中，测定粉的重量和体积，重复3次，计算其表观密度（g/cm3）[6-7]。
1.2.5 湿润性的测定。
在250 ml烧杯中加入100 ml去离子水，放置于25 ℃恒温水浴中，加入10 g杨梅粉，记录从加入杨梅粉开始到全部分散在水中的时间。
1.2.6 休止角的测定。
将200 g杨梅粉通过固定在一定高度的漏斗，落在一块平板上方，测定所得到的锥形体的休止角[8]。样品的休止角（ψ）由角度表示， 根据式（1）计算：
ψ=Arctan（100/2h）=Arctan（50/h） （1）
式中，h为粉体的椎形高度（mm）；取5次测量的算术平均值作为结果。
1.2.7 吸湿率的测定[9]。
称量经过烘干的称量瓶，重量记为M1，将喷雾干燥杨梅粉装入称量瓶中，然后称重，重量记为M2，并将其放入盛有NaCl饱和盐溶液的干燥器中。将干燥器在25℃的恒温培养箱中放置24 h，取出装有杨梅粉的称量瓶，称重，重量记为M3。根据式（2）计算吸湿率。
X=（M3-M2）/（M2-M1）×100% （2）
2 结果与分析
2.1 氧化钙含量对杨梅粉水分含量的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉水分含量的影响见1。
从表1可以看出，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的含水量下降，而且氧化钙含量对杨梅粉的水分含量具有显著的影响，喷雾干燥得到的3种杨梅粉水分含量存在显著差异。
2.2 氧化钙含量对杨梅粉色泽的影响 从表2可以看出，3种不同氧化钙含量的杨梅汁喷雾干燥制得的杨梅粉L值和a值都随着氧化钙含量的增加而减小，说明杨梅粉的颜色随着氧化钙含量的增加颜色变暗，红色变浅，由鲜艳的红色变成暗红色。氧化钙含量对杨梅粉的L值和a值具有显著的影响，喷雾干燥得到的3种杨梅粉L值和a值存在显著差异。
2.3 氧化钙含量对杨梅粉表观密度的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉表观密度的影响见表3。添加氧化钙含量为0、2和4 g/L的杨梅汁喷雾干燥制得的杨梅粉的表观密度分别为0.623、0.631和0.636 g/cm3。分析结果表明，3种制得的杨梅粉的表观密度没有显著差异，氧化钙含量对杨梅粉表观密度没有明显的影响。
2.4 氧化钙含量对杨梅粉湿润性的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉湿润性的影响见表4。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉全部分散在水中所需要的时间下降，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉全部分散在水中所需要的时间分别为99、90和89 s。由表4可知，添加2 g/L的氧化钙可以显著提高杨梅粉的湿润性，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
2.5 氧化钙含量对杨梅粉休止角的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉休止角的影响见表5。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的休止角减小，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉的休止角分别为25.0°、22.3°和21.5°。由表5可知，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小休止角，表明杨梅粉的流动性增强，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异，说明2种杨梅粉之间的流动性没有显著差异。 2.6 氧化钙含量对杨梅粉吸湿率的影响 不同氧化钙含量对杨梅粉吸湿率的影响见表6。
由表6可知，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的吸湿率减小，添加0、2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉的吸湿率分别为9.27%、7.49%和7.31%。从表6还可看出，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小杨梅粉的吸湿率，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
3 结论
氧化钙的添加量显著地影响杨梅粉的水分含量和色泽，随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的水分含量变小，色泽由鲜红变成暗红。氧化钙的添加量对杨梅粉的表观密度没有显著的影响。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的润湿性提高，添加2 g/L的氧化钙可以显著提高杨梅粉的湿润性，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的休止角减小，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小休止角，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。随着氧化钙含量的增加，杨梅粉的吸湿率减小，添加2 g/L的氧化钙可以显著减小杨梅粉的吸湿率，而添加2和4 g/L氧化钙的杨梅汁所制得的杨梅粉之间没有显著差异。
参考文献
[1] SLADE L，LEVINE H，LEVOLELLA J，et al.The glassy state phenomenon in applications for the food industry [J].The Science of Food and Agriculture，1993，63：133-176.
[2] 韩 磊，唐金鑫，吴亚飞，等.含糖类物料的喷雾干燥[J].林产化学与工业，2006，26（2）：117-121
[3] 王宗濂，韩 磊，唐金鑫.喷雾干燥热风分布器设计原则[J].干燥技术与设备，2003（1）：40-42.
[4] 黄伟坤.食品检验与分析[M].北京：轻工业出版社，1989.
[5] 叶兴乾.色差计原理及其在食品测色上的应用[J] .广州食品科技，1988（1）：19-22.
[6] 陈清香，黄苇，温升南，等.番木瓜粉喷雾干燥工艺研究[J].现代食品科技，2009，25（1）：68-72.
[7] 宋宏新，李宏，刘晓阳.番茄喷雾干燥及真空冷冻干燥制粉工艺研究[J].食品科学，2007，28（5）：101-103.
[8] WONG A C Y.Use of angle of repose and bulk densities for powder characterization and the prediction of minimum fuidization and minimum bubbling velocities[J].Chemical Engineering Science，2002，57（14）：2635-2640.
[9] 公茂利，陈明功，林秀玲.凹凸棒土活化方法与吸湿性关系的研究[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2008，28（1）：74-77.