一种超微山药全粉及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202410152502.X | 申请日 | 2024-02-03 | 公开(公告)号 | CN117981856A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 南昌大学; 江西南大国创院食品科技有限公司; | 发明人 | 李俶; 戴涛涛; 韩嘉龙; 耿勤; 陈军; 邓利珍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 食品加工 生产技术领域，具体的本发明涉及了一种超微山药全粉的制备方法。本发明通过将山药经清洗、切片、护色、烫漂处理后，湿法 粉碎 联合 喷雾干燥 等生产工艺制备了超微山药全粉。在本发明中经初步粉碎后的山药 浆液 投入流道直径大于400μm，压 力 60‑120 MPa的高压射流磨系统中进行 超微粉碎 ，可使山药浆液的 粘度 小于0.005 Pa·s，颗粒粒径小于40μm，能够有效避免浆液在喷雾干燥过程中堵塞喷头、挂壁严重等问题，显著提高了山药中多糖等营养物质的溶出率，提高了超微山药全粉的 生物 利用率。所制得的超微山药全粉超细低黏，色泽乳白，气味清香，可作为制备保健食品等原料或直接食用，具有广泛的市场前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种超微山药全粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种超微山药全粉及其制备方法技术领域背景技术[0002] 山药在我国至少已经有两千多年的栽培历史，不仅是常见的中药材，也是一种具有滋补保健功效的食用佳品，具有药食两用的价值。从中医学角度讲，山药“主伤中补虚，除寒热邪气，补中益气力，长肌肉，久服耳目聪明”，包括《本草纲目》在内的多部古典医籍对山药的药用价值都有着很高的评价。山药含有丰富的营养成分，包括糖类、蛋白质、脂肪、维生素等，此外还含有铁、磷、碘、钙等丰富的微量元素。 [0003] 黏液质是山药中的主要成分之一，是一种蛋白与多糖的聚合体，液态时为粘稠半透明状，干燥后粉末呈米白色。这种蛋白多糖聚合体可以有效预防心血管系统中的脂肪沉积，使血管的弹性得以保持，具备防止发生动脉粥样硬化的功效和避免肥胖。山药中的黏液质能够调节免疫系统，增加血液中的白细胞，提高白细胞的吞噬能力，可以将其辅助作为抗肿瘤和化疗的药物。但是山药中黏液质的高粘特性制约了山药系列产品的开发，尤其限制其在山药制粉行业的应用。 [0004] 山药粉因其便于储存和运输，具有更好的生物活性和利用度等特点具有广泛的市场前景。目前在山药制粉行业中主要采用先热风干燥后干法粉碎的工艺，部分企业采用先湿法粉碎后热风干燥的生产工艺。热风干燥虽在食品行业中较为常见，但是由于山药中黏液质的存在，采用热风干燥处理山药时需要较长的干燥时间，否则山药干燥不完全无法进行干法粉碎或无法长期保存，而漫长的热风干燥处理将引起山药中有效成分损失，且干燥后的山药偏暗黄，失去了原有的乳白色。 [0005] 近年来有部分研究尝试采用湿法粉碎后的山药浆液进行喷雾干燥，但是由于山药经传统湿法粉碎设备处理后浆液黏度大，喷雾干燥时易堵塞喷头，且产生严重的挂壁现象，严重影响了产品的集粉率和品质，因此需要寻找新的生产工艺制备山药粉，以提升山药的加工性能。 发明内容[0006] 经过申请人的反复研究发现，目前，造成山药粉制备出来的品质不佳的主要原因有： [0007] (1)传统湿法粉碎处理力度有限，山药浆液中颗粒粒度大，传统湿法粉碎过程中未能将山药黏液质中多糖糖苷键断裂，多糖未发生降解，蛋白质未断裂，黏液质聚合体仍然紧密团聚在一起，这导致山药经湿法粉碎后黏度大，因此需要采用高温漫长的干燥。 [0008] (2)干燥方式严重降低了山药粉中的有效成分，传统的热风干燥处理山药时，需经过较高温度的长时间烘干。在此过程中，山药中的营养物质受热挥发或者发生褐变等化学反应，表现为制得的山药粉呈暗黄色，给消费者带来不良的风味与口感。 [0009] 基于此，针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种超微山药全粉及其制备方法，有效解决了湿法粉碎后山药浆液黏度大，难干燥，易堵塞喷雾喷头，有效成分流失等缺点，为充分利用山药的功效，提高山药的附加值，丰富山药的产品的加工方式提供了思路。 [0010] 本发明公开了一种超微山药全粉的制备方法，所述方法包括： [0011] (1)山药的预处理：将山药进行清洗、切片，护色、烫漂； [0012] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片进行初步粉碎得到山药粗浆液，然后采用高压射流磨系统处理得到山药细浆液，使得山药浆液中的颗粒粒径小于40μm，，粘度小于0.005Pa·s； [0013] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制备的山药细浆液喷雾干燥制粉即得。 [0014] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，所述切片采用自动切片机将山药切成厚度为5‑30mm的片状，优选的，山药的厚度为15mm。 [0015] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，所述护色为将切片的山药放入0.5‑2％的柠檬酸溶液中处理10‑30min。 [0016] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，所述烫漂为将护色处理后的山药片置于70‑90℃的热水中处理，烫漂时间为10‑30min。 [0017] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，将烫漂后的山药片与饮用水按照料液比1：1‑3混合，投入高速切割型粉碎机进行初步粉碎得到山药粗浆液。 [0018] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，将山药粗浆液投入流道直径大于400μm，压力60‑120MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，得到山药细浆液。 [0019] 本发明的一个方案，在超微山药全粉的制备中，所述喷雾干燥为将山药细浆液泵入进风温度为150‑180℃，出风温度为70‑90℃，蠕动泵频率为30‑45Hz的喷雾干燥塔中进行制粉，得到本发明的超微山药全粉。 [0020] 一种超微山药全粉的制作方法，包括以下步骤： [0021] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后，采用自动切片机切片，厚度为5‑30mm，放入0.5‑2％的柠檬酸溶液中处理10‑30min进行护色，然后置于70‑90℃的热水中烫漂，烫漂时间为10‑30min； [0022] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：1‑3混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力60‑120MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药浆液的颗粒粒径小于40μm，，粘度小于0.005Pa·s； [0023] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行喷雾干燥，进风温度为150‑180℃，出风温度为70‑90℃，蠕动泵频率为30‑45Hz，可得到超微山药全粉。 [0024] 本发明还公开了一种超微山药全粉，其采用本发明所述的技术方案所制备得到。通过本发明的技术方案能够制得具有超细低黏(Dx(90)<75μm)，色泽乳白，气味清香的山药全粉。 [0025] 本发明的一个方案，本发明还提供了本发明所制备的超微山药全粉在制备食品、保健食品、药品中的应用。 [0026] 本发明的一个方案，本发明中，本发明的山药为薯蓣科薯蓣属藤本植物的根茎，是各种品种的山药，包含铁棍山药、淮山药、细毛山药、麻山药、小白嘴山药、大和山药等。 [0027] 本发明发现，经过高压射流磨系统湿法粉碎得到的山药浆液颗粒粒径小于40μm，其粘度小于0.005Pa·s，将山药浆液进行喷雾干燥，可以快速连续制作超微山药全粉，且粉末色泽乳白，气味清香，有效解决了喷雾干燥过程种浆液堵塞喷头，山药粉挂壁严重等问题。 [0028] 有益效果 [0029] 相比于现有技术，本发明的有益效果为： [0030] (1)本发明由于采用高压射流磨系统进行湿法超微粉碎，可以使山药在流道内受高密度能量体系剪切破碎，山药浆液中颗粒粒径减小至40μm以下，山药黏液质中多糖糖苷键断裂，与蛋白质的结合能力减弱，使黏液质发生降解，减小了黏液质的粘度，粉碎后的山药浆液粘度小于0.005Pa·s。 [0031] (2)本发明由于湿法粉碎后的山药浆液粘度低，采用喷雾干燥的方式进行快速制粉，有效解决了浆液堵塞喷头、喷雾塔内挂壁严重的问题，所得到的全组分山药超微粉中，酚类、多糖等活性物质的溶出率显著提高，使得生物利用率上升，且工艺流程简便易操作，产品品质优异，可实现工业连续化生产。附图说明 [0032] 图1为实施例3中制备得到的超微山药全粉的实物图。 [0033] 图2为实施例1‑3、对比例2和对比例4得到的山药浆液表观粘度的测试结果。 [0034] 图3为实施例1‑3、对比例2和对比例4得到的山药浆液粒径分布的测试结果。 [0035] 图4为实施例1‑3、对比例1‑4得到的山药粉中多糖溶出率的测试结果，其中不同字母表示具有显著性差异(p＜0.05)。 具体实施方式[0036] 为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明中技术作进一步的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所述的范围。 [0037] 实施例1 [0038] 一种超微山药全粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0039] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0040] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力60MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药细浆液。 [0041] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行喷雾干燥，进风温度为170℃，出风温度为80℃，蠕动泵频率为40Hz，可得到超微山药全粉。 [0042] 实施例2 [0043] 一种超微山药全粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0044] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0045] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力90MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药细浆液。 [0046] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行喷雾干燥，进风温度为170℃，出风温度为80℃，蠕动泵频率为40Hz，可得到超微山药全粉。 [0047] 实施例3 [0048] 一种超微山药全粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0049] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0050] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力120MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药细浆液。 [0051] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行喷雾干燥，进风温度为170℃，出风温度为80℃，蠕动泵频率为40Hz，可得到超微山药全粉。 [0052] 对比例1 [0053] 一种山药粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0054] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0055] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力120MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药细浆液。 [0056] (3)山药粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行热风干燥，热风温度为85℃，以干燥至山药粉中水分含量低于4％即可得到山药粉。 [0057] 对比例2 [0058] 一种山药粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0059] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0060] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经胶体磨处理进行粉碎，可制得山药浆液。 [0061] (3)山药粉的制作：将步骤(2)制得的山药浆液进行喷雾干燥，进风温度为170℃，出风温度为80℃，蠕动泵频率为40Hz，可得到山药粉。 [0062] 对比例3 [0063] 一种山药粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0064] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0065] (2)山药干片的制备：将步骤(1)预处理后的山药片进行热风干燥，热风温度为85℃，以干燥至山药片中水分含量低于4％即可得到山药干片。 [0066] (3)山药粉的制作：将步骤(2)制得的水分含量低于4％的山药干片采用干法粉碎机进行干法粉碎，粉碎主机转动频率为40Hz，分级叶轮转动频率为45Hz，喂料螺杆转动频率为25Hz，在收料仓中收集可得到山药粉。 [0067] 对比例4 [0068] 一种山药粉的制备方法，按照下述步骤依次进行： [0069] (1)山药的预处理：选择饱满、成熟、新鲜的山药，用清水洗净后称取50kg，采用自动切片机切片，切片厚度为15mm，放入1％的柠檬酸溶液中处理20min进行护色，然后置于80℃的热水中烫漂，烫漂时间为20min； [0070] (2)山药浆液的制备：将步骤(1)预处理后的山药片与饮用水按料液比1：2混合，在高速切割型粉碎机中进行初步粉碎，再经流道直径大于400μm，压力30MPa的高压射流磨系统中进行超微粉碎，可制得山药细浆液。 [0071] (3)超微山药全粉的制作：将步骤(2)制得的山药细浆液进行喷雾干燥，进风温度为170℃，出风温度为80℃，蠕动泵频率为40Hz，可得到超微山药全粉。 [0072] 产品品质测试 [0073] 测试例1：浆液粘度比较 [0074] 对实施例1‑3，对比例2和对比例4经湿法粉碎处理后得到的山药浆液进行粘度测‑1 ‑1试，采用MCR‑302流变分析仪进行测量，在温度为25℃时测定剪切速率从0.01s 到100s 时的粘度变化。 [0075] 由图2的表观粘度测试结果可知，实施例1‑3的山药浆液粘度分别为0.00436、0.00401、0.00351Pa·s，小于0.005Pa·s，浆液可在喷雾干燥塔中迅速干燥，避免堵塞喷头和粉体挂壁等问题出现。对比例2和对比例4的山药浆液分别为0.08、0.01Pa·s，大于 0.005Pa·s，浆液在喷雾干燥塔中长时间喷雾时会堵塞喷头，并且粉体挂壁严重。 [0076] 测试例2：浆液粒度比较 [0077] 对实施例1‑3，对比例2和对比例4经湿法粉碎处理后得到的山药浆液进行粒度测试，采用Mastersizer 3000激光衍射粒度分析仪进行测量，参数设置为颗粒折射率：1.590；颗粒吸收率：0.01；分散剂：去离子水；分散剂折射率：1.330。 [0078] 由表1和图3的粒径分布结果可知，实施例1‑3的山药浆液可在喷雾干燥塔中迅速干燥，避免堵塞喷头和粉体挂壁等问题出现。对比例2和对比例4的山药浆液在喷雾干燥塔中长时间喷雾时会堵塞喷头，并且粉体挂壁严重。 [0079] 表1‑实施例1‑3、对比例2和对比例4中的山药黏液粒度结果 [0080] [0081] [0082] 注：同一列不同字母表示不同的样品具有显著性差异(p＜0.05) [0083] 测试例3：样品品质比较 [0084] 对实施例1‑3，对比例1‑4得到的山药粉样品进行色泽、气味、外观等品质测试。 [0085] 实施例1的山药粉色泽呈浅白色，气味清香较淡无烧焦味，粉末分散较均匀且有部分结块现象；实施例2的山药粉色泽呈白色，气味较为清香无烧焦味，粉末分散均匀且有轻微的结块现象；实施例3的山药粉色泽呈乳白色，气味清香浓郁无烧焦味，粉末分散均匀且无结块现象；对比例1的山药粉色泽呈暗黄色，气味较为清香伴有一些烧焦味，粉末分散较不均匀且有结块现象；对比例2的山药粉色泽呈白黄色，气味清香较淡且有一些烧焦味，粉末不分散且结块现象严重；对比例3的山药粉色泽呈黄褐色，气味清香较淡且有烧焦味，粉末分散较均匀且有部分结块现象；对比例4的山药粉色泽呈浅白黄色，气味清香味淡且有烧焦味，粉末分散较不均匀且有部分结块现象。 [0086] 测试例4：样品多糖溶出率比较 [0088] 由图4的多糖溶出率结果可知，实施例1的山药粉多糖溶出率为8.52％，实施例2的山药粉多糖溶出率为9.46％，实施例3的山药粉多糖溶出率为10.78％，对比例1的山药粉多糖溶出率为6.66％，对比例2的山药粉多糖溶出率为3.14％，对比例3的山药粉多糖溶出率为5.63％；对比例4的山药粉多糖溶出率为7.85％。 [0089] 可以看出，本发明实施例1‑3制备的超微山药全粉超细低黏，色泽乳白，气味清香，得益于高压射流磨系统的处理，随着压力的增加，山药浆液中粘度和颗粒粒度均显著减小，远超胶体磨等传统湿法粉碎设备。山药浆液受高密度能量体系进行湿法粉碎，在流道内进行剧烈剪切撞击，迫使山药黏液质中的多糖糖苷键断裂，多糖被降解，与蛋白质的结合能力减弱，促进了山药黏液质粘度降低，可以有效解决喷雾干燥中喷头堵塞、挂壁严重等问题。同时山药中细胞受高压射流磨系统的机械力作用被破碎，内容物流出，使得多糖等活性物质溶出率显著增高，效果优于干法粉碎，能够改善山药粉的营养品质，使得其生物利用率得到显著提升，具有广泛的应用前景。 |
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