5 種蘋(píng)果微粉的理化品質(zhì)與行為特征

薛玉潔，陳芹芹，畢金峰，周 沫，寧喜斌*，王淑珍

（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

5 種蘋(píng)果微粉的理化品質(zhì)與行為特征

薛玉潔1,2，陳芹芹2，畢金峰2，周 沫2，寧喜斌1,*，王淑珍1,2

（1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

為了制備高品質(zhì)的蘋(píng)果純粉，給蘋(píng)果制粉加工和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供理論支持，以國(guó)家蘋(píng)果種質(zhì)資源圃中常見(jiàn)的5 個(gè)加工兼鮮食蘋(píng)果品種（長(zhǎng)富2號(hào)、寒富、黃元帥、國(guó)光、秦冠）為原料，采用中短波紅外干燥聯(lián)合普通粉碎技術(shù)制備蘋(píng)果微粉，對(duì)蘋(píng)果微粉的理化指標(biāo)及加工過(guò)程中的行為特征進(jìn)行測(cè)定與分析，采用主成分分析法對(duì)蘋(píng)果微粉的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)化。結(jié)果顯示，在理化指標(biāo)方面，色澤上寒富蘋(píng)果微粉的亮度顯著高于其他品種蘋(píng)果微粉，秦冠蘋(píng)果微粉的亮度最?。婚L(zhǎng)富2號(hào)微粉的總酚含量最高；富士系蘋(píng)果微粉的總糖含量最高。在行為特征方面，長(zhǎng)富2號(hào)和寒富在高應(yīng)力條件下的黏結(jié)性較小且在輸送過(guò)程中表現(xiàn)較好。對(duì)測(cè)定的20 項(xiàng)指標(biāo)依據(jù)主成分解釋總變量和碎石圖，從中提取了反映原來(lái)變量90.38%信息的3 個(gè)主成分，綜合各項(xiàng)指標(biāo)得出富士系蘋(píng)果是制備高品質(zhì)蘋(píng)果微粉的優(yōu)選品種。

蘋(píng)果；品種；微粉；品質(zhì)；流動(dòng)性；主成分分析

我國(guó)是蘋(píng)果生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2014年我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)量達(dá)4 092.32萬(wàn) t[1]，約占世界總量的一半，居世界第一位。近年來(lái)，隨著城鄉(xiāng)居民收入的增長(zhǎng)及飲食需求結(jié)構(gòu)的變化，消費(fèi)者對(duì)蘋(píng)果加工產(chǎn)品形式的需求越來(lái)越多樣化，對(duì)蘋(píng)果加工產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高[2]。不同的蘋(píng)果品種適合加工的產(chǎn)品不同，同時(shí)不同品種的蘋(píng)果其加工特性也有區(qū)別[3]。

蘋(píng)果粉具有水分含量低、便于運(yùn)輸、加工用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)新鮮果蔬進(jìn)行干燥制粉，是近年來(lái)果蔬加工的新趨勢(shì)，成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注熱點(diǎn)之一[4]。許牡丹[5]、馬超[6]等研究蘋(píng)果純粉的制備加工工藝，張雨等[7]研究提高蘋(píng)果粉穩(wěn)定性的適宜貯藏溫度和添加劑，Jakubczyk等[8]研究蘋(píng)果皮粉的水分吸附特性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)蘋(píng)果粉的研究多集中在蘋(píng)果加工工藝、提高蘋(píng)果粉溶解性、貯藏穩(wěn)定性等，而對(duì)不同品種的蘋(píng)果制備出的粉末品質(zhì)，特別是加工過(guò)程中粉末的行為特征研究較少。

在果蔬粉加工過(guò)程中，果蔬粉的行為特征是實(shí)現(xiàn)高效率制粉的重要指標(biāo)。粉末通常被認(rèn)為是顆粒的簡(jiǎn)單組合，事實(shí)上，粉末是以顆粒形式存在的固相、以顆粒間隙的空氣形式存在的氣相、以顆粒表面或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分形式存在的液相三相組成的復(fù)雜體。粉體的這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出多種行為特征，其決定了粉末在加工過(guò)程以及最終應(yīng)用中的表現(xiàn)。表征粉末行為特征的傳統(tǒng)方法有卡爾指數(shù)[9]、休止角[10]、振實(shí)松裝密度比較[11]、剪切盒分析等。這些方法的敏感性、區(qū)分性和數(shù)據(jù)重復(fù)性不理想，得到的參數(shù)并不系統(tǒng)。FT4多功能粉末測(cè)試儀是通過(guò)多種模塊測(cè)定粉體的壓縮百分比、剪切力和基本流動(dòng)能等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)粉末的行為特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉末行為的系統(tǒng)表征。

本研究以長(zhǎng)富2號(hào)、寒富、黃元帥、國(guó)光和秦冠5 個(gè)常見(jiàn)的加工兼鮮食蘋(píng)果品種為原料，通過(guò)測(cè)定粉體的理化指標(biāo)和加工過(guò)程中的行為特征指標(biāo)包括壓縮性、剪切性和流動(dòng)性，利用主成分方法分析理化指標(biāo)并聯(lián)系粉體的行為特征分析不同品種蘋(píng)果微粉的品質(zhì)，明確適用于制粉的蘋(píng)果品種，旨在為蘋(píng)果制粉加工和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮的寒富、長(zhǎng)富2號(hào)、黃元帥、國(guó)光、秦冠蘋(píng)果 遼寧興城中國(guó)果樹(shù)研究所。實(shí)驗(yàn)前將物料貯存于（4.0±0.5） ℃的冷庫(kù)。

1.2 儀器與設(shè)備

中短波紅外干燥機(jī) 圣泰科紅外科技有限公司；CL 50蔬菜水果處理機(jī) 法國(guó)Robot Coupe公司；CPA-125電子天平 德國(guó)Sartorius公司；Series 4TE水分活度儀 美國(guó)AquaLab公司；S3500激光粒度儀 美國(guó)Microtrac公司；CM700D分光測(cè)色計(jì) 日本柯尼卡美能達(dá)公司；3K15離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司；AUW220萬(wàn)分之一天平、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司；FT4多功能粉質(zhì)分析儀 英國(guó)Freeman Technology公司。

1.3 方法

1.3.1 蘋(píng)果干燥前處理

取無(wú)傷病的新鮮蘋(píng)果，用流動(dòng)水清洗，去核器去核，切片機(jī)切成5 mm厚的蘋(píng)果片，置于1%食鹽水中浸泡5 min護(hù)色，瀝干待干燥。

1.3.2 蘋(píng)果微粉制備工藝

采用中短波紅外干燥技術(shù)對(duì)蘋(píng)果片進(jìn)行干燥，功率1 350 W，溫度70 ℃，輻射距離80 mm，風(fēng)速2.1 m/s。干燥210 min后，利用萬(wàn)能粉碎機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行粉碎。粉碎3 次，每次粉碎20 s，間隔時(shí)間5 min，避免儀器過(guò)熱對(duì)物料產(chǎn)生影響，共粉碎60 s。

1.3.3 蘋(píng)果微粉理化指標(biāo)的測(cè)定

蘋(píng)果微粉的水分含量參照直接干燥法[12]進(jìn)行測(cè)定；水分活度使用水分活度儀測(cè)定，將蘋(píng)果微粉平鋪滿(mǎn)樣品盒，高度為容器的2/3，放進(jìn)儀器內(nèi)進(jìn)行測(cè)定；粒徑利用激光粒度儀測(cè)定[13]；色澤采用分光測(cè)色計(jì)測(cè)定，記錄各樣品的明度指數(shù)（L值）、紅綠指數(shù)（a值）和黃藍(lán)指數(shù)（b值）。色差值ΔE通過(guò)公式（1）計(jì)算：

式中：L、a和b表示干燥后樣品的色澤值；L0、a0和b0表示鮮樣色澤值。

總酚含量采用沒(méi)食子酸比色法[14]測(cè)定；黃酮含量采用蘆丁比色法[15]測(cè)定；總糖含量采用苯酚-硫酸法[16]測(cè)定；礦物質(zhì)元素含量采用消解法[17]測(cè)定。

1.3.4 蘋(píng)果微粉的行為特征測(cè)試

利用FT4多功能粉質(zhì)分析儀測(cè)定蘋(píng)果微粉樣品的行為特征參數(shù)。FT4多功能粉質(zhì)分析儀以固定的“螺旋角”和“線(xiàn)速度”沿螺旋軌跡將螺旋槳葉片“切入”粉末，通過(guò)測(cè)定葉片所承受的阻力來(lái)表征粉末的各項(xiàng)行為特征。所有的測(cè)試都采用48 mm葉片以及50 mm直徑容器。表征粉體行為特征的各項(xiàng)參數(shù)及定義見(jiàn)表1，所有參數(shù)均用轉(zhuǎn)矩或力表示。

表1 表征粉末行為特征的各項(xiàng)參數(shù)及定義Table 1 Def i nition of different parameters for powder behavior

1.4 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)中采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理；實(shí)驗(yàn)分析圖采用Origin 8.0及Excel 2010軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋(píng)果微粉的理化指標(biāo)

2.1.1 不同品種蘋(píng)果微粉水分含量、水分活度和粒徑分布水分含量、水分活度、粒徑D50是研究果蔬粉體的基本參數(shù)。不同品種蘋(píng)果微粉的水分含量、水分活度和粒徑D50見(jiàn)表2。

表2 不同品種蘋(píng)果微粉的水分含量、水分活度和粒徑D50對(duì)比Table 2 Water content, water activity and PSD of apple micropowder from different cultivars

不同品種蘋(píng)果微粉的水分含量范圍為7.0%～10.7%。在相同的干燥條件下，不同品種蘋(píng)果微粉的水分含量不同。隨著粉體中水分含量的增加，粉體顆粒之間的相互作用由于形成液橋而加強(qiáng)[18-19]。粉體中的液體容易包裹在顆粒表面，顆粒與顆粒之間形成液相橋接，降低顆粒的獨(dú)立性，阻礙顆粒彼此自由移動(dòng)。但在帶靜電的粉體中，水可作為導(dǎo)電介質(zhì)，釋放松裝粉體中的靜電，并讓顆粒順暢地流動(dòng)。所以，必須確保松裝粉體中包含足夠的水，以最大程度降低靜電效應(yīng)，但水分含量又不能太高，過(guò)高致使顆粒間形成液相橋接影響粉末流動(dòng)性。水分活度可反映食品體系中可參與生物化學(xué)反應(yīng)的自由水的含量[20]，是確定貯藏期限的一個(gè)重要因素。總的來(lái)說(shuō)，水分活度越小的產(chǎn)品越穩(wěn)定。當(dāng)水分活度低于0.60時(shí)，絕大多數(shù)微生物無(wú)法生長(zhǎng)，食品體系中大多數(shù)的酶類(lèi)物質(zhì)的活性大幅度降低，氧化水解作用降低。不同品種蘋(píng)果微粉的水分活度范圍為0.130～0.151，此水分活度在微生物學(xué)安全范圍內(nèi)。不同品種蘋(píng)果微粉的水分活度與水分含量表現(xiàn)一致。

蘋(píng)果微粉的粒徑分布用激光粒度儀測(cè)定。不同品種蘋(píng)果經(jīng)過(guò)相同制粉工藝處理之后，蘋(píng)果微粉的粒徑范圍為42.74～61.74 μm，黃元帥蘋(píng)果微粉的粒徑最大，而寒富蘋(píng)果微粉的粒徑最小。粉體的粒徑大小會(huì)影響粉體的流動(dòng)性。粉體粒徑太小導(dǎo)致粉末暴露太多的水合表面積，更容易吸濕，也可能由于表面的表達(dá)力，即范德華力、磁性和靜電等[21]導(dǎo)致粉末結(jié)塊，促使粉體的流動(dòng)性變差。

2.1.2 不同品種蘋(píng)果微粉的色澤

干燥產(chǎn)品的色澤屬性直接影響產(chǎn)品被消費(fèi)者接受的程度，是評(píng)估果蔬粉品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同品種制得的蘋(píng)果微粉（L、a、b）和蘋(píng)果鮮樣（L0、a0、b0）的色澤參數(shù)見(jiàn)表3。與鮮樣進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，干燥后產(chǎn)品的L值均顯著增加，這與前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，即高溫會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品顏色的改變[22-23]。色差值（ΔE）表示蘋(píng)果粉體與鮮樣的色澤差異，色差值ΔE越小，說(shuō)明樣品色澤與鮮樣的越接近[24]。結(jié)果表明，寒富、黃元帥蘋(píng)果微粉的ΔE值高于其余3 種，說(shuō)明這兩種蘋(píng)果微粉的色澤與鮮樣差別較大。而寒富蘋(píng)果微粉的L值最大，秦冠蘋(píng)果微粉的L值最小，說(shuō)明寒富蘋(píng)果微粉顏色最亮，而秦冠蘋(píng)果微粉的顏色最暗。

表3 不同品種蘋(píng)果微粉的色澤Table 3 Color parameters of apple micropowder from different cultivars

2.1.3 不同品種蘋(píng)果微粉的主要礦物質(zhì)元素、總酚、黃酮和總糖含量

表4 不同品種蘋(píng)果微粉的礦物質(zhì)、總酚、黃酮與總糖含量Table 4 Contents of mineral, phenols, fl avonoids and sugar in apple micropowder from different cultivars

如表4所示，表中列出了4 種常見(jiàn)的礦物質(zhì)元素含量以及3 種常見(jiàn)的化學(xué)指標(biāo)。蘋(píng)果微粉中K元素的含量顯著高于其他3 種，其中，寒富和秦冠蘋(píng)果微粉中的K元素含量最高，且這兩種蘋(píng)果微粉的礦物質(zhì)元素含量總體上高于其他3 種蘋(píng)果微粉。不同品種蘋(píng)果微粉的總酚含量由高到低的順序?yàn)椋洪L(zhǎng)富2號(hào)＞國(guó)光＞寒富＞黃元帥＞秦冠，黃酮含量由高到低的順序?yàn)閲?guó)光＞秦冠＞黃元帥、長(zhǎng)富2號(hào)＞寒富。長(zhǎng)富2號(hào)微粉和國(guó)光微粉的總酚含量相近，而國(guó)光微粉的黃酮含量較高，秦冠微粉的總酚含量與黃酮含量比較接近?？偡雍忘S酮含量均有抗氧化作用，含量高可以提高蘋(píng)果粉的整體品質(zhì)，以該指標(biāo)看，國(guó)光和富士系品種制備的蘋(píng)果粉有較高的產(chǎn)品品質(zhì)。不同品種蘋(píng)果微粉的總糖含量由高到低的順序?yàn)椋洪L(zhǎng)富2號(hào)＞寒富＞秦冠＞國(guó)光＞黃元帥。富士系的含糖量很高。粉末的化學(xué)組成與加工方式影響其對(duì)外部因素的敏感度[25]。食品粉末顆粒間的相互吸引力（通常稱(chēng)為內(nèi)聚力）依賴(lài)于它們的化學(xué)和生化性質(zhì)[26]。內(nèi)聚力會(huì)導(dǎo)致形成團(tuán)塊從而影響粉體流動(dòng)性等行為特征。

2.2 蘋(píng)果微粉的行為特征

對(duì)于蘋(píng)果微粉的各種應(yīng)用，與其加工性能關(guān)系最大的行為特征各不相同[27-28]。影響粉末行為特征的因素有很多，單一的參數(shù)無(wú)法全面地表征粉末，因此需要測(cè)量多個(gè)特征。本實(shí)驗(yàn)采用壓縮性、剪切性和基本流動(dòng)能系統(tǒng)評(píng)價(jià)粉末的行為特征。

圖1 不同正應(yīng)力條件下樣品的堆積密度壓縮百分比Fig. 1 Compressibility for bulk density under different normal stresses

圖1 是不同正應(yīng)力下粉末堆積密度壓縮百分比的變化曲線(xiàn)。粉末的壓縮性是粉末的一種整體性質(zhì)，用于研究運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加工（直接壓片，碾壓）等因素引起的密度變化。壓縮性會(huì)對(duì)粉末的流動(dòng)性質(zhì)，尤其是在稍高的應(yīng)力條件下的流動(dòng)性質(zhì)產(chǎn)生影響。壓縮性高的粉末通常意味著粉末的黏結(jié)性高，容易發(fā)生固結(jié)。較高正應(yīng)力條件下，5 種粉末的壓縮性明顯不同，壓縮性從高到低的排列次序是秦冠＞黃元帥＞寒富＞國(guó)光＞長(zhǎng)富2號(hào)，較高的粉末壓縮百分比對(duì)螺桿輸送是不利的。

圖2 不同正應(yīng)力條件下樣品的剪切強(qiáng)度Fig. 2 Shear strength of apple micropowder under different normal stresses

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量剪切應(yīng)力表征粉末與粉末之間的摩擦。在相同的正應(yīng)力條件下，剪切應(yīng)力越大，粉末之間的摩擦力越大。由圖2可知，較高正應(yīng)力條件下，5 種粉末樣品的剪切強(qiáng)度排列次序?yàn)椋簢?guó)光＞黃元帥＞秦冠＞長(zhǎng)富2號(hào)＞寒富，粉末顆粒的內(nèi)聚強(qiáng)度和UYS排序與剪切強(qiáng)度完全一致，表示國(guó)光粉末的黏度最高，而寒富粉末的最低。高的剪切強(qiáng)度值和高的粉末顆粒黏結(jié)性對(duì)料斗流動(dòng)以及螺桿輸送都是不利的。

圖3 不同測(cè)試次數(shù)樣品的基本流動(dòng)能Fig. 3 Basic fl ow energy of apple micropowder at different fl ow rates

表5 測(cè)試行為特征時(shí)不同品種蘋(píng)果微粉的主要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 5 Major experimental data for apple micropowder from different cultivars obtained in powder behavior test

前8次測(cè)試的流動(dòng)速率為均100 mm/s，第9、10、11次的流動(dòng)速率分別為70、40、10 mm/s。某些粉末在加工過(guò)程中流動(dòng)良好，而有些則會(huì)產(chǎn)生橋接，出現(xiàn)阻塞或者間歇性流動(dòng)等問(wèn)題。由圖3可知，不同品種蘋(píng)果微粉的基本流動(dòng)能均隨著測(cè)試時(shí)的流動(dòng)速率的降低而升高。由表5可知，5 種粉末的BFE值存在顯著差異，黃元帥的BFE值最低，說(shuō)明在一般情況下，黃元帥粉末易發(fā)生流動(dòng)。寒富、黃元帥、國(guó)光和秦冠4 種樣品粉末可視為相對(duì)穩(wěn)定（0.9＜SI＜1.1），長(zhǎng)富2號(hào)粉末則穩(wěn)定性略差。FRI表示粉末的流動(dòng)能隨流動(dòng)速率發(fā)生的變化。與多數(shù)粉末一樣，這5 種樣品粉末的流動(dòng)能都會(huì)隨流動(dòng)速率降低而增加。SE用來(lái)描述粉末處于松散堆積狀態(tài)下的流動(dòng)性質(zhì)，比如低應(yīng)力條件下粉末之間的摩擦或者顆粒機(jī)械咬合。SE數(shù)值越高，意味著顆粒間的機(jī)械咬合越強(qiáng)，5 種蘋(píng)果微粉的SE值由高到低的順序?yàn)辄S元帥＞寒富＞秦冠＞長(zhǎng)富2號(hào)＞國(guó)光。

測(cè)試結(jié)果表明5 種蘋(píng)果粉末樣品的流動(dòng)性質(zhì)在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下都存在顯著區(qū)別。多參數(shù)分析粉末的行為特征，粉末的一種性能表現(xiàn)良好，不意味著其他性能表現(xiàn)良好。長(zhǎng)富2號(hào)壓縮比低，有良好的存儲(chǔ)、加工等性能，但它的基本流動(dòng)能是最高的，不利于它的料斗流動(dòng)。說(shuō)明具有這些性質(zhì)是彼此獨(dú)立，互不相關(guān)的。

其中，秦冠、黃元帥具有較高的壓縮性，所以該樣品在高應(yīng)力條件下的黏結(jié)性是最高的。黏性粉末在較低流速下流動(dòng)時(shí)需要更大的流動(dòng)能量，因?yàn)楸环勰y入的空氣能夠逃走，并形成一個(gè)抗流動(dòng)性的硬殼。但黃元帥有較低的基本流動(dòng)能，說(shuō)明在低應(yīng)力條件下黃元帥蘋(píng)果微粉的流動(dòng)性最好，這與黃元帥具有最低的含糖量，不容易吸濕結(jié)塊有關(guān)。其他3 個(gè)品種的蘋(píng)果微粉的壓縮性差別不大，而寒富蘋(píng)果微粉樣品的剪切強(qiáng)度、內(nèi)聚強(qiáng)度和UYS是4 個(gè)品種中明顯最低的，說(shuō)明寒富蘋(píng)果微粉在輸送過(guò)程中表現(xiàn)是較好的。

2.3 主成分分析

在解決實(shí)際問(wèn)題和研究中，經(jīng)常會(huì)對(duì)研究對(duì)象盡可能收集更多的信息，以期對(duì)問(wèn)題有一個(gè)全面綜合的認(rèn)識(shí)，但大量信息反而成了分析和解決問(wèn)題的障礙，為解決這一問(wèn)題應(yīng)采用主成分分析[29]。由于蘋(píng)果微粉的品質(zhì)與多種理化指標(biāo)有關(guān)，因此，采用主成分分析法對(duì)蘋(píng)果微粉品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

對(duì)20 項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定數(shù)值進(jìn)行主成分分析。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)碎石圖并以特征值大于1，且綜合考慮方差貢獻(xiàn)率確定最優(yōu)的主成分?jǐn)?shù)[30]。前3個(gè)主成分的特征值大于1且累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)90.38%，綜合了20 項(xiàng)參數(shù)的大部分信息。主成分1、主成分2和主成分3的方差貢獻(xiàn)率分別達(dá)41.48%、30.63%和18.28%，而主成分4僅占9.62%（表6），這說(shuō)明蘋(píng)果品種的不同可以用主成分1、主成分2和主成分3解釋。

表6 主成分分析解釋總變量Table 6 Total variance explained for PCA (principal component analysis)

圖4 主成分分析載荷圖（a）和得分圖（b）Fig. 4 PCA scores of PC1 and PC2 for 5 apple varieties

表7 主成分分析旋轉(zhuǎn)后的成分載荷矩陣Table 7 Rotated principal component matrix

由圖4和表7可知，第1主成分主要綜合了L值、Na含量、水分含量、水分活度、BD、BFE、SE、CBD2（基本流動(dòng)能測(cè)試中所得）的信息，這些指標(biāo)主要涵蓋了蘋(píng)果粉的初始穩(wěn)定性指標(biāo)，其中L值、Na含量、SE在第1主成分上呈負(fù)向分布，水分含量、水分活度、BD、BFE、CBD2呈正向分布，即在PC1坐標(biāo)正向，PC1越大，水分含量、水分活度、BD、BFE、CBD2越大，L值、Na含量和SE則越小。第2主成分主要綜合了CBD1（壓縮性測(cè)試中所得）、CPS的信息，主要涵蓋了加工輸送過(guò)程中的指標(biāo)，Ca含量和CPS在第2主成分呈負(fù)向分布。第3主成分主要綜合了黃酮含量、總糖含量、K含量、MPS等理化指標(biāo)，總糖含量、K含量在第3主成分呈負(fù)向分布。獲得的結(jié)果表明，蘋(píng)果粉的品質(zhì)被初始粉末穩(wěn)定性指標(biāo)、輸送性指標(biāo)和理化指標(biāo)3 項(xiàng)有效區(qū)分。由圖4a、b能夠直觀地看出各蘋(píng)果品種與PC1和PC2的關(guān)系。國(guó)光和長(zhǎng)富2號(hào)落在第一區(qū)間，其總酚、黃酮、總糖等含量豐富；寒富落在第二區(qū)間，與L值聯(lián)系密切，且L值較大。通過(guò)主成分分析，綜合其他分析結(jié)果得出，富士系蘋(píng)果品種在色澤、營(yíng)養(yǎng)成分等理化指標(biāo)方面表現(xiàn)良好，是制備蘋(píng)果微粉的適宜品種。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了5 種蘋(píng)果微粉的理化品質(zhì)與行為特征指標(biāo)，結(jié)果表明：在相同的加工方式下，對(duì)比蘋(píng)果微粉的理化品質(zhì)，5 個(gè)品種蘋(píng)果微粉的物理性質(zhì)如色澤、粒徑水平等有很大差別。長(zhǎng)富2號(hào)的總酚和總糖含量最高。不同的行為特征主導(dǎo)著不同的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于各種應(yīng)用以及工藝步驟，各項(xiàng)粉末屬性的相關(guān)性不盡相同，且不存在普遍實(shí)用的單一粉末屬性。長(zhǎng)富2號(hào)和寒富在高應(yīng)力條件下的黏結(jié)性較小且在輸送過(guò)程中表現(xiàn)較好，黃元帥蘋(píng)果微粉在低應(yīng)力條件下流動(dòng)性最好。綜合各項(xiàng)指標(biāo)分析及主成分分析，結(jié)果表明長(zhǎng)富2號(hào)和寒富兩個(gè)富士系品種蘋(píng)果微粉的綜合品質(zhì)最佳，加工過(guò)程中流動(dòng)輸送表現(xiàn)良好，因此，確定寒富、長(zhǎng)富2號(hào)富士系蘋(píng)果是制備高品質(zhì)蘋(píng)果粉的適宜品種。

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Quality and Behavior Characteristics of Apple Micropowder Processed from Five Cultivars

XUE Yujie1,2, CHEN Qinqin2, BI Jinfeng2, ZHOU Mo2, NING Xibin1,*, WANG Shuzhen1,2
(1. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

To select the appropriate cultivar for processing pure apple micropowder, physicochemical and behavior characteristics of different pure apple micropowder processed from fi ve apple cultivars including Changfu No. 2, Hanfu, Golden Delicious, Guoguang and Qinguan were evaluated. Apple micropowder was prepared by using short- and mediumwave infrared radiation drying combined with coarse grinding technology. All above parameters were further analyzed by principal component analysis (PCA). Among these cultivars, the lightness L value of Hanfu apple micropowder was the highest, whereas Qinguan apple micropowder presented the lowest L value. The contents of total phenol and total sugar in Fuji apple micropowder were the highest. The cohesiveness of Changfu No. 2 apple micropowder and Hanfu apple micropowder was lower than that of other cultivars under the condition of high stress. Furthermore, three principal factors were selected through PCA, which could account for 90.38% of the total variability. In summary, Fuji apple is the most appropriate cultivar for processing apple micropowder.

apple; cultivar; micropowder; quality; fl owability; principal component analysis

10.7506/spkx1002-6630-201707018

TS255.4

A

1002-6630（2017）07-0109-06

薛玉潔, 陳芹芹, 畢金峰, 等. 5 種蘋(píng)果微粉的理化品質(zhì)與行為特征[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(7): 109-114. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201707018. http://www.spkx.net.cn

XUE Yujie, CHEN Qinqin, BI Jinfeng, et al. Quality and behavior characteristics of apple micropowder processed from five cultivars[J]. Food Science, 2017, 38(7): 109-114. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201707018. http://www.spkx.net.cn

2016-06-22

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)（2016YFD0400704）

薛玉潔（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：yujiemisu@163.com

*通信作者：寧喜斌（1964—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称钒踩⑽⑸飳W(xué)。E-mail：xbning@shou.edu.cn