不同粉碎粒度對燕麥粉水合性質的影響

張江寧，楊 春，張倩芳，孟晶巖

（山西省農業科學院農產品加工研究所/特色農產品加工山西省重點實驗室，山西太原 030031）

0 引言

燕麥是谷物中最好的全價營養食品，具有營養與保健雙重功效，富含蛋白質、脂肪、碳水化合物等。其中，纖維素含量為17%～21%，水溶性纖維素β-葡聚糖[(1→3)(1→4)-β-D-葡聚糖]達4%～6%，約為稻米、小麥的7倍[1-2]。膳食纖維具有溶脹性和持水性的水合性質，該性質與物料加工特性、功能性質有密切關系，因此研究膳食纖維的水合性質，可以為物料加工及其功能性食品開發提供理論依據[3]。

目前，很多研究表明膳食纖維水合性質與物料粒度關系密切，隨著粒度減小，溶脹性和持水性增強。例如，通過氣流粉碎對玉米淀粉顆粒處理，粒徑由14.01 μm減至5.8 μm，發現粉體水溶性、膨脹性、持水性增強；對不同顆粒度南瓜不溶性膳食纖維的功能性質研究表明，結合水的能力隨粒徑減小出現先增大后下降的趨勢，細粉的結合能力最大[4-7]。

將燕麥粉粉碎得到3種不同粒徑的燕麥粉A、B、C，并對其溶脹性和持水性進行了研究，以期了解燕麥粉碎粒度對水合性質的影響，為燕麥的廣泛應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

燕麥粉，山西金綠禾生物科技有限公司提供。

1.1.2 試驗儀器

HM-7010型超微粉碎機，北京環亞天元機械技術有限公司產品；721型紫外分光光度計，上海佑科儀器儀表有限公司產品；BS110S型分析天平、SHA-CA型數顯恒溫振蕩器，常州郎越儀器制造有限公司產品。

1.2 方法

1.2.1 燕麥微粉制備及粒徑測定

分別設定超微粉碎機吸風頻率為40，30，20 Hz進行超微粉碎得到樣品A，B，C。取適量的燕麥微粉置于激光粒度儀容器中，采用乙醇作為分散劑，測定粒徑大小及粒徑分布。

1.2.2 測定法

可溶性膳食纖維含量、不溶性膳食纖維含量、總膳食纖維含量的測定參照GB/T5009.88-2008；持水力測定方法參照ESPOSITO方法[8]；溶脹性測定方法參照ESPOSITO方法[8]。

2 結果與分析

2.1 燕麥微粉的粒徑測定

燕麥粉經粉碎得到3種不同粒徑的燕麥微粉A，B，C分別為131.60，80.58，44.11 μm，粒徑分布范圍變窄，說明粉體微細化程度提高，均勻性好。

2.2 不同粒徑燕麥微粉中的膳食纖維含量

不同粒徑燕麥微粉中的膳食纖維含量見表1。

表1 不同粒徑燕麥微粉中的膳食纖維含量

由表1可知，物料微粉A，B，C可溶性膳食纖維含量及占比呈升高趨勢，不溶性膳食纖維含量及占比逐漸降低。這是由于粉碎處理后，一部分不溶性膳食纖維在強剪切作用下，連接鍵斷裂，形成了可溶性膳食纖維。可溶性纖維更容易被腸道內的細菌發酵[9]，其結構與降低血糖、血清膽固醇等的健康因素有關，而不溶性纖維的含量及其結構與消化道疾病預防及健康相關[10]。超微粉碎技術應用于燕麥產品中，將不溶性膳食纖維轉變為可溶性膳食纖維改變其組成比例，為制備不同功能的燕麥微粉產品提供了理論依據。

2.3 不同粉碎粒度對燕麥微粉持水性的影響

粉碎處理對微粉持水性的影響見圖1。

圖1 粉碎處理對微粉持水性的影響

由圖1可知，隨著粒度的減小，持水性也增大，燕麥微粉持水性最大，原因是粉碎度增加，物料粒度減小，表面積增加，組織結構變疏松，物料孔隙增多使水分更容易滲入，持水性也表示了物料束縛水的能力。同時，剪切、粉碎會破壞纖維素致密多孔的結構，物料顆粒持水力反而會下降，這2種因素同時存在，在一定程度上影響了物料持水力。微粉C與微粉B相比較，持水力變化較小，而微粉B與微粉A相比，持水力變化明顯。

2.4 不同粉碎粒度對對燕麥微粉溶脹性的影響

粉碎處理對燕麥微粉溶脹性的影響見圖2。

圖2 粉碎處理對燕麥微粉溶脹性的影響

由圖2可知，燕麥粉經粉碎處理后，隨著微細化程度提高，溶脹性增大，燕麥微粉C溶脹性明顯高于燕麥微粉A，B，說明物料粒度越小，溶脹性越高，這是由于隨著粒度減小，纖維素顆粒增加，物料表面積增加，溶于水后各自膨脹伸展，產生更大的容積作用[11-12]。同時粉碎使物料中更多的親水集團暴露，使得溶脹性增大。

試驗中燕麥經超微粉碎后溶脹性有所提高，該結論與大多數研究結論一致。但也有研究顯示，當粉碎粒度達到某一值后繼續下降時，溶脹性會下降，原因是粒度下降引起細胞結構的破損和膳食纖維組成成分的變化，使燕麥麩皮對水分的束縛力減弱。試驗中并未出現此現象，可能是不同來源的膳食纖維結構存在差異，從而導致細胞破碎程度不同。

3 結論

（1） 燕麥通過改變超微粉碎機吸風頻率在40，30，20 Hz進行超微粉碎得到的產品粒徑減小，分別為131.60，80.58，44.11 μm，說明隨著微細化程度提高，完整的細胞結構逐漸減少，粒徑減小。

（2） 燕麥微粉A，B，C可溶性膳食纖維比例分別為32.9%，43.9%，62.4%，顯著提高；持水性分別為1.78，2.56，3.02 g/g；溶脹性分別為2.94，3.47，4.12 mL/g，呈升高趨勢。研究結果表明，隨著粉碎粒度較小，燕麥微粉可溶性膳食纖維比例增加，持水性和溶脹性增加，這種變化勢必對其加工特性及功能性產生影響，該規律在燕麥加工、品質改良、功能食品開發等方面的應用仍有待進一步研究。