葛根微粉的制備工藝及品質特性研究

謝冬娣，岳君，區兌鵬，覃洪明，石留

（1.賀州學院食品與生物工程學院，廣西賀州542899；2.賀州學院旅游與體育健康學院，廣西賀州542899）

葛根（Pueraria lobata）又名葛藤、粉葛藤，豆科葛屬植物的膨大塊根，是衛生部批準的藥食同源的野生植物之一。目前，我國葛根資源藥食兩用的品種主要是粉葛及野葛。其中粉葛主要分布在兩廣地區，以栽培為主，其塊莖中淀粉含量較高[1]，適用于葛粉加工（根據加工工藝不同分為葛根淀粉和葛根全粉）。但相關產業規模小、起步晚，初級加工較多而深加工不足，產品附加值低[2]。而葛根全粉則是包含除葛根表皮外的全部干物質的粉末狀產品，具有營養完整性和良好的速溶復水性，對葛根的利用率達到80%～90%[3]。關于葛根全粉的研究，張國洪、上官佳、熊飛制備了過80目～120目篩的葛根全粉[4-6]，吳瓊[7]研究不同干燥方式對葛根全粉品質的影響，其共性是，操作流程為切分、熟化、干燥、粗粉碎，都是經過熱燙或蒸煮工藝的熟全粉。而少有制備固香性高、營養全面的生全粉或細微化的生微粉。因此充分合理利用葛根資源，開展葛根的深加工具有重要的現實意義和經濟價值。

超微粉碎技術是食品加工業一種新的手段。目前美國、日本市場上銷售的凍干水果粉、果味涼茶、超低溫速凍龜鱉粉[1]等都是應用超微粉碎技術加工而成的。將此技術應用于全粉制備，可以使淀粉因顆粒大小、形貌分子鏈長等結構發生變化而導致分散性、溶解性、糊化等理化性質變化[8-9]。目前，應用超微粉碎技術制備淀粉類食料全粉主要是甘薯[10]、綠豆[9]、南瓜[11]、玉米[12-13]等。劉勝男[3]通過超微粉碎結合酶法降解制備富含纖維低聚糖葛根全粉，其中研究了微粉碎技術對葛根全粉基本組成成分和功能性成分的影響，結果表明，葛根全粉粒徑明顯減小，淀粉、粗脂肪、蛋白質、還原糖、灰分的含量基本不變，總膳食纖維含量下降，可溶性膳食纖維含量上升。但未就其超微粉碎工藝進行優化，未探討超微粉碎對微粉的理化特性的影響。為此，課題采用真空干燥技術和超微粉碎技術制備葛根生微粉，對葛根真空干燥工藝、超微粉碎工藝及其粉質特性進行研究。

1 材料與設備

1.1 試驗材料與主要藥品

葛根：以廣西藤縣“粉葛之鄉”和平鎮的新鮮粉葛為試材。磷酸二氫鈉-磷酸氫二鈉緩沖液、無水乙醇、濃硫酸：分析純；α-淀粉酶（40 000 U/g）：江蘇銳陽生物科技有限公司。

1.2 儀器設備

RT-25型氣流式超微粉碎機：臺灣榮聰精密科技有限公司；DZF-6090型真空干燥箱：上海齊欣科學儀器有限公司；JP-250A-8型高速多功能粉碎機：永康市久品工貿有限公司；SH10A型烘干水分測定儀：上海舜宇恒平科技儀器有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；Mar-80大容量電動離心機：江蘇金壇市環宇科學儀器廠；LS-POP（6）激光粒度儀：珠海歐美克儀器有限公司；DDS-11A型數字電導率儀：上海雷磁儀器廠；NDJ-旋轉式黏度計：上海第三分析儀器廠；12-不銹鋼分樣篩：廣州市珠海區振興五金篩網廠。

2 方法

2.1 葛根生微粉的工藝流程及操作要點

葛根→挑選→削皮→清洗→切分→護色→干燥→初粉碎→超微粉碎→篩分→生微粉→樣品檢測

1）原料的預處理：挑選新鮮、適時采挖的葛根，去表皮后，用不銹鋼刀切成長15 mm左右的條狀。

2）護色：切分后放入1.5%的氯化鈉水溶液中進行護色[7]。

3）真空干燥：按試驗設計條件用真空干燥箱進行干燥。要求最終水分約在8%（濕基）。

4）初粉碎：用高速多功能粉碎機進行初粉碎，過40目篩，篩渣再次粉碎，合并得到葛根生全粉（如下簡稱全粉）。每次進料適中，粉碎時間1 min。

5）篩分：過40目篩后的葛根全粉，再分別過（60、80、100、120目）篩，得到不同粒徑的葛根全粉，備超微粉碎用。

6）超微粉碎：用氣流式超微粉碎機，按試驗設計條件進行超微粉碎，過540目篩，得到葛根生微粉（如下簡稱微粉），其粒度[用直徑（diameter，d）表示]≤26 μm。根據RT-25型氣流式超微粉碎機料缸容量，每次進料量一般不得超過100 g。

7）樣品檢測：對得到的樣品進行各項指標檢測。

2.2 真空干燥工藝的試驗

經過單因素預試驗，考查葛根條厚度（2、4、6、8、10 mm）、真空度 0.05、0.06、0.07、0.08、0.09 MPa）、干燥溫度（45、55、65、75、85 ℃）對葛根真空干燥效果的影響，確定3個因素進入正交試驗的適宜水平。以干燥速率、復水比、感官評分為判斷指標，采用L9（34）正交試驗設計優化葛根真空干燥的工藝條件。

2.3 超微粉碎工藝的試驗

固定因素條件為：葛根全粉含水量4.00%、全粉初始粒徑過60目篩、進料量為60.00 g、超微粉碎1次、超微粉碎時間3 min。以微粉的出粉率和粒度為評價指標，通過單因素試驗，考察葛根全粉的含水量（5.50%、5.00%、4.50%、4.00%、3.50%）、初始粒徑（篩孔目數表示）（120、100、80、60、40 目）、進料量（50、60、70、80、90 g）、超微粉碎次數（1、2、3、4、5 次）、超微粉碎時間（1、2、3、4、5 min）對超微粉碎效果的影響。在單因素試驗基礎上，選擇對超微粉碎效果影響較明顯的因素，進行正交優化試驗。

2.4 葛根微粉特性研究

葛根經過干燥、初粉碎、超微粉碎，過540目篩后，獲得粒度d≤26 μm的微粉，分別用酶解率、膨脹度、溶解度、凝沉性、黏度、電導率6個指標表征葛根微粉的特性。并與經過初粉碎粒度為 d＞250 μm、150 μm＜d≤250 μm、106 μm＜d ≤150 μm、94 μm＜d≤106 μm 的葛根全粉進行比較。

2.5 各項指標的測定方法

2.5.1 干燥速率的測定

葛根條真空干燥的干燥速率測定參照薛晶的方法[14]，以單位時間單位物料面積所汽化水分質量表示，其中汽化水分質量以物料干燥前后差值表示。結果按式（1）計算。

式中：Vd為干燥速率，kg/（m2·h）；Mw為干燥前質量kg；Md為干燥后質量，kg；S 為物料面積，m2；td為干燥時間，h。

2.5.2 干制品復水比的測定

真空干燥后葛根條干制品的復水比測定參照薛晶的方法[14]，稱取葛根條20 g，置于90℃的熱水中浸泡3 h，熱水的質量為干制品的20倍，之后取出晾干至表面無明顯水跡。結果按式（2）計算。

式中：R為復水比；M1為復水后的質量，g；M2為復水前的質量，g。

2.5.3 葛根微粉的感官評定

真空干燥對葛根微粉的影響采用感官評定，由專門從事產品品質特性評價的訓練型評定人員10名組成測評小組。稱取20 g葛根微粉（真空干燥后，以固定因素條件超微粉碎制備獲得微粉）用40℃300 mL水邊攪邊沖調，根據樣粉分散性、質地情況評價微粉的沖調性。滿分為40分，各樣品的最后得分取平均值。評分標準見表1。

表1 感官評定標準Table 1 The sensory evaluation standards

2.5.4 含水量的測定

用SH10A型烘干水分測定儀測定經過初粉碎的葛根全粉的含水量，儀器分度值（g）為0.005，水分測定準確性為±0.2%。

2.5.5 出粉率的測定

葛根采用RT-25型氣流式超微粉碎機粉碎后，過540目篩的葛根微粉的出粉率其結果按式（3）計算。

式中：M為微粉的質量，g；m為干燥后葛根的質量，g。

2.5.6 粒度的測定

根據淀粉常溫下不溶于水，只通過氫鍵結合部分水分子而分散構成混懸液的特性，以蒸餾水作為分散介質，采用LS-POP（6）激光粒度儀測定超微粉碎后過540目篩的葛根微粉的平均粒度。儀器測試范圍：0.2 μm～500 μm。參照吳瓊[7]的方法，準確稱量 0.2 g葛根微粉置于200 mL錐形瓶中，加入100 mL蒸餾水，超聲震蕩30 min。量取均勻分散后的樣液1 mL滴加入樣品池中，測定粉體的粒度。每隔5秒記錄一次數據，測定時間50 s，統計平均值。

2.5.7 酶解率的測定

酶解率的測定參照吳瓊[7]的方法，酶解率按式（4）計算。

式中：J為酶解率；W為樣粉質量，g；Q為沉淀物干燥至恒重的質量，g；K為酶解后還原糖的質量，g。

2.5.8 膨脹度的測定

膨脹度的測定參照沈曉萍等[15]的方法。稱取2 g樣品溶于48 mL蒸餾水中，在40℃的水浴中攪拌20 min，再將液體轉移至離心管中，水浴靜置30 min后，以3 000 r/min的轉速離心25 min，計算每克干粉吸收水的質量，以此表示膨脹度。

2.5.9 溶解度的測定

溶解度的測定參照祁國棟等[12]的方法測定，結果按式（5）計算。

式中：S為溶解度；A為被溶解的粉質量，g；M為樣粉質量，g。

2.5.10 凝沉性的測定

凝沉性的測定參照盧成瑛等[16]的方法，以1%濃度的粉懸液在90℃水浴中攪拌糊化30 min，冷卻后置于50 mL量筒中，測定并計算靜置48 h時沉淀體積所占管內原粉懸液總體積的百分比（mL/100 mL），以此評價粉糊的凝沉特性。

2.5.11 黏度的測定

采用NDJ-旋轉黏度計測定樣粉在不同溫度（30℃～95℃）下的黏度，參照郭華等[17]的方法。每隔5℃測一次黏度，接近糊化每隔1℃～2℃測一次黏度。溫度升至95℃，測量黏度后保溫30 min，令其自然冷卻到42℃時再測一次黏度。起糊溫度以黏度突增20個單位時對應的溫度表示[18]。

2.5.12 電導率的測定

為了解葛根粉通電加熱的加工適性，選擇淀粉易于膨脹的溫度下測定其電導率。電導率采用DDS-11A型數字電導率儀測定。稱取不同粒度的樣粉各1 g，放入100 mL的去離子水中，磁力攪拌，在40℃下，于不同時間（15 min～75 min）測定電導率的變化，每隔15分鐘測1次。

3 結果與分析

3.1 葛根真空干燥工藝優化試驗結果

在單因素試驗基礎上，選取物料厚度A（2、4、6 mm），加熱板溫度 B（55、65、75℃），干燥室真空度 C（0.06、0.07、0.08 MPa）3 個因素的 3 個水平以干燥速率、復水性及感官評分為評判指標，采用L9（34）正交試驗優化葛根片真空干燥工藝參數。正交試驗設計及結果見表2。

表2 真空干燥正交試驗設計與結果Table 2 Design and results of orthogonal test of vacuum drying

由表2可知，各因素影響真空干燥速率、復水比的主次順序為：A＞B＞C，優方案為A1B3C3。各因素影響葛根微粉的感官評分的主次順序為：C＞B＞A，優方案為A2B2C3或A2B3C3。由于A對干燥速率、復水比影響是主要因素，對感官評分影響是最次要因素，所以，物料厚度的水平選擇A1。而B對3個指標的影響主次相同，因素水平有B2、B3兩種情況。C對3個指標的影響水平只有C3一種情況。因此對組合A1B2C3、A1B3C3進行驗證試驗。驗證結果進一步確定最優方案為A1B3C3，即葛根條厚度為2 mm，干燥溫度為75℃，真空度為0.08 MPa。其結果稍優于表2中的第3試驗號，干燥速率為12.89 kg/（m2·h），復水比為2.52，感官評分為32。

3.2 葛根超微粉碎工藝試驗結果

3.2.1 葛根全粉的含水量對超微粉碎效果的影響

葛根全粉的不同含水量對超微粉碎效果影響見圖1。

圖1 含水量對微粉出粉率和粒度的影響Fig.1 Effect of moisture content on the yield reached and particle size of micro-powder

從圖1可以看出，葛根微粉的出粉率隨著含水量的降低而上升，在含水量為5.50%至4.50%時出粉率逐漸增加，差異顯著（p＜0.01），說明水分含量的降低對葛根微粉的出粉率影響較大，但是含水量降低為4.00%、3.50%時出粉率變化并不大，這說明在此時水分含量的降低對出粉率的影響不大了。葛根微粉的粒度隨著含水量的降低而降低，當含水量5.00%降至4.50%時，粒度隨著含水量的降低非常顯著（p＜0.01），繼續降低含水量后粒度變化趨勢平緩并略有回升。在試驗中發現，含水量高的葛根全粉被超微粉碎后易呈團狀凝聚在一起，收集微粉難度較大，而含水量低的全粉由于干燥程度較高，則較容易被粉碎并收集到微粉。因此，綜合考慮兩項指標，確定用于超微粉碎的葛根全粉含水量應以4.50%為宜。

3.2.2 葛根全粉的進料量對超微粉碎效果的影響

葛根全粉的不同進料量對超微粉碎效果影響見圖2。

圖2 進料量對微粉出粉率和粒度的影響Fig.2 Effect of feeding quantity on the yield reached and particle size of micro-powder

從圖2可以看出，進料量為50.00 g～80.00 g時葛根微粉的出粉率隨著進料量的增加而穩步升高，但當進料量大于80.00 g后，出粉率則隨著進料量的增加而下降。而葛根微粉的粒度在進料量為50.00 g～80.00 g時隨著進料量增加而降低，各水平間差異顯著（p＜0.05）。但當進料量增加到80.00 g以上時，粒度卻明顯增大（p＜0.05）。究其原因，由于進料量過小，顆粒之間碰撞的機會小；當進料量過大，由于粉碎總能量一定，導致顆粒碰撞能量降低，粒度增大，出粉率下降[19]。因此，綜合考慮兩項指標，確定用于超微粉碎的葛根全粉進料量應以80.00 g為宜。

3.2.3 葛根全粉的初始粒徑對超微粉碎效果的影響

葛根全粉的不同粒徑（目數）對超微粉碎效果影響見圖3。

圖3 初始粒徑對微粉出粉率和粒度的影響Fig.3 Effect of initial partied size on the yield reached and particle size of micro-powder

從圖3可以看出，葛根全粉的初始粒徑在120目至80目范圍內，葛根微粉的出粉率穩步升高，差異顯著（p＜0.05）。但葛根全粉的初始粒徑在80目與60目范圍，葛根微粉的出粉率變化不大；當初始粒徑更大（即目數更小）時，出粉率卻開始逐漸下降。在進料粒徑為120目至100目范圍內，葛根微粉的粒度隨著初始粒徑增大而減小，差異不明顯；但當初始粒徑在100目與40目范圍時，葛根微粉的粒度卻逐漸增大。初始粒徑在100目至40目時葛根微粉的粒度差異非常顯著（p＜0.01）。粉碎過程是顆粒與粉碎機輪、顆粒與顆粒之間相互碰撞、擠壓的過程。在一定粒徑范圍內，較大的顆粒有較多被擊碎機率。但在一定條件下，顆粒的粉碎會達到平衡，當進料顆粒過大時，也就難以進一步粉碎[20]。因此，綜合考慮兩項指標，確定用于超微粉碎的葛根全粉初始粒徑應以過80目篩為宜。

3.2.4 超微粉碎次數對超微粉碎效果的影響

不同粉碎次數對微粉出粉率和粒度的影響見圖4。

圖4 粉碎次數對微粉出粉率和粒度的影響Fig.4 Effect of pulverization times on the yield reached and particle size of micro-powder

從圖4可以看出，葛根微粉的出粉率隨著超微粉碎次數的增加而緩慢下降，但降低的幅度并不大，各水平間葛根微粉的出粉率差異不顯著。葛根微粉的粒度隨著超微粉碎次數增加而緩慢上升，各水平間葛根微粉的粒度差異不顯著。由此可見，超微粉碎次數對粉碎效果的影響較弱。在對葛根微粉的出粉率和粒度分布要求嚴格時，可以對其進行多次粉碎。但是隨著粉碎次數的繼續增加，粉碎旋流和分級旋流穩定不變，粉碎次數對原料的粉碎和分級作用不會有變化[19]。所以，只能篩選出更多固定粒徑的顆粒，而不會篩選出更細小的顆粒。因此，綜合考慮兩項指標，確定超微粉碎的粉碎次數應以1次為宜。

3.2.5 超微粉碎時間對超微粉碎效果的影響

不同超微粉碎時間對超微粉碎效果影響見圖5。

圖5 粉碎時間對微粉出粉率和粒度的影響Fig.5 Effect of pulverization time on the yield reached and particle size of micro-powder

從圖5可以看出葛根微粉的出粉率在粉碎時間為1 min～4 min之間時逐漸升高，粉碎時間4 min與粉碎時間2、1 min之間差異顯著（p＜0.05）；但當粉碎時間大于4 min后，出粉率稍有下降。而葛根微粉的粒度在粉碎時間為1 min～4 min之間時隨著粉碎時間延長而以較小幅度變化減小，粉碎時間4 min與粉碎時間2、1 min之間差異顯著（p＜0.05）；當粉碎時間延長超過4 min后，粒度幾乎無變化。這是因為剛開始時粉碎時間太短，物料沒有達到充分粉碎，隨著粉碎時間延長到4 min時出粉率達到最大，說明物料已經充分粉碎。當繼續延長粉碎時間時，已經達到平衡狀態的微粉吸附在粉碎機的內壁及機輪表面，因此出粉率出現了下降，但是物料的粒度卻變化不大[20]。因此，綜合考慮兩項指標，確定超微粉碎時間以4 min為宜。

3.2.6 葛根超微粉碎正交試驗結果

根據單因素試驗結果分析，5個影響因素中，超微粉碎次數對粉碎效果的影響相對較弱，因此只選取葛根全粉含水量 A（4.5%、4.0%、3.5%），初始粒徑（目數）B（100、80、60 目），進料量 C（60、70、80 g），超微粉碎時間D（3、4、5 min）進行四因素三水平正交試驗，以微粉的出粉率和粒度作為判定標準，確定葛根超微粉碎最佳工藝條件。正交試驗設計與結果見表3。

表3 超微粉碎工藝正交試驗設計與結果Table 3 Design and results of orthogonal test of ultra-fine pulverization

由表3極差分析可知，就葛根微粉的出粉率指標而言，影響葛根超微粉碎效果的主次因素為B＞C＞D＞A，葛根全粉初始粒徑為最主要因素，葛根全粉含水量為最次要因素；找出的最優方案為A2B2C3D1，正好是表3中的第5試驗號。就葛根微粉的粒度指標而言，影響葛根超微粉碎效果的主次因素為C＞B＞A＞D，葛根全粉進料量為最主要因素，初始粒徑為次主要因素，含水量為次次要因素，超微粉碎時間為最次要因素；找出的最優方案為A3B2C3D1，并不在表3的試驗號中。兩個優方案的B、C、D因素的水平相同。從兩個試驗指標的因素主次看，含水量（A）因素的影響是次要或最次要，雖然對微粉粒度的影響比對出粉率的影響稍大，但在對粒度影響的極差分析中含水量因素（3.67）與粉碎時間因素（3.00）相差甚小，不足以用于確定含水量（A）的因素水平。為此對兩個優方案進行驗證試驗。驗證試驗結果見表4。

表4 驗證試驗結果Table 4 Results of verification test

由表4可知，方案A2B2C3D1的葛根微粉的出粉率70.87%、粒度8.2 μm，其結果均優于方案A3B2C3D1（出粉率63.15%、粒度10.6 μm），所以葛根超微粉碎工藝的最優方案為A2B2C3D1，即全粉含水量為4.0%、初始粒徑過80目篩、進料量為80.00 g、超微粉碎時間為3 min。

3.3 葛根微粉與不同粒徑范圍葛根全粉的特性比較研究

不同粒徑葛根粉的特性比較見表5。

表5 不同粒徑葛根粉的特性比較Table 5 Comparison of properties of powders with different particle diameter

3.3.1 酶解率特性

由表5可知，在相同酶解條件下，隨著葛根全粉粒徑的減小，酶解率逐漸升高。葛根微粉（d≤26 μm）的酶解率最大為40.17%，與只經過初粉碎的其它各粒徑的葛根粉比較差異顯著（p＜0.05）。這是由于隨著粒徑的減小，葛根全粉的吸水率增大，溶解度也隨著增大，酶與底物接觸面也增大，同時淀粉顆粒層狀結構在粉碎過程中被破壞，雙螺旋結構變得松散，淀粉的抗酶解結構發生異變[12]，使得淀粉顆粒更易于被酶解。說明，葛根微粉對酶解作用敏感性較高，可以利用這一特性，將其應用于酶解制品加工，以提高反應效率，增加產率和提高質量。

3.3.2 膨脹度特性

在水溫未達溶解或糊化溫度條件下，水分由淀粉粒空隙進入粒內，與淀粉分子無定形部分親水基相結合或被吸附，表現為體積膨脹現象。對于特定淀粉，其顆粒膨脹有特定的形式[18]。由表5可知，不同粒徑對葛根全粉的膨脹度影響變化不大。一定條件下，葛根全粉的膨脹度隨著粒徑減小逐漸提高。說明粒徑較小的葛根全粉微觀結構比較弱，通過水橋形成部分氫鍵，親水性加強，復水回吸能力加強。葛根微粉（d≤26 μm）的膨脹度最大為2.69 g/g，與粒徑為d＞250 μm的葛根全粉膨脹度差異顯著（p＜0.05），與其它粒徑的相比，差異不明顯。分析其原因，由于超微粉碎的機械力作用能使葛根淀粉顆粒的孔隙率增加，不論是與淀粉分子無定形部分極性基相結合的水量，或是簡單吸附的水量都有所增加[12]。

3.3.3 溶解度特性

由表5可知，在相同溫度條件下，隨著葛根全粉粒徑的減小，溶解率逐漸增大。超微粉碎獲得的葛根微粉（d≤26 μm）的溶解度最大，且可達到34.08%，與其它粒徑葛根全粉溶解度差異顯著（p＜0.05）。說明在一定溫度下，葛根全粉粒徑越小，溶解性能越好。這與3.3.2結果相一致。究其原因，主要是由于超微粉碎過程中的機械力作用能使葛根淀粉顆粒的形貌發生變化，逐步粉碎成無數個粒徑較小的顆粒，導致表面能增加，比表面積增大，孔隙增加，活性點增多，同時淀粉的晶格結構被破壞，解離了淀粉螺旋結構，這些機械力效應極大地促進了水分子和淀粉分子游離羥基的結合，所以溶解度增加[12]。超微粉碎處理使得微粉有良好的分散性和溶解性。由此可見，粒徑較小的葛根微粉更適于生產速溶、方便食品。

3.3.4 凝沉性

凝沉性指的是淀粉微觀結構從無序狀態轉變為有序狀態的特性。糊化后的淀粉冷卻放置一段時間后，部分分子鏈重排有序，淀粉分子通過葡萄糖單位上的羥基重新形成氫鍵，形成不溶性排列密集的淀粉微晶束[18]。由表5可知，在相同溫度、時間條件下，隨著粒徑的減小，葛根全粉的凝沉性呈逐漸減弱，粒徑在94 μm＜d≤106 μm范圍的凝沉性較小。而葛根微粉（d≤26 μm）的凝沉性最大，達到75.78%，與其它粒徑葛根全粉凝沉性差異顯著（p＜0.05）。究其原因，由于超微粉碎的葛根淀粉分子冷卻至室溫下，分子之間易于取向排列，形成氫鍵，淀粉分子內部的結合水被游離出來，從而凝沉量較大。這與祁國棟等[12]超微粉碎技術對糯玉米粉加工特性影響的研究有類似結果。

3.3.5 黏度特性

黏度是表示淀粉糊化的流變學特性，反映淀粉的品質，對淀粉的營養及其加工品質有重要影響。淀粉漿加熱到起糊溫度時，由于大量的水滲入淀粉粒，引起淀粉粒溶脹并像蜂窩一樣緊密互相推擠，當擴張的淀粉粒流動受阻使之產生黏稠性[18]。不同粒徑葛根粉的黏度特征值見表6。

表6 不同粒徑葛根粉的黏度特征值Table 6 Viscosity characteristic value of powders with different particle diameter

表6結果顯示，隨著葛根全粉粒徑的減小，起糊溫度逐漸下降，而葛根微粉（d≤26 μm）的起糊溫度最低（61.5℃），比粒徑為d＞250 μm的葛根全粉降低了19.33%，差異顯著（p＜0.05）。說明粒徑較小的葛根微粉較容易糊化。這主要是由粒徑差異導致粉粒空隙率差異造成的[5]。在相同溫度條件下，不同粒徑的葛根全粉的黏度峰值、95℃的黏度、42℃的黏度隨粒徑的減小逐漸增大。葛根微粉（d≤26 μm）黏度峰值、95℃的黏度、42 ℃的黏度分別為 3 084、2 967、2 605 mPa·s，比粒徑為d＞250 μm的葛根全粉分別高出46.51%、45.51%、29.47%，差異非常顯著（p＜0.01）。很明顯，在糊化的整個過程，葛根微粉的黏度要比一般粒徑的淀粉要高。這是由于淀粉顆粒形貌變化，水分子極易進入微晶束結構，淀粉原有排列取向被破壞，在升溫過程中首先糊化，導致淀粉漿料的黏度上升[18]，因此粒徑越小，葛根粉漿料的黏度就越大。在95℃保溫30 min后的降溫過程中，不同粒徑的葛根粉的黏度呈下降趨勢，這與淀粉的老化回生有關。葛根微粉42℃時的黏度（也稱消減值）較高，說明其凝沉性較大，這與3.3.4凝沉性分析結果相一致。

3.3.6 電導率特性

淀粉糊化主要通過升溫以破壞淀粉團粒結構，導致團粒潤脹，使淀粉分子進行水合和溶解。而通電加熱升溫速率快，加熱均勻，無傳熱面，熱效率高（90%以上），易于連續操作。物料的通電加熱速率取決于物科的電導率[21]。葛根全粉粒徑與電導率的關系曲線見圖6。

圖6 不同粒徑葛根粉的電導率Fig.6 The electrical conductivity of powders of different particle diameter

在同一時間內，葛根全粉的電導率隨粒徑減小而增大。其中葛根微粉（d≤26 μm）的電導率始終保持最大，與粒徑為d＞250 μm的葛根全粉電導率差異顯著（p＜0.05），與其它粒徑的相比，差異不明顯。在一定時間（15 min～75 min）范圍內，隨著時間的延長，不同粒度徑的電導率逐漸提高。在同一粒徑情況下，時間越長電導率越高，但電導率變化趨勢比較平緩，差異不明顯。很明顯，葛根微粉的電導率變化曲線更為平滑，斜率更小，導電穩定性較高。表明，葛根微粉適于通電加熱的淀粉工業應用，有利于在較短時間實現淀粉糊化。

4 結論

綜上分析，將鮮葛根以物料厚度為2 mm、干燥溫度為75℃、真空度為0.08 MPa的條件進行真空干燥處理后，以經過初粉碎的全粉含水量4.00%、初始粒徑過80目篩、進料量80.00 g進行超微粉碎3 min，可以獲得平均粒度為8.2μm的葛根微粉，出粉率達70.87%。

超微粉碎過540目篩獲得的葛根微粉（d≤26μm），與經過初粉碎不同粒徑的葛根全粉（d＞94 μm）進行比較，其酶解率、膨脹度、溶解度、黏度、電導率5項指標均獲得大大改善。但是，葛根微粉的凝沉性較大，制作速凍制品時需酌情考慮。

超微粉碎一般是指將直徑為3 mm以上的物料顆粒粉碎至8 μm～28 μm的過程。由于物料受機械作用導致比表面積和孔隙率大幅度的增加，以其“體積效應”（量子化效應）和“表面效應”顯著區別與一般的粉末顆粒[22]。這是葛根微粉具有獨特的分散性、膨脹性、溶解性、酶解活性、黏稠性等特性的主要原因，這在試驗的結果中獲得了證實。

葛根全粉是新鮮葛根的脫水制品，是除葛根表皮外的全部干物質的粉末狀產品，具有營養完整性和良好的速溶復水性，對葛根的利用率達到80%～90%[3]。本試驗的葛根微粉的制備工藝即是為生產高利用率的葛根全粉拓展新的有效途徑。