超微粉碎對棗粉理化性質、功能特性及結構特征的影響

夏曉霞，寇福兵，薛艾蓮，雷小娟，趙吉春,2，曾凱芳,2，明建,2*

1(西南大學 食品科學學院，重慶, 400715)2(西南大學, 食品貯藏與物流研究中心，重慶, 400715)

棗(ZiziphusjujubaMill.)，鼠李科棗屬植物，又稱為棗子、大棗，原產于我國，在山西、山東、河南、河北、新疆、陜西等地大量種植。棗具有較高的營養價值，含有糖類、有機酸、蛋白質及大量對人體有益的礦物質，還是維生素、三萜類、多酚類、核苷酸類和生物堿等生物活性物質的良好來源，具有抗氧化、降血糖、調節心血管和保肝等作用[1]。鮮棗營養豐富，甜而多汁，但不耐貯藏易腐爛，貨架期較短。因此，除鮮食以外，75%以上的鮮棗被加工成干棗，以延長棗果的貨架期，充分利用棗的營養價值。

超微粉碎是一種新型的粉碎技術，可生產具有良好表面性能，粒徑分布窄而均勻的粉體。在食品工業中，超微粉碎有利于營養物質的溶出，加工后的粉體分散性較好，能更好地被人體吸收，已廣泛應用于姜[2]、枸杞[3]、葡萄[4]等果蔬粉的制備中。HU等[5]研究發現超微粉碎可增加綠茶多糖的含量，并增強其抗氧化活性，同時也減少了苦味。張麗媛等[6]將蘋果膳食纖維進行超微粉碎后發現其水溶性、溶脹性、陽離子交換能力及抗氧化性等理化性質都得到顯著改善。目前，棗的干制品大多都是整顆干棗，對棗粉的研究較少。因此，本研究將新鮮的冬棗采用真空冷凍干燥法制備凍干棗，隨后通過普通粉碎和超微粉碎2種粉碎方式制作棗粉，探討超微粉碎對棗粉的理化性質、功能特性及結構的影響，以期為棗粉加工提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山東沾化冬棗，購自農貿市場，挑選大小均勻，成熟度一致，無明顯病斑果實清洗干凈并去核，置于-40 ℃ 冰箱待用。

丙酮、HCl、NaOH、NaCl、乙酸乙酯、正己烷、三氯化鐵，均為分析純，成都科龍化工試劑；福林酚試劑、Trolox、DPPH、ABTS，均為分析純，美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

SCIENTZ-20F真空冷凍干燥機、XHF-D高速分散器，寧波新芝公司；UltraScan Pro測色儀，美國Hunter Lab公司；Phenom Pro掃描電子顯微鏡，荷蘭Phenom World公司；X′Pert PRO X射線衍射儀，荷蘭帕納科公司；TG209F1熱重分析儀，德國耐馳公司；Spectrun100傅里葉紅外光譜儀，美國Perkin Elmer公司；PAL-1數顯手持折射儀，日本ATAGO公司；SynegyH1MG酶標儀，美國基因公司；V-1000可見分光光度計，翱藝儀器(上海)公司；RV 10旋轉蒸發儀，德國IKA公司；1-15PK離心機，美國Sigma公司；LC-20AT高效液相色譜儀，日本島津公司；Mastersizer 3000激光粒度儀，馬爾文帕納科公司；高速萬能粉碎機，兆申電器公司；CJM-SY-B高能納米沖擊磨，秦皇島太極環納米制品有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 棗粉制作工藝

將冬棗去核后切成12瓣，在-40 ℃預冷24 h后采用真空冷凍干燥法干燥。干燥程序為：-40 ℃，3 h；-30 ℃，2 h；-20 ℃，2 h；-10 ℃，6 h；0 ℃，5 h；10 ℃，6 h；20 ℃，5 h；30 ℃，7 h(真空度<10 Pa，冷阱溫度-60 ℃)。隨后，凍干棗在高速萬能粉碎機中粉碎10 s，重復3次，每次間隔3 min，過60篩后得到普通粉碎棗粉(普通粉)。將普通粉投入高能納米沖擊磨中，粉碎6 h(轉速380 r/min，粉碎腔溫度≤20 ℃)，制得超微粉碎棗粉(超微粉)。

1.3.2 理化性質測定

1.3.2.1 粒徑測定

利用激光粒度儀測定粉體的粒徑及其分布，即粒度分布的跨度(Span)和細胞壁破損率(Φ)[3]。其中D10、D50、D90是指累計粒度分布百分數分別達到10%、50%、90%時所對應的粒徑，D50常用于表示粉體的平均粒度。當D50<10 μm時，Φ=1[7]。寬度和Φ的計算如公式(1)和公式(2)所示：

(1)

(2)

1.3.2.2 休止角及滑動角測定

參照HUANG等[8]的方法。

1.3.2.3 容積密度測定

參考趙萌萌等[9]方法略作修改，取10 mL量筒(質量為m1)，將適量樣品填充在量筒中至體積為2 mL，稱量量筒加樣品的質量(m2)，容積密度按公式(3)計算：

(3)

1.3.2.4 色度測定

采用色差儀測定棗粉的亮度值CIELab(L*、a*、b*)，色差(ΔE)色相角(H)、色度(C)，計算如公式(4)～公式(6)所示：

(4)

(5)

(6)

1.3.2.5 溶脹性測定

準確稱取1.000 0 g(質量為m)樣品放入試管中，記錄體積(V1)，加入10 mL純水，振蕩混勻室溫靜置24 h，記錄體積(V2)[10]。溶脹性按公式(7)計算：

(7)

1.3.2.6 持水力測定

準確稱量1.000 0 g棗粉(m1)于離心管(m2)中，加入50 mL純水，磁力攪拌30 min，高速離心后去除上清液，稱取樣品加離心管的最終質量(m2)，持水力計算如公式(8)所示：

(8)

1.3.2.7 持油力測定

準確稱量0.500 0 g棗粉(m1)于離心管(m2)中，加入10 mL植物油，室溫下靜置1 h，高速離心后去除上清液，稱取樣品加離心管的最終質量(m3)，持油力計算如公式(9)所示：

(9)

1.3.2.8 水溶性測定

準確稱量樣品1.000 0 g(m1)，加入50 mL純水混勻，于80 ℃水浴30 min，取出冷卻后高速離心，將其上清液在105 ℃條件下烘干至恒重(m2)[11]，水溶性計算如公式(10)所示：

(10)

1.3.2.9 可溶性固形物含量(total soluble solid，TSS)測定

采用手持折射儀測定棗粉的TSS。

1.3.2.10 復水性測定

參考周禹含等[12]方法略作修改，將1.000 0 g棗粉(m1)與20 mL純水混合，室溫下靜置1 h，高速離心(10 000×g, 30 min)，取沉淀物稱取質量(m2)，復水性計算如公式(11)所示：

(11)

1.3.2.11 吸濕性測定

參考周禹含等[12]方法略作修改，準確稱量1.000 0 g棗粉(m1)于內徑35 mm的培養皿中，將其置于含有飽和氯化鈉溶液的干燥器上部，將干燥器置于25 ℃培養箱中，每隔24 h稱量棗粉質量(m2)，連續2次的質量差<1 mg即為吸濕平衡。在干燥器中放置約0.2 g麝香草酚以抑制霉菌的生長。吸濕率如公式(12)所示：

(12)

1.3.3 營養成分及功能特性測定

1.3.3.1 基本營養成分測定

采用GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》測定還原糖的含量；采用GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》測定維生素C的含量；采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》測定脂肪含量；采用GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》測定灰分含量；采用蒽酮硫酸法測定總糖的含量[13]；采用酶-重量法測定膳食纖維的含量[14]。

1.3.3.2 多酚提取及含量測定

(1)棗粉多酚提取

游離酚及結合酚的提取參考OKARTER等[15]方法。

(2)棗粉多酚含量測定

標準曲線制備：參考CHU等[16]的方法。以沒食子酸濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標制作標準曲線，得回歸方程：y=0.003 9x+0.032 9(R2=0.997 6)。

棗粉多酚含量測定：以適宜濃度的多酚提取液替代標準曲線制備過程的標準溶液，結果以每克棗粉中所含沒食子酸當量(mg GAE/100g DW)表示。

1.3.3.3 抗氧化活性測定

棗粉提取液的制備參考劉冬[17]的方法。

總還原力測定[17]采用FRAP法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=0.743 4x+0.081 2(R2=0.998 4)。

DPPH自由基清除率測定參考郭小寧等[18]的方法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=0.352 1x-0.996 6(R2=0.998 2)，DPPH自由基清除率計算如公式(13)所示：

(13)

式中：Ai為實驗組的吸光值,Aj空白組的吸光值。

ABTS陽離子自由基清除率測定參考郭小寧等[18]的方法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=68.932 0x+27.621 4(R2=0.998 6)，ABTS陽離子自由基清除率計算如公式(14)所示：

(14)

式中：A樣品和A空白分別表示樣品和空白的吸光度，抗氧化能力以Trolox當量(TEAC)μmol TE/g計。

1.3.4 結構特征測定

1.3.4.1 掃描電鏡分析

使用導電膠將適量樣品粘于載物片上，隨后將樣品進行噴金處理，在10 kV加速電壓條件下觀察樣品形態特征。

1.3.4.2 傅里葉紅外光譜掃描

取適量樣品與干燥后的KBr(1∶100，質量比)于瑪瑙研缽中，充分研磨后加入壓膜器內壓片。以空氣為掃描背景，掃描范圍400～4 000 cm-1，掃描分辨率4 cm-1，掃描32次[11]。

1.3.4.3 X-射線衍射

使用載玻片將棗粉輕輕壓在鋁盤上，并在10°～80°的衍射角(2θ)掃描，掃描速率為2°/min[19]。

1.3.4.4 熱重(thermogravimetry,TG)分析

取1～5 mg樣品，在氮氣流下從30～800 ℃進行熱重分析，升溫速率為10 ℃/min[20]。

1.4 數據分析

每組實驗平行測定3次，實驗結果采用SPSS Statistics 18.0數據分析軟件進行相關統計分析，并用Origin 2018作圖。

2 結果與分析

2.1 超微粉碎對棗粉理化性質的影響

2.1.1 粒徑

粒徑大小可直接衡量超微粉碎的效果，由表1和圖1可知，棗粉經超微粉碎后，粒徑降至20 μm以下，比表面積顯著增大(P<0.05)，已達到超微粉碎的效果(<30 μm)。相較于普通粉，超微粉的跨度值從2.88降至2.58(P<0.05)，表明超微粉分布更加均勻。超微粉的粒徑分布范圍較窄，粉體的均一性較好，但是存在大粒徑分布，可能是因為棗粉經超微粉碎后粒徑變小，使得其表面活性增大，進而引發團聚，出現大顆粒[21]。

表1 超微粉碎前后棗粉的顆粒粒徑和比表面積Table 1 Particle size and specific surface area of jujube powder before and after superfine grinding

圖1 超微粉碎前后棗粉粒徑分布Fig.1 Particle size distribution of jujube powder before and after superfine grinding

2.1.2 色澤

色澤是食品重要的感官品質指標之一，可影響消費者對食品的接受度。由肉眼觀察可知，普通粉呈鮮綠色，接近冬棗果肉顏色，而超微粉碎棗粉色澤偏黃。從表2可以看到，超微粉的亮度(L*)及色相角(H*)顯著降低，紅色度(a*)、黃色度(b*)及色差(ΔE)顯著增加(P<0.05)；色度(C)顯著增加，飽和度更大，表明超微粉的顏色更鮮艷。

2.1.3 休止角與滑動角

滑動角和休止角可反映粉體的流動性，通常其值越小的粉體流動性越好。如表3所示，與普通粉相比，超微粉的休止角和滑動角均顯著減小(P<0.05)，表明超微粉的流動性較好，可能是因為棗粉經超微粉碎后，顆粒成球狀，相較于普通粉更圓滑，使得在滑動過程中摩擦力較小，從而導致超微粉的流動性較好。同時，2種棗粉的休止角均<40°，說明本研究制備的棗粉可適應生產需求，超微粉碎亦可提高棗粉的加工性能。

2.1.4 容積密度

容積密度反應了粉體的充填性能，其值越大，粉體充填性越好。普通粉和超微粉的容積密度分別是0.34、0.91 mL/g，與普通粉相比，超微粉的容積密度顯著增加，分析原因是超微粉粒經較小，粉體更加均勻，且顆粒間隙較小，增大了粉體的接觸面積，從而使得粉體的容積密度增大，這與ZHAO等[22]研究結果一致。因此，超微粉更有利于制作成片劑、膠囊等，豐富棗粉的產品種類，提升其應用價值。

表2 超微粉碎前后棗粉色澤的變化Table 2 Color of jujube powder before and after superfine grinding

2.1.5 持水力、持油力

持水力、持油力是樣品受到外部離心力或壓力時保持水分、油的能力。如表3所示，與普通粉相比，超微粉的持水力顯著降低(P<0.05)，從101.22%下降至47.00%，可能是因為棗粉在超微粉碎過程中破壞了棗粉的細胞結構，使其對水分的束縛力減小從而導致持水力下降，這與趙萌萌等[9]的研究結果相似。另外，棗粉經超微粉碎后水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber, SDF)含量增加(表4)也可能是導致超微粉持水力降低的原因。然而，與普通粉相比，超微粉的持油力顯著增加4.53%(P<0.05)，可能是因為超微粉碎在破壞棗粉細胞結構時，大量的親油基團暴露出來，增強了超微粉的持油力，這與王博等[21]的研究結果相似，他們將雜糧粉超微粉碎以后，持油力提高了61.2%。由此可以推測，相較于普通粉，超微粉在加工過程中可減少脂肪的流失，更有利于吸附腸道中的脂類使得血清中膽固醇的含量降低，進而達到降血脂的效果[10]。

表4 超微粉碎前后棗粉的基本營養成分Table 4 Basic nutrients in jujube powder before and after superfine grinding

2.1.6 水溶性及TSS含量

樣品的水溶性以及TSS含量是重要的食用品質指標。如表3所示，普通粉和超微粉的水溶性分別為73.27%、78.82%，超微粉碎后棗粉的水溶性顯著增大(P<0.05)。棗粉經超微粉碎后，其比表面積顯著增大(表1)，棗粉在水中的溶解性和分散性增加，且超微粉碎后細胞破碎程度增大可溶性物質更易溶出，從而提高了棗粉的水溶性指數[23]。同時，也觀察到棗粉的TSS在超微粉碎后顯著增加，這在周禹含等[24]的研究中有相似結果。因此，超微粉比普通粉更有利于開發水溶性產品。

2.1.7 溶脹性和復水性

溶脹性可反映粉體的水結合能力，其值越大，粉體溶于水后的穩定性、懸浮性越好。由表3可知，棗粉經超微粉碎后溶脹性上升了1.01 mL/g(P<0.05)，說明超微粉溶于水后穩定性及懸浮性更好。棗粉經超微粉碎后，較多細胞被破碎(表1)，可使大量的親水基團暴露出來，增加了粉體與水的接觸部位及面積；同時亦可增加短鏈膳食纖維，其在水中膨脹伸展產生更大的溶積，從而使得溶脹性增加[11]。然而，棗粉經超微粉碎后復水性降低了42.72%(P<0.05)，棗粉的復水性可能與粒徑呈正相關，粒徑越大，復水性越大，這在超微蒜粉中有相似的結果[18]。另外，超微粉復水性降低可能是因為棗粉中含有大量的糖類物質(表5)，在粒徑減小的同時顆粒間的空隙也減小，導致棗粉在水中更易黏結，聚集成團后水分向內部滲透受到抑制。

表5 超微粉碎前后棗粉的生物活性成分Table 5 Bioactive compounds in jujube powder before and after superfine grinding

2.1.8 吸濕性

棗粉中含有大量處于無定形形態糖和有機酸等物質，其玻璃化轉變溫度較低，極易吸濕結塊，導致產品的生物穩定性變差，從而影響產品質量。如圖2所示，在前3 d超微粉的吸濕率顯著低于普通粉(P<0.05)，隨后2種粉的吸濕率無顯著差異，且均在第9天達到吸濕平衡，普通粉和超微粉的平衡吸濕率分別為33.25%、33.44%。棗粉在第5天時吸濕接近平衡，將1～5 d的吸濕數據進行回歸分析(表6)，2種棗粉的吸濕過程皆是減速吸濕，超微粉的吸濕初速度和加速度均大于普通粉。然而，第4天時，普通粉的吸濕速度大于超微粉，可能是因為在初始階段超微粉粒徑較小，比表面積較大，與水分充分接觸，吸濕較快，而隨著吸濕程度的不斷增加，棗粉凝結成塊，抑制了水分的滲透速度，從而使得在第4天時超微粉的吸濕率大于普通粉，吸濕速度小于普通粉。總的來說，超微粉碎有利于棗粉的短期貯藏；對于長期貯藏，2種粉的吸濕性無顯著性影響。

表6 超微粉碎前后棗粉吸濕數據回歸分析Table 6 The hygroscopic regression analysis of jujube powder before and after superfine grinding

圖2 超微粉碎前后棗粉的吸濕曲線Fig.2 The moisture absorption curve of jujube powder before and after superfine grinding注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 超微粉碎對棗粉營養成分及功能特性的影響

2.2.1 基本營養成分

如表4所示，普通粉及超微粉中灰分含量分別為2.38、2.41 g/100g，粗脂肪含量分別為3.03、3.25 g/100g，2種粉體差異不顯著。普通粉及超微粉的蛋白質含量分別為11.46、12.21 g/100g，低于冷凍干燥的壺瓶棗[13]，超微粉碎顯著提高了棗粉中蛋白質的含量(P<0.05)，可能是因為蛋白質緊密的組織結構經超微粉碎后被破壞，表面積增大，溶解性增加，從而導致檢測到超微粉中的蛋白質含量顯著高于普通粉。另外，超微粉碎可使棗粉中的膳食纖維重新發生分配，顯著增加SDF的含量，降低IDF的含量，即SDF/IDF值從0.54上升至0.73，分析原因是半纖維素和纖維素降解成SDF造成[14]，或者是IDF中糖苷鍵的斷裂轉化為可溶性物質，從而提高了SDF/IDF值，這在超微粉碎臍橙中有相似的結果[14]。

2.2.2 生物活性成分

由表5可知，普通粉和超微粉的維生素C含量分別為857.57、1 113.34 mg/100g，與周禹含等[12]測定的冬棗粉維生素C含量相當，是橙子(68.88 mg/100g)的數十倍[25]。與普通粉相比，超微粉的維生素C含量顯著增加(P<0.05)，總糖及還原糖含量分別增加了5.76、1.16 g/100g(P<0.05)。表明超微粉碎有利于棗粉維生素C及糖類物質的保留。棗粉中的酚類物質以游離酚為主，經超微粉碎后其游離酚、總酚含量分別增加8.38、8.27 mg GAE/g，結合酚含量減少0.13 mg GAE/g(P<0.05)。可能是因為棗粉中的結合酚與果膠、纖維素及蛋白質等以共價結合(酯鍵、醚鍵)的方式存在于細胞壁中，不易溶出，而超微粉碎可使纖維素、蛋白質的結構改變及細化，利于此類結合酚的釋放，從而以游離酚的形式被提取檢測到[26]；同時超微粉碎可使棗粉細胞壁充分破碎，在提取檢測過程中，促進酚類物質的溶出。

為了更好地解釋超微粉碎有利于生物活性物質的溶出，本研究對棗粉的Φ值進行了分析，Φ值越大代表細胞壁破碎率越大。如表1所示，普通粉和超微粉的Φ值分別為35%、100%，超微粉碎顯著提高了棗粉的細胞壁破碎率(P<0.05)，表明超微粉碎更有利于打破棗粉的細胞壁，從而降低傳質阻力，促進細胞內物質的釋放。總的來說，超微粉碎能有效地促進棗粉中生物活性物質的釋放，充分利用其營養價值，這在HE等[7]、ZHANG等[3]的研究中有相似的結果。

2.2.3 抗氧化活性

植物提取物中含有較多的具有抗氧化性的生物活性成分，其氧化過程較為復雜，通常評價植物提取物的抗氧化活性不能使用單一的評價方法。本研究采用DPPH自由基清除率、ABTS陽離子自由基清除率和FRAP還原力3種方法來評價棗粉的抗氧化性，Trolox當量越大表明抗氧化效果越好。如圖3所示，3種評價方法中，超微粉表現出的抗氧化活性均顯著大于普通粉(P<0.05)。由表7可知，棗粉提取物的抗氧化性與除結合酚外的生物活性物質含量都呈正相關。其中3種評價方法都表明與維生素C含量呈顯著正相關性(ABTS陽離子自由基清除力極顯著)，與結合酚含量呈顯著負相關。此結果與超微粉碎前后生物活性物質含量變化結果保持一致(表5)，表明超微粉碎有利于增強棗粉的抗氧化性。超微粉碎減小了棗粉的粒徑，增加了表面積，且充分地破壞了棗粉的細胞壁，促進了多酚、多糖、維生素C等活性物質的釋放，從而提高了棗粉的抗氧化性，這與ZHAO等[4]的研究結果相似。

圖3 超微粉碎前后棗粉的抗氧化活性Fig.3 Antioxidant activity of jujube powder before and after superfine grinding

表7 超微粉碎前后棗粉抗氧化性與生物活性成分的 相關性分析Table 7 Correlation analysis between antioxidant activity and bioactive substances of jujube powder before and after superfine grinding

2.3 超微粉碎對棗粉結構特征的影響

2.3.1 掃描電鏡分析

由圖4可知，普通粉和超微粉都具有較完整的組織結構，其中普通粉顆粒較大、不均勻，可觀察到大多呈塊狀；超微粉的粒徑減小，形態由塊狀變成圓形顆粒，但是其團聚現象較嚴重，粒徑減小后其表面吸附增強，粉體之間的相互作用力增大，表現出分布密集、表觀粒徑增加的現象。另外，還可觀察到超微粉的組織破壞程度也明顯大于普通粉，這可以用來解釋超微粉的細胞壁破碎率顯著高于普通粉的原因。

a-普通粉(×300);b-普通粉(×1 000);c-超微粉(×300); d-超微粉(×1 000)圖4 超微粉碎前后棗粉的掃描電鏡圖Fig.4 SEM images of jujube powder before and after superfine grinding

2.3.2 紅外光譜分析

由圖5可知，2種棗粉特征峰出峰位置基本一致，未產生新的化學基團，表明超微粉碎對棗粉紅外光譜特征吸收影響不大，棗粉經超微粉碎后分子結構沒有發生變化，這在超微粉碎玉米桿[22]、生姜粉[2]中都觀察到相似的結果。在棗粉的主要吸收峰中，3 368 cm-1附近的吸收峰可能與棗粉中纖維素衍生的酚和醇有關；在2 932 cm-1附近的吸收峰源于—CH2或—CH3上C—H的伸縮振動；1 622 cm-1處的吸收峰可歸類為酰胺的N—H面內彎曲；1 414、1 385 cm-1處的吸收峰是—CH2和—CH對稱彎曲振動引起的；1 259 cm-1處的吸收峰是由C—O伸縮振動引起；950～1 200 cm-1被認為是碳水化合物的“指紋”區域，1 058、1 103 cm-1處的吸收峰可能是由糖環中的C—O—C、C—O—H振動引起；在619 cm-1附近的吸收峰可能是因為由制樣過程中KBr與棗粉中某些物質發生取代反應生成鹵化物所致[27]。

2.3.3 X-射線衍射分析

由圖6可知，普通粉和超微粉的X衍射圖譜呈現出明顯的無定形特征，沒有尖銳的結晶峰。棗粉中存在大量的葡萄糖、蔗糖、果糖等低分子質量糖以及有機酸，這些物質在干燥過程中快速脫水，來不及結晶就形成無定形的亞穩態干燥產品[19]。另外，不同粒徑的棗粉衍射強度無明顯差異，說明超微粉碎并未破壞棗粉的結晶區域，結果與FTIR的結果保持一致，表明超微粉碎不會改變棗粉的分子結構和晶體形式，這在HUANG等[8]中有相似的結果。

圖5 超微粉碎前后棗粉的傅里葉紅外光譜圖譜Fig.5 FTIR spectra of jujube powder before and after superfine grinding

圖6 超微粉碎前后棗粉的X-射線衍射圖譜Fig.6 X-ray images of jujube powder before and after superfine grinding

2.3.4 熱重分析

TG曲線(圖7)反映了棗粉質量隨溫度上升的變化。從TG曲線可知，棗粉的失重大致可分為3個階段：50～150、150～350、350～800 ℃，失重率分別約4%、50%、15%。熱重微分曲線(derivative thermogravimetry, DTG)是TG對時間的一階導數，表示質量的變化率。從DTG曲線可以看到，2種棗粉都有2個明顯的峰值，表明在這個過程中棗粉的質量明顯減少。當溫度<150 ℃時，不同粒徑的棗粉都較穩定，其質量損失可歸因于水分蒸發而導致的失重。當溫度>150 ℃時，隨著溫度升高，棗粉的失重可能是因為一種或多種組分(多糖)的熱降解及隨后的揮發，以及分子層間結合水(低溫峰)、膠體吸附膠體水和框架結構水(高溫峰)的揮發而導致質量損失[28-29]，但不同粒徑的棗粉在TG、DTG曲線中都具有相似的趨勢且變化較小，這與羅白玲[30]的研究結果相似。

圖7 超微粉碎前后棗粉的熱重分析Fig.7 Thermogravimetric analysis of jujube powder before and after superfine grinding

3 結論

本研究采用2種粉碎方式對凍干冬棗進行粉碎，探究超微粉碎對棗粉理化性質、功能特性及結構性質的影響。研究結果表明，棗粉經超微粉碎后粒徑顯著降低，細胞壁破碎程度顯著增大，色澤更鮮艷，持油力、水溶性、溶脹性、容積密度分別提高了4.53%、7.57%、21.44%、167.65%，流動性及充填性得到顯著改善；超微粉的維生素C、總糖、還原糖、總酚含量分別是普通粉的1.30、1.10、1.03、1.23倍，且抗氧化性得到顯著提高；相較于普通粉，超微粉的分子結構、晶體形式及熱穩定性無明顯變化。

綜上所述，超微粉碎在未改變棗粉分子結構、晶體形式及熱穩定性的基礎上，改善了棗粉的理化性質，有效地破壞了棗粉的細胞壁，進而促進棗粉的生物活性物質溶出，增強其抗氧化活性。棗粉的供應不受季節限制，貯藏運輸較方便，將其加工成超微粉后可顯著提升其營養價值。因此，超微粉碎可作為生產高品質棗粉的一種加工技術，提升其商業價值。超微粉碎技術在食品加工領域具有廣闊的前景，本研究可為開發新型保健食品提供理論參考，為食品原料進行深加工和廣度加工提供方向，以獲得更多滿足人們需求的理想食品資源。