超微粉碎對(duì)菠蘿皮渣理化特性的影響

林麗靜，黃曉兵，龔 霄，鄧權(quán)清，彭芍丹，李積華

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東湛江 524001；2.嶺南師范學(xué)院，廣東湛江 524048）

超微粉碎對(duì)菠蘿皮渣理化特性的影響

林麗靜1，黃曉兵1，*龔 霄1，鄧權(quán)清2，彭芍丹1，李積華1

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東湛江 524001；2.嶺南師范學(xué)院，廣東湛江 524048）

為研究超微粉碎處理菠蘿皮渣理化特性的影響，采用干法超微粉碎技術(shù)處理菠蘿皮渣，比較不同處理時(shí)間下菠蘿皮渣超微粉的粒徑、色度、休止角、滑角、溶解度和多酚含量。結(jié)果表明，超微粉碎15 min后的粒徑為19.25 μm，達(dá)到超微粉級(jí)別；相比于粗粉，超微粉碎處理會(huì)改變菠蘿皮渣的色澤，導(dǎo)致顏色加深；隨著超微粉碎時(shí)間的增加，粉體粒徑變小，休止角、滑角和溶解度增大，粉體流動(dòng)性變好，持水力和持油力提高，同時(shí)多酚溶出量增加。研究結(jié)果為超微粉碎技術(shù)綜合開發(fā)利用菠蘿皮渣提供理論基礎(chǔ)。

超微粉碎；菠蘿皮渣；理化特性

菠蘿是世界重要的熱帶水果，也是我國(guó)種植面積最大的熱帶水果之一，在我國(guó)廣東、廣西、海南、云南、福建等地均有種植。菠蘿味甘、性微寒，果實(shí)中不僅富含人體所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、礦物質(zhì)、糖、膳食纖維等，還含有許多活性成分[1]。目前，除鮮食外，主要用于加工菠蘿罐頭和菠蘿濃縮汁，在加工過程中產(chǎn)生包括外皮、兩端和果眼等下腳料，質(zhì)量占整個(gè)菠蘿的50%～60%，這些菠蘿皮渣目前幾乎被丟棄，不僅導(dǎo)致資源的大量浪費(fèi)，而且造成環(huán)境污染。據(jù)報(bào)道，菠蘿皮渣含有的營(yíng)養(yǎng)成分與果肉的基本成分相接近，水分、檸檬酸和總糖等成分比例與果肉相差無幾[2-3]，菠蘿皮渣同時(shí)含有豐富的膳食纖維和多酚等功能組分[1]。超微粉碎技術(shù)是近年來發(fā)展較快的新型食品加工技術(shù)，物料在微細(xì)化后，能明顯改善纖維性食品的口感和吸收性，同時(shí)具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，如良好的溶解性、分散性、吸附性和化學(xué)活性等[4-5]。目前，超微粉碎技術(shù)對(duì)菠蘿皮渣的研究未見報(bào)道，若利用超微粉碎技術(shù)處理菠蘿皮渣，并對(duì)菠蘿皮渣超微粉的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，將為菠蘿皮渣的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菠蘿皮渣，由湛江思味特食品有限公司提供。

WZJ6型振動(dòng)式超微粉碎機(jī)，濟(jì)南倍力粉技術(shù)工程有限公司產(chǎn)品；Mastersizer 2000型激光粒度儀，馬爾文儀器有限公司產(chǎn)品；X-Rite型色差儀，美國(guó)愛麗色公司產(chǎn)品；BT-1000型粉體綜合特性測(cè)試儀，丹東百特科技有限公司產(chǎn)品；752N型紫外分光光度計(jì)，上海精密儀器儀表有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菠蘿皮渣超微粉制備

菠蘿皮渣經(jīng)干燥后用萬能粉碎機(jī)進(jìn)行粗粉碎，粗粉經(jīng)超微粉碎機(jī)粉碎5，10，15 min，得3種菠蘿皮渣超微粉。

1.2.2 粒徑測(cè)定

通過激光粒度儀對(duì)制得的超微粉進(jìn)行粒徑測(cè)定。

1.2.3 色度測(cè)定

將粉末裝于透明比色皿，X-Rite型色差儀經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)白板、黑板標(biāo)定后對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，獲得L*值，a*值，b*值，C*值和H*值。L*值越大，表示粉體越白亮；正a*表示紅色，值越大顏色越紅；正b*表示黃色，值越大顏色越黃；C*表示彩色程度，值越大色彩越濃；H*值越大，灰度越大。

1.2.4 休止角和滑角測(cè)定

通過粉體測(cè)定儀進(jìn)行休止角和滑角的測(cè)定。

（1）休止角測(cè)定。通過粉體振動(dòng)篩落到下方試驗(yàn)臺(tái)，不斷堆積形成近似錐形體，堆面崩塌2～3次后重新形成較穩(wěn)定錐體時(shí)，測(cè)量粉體堆積層與水平面形成的夾角。測(cè)量時(shí)從3個(gè)不同位置測(cè)定休止角，然后取平均值。

（2）滑角測(cè)定。把平板伸入托盤中，將樣品撒落在托盤中，直到埋沒平板，然后將托盤緩緩降低，平板與式樣托盤完全分離，此時(shí)用測(cè)角器測(cè)定留在平板上粉體所形成的角度。

1.2.5 溶解度測(cè)定

準(zhǔn)確稱取1.0 g（m0）樣品于150 mL燒杯中，加入50 mL蒸餾水，60℃下磁力攪拌2 h，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心20 min，取10 mL上清液于恒質(zhì)量的鋁盒（m1）中，90℃水浴蒸干，然后放入105℃烘箱烘干至恒質(zhì)量（m2）。

1.2.6 持水力、持油力測(cè)定

準(zhǔn)確稱取1.000 g樣品置于100 mL燒杯中，加蒸餾水40 mL，電磁攪拌24 h，轉(zhuǎn)移至離心管中，以轉(zhuǎn)速3 500 r/min離心30 min，取出，傾去上清液，擦干管壁附著的水分，稱其質(zhì)量。

持油力測(cè)量方法同持水力測(cè)量，僅需將40 mL蒸餾水改為40 mL大豆油。

多酚的測(cè)定方法為福林-肖卡（Folin-Ciocalteus）法：將菠蘿皮渣超微粉稱取5.00 g，放入250 mL的三角瓶中，加入60 mL的甲醇，提取溫度為45℃，用40kHz的超聲波輔助提取55min，以轉(zhuǎn)速9000r/min離心15 min，取上清液1 mL，定容到10 mL；取1 mL，按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法，測(cè)定其吸光度，確定樣品多酚的溶出量。

2 結(jié)果與分析

2.1 粒徑測(cè)定

采用振動(dòng)式超微粉碎機(jī)進(jìn)行干法超微粉碎技術(shù)處理菠蘿皮渣。

粒徑測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 粒徑測(cè)定結(jié)果

由表1可知，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，菠蘿皮渣的粒徑減少。菠蘿皮渣超微處理初期粒徑下降速率快，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，粒徑下降速率減少，處理5 min得到的超微粉粒徑與粗粉的粒徑相比下降了67%，處理15 min的超微粉粒徑與處理10 min的超微粉粒徑相比下降了36%；超微粉碎10 min的超微粉粒徑為30.12 μm，達(dá)到超微粉碎級(jí)別的臨界點(diǎn)；超微粉碎15 min的超微粉粒徑為19.25 μm，達(dá)到超微粉級(jí)別。

2.2 色度測(cè)定

英國(guó)體育課程評(píng)價(jià)實(shí)施學(xué)校內(nèi)部評(píng)定與外部全國(guó)統(tǒng)一考試相結(jié)合，對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生注重形成性評(píng)價(jià)和充分發(fā)揮性評(píng)價(jià)的采用，對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生注重終結(jié)性評(píng)價(jià)的采用，教師則在各學(xué)段選擇與之相適應(yīng)的評(píng)價(jià)工具，如：測(cè)驗(yàn)、建立檔案和成績(jī)記錄等方式對(duì)學(xué)生的階段性成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，呈現(xiàn)出教師評(píng)價(jià)的連續(xù)性。

色度測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 色度測(cè)定結(jié)果

由表2可知，3種超微粉色度各測(cè)量值非常相近，與粗粉有差異。超微粉的L*值和H*值明顯降低，而a*值增加，b*值和C*值差別不明顯。表明與粗粉的顏色相比，超微粉的亮度變暗、顏色變深、紅色調(diào)增加、黃色調(diào)變化不明顯。超微粉色澤改變主要由于其粒徑的減小，顆粒間混合更均勻，同時(shí)隨著比表面積的增大，物料中的多糖、膳食纖維等內(nèi)容物逐漸顯露出來，從而影響到超微粉的顏色。

2.3 休止角和滑角測(cè)定

粉體的休止角和滑角是表征粉體狀態(tài)的一項(xiàng)基本指標(biāo)，對(duì)粉體的加工特性有較大影響。

休止角和滑角的測(cè)定結(jié)果見表3。

由表3可知，超微粉的休止角、滑角均大于粗粉，休止角和滑角越大，表明粉體的流動(dòng)性越好。因此，菠蘿皮渣超微粉隨著粉體粒度變小，粉體流動(dòng)性變好，可能是由于微粒具有吸附和凝聚特性引起表面聚合力增大，吸附性能增強(qiáng)所致[6]。

表3 休止角和滑角的測(cè)定結(jié)果

2.4 溶解度測(cè)定

超微粉的溶解度反映了樣品的水合能力[7]，超微粉碎處理菠蘿皮渣得到不同粒度超微粉結(jié)果。

溶解度測(cè)定結(jié)果見圖1。

圖1 溶解度測(cè)定結(jié)果

由圖1可知，粗粉溶解度為17.37%，超微粉碎15 min的溶解度為20.39%。菠蘿皮渣隨著粒徑的減小，溶解度逐漸增大，說明超微粉碎可以促進(jìn)菠蘿皮渣的溶解，可能由于超微粉碎后形成粒度較小的顆粒，導(dǎo)致表面能增加、比表面積增大、活性點(diǎn)增多。

2.5 持水力、持油力測(cè)定

持水力、持油力測(cè)定結(jié)果見圖2。

圖2 持水力、持油力測(cè)定結(jié)果

由圖2可知，菠蘿皮渣粗粉持水力和持油力分別為2.77，1.04 g/g，超微粉碎15 min的持水力和持油力分別為4.74，1.70 g/g。超微粉碎隨著超微粉碎時(shí)間的增加，菠蘿皮渣超微粉粒徑的不斷減小，持水力和持油力提高，其中持水力更為明顯。可能是由于在超微粉碎的作用下，菠蘿皮渣的組織結(jié)構(gòu)被疏松，顆粒的比表面積、表面能和孔隙率提高，并且在超微粉碎作用下部分細(xì)胞破碎，纖維素和半纖維素中更多的親水性基團(tuán)暴露出來，顆粒與水的接觸面積、接觸部位增多，其分散性增強(qiáng)，因而持水力和持油力提高[8]。

2.6 多酚含量測(cè)定

多酚含量的測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 多酚含量的測(cè)定結(jié)果

由表4可知，超微粉碎處理能明顯提高菠蘿皮渣多酚的含量，隨著超微粉碎時(shí)間的增加，多酚溶出量增加，超微粉碎15 min后多酚含量是粗粉的3倍。可能是由于超微粉碎對(duì)菠蘿皮渣結(jié)構(gòu)，特別是纖維素結(jié)構(gòu)的改變，使菠蘿皮渣的多酚更有效地溶出[9]。

3 結(jié)論

菠蘿皮渣含有的營(yíng)養(yǎng)成分與果肉的基本成分相接近，同時(shí)含有豐富膳食纖維和多酚等功能組分，可通過再加工進(jìn)行開發(fā)利用。采用超微粉碎技術(shù)對(duì)菠蘿皮渣進(jìn)行處理，超微粉碎15 min后的粒徑為19.25 μm，達(dá)到超微粉級(jí)別。通過不同超微粉碎時(shí)間得到粒徑不同的菠蘿皮渣粉體進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(cè)，相對(duì)于粗粉，超微粉碎處理會(huì)改變菠蘿皮渣的色澤，導(dǎo)致顏色加深。菠蘿皮渣超微粉隨著粉體粒度變小，休止角、滑角和溶解度增大，粉體流動(dòng)性變好；菠蘿皮渣隨著菠蘿皮渣超微粉粒徑的不斷減小，持水力和持油力提高，其中持水力更為明顯，粗粉持水力為2.77 g/g，超微粉碎15 min持水力為4.74 g/g。同時(shí)，多酚溶出量增加，超微粉碎15 min的超微粉多酚含量是粗粉的3倍。因此，超微粉碎可為菠蘿皮渣的綜合開發(fā)利用提供新思路。

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Influence of Micronization on the Physicochemical Properties of Pineapple Peel

LIN Lijing1，HUANG Xiaobing1，*GONG Xiao1，DENG Quanqing2，PENG Shaodan1，LI Jihua1（1.Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences，Zhanjiang，Guangdong 524001，China；2.Lingnan Normal University，Zhanjiang，Guangdong 524048，China）

In this study，the physical and chemical properties of pineapple peel on micronization，the particle size，color，angle of repose，slip angle，solubility and polyphenol content of pineapple peel ultrafine powder are investigated using dry superfine grinding technology processing on different treatment time.The results show that the particle size of pineapple peel powder is 19.25 μm treated by the superfine grinding after 15 min，which is achieved superfine powder level.With the increase of ultra time，color of pineapple peel superfine powder is deepened，powder particle size，angle of repose，slip angle and the solubility are increased compared with coarse powder，moreover，water holding capacity，oil holding capacity and polyphenols are increased by ultrafine grinding process.This study provides a foundation for comprehensive development of pineapple peel by superfine grinding treatment.

micronization；pineapple peel；physicochemical properties

TS209

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.11.033

1671-9646（2016）11b-0019-03

2016-09-06

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)“園藝作物產(chǎn)品加工副產(chǎn)物綜合利用”（201503142）；海南自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（20163114）。

林麗靜（1978—），男，博士，副研究員，研究方向?yàn)闊釒мr(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。

*通訊作者：龔 霄（1984—），男，博士，副研究員，研究方向?yàn)槭称钒l(fā)酵與酶工程。