不同粉碎粒度對(duì)燕麥粉水合性質(zhì)的影響

張江寧，楊 春，張倩芳，孟晶巖

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/特色農(nóng)產(chǎn)品加工山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原 030031）

0 引言

燕麥?zhǔn)枪任镏凶詈玫娜珒r(jià)營(yíng)養(yǎng)食品，具有營(yíng)養(yǎng)與保健雙重功效，富含蛋白質(zhì)、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(dá)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(zhì)，該性質(zhì)與物料加工特性、功能性質(zhì)有密切關(guān)系，因此研究膳食纖維的水合性質(zhì)，可以為物料加工及其功能性食品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)[3]。

目前，很多研究表明膳食纖維水合性質(zhì)與物料粒度關(guān)系密切，隨著粒度減小，溶脹性和持水性增強(qiáng)。例如，通過(guò)氣流粉碎對(duì)玉米淀粉顆粒處理，粒徑由14.01 μm減至5.8 μm，發(fā)現(xiàn)粉體水溶性、膨脹性、持水性增強(qiáng)；對(duì)不同顆粒度南瓜不溶性膳食纖維的功能性質(zhì)研究表明，結(jié)合水的能力隨粒徑減小出現(xiàn)先增大后下降的趨勢(shì)，細(xì)粉的結(jié)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(duì)其溶脹性和持水性進(jìn)行了研究，以期了解燕麥粉碎粒度對(duì)水合性質(zhì)的影響，為燕麥的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)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(yàn)儀器

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

1.2 方法

1.2.1 燕麥微粉制備及粒徑測(cè)定

分別設(shè)定超微粉碎機(jī)吸風(fēng)頻率為40，30，20 Hz進(jìn)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(cè)定粒徑大小及粒徑分布。

1.2.2 測(cè)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(cè)定參照GB/T5009.88-2008；持水力測(cè)定方法參照ESPOSITO方法[8]；溶脹性測(cè)定方法參照ESPOSITO方法[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 燕麥微粉的粒徑測(cè)定

燕麥粉經(jīng)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(shuō)明粉體微細(xì)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(jiàn)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(shì)，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(qiáng)剪切作用下，連接鍵斷裂，形成了可溶性膳食纖維?？扇苄岳w維更容易被腸道內(nèi)的細(xì)菌發(fā)酵[9]，其結(jié)構(gòu)與降低血糖、血清膽固醇等的健康因素有關(guān)，而不溶性纖維的含量及其結(jié)構(gòu)與消化道疾病預(yù)防及健康相關(guān)[10]。超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于燕麥產(chǎn)品中，將不溶性膳食纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄陨攀忱w維改變其組成比例，為制備不同功能的燕麥微粉產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

2.3 不同粉碎粒度對(duì)燕麥微粉持水性的影響

粉碎處理對(duì)微粉持水性的影響見(jiàn)圖1。

圖1 粉碎處理對(duì)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(jié)構(gòu)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(shí)，剪切、粉碎會(huì)破壞纖維素致密多孔的結(jié)構(gòu)，物料顆粒持水力反而會(huì)下降，這2種因素同時(shí)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(duì)對(duì)燕麥微粉溶脹性的影響

粉碎處理對(duì)燕麥微粉溶脹性的影響見(jiàn)圖2。

圖2 粉碎處理對(duì)燕麥微粉溶脹性的影響

由圖2可知，燕麥粉經(jīng)粉碎處理后，隨著微細(xì)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(shuō)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(chǎn)生更大的容積作用[11-12]。同時(shí)粉碎使物料中更多的親水集團(tuán)暴露，使得溶脹性增大。

試驗(yàn)中燕麥經(jīng)超微粉碎后溶脹性有所提高，該結(jié)論與大多數(shù)研究結(jié)論一致。但也有研究顯示，當(dāng)粉碎粒度達(dá)到某一值后繼續(xù)下降時(shí)，溶脹性會(huì)下降，原因是粒度下降引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破損和膳食纖維組成成分的變化，使燕麥麩皮對(duì)水分的束縛力減弱。試驗(yàn)中并未出現(xiàn)此現(xiàn)象，可能是不同來(lái)源的膳食纖維結(jié)構(gòu)存在差異，從而導(dǎo)致細(xì)胞破碎程度不同。

3 結(jié)論

（1） 燕麥通過(guò)改變超微粉碎機(jī)吸風(fēng)頻率在40，30，20 Hz進(jìn)行超微粉碎得到的產(chǎn)品粒徑減小，分別為131.60，80.58，44.11 μm，說(shuō)明隨著微細(xì)化程度提高，完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(shì)。研究結(jié)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(shì)必對(duì)其加工特性及功能性產(chǎn)生影響，該規(guī)律在燕麥加工、品質(zhì)改良、功能食品開(kāi)發(fā)等方面的應(yīng)用仍有待進(jìn)一步研究。