多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法与流程

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法。

背景技术

山药是山中之药、食中之药，不仅可做成保健食品，而且具有调理疾病的药用价值。医学研究认为，山药具有降血压、延缓衰老、抗肿瘤和治疗皮肤病的作用。铁棍山药乃山药中的极品，是一味珍贵的中药材，因表皮蕴含铁锈色，故称为铁棍山药。对于铁棍山药的食用形式也包含多种，可将铁棍山药直接煮食、也可以将其做成拔丝山药等菜肴，另外，为了方便保存和食用，山药速溶粉也是近年来山药精深加工的产品开发之一。

对于山药速溶粉加工的关键是能够提高产品的营养，尽可能完整的保留铁棍山药的鲜、香、甘的原始风味，即保留铁棍山药的“原汁原味”和功能活性成分，同时符合山药速溶粉易溶解和不沉淀的要求。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明的目的是提供一种多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法，该方法采用多级酶解生物技术与喷雾干燥技术相结合，生产出的铁棍山药纯粉易溶解，不沉淀，而且保留了鲜铁棍山药的原有成份，口感醇厚，原汁原味。

本发明提供了一种多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法，该方法包括以下步骤：

1）将鲜铁棍山药进行清洗、去皮，制得去皮铁棍山药；

2）将去皮铁棍山药护色处理后，再进行打浆，得到铁棍山药浆；

3）在铁棍山药浆中加入皂甙酶进行一级酶解；一级酶解后的物料加入淀粉酶进行二级酶解；二级酶解后的物料加入风味酶进行三级酶解；

4）三级酶解后的物料经灭酶、乳化、均质，得到细化后的物料；

5）将细化后的物料进行喷雾干燥，过筛，得到铁棍山药纯粉。

为了制备得到优质的铁棍山药纯粉，原料需要进行严格甄选，保证产品的营养和安全品质。

本发明步骤1）中，鲜铁棍山药的清洗是将鲜铁棍山药放在清洗机中，用流动水清洗干净，然后再去皮，制得去皮铁棍山药，备用。

根据本发明，步骤2）中，将去皮铁棍山药放入柠檬酸溶液中浸泡护色，然后用水冲洗干净。

优选地，柠檬酸溶液的质量浓度为0.4-0.6g/ml，浸泡时间为8-15min。更优选地，柠檬酸溶液的质量浓度为0.5g/ml，浸泡时间为10min。

本发明中，利用胶体磨进行打浆处理。将去皮铁棍山药与一定比例的净化水混合后打浆，完毕后，清洗胶体磨、反应罐、输料泵等。

具体地，步骤2）中，将护色处理后的去皮铁棍山药与净化水按照1︰1.5-3的质量比混合，利用胶体磨进行打浆。优选地，去皮铁棍山药与净化水的混合质量比为1︰2。

本发明中，通过“皂甙酶-淀粉酶-风味酶”多级酶解技术，完整的保留了铁棍山药的鲜、香、甘等特性，使消费者一年四季均可享受原汁原味山药的时令口感，一级酶解主要克服了铁棍山药特有的粘度；二级酶解主要是提高铁棍山药粉的溶解度；三级酶解可增强铁棍山药的风味。

在一级酶解中选用皂甙酶，主要是由于山药中含有大量的皂甙成分，含有大量的粘液质，不利于喷雾干燥的实现，利用皂甙酶进行酶解可以减少山药的粘度，减少山药的粘壁现象，同时又不损坏山药原有的营养成分。通过添加皂甙酶进行酶解，怀山药浆黏度大大下降，提高了喷雾干燥的喷雾效果。

但是，当皂甙酶含量过多时则破坏山药的营养成分，过少则效果不佳。优选地，步骤3）中，皂甙酶在铁棍山药浆中的添加量为0.05-0.08%，更优选为0.07%。优选地，一级酶解的工艺条件包括：酶解温度为48-52℃，在搅拌条件下酶解35-45min。更有选地，一级酶解的工艺条件包括：酶解温度为50℃，在搅拌条件下酶解40min。另外，酶解时物料的ph为6.5。

在二级酶解中选用淀粉酶，铁棍山药中含有较多的淀粉，且黏度较大，若不经酶解直接进行喷雾干燥会大量黏于喷雾干燥器中，加大喷雾难度，另外，添加淀粉酶可以使淀粉的大分子切换成小分子能够更好的增加铁棍山药的溶解度。

但是，当淀粉酶添加量过多时会使山药变性，过少则效果不佳。优选地，步骤3）中，淀粉酶在一级酶解后物料中的添加量为0.03-0.06%，更有选为0.05%。二级酶解的工艺条件包括：酶解温度为75-85℃，在搅拌条件下酶解50-70min。更有选地，二级酶解的工艺条件包括：酶解温度为80℃，在搅拌条件下酶解60min。另外，酶解时物料的ph为6.5。

在三级酶解中选用风味酶，铁棍山药本身气味清淡，口感较弱。风味酶的加入可以显著提升铁棍山药本身特有的口感，释放出风味物质，增强和改善食品的风味。风味酶还可以控制肽的苦味，把苦肽彻底降解为氨基酸。

优选地，步骤3）中，风味酶在二级酶解后物料中的添加量为0.05-0.10%，优选为0.08%。优选地，三级酶解的工艺条件包括：酶解温度为53-58℃，在搅拌条件下酶解50-65min。更优选地，三级酶解的工艺条件包括：酶解温度为55℃，在搅拌条件下酶解60min。另外，酶解时物料的ph为6.5。

根据本发明，步骤4）中，将三级酶解后的物料升温至110-130℃，保持30-50min进行灭酶。优选地，将三级酶解后的物料升温至120℃，保持40min进行灭酶，然后降温至80℃待用。

本发明中，将灭酶后的物料过胶体磨、乳化机和均质机，进行细化处理，均质压力可为20-30mpa，优选为25mpa，其它相关参数均可参照本领域进行常规选择。

本发明中，细化后物料的干燥选用增压离心式喷雾干燥，物料利用传送泵传送至雾化器，其特点是物料通过高速旋转的离心分配盘产生的离心力将物料分配成雾滴状，能将带有纤维状颗粒的山药液进行喷雾干燥。单机生产能力为蒸发水量800kg/h，干燥速度快、效率高、应用比较广泛。采用该种干燥方式能够克服压力喷雾干燥由于喷嘴孔很小，易堵塞，故料液必须严格过滤的缺点。另外通过增压能够提高离心式喷雾干燥的效率。

优选地，增压离心式喷雾干燥的工艺参数包括：进风口温度为175-185℃，出风口温度为75-85℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1000-1050l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为11000-13000转/min。

进一步优选地，进风口温度为180℃，出风口温度为80℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1000-1050l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为11000-13000转/min。更优选地，进料流量为1010l/h，离心机转速为12000转/min。

采用上述参数设置的干燥工艺，物料能够达到瞬间雾化，3-5秒快速干燥。

另外，不同的喷雾干燥工艺会对铁棍山药速溶冲调性造成不同的影响，例如控制适当的温度是喷雾干燥工艺的重要条件。当进风口温度为210℃，出风口温度在100℃时，喷雾干燥塔可以连续生产，但生产的铁棍山药粉颜色发黄发暗，口感有焦糊味道，并且失去铁棍山药本身的口味；当进风口温度为120℃，出风口温度在60℃时，喷雾干燥塔粘壁现象严重，雾化器不能正常雾化，下料困难，并且喷出的物料有结块现象，铁棍山药粉冲水不溶解、有沉淀；当进风口温度为180℃，出风口温度在80℃时，所生产出的铁棍山药粉口感纯正，易溶解、不沉淀。但当不采用上述的多级酶解工艺时，采用上述喷雾干燥条件进行干燥，喷雾干燥塔仍出现粘壁、雾化器不能正常雾化、下料有结块、不能连续生产。

由此可见，仅仅依靠喷雾干燥工艺，不能很好地解决鲜铁棍山药粉生产过程中出现的种种问题。本申请的发明人通过对铁棍山药粉的生产工艺进行了多次的实验和潜心研究，采用多级酶解和喷雾干燥技术相结合的工艺，有效克服了在喷雾干燥工艺制备鲜铁棍山药粉时，出现的“粘液质、黏蛋白含量高、黏度大而不宜喷雾干燥”这一技术壁垒，有效解决了鲜铁棍山药粉生产过程中粘壁、结块等问题，生产出的铁棍山药粉易溶解，不沉淀，而且保留了鲜铁棍山药的原有成份，口感醇厚，原汁原味。

本发明中，将经过喷雾干燥处理后的铁棍山药粉经30目振动筛过滤，得到所需产品进行包装，检验，入库。

按照本发明的一种优选实施方式，多级酶解步骤和喷雾干燥步骤的工艺参数包括：一级酶解中，皂甙酶在铁棍山药浆中的添加量为0.07%，工艺条件包括：酶解温度为50℃，在搅拌条件下酶解40min；二级酶解中，淀粉酶在一级酶解后物料中的添加量为0.05%，工艺条件包括：酶解温度为80℃，在搅拌条件下酶解60min；三级酶解中，风味酶在二级酶解后物料中的添加量为0.08%，工艺条件包括：酶解温度为55℃，在搅拌条件下酶解60min；喷雾干燥的进风口温度为180℃，出风口温度为80℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1010l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为12000转/min。

本发明的各工艺步骤还包含其它未加限定的工艺参数，均属于本领域的常规选择。

采用上述的方法制备得到的铁棍山药纯粉完整的保留了铁棍山药的鲜、香、甘等特性，使消费者一年四季均可享受原汁原味山药的时令口感。而且铁棍山药纯粉极大程度的保留了鲜铁棍山药的功能活性成分，并且可以达到易溶解和不沉淀，显著提升了产品的冲调性能，全方位提升了山药粉的产品品质。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过“皂甙酶-淀粉酶-风味酶”多级酶解技术，完整的保留了铁棍山药的鲜、香、甘等特性，使消费者一年四季均可享受原汁原味山药的时令口感。另外，将多级酶解技术与增压离心式喷雾干燥技术相结合，克服了铁棍山药原浆因粘液质、黏蛋白等活性成分含量高、黏度大而不宜喷雾干燥的技术壁垒。通过原料的甄选和全过程的优化，极大程度的保留了鲜铁棍山药的“原汁原味”和功能活性成分，并且制得的铁棍山药纯粉易溶解和不沉淀，显著提升了产品的冲调性能，全方位提升了山药粉的产品品质。

附图说明

图1为本发明制备铁棍山药纯粉的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1-3用于说明本发明的多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法。

实施例1

多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法，包括以下步骤：

1）将鲜铁棍山药放在清洗机中，用流动水清洗干净，然后再去皮，进行清洗、去皮，制得去皮铁棍山药；

2）将去皮铁棍山药放入柠檬酸溶液中浸泡护色，然后用水冲洗干净，柠檬酸溶液的质量浓度为0.5g/ml，浸泡时间为10min；去皮铁棍山药护色处理后，与净化水按照1︰2的质量比混合，利用胶体磨进行打浆，得到铁棍山药浆；

3）在铁棍山药浆中加入皂甙酶进行一级酶解，皂甙酶在铁棍山药浆中的添加量为0.07%，一级酶解的工艺条件包括：酶解温度为50℃，在搅拌条件下酶解40min；一级酶解后的物料加入淀粉酶进行二级酶解，淀粉酶在一级酶解后物料中的添加量为0.05%，二级酶解的工艺条件包括：酶解温度为80℃，在搅拌条件下酶解60min；二级酶解后的物料加入风味酶进行三级酶解，风味酶在二级酶解后物料中的添加量为0.08%，三级酶解的工艺条件包括：酶解温度为55℃，在搅拌条件下酶解60min；

4）三级酶解后的物料升温至120℃，保持40min进行灭酶、乳化、均质，均质压力为25mpa，得到细化后的物料，然后降温至80℃待用；

5）将细化后的物料进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数包括：进风口温度为180℃，出风口温度为80℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1010l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为12000转/min；将经过喷雾干燥处理后的铁棍山药粉经30目振动筛过滤，得到铁棍山药纯粉。

采用上述方法制得的铁棍山药纯粉在85℃温水中，搅拌30秒即可溶解，且静止后无沉淀，且保留铁棍山药的鲜、香、甘等特性，极大程度的保留了鲜铁棍山药的“原汁原味”和功能活性成分。

实施例2

多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法，包括以下步骤：

1）将鲜铁棍山药放在清洗机中，用流动水清洗干净，然后再去皮，进行清洗、去皮，制得去皮铁棍山药；

2）将去皮铁棍山药放入柠檬酸溶液中浸泡护色，然后用水冲洗干净，柠檬酸溶液的质量浓度为0.4g/ml，浸泡时间为8min；去皮铁棍山药护色处理后，与净化水按照1︰1.5的质量比混合，利用胶体磨进行打浆，得到铁棍山药浆；

3）在铁棍山药浆中加入皂甙酶进行一级酶解，皂甙酶在铁棍山药浆中的添加量为0.05%，一级酶解的工艺条件包括：酶解温度为48℃，在搅拌条件下酶解35min；一级酶解后的物料加入淀粉酶进行二级酶解，淀粉酶在一级酶解后物料中的添加量为0.03%，二级酶解的工艺条件包括：酶解温度为75℃，在搅拌条件下酶解50min；二级酶解后的物料加入风味酶进行三级酶解，风味酶在二级酶解后物料中的添加量为0.05%，三级酶解的工艺条件包括：酶解温度为53℃，在搅拌条件下酶解50min；

4）将三级酶解后的物料升温至110℃，保持50min进行灭酶，乳化、均质，均质压力为20mpa，得到细化后的物料，然后降温至80℃待用；

5）将细化后的物料进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数包括：进风口温度为175℃，出风口温度为75℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1000l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为11000转/min，将经过喷雾干燥处理后的铁棍山药粉经30目振动筛过滤，得到铁棍山药纯粉。

采用上述方法制得的铁棍山药纯粉在85℃温水中，搅拌30秒即可溶解，且静止后无沉淀，且保留铁棍山药的鲜、香、甘等特性，极大程度的保留了鲜铁棍山药的“原汁原味”和功能活性成分。

实施例3

多级酶解和喷雾干燥技术相结合制备铁棍山药纯粉的方法，包括以下步骤：

1）将鲜铁棍山药放在清洗机中，用流动水清洗干净，然后再去皮，进行清洗、去皮，制得去皮铁棍山药；

2）将去皮铁棍山药放入柠檬酸溶液中浸泡护色，然后用水冲洗干净，柠檬酸溶液的质量浓度为0.6g/ml，浸泡时间为12min；去皮铁棍山药护色处理后，与净化水按照1︰3的质量比混合，利用胶体磨进行打浆，得到铁棍山药浆；

3）在铁棍山药浆中加入皂甙酶进行一级酶解，皂甙酶在铁棍山药浆中的添加量为0.08%，一级酶解的工艺条件包括：酶解温度为52℃，在搅拌条件下酶解45min；一级酶解后的物料加入淀粉酶进行二级酶解，淀粉酶在一级酶解后物料中的添加量为0.06%，二级酶解的工艺条件包括：酶解温度为85℃，在搅拌条件下酶解70min；二级酶解后的物料加入风味酶进行三级酶解，风味酶在二级酶解后物料中的添加量为0.10%，三级酶解的工艺条件包括：酶解温度为58℃，在搅拌条件下酶解65min；

4）将三级酶解后的物料升温至130℃，保持30min进行灭酶，乳化、均质，均质压力为30mpa，得到细化后的物料，然后降温至80℃待用；

5）将细化后的物料进行喷雾干燥，喷雾干燥的参数包括：进风口温度为185℃，出风口温度为85℃，热风流量为2300m³~2320m³/h，进料流量为1050l/h，干燥塔内负压为500-550kpa，离心机转速为13000转/min，将经过喷雾干燥处理后的铁棍山药粉经30目振动筛过滤，得到铁棍山药纯粉。

采用上述方法制得的铁棍山药纯粉在85℃温水中，搅拌30秒即可溶解，且静止后无沉淀，且保留铁棍山药的鲜、香、甘等特性，极大程度的保留了鲜铁棍山药的“原汁原味”和功能活性成分。

对比例1

工艺步骤与实施例1的不同之处在于，铁棍山药浆中未加入皂甙酶进行一级酶解，直接进行淀粉酶解和风味酶解，其余步骤与实施例1相同，采用该方法制备铁棍山药纯粉，在喷雾干燥过程中，喷雾干燥塔粘壁现象严重，雾化器不能正常雾化，下料困难，并且喷出的物料有结块现象，铁棍山药粉冲水不溶解、有沉淀。

对比例2

工艺步骤与实施例1的不同之处在于，喷雾干燥的参数中进风口温度为150℃，出风口温度为60℃，其余步骤同实施例1，采用该方法制备铁棍山药纯粉，在喷雾干燥过程中，喷雾干燥塔出现粘壁现象严重，喷出的物料有结块现象，影响铁棍山药粉的冲调性能。

由实施例和对比例可知，本发明通过“皂甙酶-淀粉酶-风味酶”多级酶解技术与特定工艺参数的喷雾干燥相结合，不仅能够完整的保留了铁棍山药的鲜、香、甘等特性，同时克服了铁棍山药原浆因粘液质、黏蛋白等活性成分含量高、黏度大而不宜喷雾干燥的技术壁垒，制得的铁棍山药纯粉易溶解和不沉淀，显著提升了产品的冲调性能，全方位提升了山药粉的产品品质。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。