菊花莲子植物固体饮料流化床制粒工艺探究

1、菊花莲子植物固体饮料流化床制粒工艺探究摘要目的优化一步制粒工艺以制备菊花莲子固体饮 料。方法对方中中药水煎提取、浓缩得到一定密度的流浸 膏，以目测流化床中颗粒的流动性为考察指标，通过单因素 和正交试验，考察辅料种类、添加量、物料温度、供液转速 对制粒工艺的影响。结果最佳的工艺条件为供液转速5 r/min,物料温度45°c,异麦芽酮糖醇添加量为流浸膏固形 物的35%,辅料为麦芽糊精：白砂糖粉(2 : l)o结论按优 选的处方和工艺制得的固体饮料，含糖量低，流动性较好， 工艺稳定。关键词固体饮料；异麦芽酮糖醇；流动性；流化床 制粒中图分类号r284. 1 文献标识码a 文章编号 1673

2、-7210 (2013) 03 (c) -0105-04目前市售的夏桑菊、燕麦纤维颗粒等固体饮料均采用传统的颗粒制备方法制备产品，流化床制粒1用于植物固体 饮料的生产仍不多见。菊花莲子固体饮料2-3由菊花、莲 子、枸杞子、陈皮、甘草、胖大海6味药食同源中药组成4-5 o方中多以平性的莲子、枸杞、甘草，并使用寒凉性菊花、胖 大海多于温性的橘皮配伍，使产品更赋予了清凉滋润，下火 解毒等作用，具有健康养生的饮用价值。以麦芽糊精6和 白砂糖粉作为制颗粒的辅料，异麦芽酮糖醇作为制颗粒辅助 剂7,蔗糖素有利于为产品倡导少糖健康并丰富了口感 8-9 o本产品采用流化床制粒的方法，通过正交考察了物 料温度、雾

3、化压力、进液速度等因素对颗粒流动性的影响， 并增加辅料的载药量，制备出冲泡后溶液色泽透亮澄清的低 糖菊花莲子植物固体饮料颗粒以满足广大消费者对健康产 品的需求10 o1仪器与材料mi-dpl-0. 2多功能制粒/包衣机（重庆精工）；dpl-11 （电）多功能制粒/制丸/包衣机（重庆精工）；uwa-f030电 子称（联贸电子有限公司）；101-2s型数显式电热恒温干燥 箱（沪越科学实验仪器厂）；r200 3ke旋转蒸发仪（shanghai senco technology co. , ltd. ）； tdl-5 离心机（上海安亭科 学仪器厂）；hb43-s快速水分测定仪（mettlert 0le

4、d0 made in switzerland）； te601-l电子天平赛多利斯科学仪器（北 京）有限公司;测定休止角装置（下口平整漏斗、尺子、 直角坐标纸、铁架台）等。菊花（康美药业提供，批号：20111111-002,产地浙江）; 莲子（康美药业提供，批号：110851652,产地湖南）；枸杞 子（康美药业提供，批号：20111111-001,产地宁夏）；陈 皮（康美药业提供，批号：110505601,产地广东）；甘草（康 美药业提供，批号：110416301,产地内蒙古）；胖大海（康 美药业提供，批号：110251571,产地云南）；白砂糖（雷州 市信通糖业有限公司，自制白砂糖粉，过60

5、目筛）；麦芽糊 精（青援食品有限公司）；异麦芽酮糖醇（广州市华柏食品 添加剂有限公司）；蔗糖素（盐城捷康三氯蔗糖制造有限公 司）；乳糖cranulac 200 （德国美剂乐集团公司）等。2方法与结果2. 1流浸膏提取液制备莲子、枸杞子、甘草、橘皮加10倍量水浸泡20 min后, 煎煮25 min,加入其余的胖大海、菊花8（tc保温60 min, 过滤，取滤液；滤渣加8倍水，13ctc煎煮60 min,过滤, 取滤液；合并两次滤液，70"减压浓缩至密度为1. 10左 右，收集浓缩液，4000 r/min离心8 min,收集上清液，上 清液继续减压浓缩至相对密度为1.250左右（6ctc

6、）,收集 流浸膏，即得。2.2处方筛选2. 2. 1粉末颗粒的制备方法取"2. 1”项下流浸膏配至适当密度的中药流浸膏。向 mi-dpl-0. 2多功能制粒/包衣机按比例加入辅料，通过顶喷 的方式喷入中药流浸膏得到粉末状颗粒。2. 2.2辅料筛选2. 2. 2. 1底料品种筛选所选的底料为水溶性辅料。麦 芽糊精作为水溶性辅料用于固体饮料，能保持原产品的特色 和香味，降低成本，产品口感醇厚、细腻，味香浓郁速溶效 果极佳，抑制结晶析出，载体作用明显。以麦芽糊精为参与 辅料，采用单因素分析方法，考察以单独使用麦芽糊精以及 麦芽糊精与糖粉、水溶性膳食纤维、乳糖的混合物作为辅料 时，喷入相对密

7、度为1. 177的中药流浸膏时制粒的难易程度, 在外界湿度为45%,物料温度为40°c,进风温度为75°c,供 液转速为5 r/min,风机频率30 hz的条件下，目测法观察 流化床制粒过程的流动性结果见表lo均以辅料处于较好流 动性时开始喷雾，以喷雾后10 min内流动性作为观察条件。由表1可以看出，选用麦芽糊精与糖粉作为底料制粒， 颗粒流动性较好。2. 2. 2. 2预试验 根据文献记载、辅料筛选过程及结果, 初步确定影响颗粒流动效果的主要因素为麦芽糊精与糖粉 的比例（a）、供液转速（b）、物料温度（c）和进风温度。 由于进风温度直接影响物料温度，只选取物料温度作为因素

8、 之一。各因素取3个水平。见表2。根据因素与水平表进行试验，以进风温度为75°c,风机 频率30hz,抖袋动作时间为1.2 s,抖袋间隔时间为8.0 s, 雾化压力0. 16 mhz为恒定条件，并以相对密度为1. 177流 浸膏作为主要成分及黏合剂通过顶喷的方式喷入混合物麦 芽糊精与糖粉的底料中，通过目测法观察不同比例的底料采用不同条件参数对加入流浸膏后流化床中物料的制粒情况, 确定麦芽糊精与糖粉加入比例，同时各因素用于作为确定制 粒工艺的参考条件。试验结果见表3。表3中结果rk显示，因素对制粒效果的大小顺序为： 供液转速糖粉比例物料温度。由此可知，最佳工艺参数为 a2b1c2,麦芽

9、糊精：糖粉（2 ： 1）,液转速为5 r/min,物料 温度为40°co2. 2. 2.3助干剂选择由于中药提取物的含糖高，易黏稠，且用作本植物固体饮料用的辅料为水溶性，考虑到麦芽 糊精及异麦芽酮糖醇能在颗粒表面形成保护膜并具有低吸 湿性使颗粒不易吸湿改善了流动性，故本试验考察流浸膏中 等量加入麦芽糊精或异麦芽酮糖醇对制粒的影响。选取麦芽 糊精及异麦芽酮糖醇的添加量均为浸膏固形物的33%,以物 料水溶性、低吸湿性为标准，从而优选出能加快颗粒干燥， 防止或减低物料踏床结块的添加物。设定条件：进风温度 75°c,物料温度45£ （参照底料比例确定的正交试验结果的 较佳

10、物料温度为4ctc并通过多次对物料温度进行调整而 定），风机频率25 hzo将助干剂溶解于相对密度为1. 177的 流浸膏后喷入流化床制粒机中，观察开始喷雾至颗粒流动性 变慢（流动性变差时颗粒在流化床内流动会发生明显变化，严重时会相互黏结、结块踏床）颗粒在流化床中的流动情况。结果见表4。表4结果表明，选用异麦芽酮糖醇作为制粒的助干剂能使制粒工艺稳定。2. 3颗粒制备工艺优化本试验以麦芽糊精：糖粉为2 : 1作为制粒混合底料， 中药提取流浸膏为黏合剂，异麦芽酮糖醇作为防粘剂以减少 制粒过程中颗粒踏床、结块等现象，并作为部分甜味剂，制 成粒度细腻均匀、流动性好、减少吸湿性的固体饮料颗粒。 物料温度

11、设定为45°c,风频28 hz,反吹动作时间1.2 s, 反吹间隔时间8.0 so采用四因素、三水平正交试验，根据 正交表l9c34）进行试验。其中四因素包括：流浸膏密度（a）、 异麦芽酮糖醇占浸膏固形物百分比（b）、雾化压力（c）、供 液转速（d）o各因素与水平见表4；以完成喷洒相同流浸膏 中固形物的量为一个实验单元，因素水平见表5。根据因素与水平表进行试验。取辅料250 g置 mi-dpl-0. 2多功能制粒/包衣机底部，开启机器使底料处于 流化状态下均匀升温至451时按设定条件喷入相同处方量 的流浸膏，通过目测法观察不同比例的底料采用不同条件参 数对加入流浸膏后流化床中物料的制

12、粒情况，试验结果见表 6o结果r1值显示，影响因素大小依次为d>a>b>c,供液转 速对制粒过程有较大影响，其次分别为流浸膏密度，异麦芽 酮糖醇百分比和雾化压力。选用的较佳工艺为a1b1c3d1,即 选用流浸膏密度为1. 180,异麦芽酮糖醇百分比为35%,雾化压力为0. 22,供液转速为5 r/mino2.4辅料对菊花莲子提取液的载药情况以颗粒的流动性为指标，考察辅料对菊花莲子流浸膏可 允许的加入量。流浸膏密度1. 180,水分含量30. 2%o实验 参数为进风温度75°c,物料温度45°c,风频25 hz,反吹动 作时间1.2 s,反吹间隔时间&

13、;0 so结果见表7。表7结果表明，200 g麦芽糊精白砂糖（2 : 1）混合物 中最大可加入约90.7 g中药固形物，借鉴该工艺参数，便 于计算添加甜味剂的用量及确定产品的规格。2.5异麦芽酮糖醇对颗粒吸湿性的影响在最优化工艺条件制得的含不同异麦芽酮糖醇比例的 颗粒，置于室温25°c,相对湿度38%环境下，采用快速水分测定不同时间内颗粒含水量,初步比较暴露于空气中添加不an同比例的异麦芽酮糖醇制成的颗粒的吸湿情况。结果见表8o表8表明，异麦芽酮糖醇加入量为10%、20%时吸湿性较大，30%以上吸湿性影响基本维持较低水平，故选用占固形 物30%左右的异麦芽酮糖醇便能对产品起到较好的抗

14、吸湿效 果。并确定本试验异麦芽酮糖醇添加量为35%o2.6甜味剂加入量米用具有无能量，甜度高，甜味纯正，高度安全等特点的三氯蔗糖作为甜味剂，以"2.4"项下试验得到的样品作 为空白样，加入适量三氯蔗糖，得到供试品，采集30名试 饮者的意见作为评分标准。结果见表9。结果表明，选用每5克颗粒中含0. 003 0 g三氯蔗糖量 冲泡成150 ml的饮品较为符合大众口感。综上所述，以相对密度为1. 180的流浸膏（水分含量 30. 2%） 600 g,溶入35%异麦芽酮糖醇约175 g和三氯蔗糖 0. 9 g,其混合液共同作为黏合剂通过dpl-11 （电）多功能 制粒/制丸/包衣机

15、顶喷方式喷入麦芽糊精：白砂糖粉 （2 : 1）为1 000 g的底料中，以目测方式观察颗粒在流化 床中的流动性。工艺参数设为：进风温度75°c,物料温度 45°c,雾化压力0.16 mpa,供液转速5 r/min,风机频率28 hz,抖袋动作时间8.0 s,抖袋间隔时间10.0 s,制备三批 样品。结果显示该三批样品制备过程流动性好，制备全过程 能顺利完成，未发生踏床现象，颗粒平均收率约为85%,粉 状，约有80%粉末未通过100目筛。通过快速水分测定三批 样品水分均在5. 0%以下，符合固体饮料的标准要求，冲泡后 其味清甜，有浓郁的菊花香。2. 7三批样品颗粒流动性考察通

16、过测定其休止角考察三批样品在温度为26°c,相对湿 度为45%下的颗粒流动性。通过对三批试验品按休止角的测 定方法考察其流动性。结果见表10o结果表明，成品颗粒具有较好的流动性。3讨论3. 1工艺分析结果显示该制粒工艺稳定，能为日后研发食品片剂、颗粒剂流化床制粒时提供参考。进行两次正交试验，第一次意 在考察在不确定辅料比的情况下同时能通过正交初步了解 本工艺因素条件对制粒过程的影响，并确定了辅料麦芽糊精 与白砂糖粉的混合比例。经过流化床制粒得到的颗粒，流动 性好，但较易吸湿，通过加入异麦芽酮糖醇能明显改善制粒 过程中物料踏床现象，并能降低颗粒的吸湿性，增加了货架 期。采用本工艺后其载

17、药为28% （以中药固形物计），能减少 产品的使用规格，即减少了辅料的摄入量，有利于健康。由 于成品是粉末状颗粒同时内含中药提取成分，若包装环境湿 度较大暴露的颗粒吸湿快流动性变差。但在相对湿度为38% 暴露1 h水分含量能控制在5%以下，且暴露前颗粒流动性较好，在严格控制好包装环境下可进行机械化包装，但仍需要 进一步研究。流化床设备成本高，本工艺选取辅料均为水溶 性辅料，故易吸湿，因此产品制备后需清理排风口筛网以提 高机器寿命。3.2产品的意义健康低糖饮品，为消费者追求养生的饮料文化提供可 能。通过该工艺制备的三批样品中以5 g （按水分含量约3%） 为一个包装单元计，麦芽糊精理论加入量约2

18、. 03 g；白砂糖 粉的加入量约1.02 g；异麦芽糖醇的加入量为0. 55 g；中 药干固物含量约为1.27 go根据食品营养标签管理规范规定， 低糖为糖含量w5 g/100 ml (液体)；无或不含糖为糖含量 <0. 5g/100ml (液体)11,说明该产品能作为低糖食品， 糖尿病患者人群适宜饮用。参考文献1陈磊，梁毅.国外流化床制粒机的最新动态观察与 探讨j.中国制药装备,2010, 11 (32)： 43-45.2孙云霞，金慧玲，鄂秀敏，等.食用中药固体保健 饮料的研制j食品研究与开发,1997, 18 (3)： 36-37.：3张宝善，陈锦屏枸杞沙棘复合固体饮料的研究j. 农业工程学报，2001, 17 (6)： 132-134.4刘强药食两用中药应用手册m.北京：中国医药 科技出版社，2006： 250-600.5国家药典委员会中国药典s. 部北京：中国医 药科技出版社，2010： 80, 176, 232, 245, 256, 292.6刘文慧，王颉，王静，等.麦芽糊精在食品工业中 的应用现状j.开发利用中国食品添加剂，