CN101889673B - 一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法，包括预处理、打浆、准备壁材溶液、混合、均质、喷雾干燥等步骤，通过特定壁材的选用，结合操作步骤及参数条件等的选择，将护色与微胶囊化两个工序合二为一，流程简单，易于操作，且可最大限度的保留紫甘薯的色素、营养成分和风味物质等，得到的成品紫甘薯全粉的粒度细小，比表面积大，粘度低、分散性好、吸水速度快。

Description

一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法

技术领域

本发明属于农产品紫甘薯的精深加工技术领域，特别涉及一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法。

背景技术

紫甘薯（也叫紫薯）作为甘薯的一个特种类型，是一种薯皮紫黑色、肉质紫红色的甘薯新品种。由于含有十分丰富的花青素类色素、多糖、维生素、矿质元素等多种营养成分而一度成为研究和开发的热点。

紫甘薯全粉是以新鲜紫甘薯为原料，经清洗、切片等预处理后采用多种干燥方式而制得的一种粉末状干制品。紫甘薯全粉营养保存率为85%～95%，包含了除薯皮以外全部营养物质，既有淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等常规食品中的营养成分，还包括大量的花色苷。花色苷具有清除体内氧化自由基，增强人体免疫力及抗氧化功能；对消化道、心脑血管、肿瘤等疾病有一定的预防作用；有防疲劳和修复器官损伤等功效。紫甘薯全粉可添加到食品中作为营养补充剂，改善食品营养结构，其适用范围包括油炸制品、焙烤制品、馅饼、早餐食品、固态冷饮产品、灌肠产品等，还可作为增色剂、增味剂、天然甜味剂添加在各类食品中。由于其含水量低，储藏期长，紫甘薯全粉的开发对于解决紫甘薯储藏期间霉烂，储藏期短的问题、满足紫甘薯的周年供应、提高农民收入有着重要的现实意义。

目前，部分中国专利（申请）中已公开了一些与甘薯全粉领域相关的技术，如：“速溶甘薯全质微粉及其制备方法和应用”（CN101416712A），主要是将新鲜甘薯清洗后，加护色溶液进行护色打浆，用胶体磨胶磨后加入α-淀粉酶，然后将甘薯浆液泵入滚筒干燥机中进行干燥，再用刮刀刮下的甘薯片经超微粉碎后制得产品；该方法没有对α-淀粉酶处理的时间进行描述，后面的实施例中可以看出α-淀粉酶并非必需采用，对最终产品的细度也没有说明，这就很难保证产品的速溶性；即使添加了α-淀粉酶也很难保证产品能完全溶解，因为甘薯的主要成分淀粉是不能速溶的，α-淀粉酶主要作用于淀粉的α-1，4糖苷键，使淀粉液化成不同聚合度的糊精，可溶性小分子糖的生成非常有限，最终产品要达到速溶的效果是很难的；而如果不加α-淀粉酶处理则产品的溶解度会更低。“防止甘薯颗粒全粉细胞破壁的加工方法”（CN101317645A），其侧重点在如何减少全粉制备过程中细胞的破壁和游离淀粉含量，主要采用了浸钙、加乳化剂等措施；该方法没有涉及甘薯全粉的速溶性内容，也没有特别针对紫甘薯，而且其中的护色剂亚硫酸氢钠对紫甘薯的紫色有漂白作用，因此并不适用于紫甘薯。“甘薯营养全粉的制备方法”（CN1061835C），主要是采用切丝机将新鲜甘薯切成1mm～1.5mm见方的丝状物，送入微波炉干燥后，冷却，再用超微粉碎机处理后得到成品；该方法也没有对全粉的速溶性或针对紫甘薯进行任何描述。

微胶囊技术始于20世纪30年代，在最近20年得到了迅速发展，它是利用天然或合成高分子材料（壁材），将分散的固体、液体，甚至是气体物质（芯材）包裹起来，形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子（直径为1～500μm）的一项新技术。微胶囊技术中，被包埋物质称为芯材，包埋物质称为壁材，包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊的制备方法有喷雾干燥法、分子络合法、复合凝集法等，其中喷雾干燥法成本低，适用性广，工艺简单。微胶囊化可以将芯材与外界环境隔离，最大限度地保持其原有的性能和生物活性，使其免受外界环境的影响，提高稳定性，防止营养物质破坏和损失，降低毒性。用作微胶囊壁材的原料有糖、胶、蛋白、多糖、脂肪及合成聚合物，麦芽糊精、阿拉伯胶、β-环糊精、明胶等是常见的壁材原料。

微胶囊技术在食品工业中的应用主要集中在油脂、香精香料、精油、色素、维生素、防腐剂、调味品、花粉、果仁等食品原料或添加剂（芯材）的包埋。而微胶囊化技术用于甘薯全粉在国内还鲜有报道。

另一方面，不同原料在进行微胶囊化处理时，由于不同物料具有不同的理化特性，其具体的微胶囊化处理条件及壁材和其它辅助材料等的选用都必需依据其相应的理化特性，进行大量深入的研究分析而确定，因材而异。因此，如果要将微胶囊化技术运用于速溶紫甘薯全粉的制备工艺，尚有许多需要深入研究的课题。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术中存在的没有适于速溶紫甘薯全粉制备要微胶囊化技术等问题，提供一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法，通过壁材的选择、具体操作步骤及具体参数条件等的确定，利用微胶囊化技术，制得速溶紫甘薯全粉。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法，包括下述主要步骤：

（1）、预处理：紫甘薯原料的选取和清洗，要求无腐烂、无伤痕、无霉斑、新鲜的原料，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质，尽量不要对表皮造成损伤；

可作为原料的紫甘薯来源包括川山紫、南紫薯008、济薯18、宁紫薯1号等紫心甘薯；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制1mm～5 mm的厚度，加入甘薯重量1～4倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率2kw～5kw，打浆时间5 min～20min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值15～25）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为0.5%～1%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为3%～10%；

在本发明中，L-抗坏血酸主要起护色作用，使紫甘薯的颜色更加鲜艳和美观，同时还可增加产品的抗氧化能力和营养素（维生素C）的含量；麦芽糊精作为微胶囊化的壁材，可将紫甘薯全粉很好地包埋，最大限度保存原料的营养素和色泽；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:(1～3)混合，搅拌10min～20min，20Mpa～40 Mpa下均质5min～20min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥使其微胶囊化，控制进风温度110℃～170℃，出风温度80℃～90℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60μm～120μm。

此外，根据不同产品的具体需要，还可适当的添加一些其它组分，如作为不同口味和不同营养的固体饮料，可加入适量的奶粉（以紫甘薯全粉质量为基准计算，可加入紫甘薯全粉质量的0.5%～6%；以下各组分的加入量计算方式与此此相同）、白糖（15%～30%）、蜂蜜（1%～6%）、咖啡（0.1%～0.6%），以及稳定剂（如海藻酸钠、CMC即羧甲基纤维素钠、果胶、β-环糊精等，任选一种即可，其加入量可为0.2%～0.4%）等，充分混匀后包装成不同规格，即得。食用时固体饮料加10～14倍开水冲调即可饮用；如作为点心的半成品，全粉可与其它原料共同制作各类点心等食品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、本发明将微胶囊技术应用于紫甘薯全粉工艺中，以麦芽糊精为微胶囊壁材的基本原料，辅以适量抗坏血酸，不仅可作为最适于紫甘薯的优质壁材，同时可将护色与微胶囊化两个工序合二为一，并充分利用抗坏血酸的特性达到保护紫甘薯色泽和营养素的目的，这无论在微胶囊技术还是甘薯全粉工艺中都是一种全新的尝试；通过采用色差计测定紫甘薯全粉的色差值，得到的结果为：明度L为51～53，红值a为11～14，蓝值b为-7～-11，外观呈鲜艳的紫色，与新鲜紫甘薯无显著差异。

（2）、本发明中，可作为原料的紫甘薯来源广，成本低；并且，本发明工艺流程简单，易于操作，不需要蒸煮和单独的护色等工序，可进一步降低成本，喷雾干燥后的热敏性成分损失较少，可最大限度的保留紫甘薯的色素、营养成分和风味物质等，尤其是紫甘薯固有的紫色，使其独特的颜色和丰富的营养能够以全粉的形式广泛地应用于多种食品中，并具有预防高血压、改善肝功能、减少基因突变、抑制诱癌物质的产生、改善视力等保健功能。

（3）、通过本发明方法，得到的成品紫甘薯全粉的粒度细小，比表面积大，粘度低、分散性好、吸水速度快，用热水冲调可迅速分散并与水分子充分接触，达到速溶的效果，复水均衡快速，成为味美可口即食紫甘薯饮料，品尝时鲜薯风味浓郁，口感纯正。

（4）、通过本发明方法制得的紫甘薯全粉耐保藏，保质期可达12个月。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。

下列各实施例中：L-抗坏血酸为食品级，杭州达嘉凯成化工有限公司产品；麦芽糊精为食品级，山东富欣生物科技股份有限公司产品。

实施例1

本实施例速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法包括下述主要步骤：

（1）、预处理：选取无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜南紫薯008，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制2mm的厚度，加入甘薯重量2倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率3kw，打浆时间10min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值20）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为1%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为3%；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:2混合，搅拌10min， 40 Mpa下均质10min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度140℃，出风温度80℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60～120μm；

（6）、添加其它组分：再加入奶粉2%（占紫甘薯微胶囊全粉重量的百分比，下同）、白糖25%、蜂蜜4%、海藻酸钠0.3%，充分混匀后包装（16g/袋），即得速溶微胶囊紫甘薯全粉。

食用时取产品1袋，用大约200ml开水冲调后即可饮用。

感官评价：易溶解，冲调后呈均匀液体状、稳定性好，具紫甘薯本身的紫色；甜味适中，具浓郁的奶香味和蜂蜜的甜香，口感细腻。

实施例2

本实施例速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法包括下述主要步骤：

（1）、预处理：选取取1kg左右无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜川山紫薯，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制3mm的厚度，加入甘薯重量3倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率3kw，打浆时间15min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值20）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为0.8%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为5%；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:2.5混合，搅拌15min，25 Mpa下均质15min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度150℃，出风温度90℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60～120μm；

（6）、添加其它组分：再加入咖啡0.35%、白糖28%、蜂蜜6%、β-环糊精0.4%，充分混匀后包装（16g/袋），即得速溶微胶囊紫甘薯全粉。

食用时取产品1袋，用大约200ml开水冲调后即可饮用。

感官评价：易溶解，冲调后呈均匀液体状、稳定性好，具紫甘薯本身的紫色；甜味适中，具浓郁的咖啡香味和蜂蜜的甜香，口感细腻。

实施例3

本实施例速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法包括下述主要步骤：

（1）、预处理：选取取1kg左右无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜川山紫薯，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制4mm的厚度，加入甘薯重量4倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率4kw，打浆时间12min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值20）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为0.6%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为7%；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:3混合，搅拌12min，30 Mpa下均质12min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度160℃，出风温度85℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60～120μm；

（6）、添加其它组分：再加入奶粉3%、白糖20%、蜂蜜4.5%、CMC即羧甲基纤维素钠0.4%，充分混匀后包装（16g/袋），即得速溶微胶囊紫甘薯全粉。

食用时取产品1袋，用大约200ml开水冲调后即可饮用。

感官评价：易溶解，冲调后呈均匀液体状、稳定性好，具紫甘薯本身的紫色；甜味适中，具浓郁的奶香味和蜂蜜的甜香，口感细腻。

实施例4

本实施例速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法包括下述主要步骤：

（1）、预处理：选取取1kg左右无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜川山紫薯，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制1mm的厚度，加入甘薯重量1倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率5kw，打浆时间5min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值15）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为0.7%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为6%；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:3混合，搅拌10min，20 Mpa下均质20min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度170℃，出风温度85℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60～120μm；

（6）、添加其它组分：再加入奶粉5%、白糖18%、蜂蜜5%、果胶0.3%，充分混匀后包装（16g/袋），即得速溶微胶囊紫甘薯全粉。

食用时取产品1袋，用大约200ml开水冲调后即可饮用。

感官评价：易溶解，冲调后呈均匀液体状、稳定性好，具紫甘薯本身的紫色；甜味适中，具浓郁的奶香味和蜂蜜的甜香，口感细腻。

实施例5

本实施例速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法包括下述主要步骤：

（1）、预处理：选取取1kg左右无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜川山紫薯，用清水洗净，除去表面的泥沙等杂质；

（2）、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制5mm的厚度，加入甘薯重量4倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率2kw，打浆时间20min，得到紫甘薯泥（作为芯材）；

（3）、准备壁材溶液：在打浆的同时，准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值25）的混合溶液（作为壁材），其中L-抗坏血酸的浓度为0.5%（指占混合溶液重量的百分比，下同），麦芽糊精的浓度为10%；

（4）、混合、均质：将步骤（2）所得的紫甘薯泥和（3）准备的混合溶液按重量比1:1混合，搅拌20min，40 Mpa下均质5min； 

（5）、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度110℃，出风温度80℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60～120μm。

使用时，可与面粉等其它原料共同制作各类点心等食品。

本发明研究过程中，为了考察不同壁材对紫甘薯全粉中色素（花青素）保存率的影响，发明人分别采用β-环糊精、麦芽糊精、阿拉伯胶等多种壁材进行对比试验，测定产品紫甘薯微胶囊全粉中花青素保存率值，试验方法及结果如下：

样品制备：分别采用上述三种不同的壁材（β-环糊精、麦芽糊精、阿拉伯胶），按照实施例1步骤（3）的方法制得壁材溶液，分别与同样的芯材（按照实施例1的步骤（1）和（2）制得的紫甘薯泥）按重量比为1:2混合，搅拌10min，40 Mpa下均质8min；将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度150℃，出风温度85℃，干燥后分别得到不同壁材包裹的微胶囊紫甘薯全粉产品。

采用可见分光光度法测定三种全粉产品中的花青素含量，比较不同壁材对紫甘薯色素保存率的影响，结果见下述表1。

花青素保存率计算公式如下：

花青素保存率=微胶囊化全粉的花青素含量/ 微胶囊化前原料的花青素含量×100 %。

表1不同壁材对全粉色素保存率的影响

由表1结果可知，以麦芽糊精作为壁材时对全粉色素的保存率最高，可达96%，故选择麦芽糊精为壁材。

目前紫甘薯全粉的制备方法采用较多的是热风干燥后粉碎过筛，而微胶囊化技术用于紫甘薯全粉的制备在国内还未见报道。为此，发明人还对两种方法制得的紫甘薯全粉产品的品质进行了比较，方法及结果如下：

本发明微胶囊化技术制备全粉：选取1kg无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜济薯18紫薯，清洗完毕后，切片，厚度为1mm，立即加入甘薯重量1.5倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率3kw，打浆时间10min；同时准备好含抗坏血酸和麦芽糊精（DE值20）的混合溶液（壁材），其中抗坏血酸的浓度为0.7%，麦芽糊精浓度为6%；将紫甘薯泥和壁材混合溶液按1:3混合搅拌10min，40 Mpa下均质8min；将均质处理后的混合液进行喷雾干燥，控制进风温度150℃，出风温度85℃，干燥后得到微胶囊紫甘薯全粉。

热风干燥法制备全粉：选取1kg无腐烂、无伤痕、无霉斑的新鲜济薯18紫薯，清洗完毕后，切片，厚度为1mm，立即于100℃下蒸煮10min，用2kw打浆机打浆10min制泥，55℃下热风干燥至含水量9%左右，粉碎过筛105μm粒径。

两种方法制得的紫甘薯全粉产品的品质结果见下述表2：

表2 不同方法制备全粉的品质比较

表2中的L,a,b值均为采用DC-P3新型全自动测色色差计测定得到的色差值，仪器使用标准白板外部校准，使用三色协调系统L、a、b表示颜色。L为心理明度，黑色为0，白色为100。坐标原点为无色(a=0，b=0)。在水平轴上，正a表示红色，负a表示绿色。在纵轴上，正b表示黄色，负b表示蓝色。将制备的全粉制成粉饼，探头检测，记录仪器显示的L、a、b值。

表2结果显示，两种方法制备的全粉在L值上差异不大，主要是a、b 值有差异，微胶囊化全粉的a值即红值较小，负b值即蓝值较大，反映出来的外观色泽即是紫甘薯原料纯正的紫色；而热风干燥制备的全粉颜色为紫红色，偏红，与原料相比红色更明显，说明紫甘薯花青素在干燥过程中受到一定程度影响，色素保存率也较低。比较两者的冲调性，微胶囊化得到的全粉产品也明显好于热风干燥得到的全粉产品。

Claims (3)

1.一种速溶紫甘薯微胶囊全粉的制备方法，包括下述主要步骤：

(1)、预处理：选取无腐烂、无伤痕、无霉斑、新鲜的紫甘薯原料，用清水洗净，除去表面的杂质；

(2)、打浆：将预处理完毕的紫甘薯切片，控制1mm～5mm的厚度，加入甘薯重量1～4倍水用打浆机打浆制泥，打浆机功率2kW～5kW，打浆时间5min～20min，得到紫甘薯泥，作为芯材；

(3)、准备壁材溶液：准备含L-抗坏血酸和DE值15～25的麦芽糊精的混合溶液，作为壁材；其中L-抗坏血酸的浓度为占混合溶液重量的0.5％～1％，麦芽糊精的浓度为占混合溶液重量的3％～10％；

(4)、混合、均质：将步骤(2)所得的紫甘薯泥和(3)准备的混合溶液按重量比1∶(1～3)混合，搅拌10min～20min，20Mpa～40Mpa下均质5min～20min；

(5)、喷雾干燥：将均质处理后的混合液进行喷雾干燥使其微胶囊化，控制进风温度110℃～170℃，出风温度80℃～90℃，干燥后即得到紫甘薯微胶囊全粉，细度60μm～120μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述的步骤(5)中，干燥后，还按照紫甘薯微胶囊全粉质量的百分比加入下述物质中的任意一种或多种：

奶粉0.5％～6％、白糖15％～30％、蜂蜜1％～6％、咖啡0.1％～0.6％，以及稳定剂0.2％～0.4％。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

所述的稳定剂选自海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、果胶、β-环糊精中的任意一种。