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蜂蜜冷冻干燥机解决方案
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摘要：蜂蜜是一种营养丰富的天然滋补品。为了提高我国蜂蜜的深加工水平，采用正交实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Z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℃，真空度为50Pa。冷冻干燥前后蜂蜜中主要营养指标不变。蜂蜜是一种黏稠的透明或半透明的胶状液体。蜂蜜的主要成分有水（约20%），糖类（75%~80%），灰分0.03%~0.09%，微量的维生素、氨基酸类、酶类、酵母花粉粒和蜡质等物质，其中糖类包括葡萄糖（24.73%~46.40%）、果糖（24.35%~48.16%）、蔗糖（0~11.00%）和麦芽糖（0~6.00%）等，是一种营养丰富的天然滋补品。蜂蜜是一种呈酸性的胶状液体，易遭受金属的污染，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。蜂蜜固体化的主要方法有冷冻干燥、喷雾干燥和滚筒干燥等。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。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、材料与方法1、1材料与仪器蜂蜜可溶性固形物78%；麦芽糊精DE值》12%。糖度仪、电子天平；JMS-50胶体磨；电热恒温水浴锅。以及上海拓纷机械设备有限公司提供的真空冷冻干燥机（冻干机?）。1、2工艺流程蜂蜜调配→均质→冷冻干燥→粉碎→包装1、3操作要点1.3.1调配在蜂蜜中加入一定比例的麦芽糊精，搅匀，然后用水调节固形物的含量到10%。1.3.2均质用胶体磨均质(次。diyi次胶体磨的转速为2000r/min，时间为8min，第二次胶体磨的转速为3000r/min，时间为5min，第三次胶体磨的转速为4000r/min，时间为2min，然后放置消泡。1.3.2冷冻干燥将均质好的混合物按照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℃，维持0.5h。然后开启真空泵，加热，进行冷冻干燥。冷冻干燥结束后出仓、粉碎、包装。并对其进行综合评分，综合评价评分标准见表1.1、4冻干操作工艺及工艺参数设定实验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度以下，完全冻结，然后开启真空泵，加热。真空度控制在10~100pa，加热温度一般控制在50-120℃，干燥时间在16h(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度对物品的冻干速度和质量影响较大。因此，加热温度和真空度是影响的主要因素。另外，辅料的添加量、冻干时可溶性固形物的比例也对产品的质量影响很大，故采用正交实验确定蜂蜜冻干粉的工艺参数，正交实验因素水平选择见表2.2结果与讨论2、1纯蜂蜜冻干实验将紫云英蜂蜜用温水稀释成可溶性固形物为5%、10%、20%、30%、50%等五个样品，分别进行冷冻干燥。实验发现：可溶性固形物为20%、30%及50%的样品，直接冷冻干燥后，样品干燥不完全，干燥实验不成功；可溶性固形物为5%和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、2蜂蜜加辅料冻干实验对于蜂蜜冻干，目标是辅料添加尽量少，不加其它添加剂，成本尽量低。故采用常见的食品添加剂麦芽糊精来进行实验。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3。2、3正交实验在正常工艺条件下，对蜂蜜冻干的主要因素有真空度（A）、加热温度（B）、可溶性固形物含量（C）以及麦芽糊精的比例（D），采用4因素3水平的L9（34）正交实验进行配方优选，确定Z佳的配方和工艺条件，实验结果用综合评价方法来评价，综合评价标准见表1，正交实验因素水平见表2，正交实验直观分析结果见表4。由表4可知，由各因素的极差R可以看出，验因素水平范围内，麦芽糊精的添加比例（D）对综合评分影响大小的影响Zda，其次是可溶性固形物含量，加热温度，真空度。这4个因素的主次关系为：D>C>B>A。Z佳条件为A1B3C2D2，该条件不在表4正交实验范围内。故按此Z佳条件下进行5组平行冻干实验，分别对其结果进行综合评分，结果为88、86、90、89、88分，平均结果为88分，比条件A2B3C1D2的平均结果90分还要低一点。这是因为在冻干实际操作过程中，真空度50Pa比真空度20Pa好控制一些，冻干速度稍快；在冻干操作时，可溶性固形物为10%比可溶性固形物为20%的速冻时间短，干燥时间短，外观形态好，但成本稍高。因此，通过比较，结合实际操作，选用A2B3C1D2条件比较合适，即冻干时真空度为50Pa，加热温度为100℃，可溶性固形物为10%，麦芽糊精为30%。2、4蜂蜜冷冻干燥前后主要活性成分的对比对在选定实验条件下所得的蜂蜜冻干粉进行蔗糖、还原糖、总糖含量、淀粉酶检测，并与冻干前的蜂蜜作对比，实验结果见表5。由表5可知，蜂蜜经冷冻干燥后，蜂蜜中主要营养成分还原糖、淀粉酶活性等变化不大。3结论3、1在正常冻干工艺条件下，通过正交实验和对比实验确定蜂蜜冷冻干燥工艺参数为：以麦芽糊精作为辅料，添加比例为30%，可溶性固形物为10%，冻干时加热温度为100℃，真空度为50Pa。在此工艺参数下，冻干后的蜂蜜粉呈蜂窝块状，水分含量<2%，溶解性能良好，不易吸潮。3、2冷冻干燥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。文章转载请注明:上海拓纷机械设备有限公司仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
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