超微粉碎對棗粉品質的影響*

周禹含，畢金峰，陳芹芹，劉 璇，吳昕燁，周沫，陳瑞娟

1(中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工綜合性重點實驗室，北京，100193)2(沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽，110161)

冬棗，具有濃郁的棗香味，營養豐富，富含人體所需的多種營養成分，其中最突出的VC含量極高，可達到 400 ～600 mg/100 g［1］。新鮮冬棗含水量高，不耐儲藏，干制可大大提高其儲藏期，而干制后加工成棗粉，使得冬棗的用途更加廣泛，不僅可以單獨使用作為速溶棗粉，也可用作輔料添加到其他食品中，提高其營養價值。

超微粉碎技術是目前生產果蔬粉的常用方式，其原理是利用機械或流體動力將直徑在3 mm以上的物料顆粒粉碎至10～25 μm。與常規粉碎相比，超微粉碎可以粉碎常溫下難以粉碎的韌性、黏性、彈性、油性較大的物料，如牛骨、核桃仁、尼龍、蠟等，粉碎后的果蔬粉流動性更好，粒度分布更均勻［2］。研究表明，超微粉碎使粉體具有相對于普通粉碎更好的物理性質，粉中的營養成分也能更好地被人體吸收［3］。目前已有學者研究了超微粉碎對中藥和某些果粉物理化學特性的影響［4－5］，還未見超微粉碎對棗粉品質影響的相關報道。

本研究采用變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥3種常用的干燥方式制備棗粉，采用振動磨超微粉碎技術制備超微棗粉，測定棗粉的物理特性和營養成分，通過對比3種干燥方式制備的棗粉超微粉碎后品質的變化，研究超微粉碎對棗粉品質的影響，以期為棗粉加工技術提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

山東沾化新鮮冬棗，購自北京新發地批發市場。

1.2 試驗儀器設備

QDPH10-1變溫壓差果蔬膨化干燥機，天津勤德新材料科技有限公司;VO 200真空干燥機，德國Memmert公司;DHG-9123A電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司;Alphal-4L-plus真空冷凍干燥機，德國CHRIST公司;FW100高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司;低溫超微粉碎機，北京錕捷玉誠機械設備有限公司;AUW220萬分之一天平，日本SHIMADZU公司;DL-25色彩色差計，美國Hunterlab公司;S3500激光粒度儀，美國Microtrac公司;3K15離心機，德國Sigma公司;UV1800紫外可見分光光度計，日本島津公司;SPD-10A液相色譜，日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 冬棗干燥前處理

取無傷病的新鮮冬棗，流動水清洗后浸泡于80℃，質量分數2%的NaOH溶液中1 min，以破壞冬棗表皮結構，增加表皮通透性，提高干燥效率［6］。冷卻后用清水洗凈表面殘留的堿液，再置于0.5%的檸檬酸溶液中護色10 min，抑制冬棗在干燥過程中褐變［7］。將護色后的冬棗用清水洗凈，去核器去核，平均切成八瓣，并保證冬棗片的厚度均勻一致，約為5～7 mm。

1.3.2 冬棗不同干燥工藝

變溫壓差膨化干燥:60℃熱風預干燥2 h后進行膨化干燥，膨化溫度90℃、停滯時間10 min、膨化壓力0.2 MPa，抽空溫度65℃，抽空時間3 h。

真空干燥:溫度60℃，真空度1 000 Pa，干燥時間6.5 h。

熱風干燥:溫度為80℃，干燥時間8 h。

所得干棗濕基含水量均低于5%。

1.3.3 棗粉制備工藝

1.3.3.1 一般粉碎

將干制后的棗投入高速萬能粉碎機中制粉，每次打粉10 s，每次間隔5 min，以降低粉碎機的溫度，共打粉3次。

1.3.3.2 低溫超微粉碎

將一般粉碎后的棗粉投入低溫超微粉碎機中，粉碎30 min，即得超微棗粉。

1.3.4 棗粉物理特性測定方法

1.3.4.1 粒徑的測定方法［8］

利用激光粒度儀測定棗粉的粒徑。

1.3.4.2 色澤的測定方法［9］

采用色彩色差計測定棗粉的色澤。用CIELAB表色系統測定棗粉的L，a和b值，其中L代表明度指數，從黑暗(L=0)到明亮(L=100)的變化;a代表顏色從綠色(－a)到紅色(+a)的變化，b代表顏色從藍色(－b)到黃色(+b)的變化。也可用L*、a*、b*表色系表示兩種色調的差值，即色差，用△E表示。本實驗用△E代表被測物體的色澤(L、a、b)與標準白板色澤(L*=91.44、a*=－0.95、b*=0.69)的色差值。△E計算方法如下:

試驗使用色彩色差計測定3種干燥方式制得棗粉的色澤，并計算了△E，每組試驗3次平行，結果取平均值，以反映不同干燥方式制得棗粉的色澤差異。

1.3.4.3 溶解性的測定方法

棗粉溶解性的測定同Gong［10］的一致。

1.3.4.4 吸濕性的測定方法［11－13］

精確稱取1 g棗粉置于已稱重的干燥鋁盒中，將樣品放置在盛有飽和 NaCl溶液(環境相對濕度75.5%)的玻璃干燥器中，保存7 d。吸濕性(HG%)表示每100克干物質吸收水分的克數，用公式計算。

其中，△m為棗粉質量的變化，g;M為粉的初始質量，g;Mi為棗粉放進干燥器前的自由水含量，g。

1.3.4.5 復水性的測定方法［9］

精確稱取1 g棗粉置于50 mL離心管中，加入20 mL蒸餾水，25℃條件下靜置1 h。然后以10 000 r/min速度離心25 min，沉淀物的質量即為復水粉的質量。棗粉的復水性(R%)用以下公式表示:

其中m1和m2分別為棗粉復水前和復水后的質量，g。

1.3.5 棗粉營養成分的測定方法

還原糖的測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法［14］;VC的測定依據 GB/T 5009.86－2003，2，6-二氯酚靛酚滴定法［15］;可溶性固形物的測定采用阿貝折光儀法［16］;黃酮的測定采用蘆丁比色法［17］;環磷酸腺苷的測定采用高效液相色譜法［18］。

2 結果與分析

2.1 超微粉碎對棗粉物理特性的影響

2.1.1 超微粉碎對棗粉粒徑的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的粒徑如圖1所示。

圖1 超微粉碎對棗粉粒徑的影響Fig.1 Particle size of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖1可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的粒徑均降至25 μm以下，尤以變溫壓差膨化干燥棗粉的粒徑最小，為10.49 μm。粉碎后的超微棗粉粒度分布更加均勻，說明超微粉碎技術可以制備出粒徑小，且分布均勻的棗粉。

2.1.2 超微粉碎對棗粉色澤的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的色澤如圖2所示。

由圖2-A可看出，變溫壓差膨化干燥和熱風干燥的棗粉在超微粉碎后L值顯著變大，顏色變亮;真空干燥棗粉的L值變小，顏色變暗。由圖2-B、2-C可以看出3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的a值和b值顯著變大，說明超微棗粉的顏色趨向于紅黃色，尤其是真空干燥的棗粉，其a值變化最大。圖2-D顯示了棗粉超微粉碎前后色差值的變化，真空干燥和熱風干燥棗粉顯著變大，變溫壓差膨化干燥棗粉顯著變小，其中真空干燥棗粉的色差值變化最明顯。

圖2 超微粉碎對棗粉色澤的影響Fig.2 Color of jujube powder before and after ultrafine grinding

變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗的褐變程度要高于真空干燥，因而前者的普通粉碎棗粉的顏色較深，L值較小，棗粉在超微粉碎后，粒徑顯著降低且分布更加均勻，顏色變淺，L值變大。而真空干燥棗粉本身顏色較淺，超微粉碎過程中含有大量紅色素的棗皮被粉碎得更加徹底，因此真空干燥制備的超微棗粉L值會變小。3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后a值和b值均顯著變大，也是棗皮粉碎得更加徹底的原因。

2.1.3 超微粉碎對棗粉溶解性的影響

圖3為變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的溶解性變化。

圖3 超微粉碎對棗粉溶解性的影響Fig.3 Solubility of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖3可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的溶解性均變大，變溫壓差膨化干燥和真空干燥棗粉變化顯著，熱風干燥棗粉變化不顯著。棗粉在溶解過程中，水分子接觸到顆粒表面，并逐步擴散進顆粒內部，直到顆粒完全溶解于水中。影響這一過程的主要因素是顆粒的比表面積、顆粒的直徑和擴散系數等。棗粉經超微粉碎后，顆粒直徑變小，顆粒的比表面積增加，因而棗粉的分散性和溶解性增加［19］。因此超微粉碎有利于提高棗粉的溶解性，利于速溶粉的研發。

2.1.4 超微粉碎對棗粉吸濕性的影響

超微粉碎對變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉吸濕性的影響如圖4所示。

圖4 超微粉碎對棗粉吸濕性的影響Fig.4 Hygroscopicity of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖4可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的吸濕性均顯著降低，真空干燥和熱風干燥棗粉降低最明顯，說明在相對濕度為75.5%的環境下，超微棗粉的吸濕性比普通粉碎棗粉吸濕性小，超微粉碎利于棗粉的保存。

2.1.5 超微粉碎對棗粉復水性的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的復水性如圖5所示。

圖5 超微粉碎對棗粉復水性的影響Fig.5 Rehydration of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖5可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的復水性顯著降低。Kim等的研究也表明，粉的粒徑越大，復水性越大［8］。棗粉超微粉碎后，顆粒粒徑變小且更加均勻，顆粒間隙更小，加之棗粉含糖量高，置于水中時易粘結在一起，阻止了水向棗粉內部滲透，導致棗粉復水性變差。

2.2 超微粉碎對棗粉營養成分的影響

2.2.1 超微粉碎對棗粉還原糖含量的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的還原糖含量如圖6。

圖6 超微粉碎對棗粉還原糖含量的影響Fig.6 Reducing sugar content of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖6可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的還原糖含量顯著增加，最高可達到65%。棗粉經超微粉碎后，顆粒明顯變小，與提取液的接觸面變大，且劇烈的機械作用力，破壞了顆粒細胞的細胞壁，使得顆粒中的營養成分有效溶出，因而溶出更多的還原糖，說明超微粉碎可以增加棗粉中還原糖的溶出，提高人體的吸收利用率。

2.2.2 超微粉碎方式對棗粉VC含量的影響

超微粉碎對變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉VC含量的影響如圖7所示。

圖7 超微粉碎對棗粉VC含量的影響Fig.7 Vitamin C content of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖7可以看出，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的VC含量顯著降低，說明超微粉碎不利于VC的保存。VC極易受到光、熱和氧的影響，棗粉在超微粉碎過程中受到長時間劇烈的摩擦作用力，造成了VC的損失。因而，雖然超微粉碎可以增加水溶性成分的溶出，棗粉中VC的含量還是降低了。

2.2.3 超微粉碎對棗粉可溶性固形物含量的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的可溶性固形物含量如圖8所示。

圖8 超微粉碎對棗粉可溶性固形物含量的影響Fig.8 Soluble solids content of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖8可以，看出3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后的可溶性固形物含量顯著增加，尤其是變溫壓差膨化干燥和真空干燥增加明顯，說明超微粉碎能增加棗粉可溶性固形物的溶出。可溶性固形物是食品中所有溶解于水的化合物的總稱，棗粉超微粉碎后顆粒與水接觸面積變大，水溶性成分溶出增加，可溶性固形物含量因此增加。

2.2.4 超微粉碎對棗粉黃酮含量的影響

變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉超微粉碎前后的黃酮含量如圖9所示。

圖9 超微粉碎對棗粉黃酮含量的影響Fig.9 Total flavonoids content of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖9可知，3種干燥方式制得的棗粉在超微粉碎后黃酮含量均增加，其中變溫壓差膨化干燥棗粉超微粉碎前后黃酮含量差異顯著，真空干燥和熱風干燥的前后黃酮含量差異不顯著。超微粉碎過程使棗粉粒徑減小，粉體的均勻性增大，提取時與提取液接觸更充分，因此棗粉中的黃酮提取率增大，黃酮含量也就增加。而黃酮類物質受熱時易發生酚類氧化反應，棗粉在超微粉碎過程中摩擦劇烈，產生的熱量又會使得黃酮類物質有所損失，在這2方面的共同影響下，棗粉超微粉碎后黃酮含量有所增加。

2.2.5 超微粉碎對棗粉環磷酸腺苷含量的影響

超微粉碎對變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉環磷酸腺苷含量影響如圖10所示。

圖10 超微粉碎對棗粉環磷酸腺苷含量的影響Fig.10 Cyclic adenosine monophosphate content of jujube powder before and after ultrafine grinding

由圖10可以看出真空干燥和熱風干燥棗粉在超微粉碎后的環磷酸腺苷含量顯著增加，變溫壓差膨化干燥棗粉也有所增加，說明超微粉碎能增加棗粉環磷酸腺苷的溶出。環磷酸腺苷是細胞內參與調節代謝的重要物質，具有重要的生理功能，棗粉經超微粉碎后，環磷酸腺苷的溶出量明顯增加，其原因與黃酮溶出量的增加一致，說明超微粉碎有利于環磷酸腺苷的提取，能增加人體對其的吸收率。

3 討論

雖然3種干燥方式對棗粉的物理特性和營養成分的影響有一定差異，但不論哪種干燥方式得到的棗粉，經超微粉碎后的品質均有所提高。

棗粉超微粉碎后粒徑變小且分布均勻，棗皮徹底粉碎后，使得棗粉的整體顏色均勻一致，趨向于淺紅黃色。超微棗粉的粒徑小，顆粒的比表面積大，使得棗粉具有更好的分散性和溶解性。在提取營養成分時，顆粒與提取液的接觸面大，且劇烈的機械作用力，破壞了顆粒細胞的細胞壁，使得顆粒中的營養成分有效溶出，因此超微棗粉可以提高人體對營養成分的吸收利用率。棗粉在超微粉碎過程中會受到長時間劇烈的摩擦作用力，溫度有所升高，使VC、黃酮和環磷酸腺苷等營養成分有一定的損失，但損失的量小于營養成分溶出的增加量。

總體來說，超微粉碎在一定程度上改善了棗粉的物理性質，也使棗粉中的營養成分溶出明顯增加，證明超微粉碎技術在棗粉加工業具有廣闊的應用前景。

4 結論

試驗采用變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥3種常用的干燥方式制備棗粉，采用振動磨超微粉碎技術制備超微棗粉，研究了超微粉碎對棗粉品質的影響。棗粉經超微粉碎后的物理特性變化為:棗粉的L、a、b值變大，色澤趨向于淺紅黃色;溶解性增大;吸濕性和復水性降低。棗粉經超微粉碎后的營養成分變化表現為:還原糖、可溶性固形物、黃酮、環磷酸腺苷含量增加，VC含量降低。

［1］張瑋，饒景萍，李孔文，等.低溫冷藏下的冬棗某些生理指標變化和保鮮效應［J］.植物生理學通訊，2006，42(2):221－224.

［2］王亮，張慜，孫金才，等.牡蠣殼超微粉碎工藝及粉體性質［J］.無錫輕工大學學報，2004，23(1):58－61.

［3］Zhao X Y，Yang Z B，Gai G S，et al.Effect of superfine grinding on properties of ginger powder［J］.Journal of Food Engineering，2009，91:217－222.

［4］趙曉燕，楊連威，楊玉芬，等.超微粉碎對當歸物理化學特性影響的研究［J］.世界科學技術-中醫藥現代化，2010，12(3):418－422.

［5］賈牛群，張名位，唐小俊，等.低溫超微粉碎對龍眼果肉全粉物理性質的影響［J］.廣東農業科學，2012，39(12):96－100.

［6］杜衛華，楊性民，肖功年，等.改善真空冷凍干燥豌豆復水性的工藝研究［J］.食品科技，2006，31(2):28－32.

［7］李波，蘆菲，王東玲.杏鮑菇干制的非硫護色方法研究［J］.農業工程學報，2008，24(5):258－260.

［8］Zhang L H，Xu H D，Li S F.Effects of micronization on properties of Chaenomeles sinensis(Thouin)Koehne fruit powder［J］.Innovative Food Science and Emerging Technologies，2009，10:633－637.

［9］Kim S H，Choi Y J，Lee H，et al.Physicochemical properties of jujube powder from air，vacuum，and freeze drying and their correlations［J］.Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry，2012，55:271－279.

［10］Gong Z Q，Zhang M，Mujumdar A S，et al.Spray drying and agglomeration of instant bayberry powder［J］.Drying Technology，2008，26:116－121.

［11］Cai Y Z，Croke H.Production and propertied of spraydried Amaranthus betacyanin pigments［J］.Journal of Food Science，2000，65(6):1 248－1 252.

［12］Caparino O A，Tang J，Nindo C I，et al.Effect of drying methods on the physical properties and microstructures of mango(Philippine‘carabao’var.)powder［J］.Journal of Food Engineering，2012，11:135－148.

［13］Ferrari C C，Germer S P M，Aguirre J M.Effects of spray-drying conditions on the physicochemical properties of blackberry powder［J］.Drying Technology，2012，30:154－163.

［14］Lindsay H.A colorimetric estimation of reducing sugars in potatoes with 3，5-dinitrosalicylic acid［J］.Potato Research，1973，16:176－179.

［15］GB/T 6195－1986.水果、蔬菜維生素C含量測定法(2，6-二氯酚靛酚滴定法)［S］.

［16］Fang S Z，Wang Z F，Hu X S，et al.Hot-air drying of whole fruit Chinese jujube(Zizyphus jujuba Miller):physicochemical properties of dried products［J］.International Journal of Food Science and Technology，2009，44:1 415－1 421.

［17］Sun L J，Zhang J B，Lu X Y，et al.Evaluation to the antioxidant activity of total flavonoids extract from persimmon(Diospyros kaki L.)leaves［J］.Food and Chemical Toxicology，2011，49:2 689－2 696.

［18］崔志強，孟憲軍，王傳杰.HPLC法測定冬棗環磷酸腺苷含量［J］.食品研究與開發，2006，27(7):158－159.

［19］潘思軼，王可興，劉強.不同粒度超微粉碎米粉理化特性研究［J］.中國糧油學報，2003，18(5):1－4.