超微粉碎對荸薺皮物料特性的影響

高志明，陳振林，羅楊合，解慶林

（賀州學院桂東特色資源研究與開發廣西重點建設實驗室，廣西 賀州 542800）

超微粉碎對荸薺皮物料特性的影響

高志明，陳振林*，羅楊合，解慶林

（賀州學院桂東特色資源研究與開發廣西重點建設實驗室，廣西 賀州 542800）

為研究超微粉碎對荸薺皮物料特性的影響，考察不同超微粉碎時間荸薺皮微粉休止角、持水力、持油力、溶脹性和水溶性，以及超微粉碎前后荸薺皮主要成分含量的變化。結果表明，超微粉碎后荸薺皮微粉休止角增大，粉碎20 min時達到最大值41.46°。超微粉碎能有效提高荸薺皮微粉的持水力和持油力，粉碎20 min時持水力和持油力分別達到最大值129.3%和103.3%。荸薺皮溶脹性隨粉碎時間先下降后升高，總體變化不大。50 min的超微粉碎能使荸薺皮水溶性從19.6%提高到33.8%。60 min的超微粉碎處理使荸薺皮不溶性膳食纖維含量從42.00%降低到34.33%，其他成分含量變化較小。

荸薺皮；超微粉碎；超微粉；物料特性

廣西生產大量荸薺，在荸薺加工過程中產生大量的荸薺皮。荸薺皮含有豐富的抗氧化性和抑菌性物質[1-3]，還有研究利用荸薺皮提取色素、膳食纖維等[4-6]，荸薺皮是一種良好的保健食品原料。超微粉碎技術作為一種新型食品加工高新技術，在國內外越來越多的應用于許多功能食品的生產中[7]。通過超微粉碎處理能提高原料利用率，并改善物料的一些物理化學特性。本課題組前期已經對荸薺皮超微粉碎工藝進行了相關研究，獲得了粒徑微小而均勻的荸薺皮超微粉。本研究將進一步考察荸薺皮超微粉的物料特性，為其在食品工業中的加工應用提供基礎的理論參考，以便其更好的應用于食品工業中。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 荸薺皮

荸薺皮收集于賀州市農貿市場，洗凈晾干后在80℃下熱風干燥3 h，保存備用。

1.1.2 主要設備

DHG-9240A型電熱鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；SX2-4-10型馬弗爐：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；JA5002型電子天平：濟南路航試驗機械設備有限公司；FW200型高速萬能粉碎機：北京中興偉業儀器有限公司；6B-1型貝利微粉機：濟南倍力粉體技術工程有限公司；Mastersizer 2000E型激光粒度儀：英國馬爾文公司。

1.2 方法

1.2.1 荸薺皮超微粉碎

干燥過的荸薺皮經過常規粉碎得到荸薺皮粗粉，平均粒徑為351.75μm。然后將水分含量約為5%的荸薺皮粗粉在0 ℃下分別進行10、20、30、40、50、60、90 min的超微粉碎，得到不同的荸薺皮超微粉，其平均粒徑如表1所示。

表 1 荸薺皮超微粉的平均粒徑Table 1 Average particle size of Eleocharis Tuberose peel ultrafine

1.2.2 休止角的測定

參照文獻[8]的方法測定。

1.2.3 持水力、持油力測定

參照文獻[9]的方法測定。

1.2.4 溶脹性測定

參照文獻[10]的方法測定。

1.2.5 水溶性測定

參照文獻[11]的方法測定。

1.2.6 荸薺皮主要成分含量測定

水分：參照GB5009.3-2010《食品中水分的測定》[12]；灰分：參照GB 5009.4-2010《食品中灰分的測定》[13]；蛋白：凱氏定氮法，GB 5009.5-2010《食品中蛋白質的測定》[14]；脂肪：索氏抽提法，參照GB 5009.6-2010《食品中脂肪的測定》[15]；淀粉：參照GB/T5009.9-2008《食品中淀粉的測定》[16]；不溶性膳食纖維：參照文獻[17]的方法進行測定；總黃酮：參照文獻[18]方法測定。

2 結果與分析

2.1 超微粉碎對荸薺皮休止角的影響

休止角是衡量物料流動性的重要指標之一。超微粉碎對荸薺皮休止角的影響，如圖1所示。

由圖1所示，超微粉碎10 min后荸薺皮的休止角明顯增加，從31.62°增加到39.84°。繼續粉碎10 min，休止角增加幅度較小，達到41.46°。隨著粉碎時間延長，休止角又逐漸下降。休止角的變化與微粉顆粒之間的相互作用力有關。微粉粒徑越小，相互之間的吸附力越大，從而導致休止角變大，流動性變差。隨著“逆粉碎”的出現，微粉粒徑增加使得相互吸附力相應下降，流動性增加，休止角變小。

2.2 超微粉碎對荸薺皮持水力、持油力的影響

荸薺皮在超微粉碎過程中持水力和持油力的變化情況，如圖2所示。

由圖2可知，在持水力方面，前10 min的粉碎能使荸薺皮持水力明顯上升，由101.3%增加到122.5%；從第10 min到第30 min的粉碎過程中則增加幅度較小，粉碎30 min時達到最大值129.3%，隨后有逐漸下降趨勢。超微粉碎能使荸薺皮中更多的膳食纖維暴露出來，并使部分不溶性膳食纖維轉化為可溶性膳食纖維，而膳食纖維中含有大量的親水基，因而使得超微粉持水力增加。而過度的粉碎破壞膳食纖維的結構，使其持水性受到影響。在持油力方面具有和持水力相似的變化趨勢。前20 min的超微粉碎使荸薺皮持油力達到最大103.3%，隨后變化不明顯，可能與荸薺皮超微粉粒徑變化有關。荸薺皮超微粉的持水力和持油力會影響其作為食品原料在加工過程中的功能特性，同時也會影響其在人體內的各種功能特性。

2.3 超微粉碎對荸薺皮溶脹性、水溶性影響

超微粉碎對荸薺皮溶脹性的影響，如圖3所示。

由圖3可知，在超微粉碎的前10 min，細胞原有的組織結構遭到破壞，加之部分可溶性成分的溶出使體積減小，導致了荸薺皮吸水溶脹能力略微下降。此后，由于部分不溶性膳食纖維轉變為溶脹性較強的可溶性膳食纖維，使得荸薺皮超微粉溶脹性逐漸上升，但變化幅度不大，90 min的超微粉碎使荸薺皮溶脹性從81.40%增加到86.75%。

超微粉碎對荸薺皮水溶性的影響，見圖4。

從圖4可以看出，超微粉碎前30 min，微粉的水溶性緩慢增加，在第30 min和50 min之間則快速上升，超微粉碎50min能使荸薺皮水溶性從19.6%提高到33.8%。50min以后，水溶性上升緩慢，粉碎90min時達到35.2%。在粉碎的開始階段，荸薺皮細胞結構被破壞，使得可溶性成分更容易釋放，水溶性增加；隨后，不溶性膳食纖維向可溶性膳食纖維的轉變，進一步提高了微粉的水溶性。

2.4 超微粉碎對荸薺皮主要成分含量的影響

超微粉碎前后荸薺皮基本營養成分含量的變化如表2所示。

表 2 荸薺皮超微粉主要成分含量Table 2 Content of the main components in Eleocharis Tuberose peel ultra-fine powder%

超微粉碎后水分含量略微增加，可能是粉體比表面積增加導致吸濕性增強導致。灰分和蛋白質沒有明顯變化。超微粉碎后粗脂肪和淀粉略微增加，可能由于細胞壁遭到破壞，使得游離脂肪酸和淀粉溶出率升高。不溶性膳食纖維含量在粉碎后降低，由42.00%降低到34.33%。超微粉碎處理能使不溶性膳食纖維的纖維束結構遭到破壞，使得一部分不溶性膳食纖維轉為可溶性膳食纖維。超微粉碎通過破壞植物細胞壁，能使更多的黃酮類物質溶出，但長時間暴露在空氣中造成一部分黃酮類物質損失，導致粉碎后總黃酮含量略有下降。

3 結論與討論

通過超微粉碎，荸薺皮休止角增大，粉碎20 min時達到最大值41.46°，后期有緩慢下降趨勢。超微粉碎能有效提高荸薺皮的持水力和持油力，20 min時能使荸薺皮持水力和持油力達到最大值，分別為129.3%和103.3%。荸薺皮的溶脹性隨粉碎時間先下降后升高，但總體變化不大。荸薺皮的水溶性能通過超微粉碎處理有效提高，50 min的超微粉碎能使荸薺皮水溶性從19.6%提高到33.8%。超微粉碎對荸薺皮的幾種主要成分含量的影響主要體現在膳食纖維含量上。60 min的超微粉碎處理使荸薺皮不溶性膳食纖維含量從42.00%降低到34.33%。

超微粉碎對荸薺皮物料特性具有較為明顯的影響，主要是因為顆粒尺寸的減小以及植物細胞的破壞所導致。在不同的應用場合下對物料特性的要求有所不同，因此超微粉碎導致荸薺皮物料特性的變化所帶來的損益要從加工、應用或食用等具體的角度來評價。本研究僅描述超微粉碎對荸薺皮物料特性造成的變化，為其加工應用提供基礎的理論參考。

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Effect of Ultra-Fine Pulverization on the Material Characteristics of Eleocharis Tuberose Peel

GAO Zhi－ming，CHEN el*LU YaXI Qing－lin

（Province Key Construction Laboratory of Characteristic Resources Research and Development of East Guangxi，Hezhou University，Hezhou 542800，Guangxi，China）

To study the effect of ultra－fine pulverization on the material characteristics of Eleocharis Tuberose peel，the value of repose angle，water and oil holding capacity，water swelling and water solubility charactristics of Eleocharis Tuberose peel super－fine witch were ultra－fine pulverized by different minutes were inspected，and then，the change in content of the main component of Eleocharis Tuberose peel were inspected，too.The results demonstrated that the repose angle rised after ultra－fine pulverization，the maximum value reach to 41.46°after pulverizing 20 min.The water and oil holding capacity of Eleocharis Tuberose peel can be increased by ultra－fine pulverization，by pulverizing 20 min，the maximum value reached to 129.3%and 103.3%respectively.The water swelling characteristic was increased at first and then decreased with pulverization time，but the general variation was little.By 50 min pulverization，the water solubility of Eleocharis Tuberose peel can be increased from 19.6%to 33.8%.The content of the main components changed little by 60 min pulverization but the IDF （insoluble dietary fiber），the content of IDF decreased from 42.00%to 34.33%.

Eleocharis Tuberose peel；ultra－fine pulverization；ultra－fine；material characteristics

2011-03-23