蜂蜜冷凍干燥機(jī)解決方案

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 摘要：蜂蜜是一種營養(yǎng)豐富的天然滋補(bǔ)品。為了提高我國蜂蜜的深加工水平，采用正交實(shí)驗(yàn)的方法對冷凍干燥工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：冷凍干燥*工藝參數(shù)是麥芽糊精比例為30%，可溶性固形物為 10%，加熱溫度為100℃，真空度為50Pa。冷凍干燥前后蜂蜜中主要營養(yǎng)指標(biāo)不變。

   蜂蜜是一種黏稠的透明或半透明的膠狀液體。蜂蜜的主要成分有水（約20%），糖類（75%~80%），灰分0.03%~0.09%，微量的維生素、氨基酸類、酶類、酵母花粉粒和蠟質(zhì)等物質(zhì)，其中糖類包括葡萄糖（24.73%~46.40%）、果糖（24.35%~48.16%）、蔗糖（0~11.00%）和麥芽糖（0~6.00%）等，是一種營養(yǎng)豐 富的天然滋補(bǔ)品。蜂蜜是一種呈酸性的膠狀液 體，易遭受金屬的污染，含水量高，吸潮性強(qiáng)，易發(fā)酵 變質(zhì)，不便于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。將蜂蜜固體化就能很好 地解決這個(gè)問題，為此國內(nèi)外專家對固體蜂蜜技術(shù) 進(jìn)行了研究和開發(fā)。蜂蜜固體化的主要方法有冷凍 干燥、噴霧干燥和滾筒干燥等。由于采用傳統(tǒng)制藥冷 凍干燥法生產(chǎn)固體蜂蜜成本昂貴，滾筒干燥法加工固 體蜂蜜時(shí)輔料添加量多（30%~70%），并且溫度高（110~200℃），導(dǎo)致蜂蜜固體粉顏色很深、純度很差，酶活性基本破壞。噴霧干燥法輔料多，輔料占50%以上， 配方復(fù)雜，導(dǎo)致蜂蜜粉的純度下降，酶活性低，相應(yīng)成本增高。本文采用食品冷凍干燥設(shè)備，對蜂蜜粉加工工藝以及采用正交實(shí)驗(yàn)的方法對冷凍干燥的操作參數(shù)進(jìn)行了研究，得到一種便于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的加工方法。

1、材料與方法

1、1材料與儀器

蜂蜜 可溶性固形物78%；

麥芽糊精  DE值》12%。

糖度儀、電子天平；JMS-50膠體磨；電熱恒溫水浴鍋。

以及上海拓紛機(jī)械設(shè)備有限公司提供的真空冷凍干燥機(jī)（凍干機(jī)?）。

1、2工藝流程

蜂蜜調(diào)配→均質(zhì)→冷凍干燥→粉碎→包裝

1、3操作要點(diǎn)

1.3.1調(diào)配   在蜂蜜中加入一定比例的麥芽糊精，攪勻，然后用水調(diào)節(jié)固形物的含量到10%。

1.3.2均質(zhì)   用膠體磨均質(zhì) ( 次。*次膠體磨的轉(zhuǎn)速為2000r/min，時(shí)間為8min，第二次膠體磨的轉(zhuǎn)速為3000r/min，時(shí)間為5min，第三次膠體磨的轉(zhuǎn)速為4000r/min，時(shí)間為2min，然后放置消泡。

1.3.2冷凍干燥    將均質(zhì)好的混合物按照1kg/盤進(jìn)行裝盤（10mm 厚），將裝好的盤放入凍干倉中，開啟

冷凍機(jī)進(jìn)行制冷，冷凍到物料溫度為-30℃，維 持0.5h。然后開啟真空泵，加熱，進(jìn)行冷凍干燥。冷凍干燥結(jié)束后出倉、粉碎、包裝。并對其進(jìn)行綜合評分，綜合評價(jià)評分標(biāo)準(zhǔn)見表1.

1、4凍干操作工藝及工藝參數(shù)設(shè)定實(shí)驗(yàn)

     食品冷凍干燥設(shè)備的加熱方式主要是通過輻射加熱，加熱溫度可以高于物料溫度，加熱板與物料盤沒有直接接觸，和醫(yī)藥凍干設(shè)備相比，優(yōu)點(diǎn)是干燥時(shí)間較短，產(chǎn)量較大，成本較低。一般是先將物料速凍到-30度以下，*凍結(jié)，然后開啟真空泵，加熱。真空度控制在10~100pa，加熱溫度一般控制在50-120℃，干燥時(shí)間在16h(左右，盡量縮短。在基本工藝條件下，凍干時(shí)的加熱溫度和真空度對物品的凍干速度和質(zhì)量影響較大。因此，加熱溫度和真空度是影響的主要因素。另外，輔料的添加量、凍干時(shí)可溶性固形物的比例也對產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，故采用正交實(shí)驗(yàn)確定蜂蜜凍干粉的工藝參數(shù)，正交實(shí)驗(yàn)因素水平選擇見表2.

2  結(jié)果與討論

2、1純蜂蜜凍干實(shí)驗(yàn)

    將紫云英蜂蜜用溫水稀釋成可溶性固形物為5%、10%、20%、30%、50%等五個(gè)樣品，分別進(jìn)行冷凍干燥。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：可溶性固形物為20%、30%及50%的樣品，直接冷凍干燥后，樣品干燥不*，干燥實(shí)驗(yàn)不成功；可溶性固形物為5%和10%的樣品能干燥，共晶點(diǎn)分別為0~-10、-1~-12℃，但是出倉時(shí)很快吸潮，難以工業(yè)化生產(chǎn)，因此需要加入適當(dāng)輔料。

2、2蜂蜜加輔料凍干實(shí)驗(yàn)

     對于蜂蜜凍干，目標(biāo)是輔料添加盡量少，不加其它添加劑，成本盡量低。故采用常見的食品添加劑—麥芽糊精來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)麥芽糊精的添加比例為10%、20%、30%、40%，然后將樣品都稀釋成可溶性固形物為10%的水溶液，進(jìn)行冷凍干燥，結(jié)果如表3。

2、3正交實(shí)驗(yàn)

在正常工藝條件下，對蜂蜜凍干的主要因素有真空度（A）、加熱溫度（B）、可溶性固形物含量（C）以及麥芽糊精的比例（D），采用4因素3水平的L9（34）正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行配方優(yōu)選，確定*的配方和工藝條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果用綜合評價(jià)方法來評價(jià)，綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1，正交實(shí)驗(yàn)因素水平見表2，正交實(shí)驗(yàn)直觀分析結(jié)果見表4。

  由表4可知，由各因素的極差R可以看出，驗(yàn)因素水平范圍內(nèi)，麥芽糊精的添加比例（D）對綜合評分影響大小的影響zui大，其次是可溶性固形物含量，加熱溫度，真空度。這4個(gè)因素的主次關(guān)系為：D>C>B>A。*條件為A1B3C2D2，該條件不在表4正交實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)。故按此*條件下進(jìn)行5組平行凍干實(shí)驗(yàn)，分別對其結(jié)果進(jìn)行綜合評分，結(jié)果為88、86、90、89、88分，平均結(jié)果為88分，比條件A2B3C1D2的平均結(jié)果90分還要低一點(diǎn)。這是因?yàn)樵趦龈蓪?shí)際操作過程中，真空度50Pa比真空度20Pa好控制一些，凍干速度稍快；在凍干操作時(shí)，可溶性固形物為10%比可溶性固形物為20%的速凍時(shí)間短，干燥時(shí)間短，外觀形態(tài)好，但成本稍高。因此，通過比較，結(jié)合實(shí)際操作，選用A2B3C1D2條件比較合適，即凍干時(shí)真空度為50Pa，加熱溫度為100℃，可溶性固形物為10%，麥芽糊精為30%。

2、4蜂蜜冷凍干燥前后主要活性成分的對比

   對在選定實(shí)驗(yàn)條件下所得的蜂蜜凍干粉進(jìn)行蔗糖、還原糖、總糖含量、淀粉酶檢測，并與凍干前的蜂蜜作對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

   由表5可知，蜂蜜經(jīng)冷凍干燥后，蜂蜜中主要營養(yǎng)成分還原糖、淀粉酶活性等變化不大。

3  結(jié)論

3、1  在正常凍干工藝條件下，通過正交實(shí)驗(yàn)和對比實(shí)驗(yàn)確定蜂蜜冷凍干燥工藝參數(shù)為：以麥芽糊精作為輔料，添加比例為30%，可溶性固形物為10%，凍干時(shí)加熱溫度為100℃，真空度為50Pa。在此工藝參

數(shù)下，凍干后的蜂蜜粉呈蜂窩塊狀，水分含量<2%，溶解性能良好，不易吸潮。

3、2  冷凍干燥后蜂蜜中主要營養(yǎng)成分還原糖、淀粉酶活性等基本沒有變化，較好地保持了主要營養(yǎng)成分。

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