兩種物理加工方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體性質(zhì)的影響

張博華，張 明，范 琳，盧 藝，侯 超，馬 超,*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.威海職業(yè)學(xué)院，山東 威海 264210）

西洋參（Panax quinquefoliumL.）為五加科植物，又名花旗參、美國(guó)人參等，是一種原產(chǎn)北美洲，現(xiàn)已在我國(guó)大面積推廣的名貴中藥材。據(jù)《本草從新》記載：西洋參味甘、微苦、性涼，歸心、肺、腎經(jīng)，有清火生津、補(bǔ)氣養(yǎng)陰的功效[1]。西洋參具有顯著的免疫調(diào)節(jié)、抗癌、抗疲勞、抗衰老、降血糖、降血脂等功效，其所含的皂苷類、多糖類為具以上功能的主要活性物質(zhì)[2-4]。當(dāng)前，西洋參除鮮食外，切片干制是其加工的主要方式[5]。西洋參在切片加工中一般只保留主根，加工中所產(chǎn)生的一系列副產(chǎn)物，如殘次參、西洋參須根、西洋參蘆頭等不符合商品化要求的下腳料，其營(yíng)養(yǎng)組成與商品化產(chǎn)品類似，是優(yōu)質(zhì)的副產(chǎn)物資源，但由于缺乏有效的高值利用途徑，這些資源通常用作肥料、飼料，或被直接丟棄，這不僅造成了極大的資源浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)環(huán)境還造成了污染?？紤]到西洋參加工副產(chǎn)物外觀不符合商品化要求，且水分含量較高，不宜加工、保存和運(yùn)輸，干燥制粉處理是一種切實(shí)可行的高值利用途徑，所得粉體既可以作為食品配料應(yīng)用于烘焙原料、固體飲料、壓片糖果、膠囊等領(lǐng)域，也可用于提取皂苷類、多糖類等功能性成分。同時(shí)，經(jīng)研究表明，蒸汽爆破技術(shù)與超微粉碎技術(shù)作為兩種物理加工處理方式，對(duì)改善物料色澤和物理加工特性，提高粉體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，減少營(yíng)養(yǎng)成分流失，增加有效成分溶出等方面具有積極作用[6-7]。

蒸汽爆破（以下簡(jiǎn)稱汽爆）技術(shù)作為一種物理加工方式，其工作原理是通過高溫加熱水蒸氣，使其充滿物料的空隙內(nèi)，進(jìn)行一定時(shí)間的高溫高壓處理，使物料間的液體汽化。通過瞬間釋放壓力，細(xì)胞內(nèi)的汽體體積會(huì)瞬間膨脹，使得細(xì)胞撕裂，達(dá)到破壁的功效，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)被釋放出來[8-9]。有研究表明，分別對(duì)漆果原料和麻黃原草原料進(jìn)行蒸汽爆破處理后，從其提取的生物活性物質(zhì)較蒸汽爆破前分別提高了8 倍和2 倍[10-11]。

超微粉碎（以下簡(jiǎn)稱超微）技術(shù)是一種新型的粉碎技術(shù)，其不僅可以實(shí)現(xiàn)破壁處理，還可生產(chǎn)具有良好表面性能、粒徑分布窄而均勻的粉體，更有利于不同劑型食品的生產(chǎn)。張麗媛等[12]將蘋果膳食纖維進(jìn)行超微粉碎后發(fā)現(xiàn)其水溶性、溶脹性、陽離子交換能力及抗氧化性等理化性質(zhì)都得到顯著改善。同時(shí)，超微粉碎有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(yīng)用于果蔬粉的制備中。高飛虎等[13]研究發(fā)現(xiàn)，超微粉碎可提高綠茶多糖的溶出量。

本研究應(yīng)用蒸汽爆破和超微粉碎兩種物理加工方式處理西洋參加工副產(chǎn)物，研究其對(duì)粉體色澤、含水量、休止角、滑動(dòng)角、比表面積、堆積密度、膨脹力、持水力、持油力、水溶性指數(shù)（Water soluble index，WSI）等理化性質(zhì)以及多糖含量等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，明確兩種物理加工方式處理的優(yōu)缺點(diǎn)，探究西洋參加工副產(chǎn)物粉體的適宜加工方式和產(chǎn)品生產(chǎn)劑型，為西洋參加工副產(chǎn)物精深加工和高值利用提供一定的理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

西洋參，威海市東旭西洋參有限公司；魯花食用植物調(diào)和油，市售。

1.1.2 儀器與設(shè)備

QBS-80 型蒸汽爆破設(shè)備，鶴壁政道啟寶實(shí)業(yè)有限公司；BFM-6 超微粉碎機(jī)，濟(jì)南倍力粉技術(shù)有限公司；BT-9300H 激光粒度分析儀，丹東市百特儀器有限公司；RXH-B-1 型熱風(fēng)循環(huán)烘箱，江陰市宏達(dá)粉體設(shè)備有限公司；SUPRA55 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，德國(guó)卡爾蔡司公司；80 目標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩，浙江上虞市金鼎標(biāo)準(zhǔn)篩具廠；TGL-10B 型高速臺(tái)式離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；RH-600A 型高速粉碎機(jī)，永康市榮浩工貿(mào)有限公司；WSC-S 型測(cè)色色差計(jì)，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；MB23 型水分測(cè)定儀，奧豪斯儀器（上海）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 西洋參加工副產(chǎn)物粉體的制備

1.2.1.1 西洋參加工副產(chǎn)物干燥粉

西洋參加工副產(chǎn)物洗凈，切片瀝干，擺盤，放入恒溫?zé)犸L(fēng)烘箱中，60 ℃條件下烘至物料含水率7%以下，冷卻后用高速粉碎機(jī)打粉，每次30 s，間隔5 min，重復(fù)3 次，過80 目篩，將干燥粉用鋁箔袋密封后置于干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.1.2 汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體

以西洋參加工副產(chǎn)物干燥粉（對(duì)照）作為汽爆底物，首先采用固定汽爆維壓時(shí)間60 s，汽爆壓強(qiáng)分別0.6、0.9、1.2 MPa 的方式處理，再以固定汽爆壓強(qiáng)0.6 MPa，汽爆維壓時(shí)間分別為30、90 s 的方式處理，共得到5 種汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體，60 ℃條件下將粉體干燥至含水率7%以下后，用鋁箔袋密封并置于干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.1.3 超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體

將西洋參加工副產(chǎn)物干燥粉投入超微粉碎機(jī)，分別采用超微粉碎時(shí)間3、5、7 min 處理干燥粉，得到3種超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體，60 ℃條件下將粉體干燥至含水率7%以下，然后用鋁箔袋密封并置于干燥器中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 色澤

采用CIELAB 表色系統(tǒng)測(cè)定西洋參加工副產(chǎn)物粉體的L*、a*和b*值，其中L*代表明度指數(shù)，從黑暗（L*=0）到明亮（L*=100）的變化；a*代表顏色，從綠色（負(fù)值）到紅色（正值）的變化；b*代表顏色從藍(lán)色（負(fù)值）到黃色（正值）的變化。

1.2.2.2 含水率

稱取一定質(zhì)量的粉體（m1，g），將粉體放入烘箱中干燥至恒質(zhì)量（m2，g），含水率按以下公式計(jì)算。

1.2.2.3 粒徑分布、休止角、滑動(dòng)角、堆積密度及比表面積

粒徑分布、比表面積：使用激光粒度分布儀分析。以異丁醇為沉降介質(zhì)，首先進(jìn)行空白標(biāo)定，要求背景值在2.0以內(nèi)，取少許樣品，緩慢進(jìn)樣，待遮光率值達(dá)到10%～20%時(shí)停止進(jìn)樣，超聲分散30 s 后，進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。

休止角：將一漏斗垂直固定于鐵架臺(tái)上，漏斗最下端與水平面保持一定距離，取適量西洋參加工副產(chǎn)物粉體，使其均勻通過玻璃漏斗自由落在平面上，直到粉體堆成的圓錐體最高點(diǎn)碰觸到漏斗最下端為止，測(cè)量此時(shí)圓錐體直徑D，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定5 次[14]。

計(jì)算公式如下：

其中：θ 為粉體的休止角，°；H 為漏斗最下端距離水平面的距離，cm；D 為粉體堆成的圓錐體的直徑，cm。

滑動(dòng)角：取長(zhǎng)方形光滑玻璃板，稱取5 g 西洋參加工副產(chǎn)物粉體置于玻璃板中心處，固定玻璃板一側(cè)，緩慢抬起另一側(cè)，直至超過90%粉體滑落，標(biāo)記此位置，此時(shí)玻璃板與水平面之間的夾角即為滑動(dòng)角θ（°）[15]，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定5 次。

堆積密度：分別精確稱取15 g 西洋參加工副產(chǎn)物粉體，轉(zhuǎn)入50 mL 量筒中，盡量減少筒壁粘連，充分振實(shí)，直至量筒內(nèi)粉體體積不再變化，讀取粉體體積，重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果取平均值[16]。計(jì)算公式如下：

1.2.2.4 膨脹力、持水力、持油力、水溶性指數(shù)、吸濕率

膨脹力、持水力、持油力、水溶性指數(shù)、吸濕性均參照張明等[16]的方法進(jìn)行測(cè)定。

膨脹力：分別稱取9 種西洋參加工副產(chǎn)物粉體各1 g，置于標(biāo)有刻度的試管中，讀取干基體積（mL），緩慢加入10 mL 蒸餾水，充分振蕩，室溫下靜置24 h，待粉體充分吸水沉降后，記錄沉淀體積（mL），按如下公式計(jì)算粉體膨脹力。

持水力：分別稱取9 種西洋參加工副產(chǎn)物粉體各1 g，置于100 mL 燒杯中，加入40 mL 的蒸餾水，置于搖床中，慢速振蕩30 min，隨后將樣液轉(zhuǎn)移至離心管中，5000 r/min 離心20 min，除去上清液，稱量沉淀質(zhì)量。計(jì)算公式如下：

持油力：分別稱取9 種西洋參加工副產(chǎn)物粉體各5 g，置于50 mL 離心管中，邊振蕩邊緩慢加入40 g 花生調(diào)和油，充分混勻后靜置30 min，5000 r/min 離心20 min，稱取上清油液質(zhì)量，按照如下公式計(jì)算持油力。

水溶性指數(shù)（WSI）：分別稱取9 種西洋參加工副產(chǎn)物粉體各1 g，置于100 mL 三角瓶中，邊振蕩邊緩慢加入40 mL 蒸餾水，充分混勻后，80 ℃恒溫水浴下靜置30 min，冷卻后將樣液轉(zhuǎn)移至50 mL 離心管中，室溫6000 r/min 離心10 min，取上清液置于預(yù)先稱取質(zhì)量的干燥燒杯中，先用電爐加熱除去絕大部分水分，然后置于105 ℃恒溫烘箱中烘至恒重，稱取干燥后燒杯與樣品的總質(zhì)量，WSI 按照下列公式計(jì)算。

式中：M0為初始粉體的質(zhì)量，g；M1為干燥燒杯質(zhì)量，g；M2為干燥燒杯質(zhì)量和處理后的樣品質(zhì)量之和，g。

吸濕率：分別精準(zhǔn)稱取5 g 西洋參加工副產(chǎn)物粉體于預(yù)先干燥的敞口干燥皿中，將干燥皿放置在干燥器隔板上，隔板下方盛裝飽和NaCl 溶液，對(duì)干燥器進(jìn)行密封，在25 ℃室溫環(huán)境下靜置7 d，測(cè)定西洋參加工副產(chǎn)物粉體吸濕率。

式中：M 為初始粉體的質(zhì)量，g；Δm 為平衡后粉體質(zhì)量的增加量，g；Mi為初始粉體干物質(zhì)的含水率，%。

1.2.2.5 粗多糖含量

參照NY/T 1676—2008[17]所述方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 電鏡觀察

將不同處理方式制備的西洋參副產(chǎn)物粉體樣品于60 ℃烘箱中干燥至恒質(zhì)量，然后采用濺射鍍膜法進(jìn)行表面鍍金，利用掃描電鏡（SEM）對(duì)其進(jìn)行觀察并拍照。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 8.0 軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體物理性質(zhì)的影響

2.1.1 粉碎處理方式對(duì)粉體色澤的影響

西洋參加工副產(chǎn)物粉體呈黃褐色。由表1 可知，L*值從大到小依次為超微粉體＞對(duì)照粉體＞汽爆粉體，超微5 min 的西洋參加工副產(chǎn)物粉體亮度最大，汽爆（1.2 MPa，60 s）處理的粉體亮度最低；西洋參加工副產(chǎn)物粉體a*值從大到小依次為汽爆＞對(duì)照＞超微，其中汽爆（0.6 MPa，90 s）處理的粉體偏紅程度最大，超微5 min 處理的粉體偏綠程度最大；b*值反映樣品偏黃的程度，在這個(gè)指標(biāo)上超微處理與汽爆處理沒有明顯差異，總體來看，汽爆處理的粉體顏色偏黃程度更大。綜合比較可以看出，超微技術(shù)處理對(duì)西洋參粉體色澤的保持效果更好。

表1 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體色澤的影響Fig.1 Effects of grinding treatment methods on color parameters of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.2 粉碎處理方式對(duì)粉體粒徑分布的影響

D10、D50、D90分別表示粉體粒徑小于某一值時(shí)的累計(jì)率為10%、50%、90%，其中D50是樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑，它的物理意義是粒徑大于某一值的顆粒占50%，小于某一值的顆粒也占50%，最具代表性。9 種西洋參加工副產(chǎn)物粉體的粒徑分析結(jié)果如表2 和圖1 所示。由表2 可知，9 種干燥粉體中，汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體和對(duì)照粉體的D50均明顯大于超微粉體。離散度為D90與D10之差和D50的比值，其用于表征粉體粒度分布的寬度，離散度越大，粒度分布越分散。9 種干燥粉體中，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體粒徑分布較均勻。

圖1 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體粒徑分布的影響Fig.1 Effects of grinding treatment methods on particle sizes distributions of Panax quinquefolium by-products powder

表2 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體粒徑的影響Table 2 Effects of grinding treatment methods on particle sizes of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.3 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體流動(dòng)性和壓縮成型性的影響

良好的粉體流動(dòng)性是保障片劑、膠囊等制劑正常生產(chǎn)的前提。休止角和滑動(dòng)角反映粉體的流動(dòng)性，休止角越小，摩擦力越小，流動(dòng)性越好，一般認(rèn)為休止角θ≤30°時(shí)流動(dòng)性好，休止角θ≤40°時(shí)可以滿足生產(chǎn)過程中的流動(dòng)性需求[15]。由表3 可得，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體休止角小于汽爆和對(duì)照，3 種粉體均能滿足片劑膠和囊劑生產(chǎn)的需求，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體休止角最小，可以加工成片劑。滑動(dòng)角則相反，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體大于汽爆和對(duì)照。

堆積密度反映了粉體的充填性能，其值越大，粉體充填性越好，越有利于壓片成型[16]。由表3 可知，汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體堆積密度最大，更有利于壓片成型。比表面積反映粉體的聚合能力，比表面積越大，粉體表面聚合力越強(qiáng)[18-19]。由表3 可知，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體比表面積大于對(duì)照。超微處理后，西洋參加工副產(chǎn)物粉體比表面積增加，其中超微7 min 的粉體是對(duì)照粉體的1.97 倍，適宜作為功能性食品原料吸附或包裹于食品表面[18]。

表3 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體流動(dòng)性和壓縮成型性的影響Table 3 Effects of grinding treatment methods on fluidity and compression formability of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.4 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體膨脹力的影響

膨脹力可反映粉體與水的結(jié)合能力，其值越大，粉體溶于水后的穩(wěn)定性、懸浮性越好。膨脹力的大小與顆粒的吸水膨脹性和顆粒間的空隙率密切相關(guān)[19-20]。由圖2 可知，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體的膨脹力大于汽爆和對(duì)照。汽爆（0.6 MPa，30 s）粉體的膨脹力最差，可能因?yàn)檎羝幚磉^程中物料表面因受熱急劇收縮，質(zhì)地緊實(shí)，較難復(fù)水所致。其中超微5 min 西洋參加工副產(chǎn)物粉體膨脹力最好，所以粉體溶于水后的穩(wěn)定性最好，適宜加工成固體飲料。

圖2 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體膨脹力的影響Fig.2 Effects of grinding treatment methods on expansion forces of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.5 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體持水力的影響

持水、持油力是樣品受到外部離心力或壓強(qiáng)時(shí)保持水或油的能力[21-22]。如圖3 所示，西洋參加工副產(chǎn)物粉體持水力大小依次為：對(duì)照＞汽爆＞超微。與對(duì)照西洋參加工副產(chǎn)物粉體相比，超微7 min 西洋參加工副產(chǎn)物粉體的持水力由4.688 g/g 下降至1.727 g/g，下降了63.16%，原因可能是粉體在超微過程中破壞了植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其對(duì)水分的束縛力減小從而導(dǎo)致持水力下降，這與趙萌萌等[23]的研究結(jié)果相似。

圖3 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體持水力的影響Fig.3 Effects of grinding treatment methods on water-holding capacities of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.6 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體持油力的影響

由圖4 可知，超微粉體持油力最強(qiáng)，汽爆粉體持油力與對(duì)照粉體相比無明顯差異，說明超微處理能提高產(chǎn)品的持油力，超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體更適合加工成為固體飲料。與對(duì)照粉體相比，超微5 min 粉體的持油力為1.107 g/g，比對(duì)照粉體0.900 g/g 提高了23%?？赡苁且?yàn)槌⒃谄茐募?xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí)，大量的親油基團(tuán)暴露出來，增強(qiáng)了超微粉體的持油力[23]，這與王博等[24]的研究結(jié)果相似，雜糧粉超微以后，持油力和對(duì)照相比提高了61.2%。

圖4 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體持油力的影響Fig.4 Effects of grinding treatment methods on oil-holding capacities of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.7 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體水溶性指數(shù)的影響

WSI 是表征粉體可溶性物質(zhì)含量和溶解性的重要指標(biāo)，粉體WSI 值越大，其可溶性物質(zhì)含量越大，溶解性越好[25]。由圖5 可以看出，汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體與超微粉體的WSI 值均大于對(duì)照粉體，兩種物理加工方式均可用于固體飲料的加工。其中汽爆（1.2 MPa，60 s）粉體WSI 為47.59%，是對(duì)照粉體WSI 值（29.06%）的1.64 倍。超微7 min 粉體WSI 為50.64%，是對(duì)照粉體WSI 值的1.74 倍。西洋參加工副產(chǎn)物粉體經(jīng)超微處理后，其比表面積增大（表3），西洋參加工副產(chǎn)物粉體在水中的溶解性和分散性增加，且經(jīng)超微或汽爆處理后細(xì)胞破碎程度增大，可溶性物質(zhì)更易溶出，從而提高了西洋參加工副產(chǎn)物粉體的水溶性指數(shù)。

圖5 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體WSI 值的影響Fig.5 Effects of grinding treatment methods on WSI values of Panax quinquefolium by-products powder

2.1.8 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體吸濕性的影響

產(chǎn)品的儲(chǔ)藏期主要由吸濕性的大小決定。由圖6可知，第7 天時(shí)，西洋參加工副產(chǎn)物粉體吸濕率大小排序?yàn)椋簩?duì)照＞超微＞汽爆，與對(duì)照西洋參加工副產(chǎn)物粉體相比，經(jīng)過兩種工藝處理后粉體吸濕性均有所降低，這可能是因?yàn)槌⑽餮髤⒓庸じ碑a(chǎn)物粉體比表面積較大，與水能充分接觸，吸濕較快，隨著比表面積的增加，吸濕程度的不斷增加，粉體產(chǎn)生微小凝塊，抑制了水分的滲透速度[22]?？偟膩碚f，汽爆處理的西洋參加工副產(chǎn)物粉體由于吸濕率較小更有利于產(chǎn)品的短期儲(chǔ)藏。

圖6 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體吸濕性的影響Fig.6 Effects of grinding treatment methods on hygroscopicity of Panax quinquefolium by-products powder

2.2 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體粗多糖含量的影響

由圖7 可知，與對(duì)照西洋參加工副產(chǎn)物粉體相比，經(jīng)過汽爆、超微兩種方式處理后，西洋參加工副產(chǎn)物粉體粗多糖含量都有所增加，其中汽爆粉體的粗多糖含量增加幅度較大，汽爆（1.2 MPa，60 s）粉體粗多糖含量達(dá)到206.67 mg/g，比對(duì)照粉體粗多糖含量（50.32 mg/g）提高了3.107 倍。同時(shí)可以看到，隨著汽爆維壓時(shí)間和汽爆壓強(qiáng)的逐漸增加，粗多糖含量逐漸增加，原因是隨著汽爆維壓時(shí)間的增大，水蒸氣隨著時(shí)間的延長(zhǎng)更加充分的滲透到物料中，突然減壓時(shí)水蒸氣的膨脹力充分作用于物料，使得粗多糖的溶出率提高。由于蒸汽壓強(qiáng)變大，能有效地打通西洋參內(nèi)部物質(zhì)溶出的孔隙，可加速粗多糖的溶出，汽爆促使了物料內(nèi)部多孔網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和放大，從而改善了萃取進(jìn)程[26]。

圖7 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體粗多糖含量的影響Fig.7 Effects of grinding treatment methods on cotents of crude polysaccharide of Panax quinquefolium by-products powder

超微7 min 粉體粗多糖含量（108.28 mg/g）比對(duì)照粉體粗多糖含量（50.32 mg/g）提高了115%，原因可能是超微處理使西洋參加工副產(chǎn)物粉體顆粒明顯減小，西洋參細(xì)胞原有組織結(jié)構(gòu)被破壞，這可能使粉體顆粒內(nèi)部多糖結(jié)構(gòu)暴露，從而增加了粗多糖的溶出[24]；另外，超微處理也更有利于打破西洋參加工副產(chǎn)物粉體的細(xì)胞壁，從而降低傳質(zhì)阻力，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放?？偟膩碚f，汽爆處理和超微處理均能有效地促進(jìn)粉體中生物活性物質(zhì)的釋放。在蘇玉[27]、付曉康等[28]的研究中也有上述相似的結(jié)果。

2.3 粉碎處理方式對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體微觀結(jié)構(gòu)的影響

由圖8 可知，同對(duì)照相比，經(jīng)汽爆處理后，西洋參加工副產(chǎn)物纖維束發(fā)生剪切和形變，且纖維表面由原來的光滑平整結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)榇植趲в锌障兜牟灰?guī)則結(jié)構(gòu)。汽爆處理使西洋參纖維束變得疏松，表面粗糙，更易發(fā)生斷裂和破碎，內(nèi)部物質(zhì)更容易溶出[29-30]。

圖8 不同粉碎處理方式下西洋參加工副產(chǎn)物粉體掃描電鏡圖Fig.8 Scanning electron microscope pictures of Panax quinquefolium by-products powder under different grinding treatment methods

對(duì)照粉體和超微粉體都具有較完整的組織結(jié)構(gòu)，其中對(duì)照粉體顆粒較大、不均勻，大多呈塊狀；超微粉體的粒徑較小，形態(tài)由塊狀變成圓形顆粒，但是其團(tuán)聚現(xiàn)象較嚴(yán)重，粒徑減小后其表面吸附增強(qiáng)，粉體之間的相互作用力增大，表現(xiàn)出分布密集、表觀粒徑增加的現(xiàn)象。另外，還可觀察到超微粉體的組織破壞程度也明顯大于對(duì)照粉體，這可以用來解釋超微粉體的細(xì)胞壁破碎率顯著高于對(duì)照粉體的原因。

3 結(jié)論

超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體色澤保持效果好，休止角小，比表面積大，超微7 min 西洋參加工副產(chǎn)物粉體是對(duì)照粉體比表面積的1.97 倍，可滿足加工成片劑和膠囊劑的需求，也適宜作為功能性食品原料吸附或包裹于食品表面；超微西洋參加工副產(chǎn)物粉體膨脹力大，持油力強(qiáng)，超微5 min 西洋參加工副產(chǎn)物粉體持油力為1.107 g/g，比對(duì)照粉體提高了23%，有利于吸附腸道中的脂類，適合加工為固體飲料。汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體滑動(dòng)角小，堆積密度大，有利于壓片成型，其吸濕率小，有利于短期儲(chǔ)藏；汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體粗多糖含量較高，汽爆（1.2 MPa，60 s）粉體粗多糖含量為206.67 mg/g，是對(duì)照粉體粗多糖含量的4.107 倍。總的來說，汽爆西洋參加工副產(chǎn)物粉體更有利于壓片成型以及產(chǎn)品的短期保存，由于其粗多糖含量提升，所以更適于加工為功能性固體飲料。

蒸汽爆破與超微粉碎技術(shù)均對(duì)西洋參加工副產(chǎn)物粉體的理化性質(zhì)有所改善，下一步，將對(duì)汽爆后粉體溶出的功能性物質(zhì)，特別是多糖的組成和成分進(jìn)行研究。