濕法球磨對咖啡果皮不溶性膳食纖維組成、結(jié)構(gòu)及功能性質(zhì)的影響

鄧筱語，江虹銳,，劉華南，劉小玲

（1.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧 530004；2.廣西高新農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限公司，廣西百色 533000）

咖啡是世界三大飲料之一，同時(shí)也是國際重要的貿(mào)易商品。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)者生活品質(zhì)的提高，飲用咖啡及其制品現(xiàn)已成為人們常見的一種生活方式。我國咖啡種植產(chǎn)地主要分布于云南省、海南省和四川省，其中云南省咖啡種植面積和產(chǎn)量均占全國的98%以上[1]。隨著我國咖啡產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，咖啡副產(chǎn)物的高值化利用備受行業(yè)關(guān)注?？Х裙ぷ鳛榭Х壬a(chǎn)加工過程中的主要副產(chǎn)物，約占咖啡果實(shí)干重的29%[2]，含有花青素、綠原酸等多種活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗炎的作用[3]。此外，咖啡果皮富含膳食纖維，具有調(diào)節(jié)腸道菌群、降血糖和降膽固醇等生理功能[4]。因此，咖啡果皮作為食品原料用于新產(chǎn)品的開發(fā)有著巨大的潛力。

提高天然植物來源膳食纖維利用率的常用方法是改性處理，包括化學(xué)改性、物理改性和生物改性。其中，物理改性有利于保持食品的色澤、質(zhì)地和風(fēng)味，能夠增強(qiáng)膳食纖維的功能特性[5]，還具有低污染、易操作的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域。球磨改性屬于物理改性技術(shù)，是制備超微粉體的有效手段之一，對改善植物性原料的加工特性有獨(dú)特的優(yōu)勢。大多數(shù)植物性原料纖維性強(qiáng)，韌性較大，導(dǎo)致粉碎困難，能耗加劇。相比于其他物理改性方法，球磨通過碰撞，摩擦和沖擊力等組合作用來改變原料的理化性質(zhì)[6]，具有良好的均質(zhì)特性和工作效率。球磨包括干法和濕法兩種處理方式，相較于干法球磨，濕法球磨能得到更細(xì)小、粒度分布更均勻的樣品顆粒[7]。SONG 等[8]發(fā)現(xiàn)經(jīng)酶法結(jié)合濕法球磨制備柑橘纖維，其黏度、持水力、持油力和膨脹力均得到改善，且提高了其結(jié)合膽固醇、葡萄糖吸附和總抗氧化能力。ULLAH 等[9]研究了濕法球磨對豆渣不溶性膳食纖維結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)濕法球磨能顯著提高樣品的膨脹力和溶解度。YANG 等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)10 h 以上濕法球磨，脫脂豆渣能夠形成納米級的膠體顆粒，并改善其乳化能力和膽固醇結(jié)合能力。目前，關(guān)于咖啡果皮膳食纖維的研究較少，且主要集中于水溶性膳食纖維的提取及工藝優(yōu)化方面[11-12]，有關(guān)咖啡果皮膳食纖維的改性研究僅報(bào)道了超微粉碎咖啡果皮不溶性膳食纖維[13]和超聲改性咖啡果皮水溶性膳食纖維[14]。

本文以堿法提取的咖啡果皮不溶性膳食纖維（coffee peel insoluble dietary fiber，CPIDF）為研究對象，采用濕法球磨對其進(jìn)行物理改性，研究球磨時(shí)間對CPIDF 組成、結(jié)構(gòu)及食品功能性質(zhì)的影響，以期為拓寬濕法球磨的應(yīng)用范圍和提高咖啡果皮的高值化利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

咖啡果皮 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院-香料飲料研究所提供；玉米油 益海嘉里食品科技有限公司；熱穩(wěn)定α-淀粉酶（10000 U/mL）、糖化酶（100000 U/g）北京索萊寶科技有限公司；菠蘿蛋白酶（300 U/mg）

上海葉源生物科技有限公司；氫氧化鈉、鹽酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、溴化鉀、氯化鈉、疊氮化鈉分析純，成都科隆化學(xué)品有限公司。

多功能粉碎機(jī) 永康市紅太陽機(jī)電有限公司；TLE204E 分析天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司；DSX-280B 型手提式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；QM-DK2 低溫行星球磨機(jī) 南京萊步科技實(shí)業(yè)有限公司；Zetasizer Nano ZS90 納米粒度電位儀 英國馬爾文儀器有限公司；PHS-3E 型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；FD-1D-50 真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器公司；F16502掃描電鏡 荷蘭飛納公司；Nicolet iS10 傅里葉紅外光譜儀 美國賽默飛世爾科技公司；T25 高速均質(zhì)機(jī) 德國IKA 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 CPIDF 的提取 參考LIU 等[15]的方法并稍加修改。將干燥的咖啡果皮經(jīng)多功能粉碎機(jī)粉碎后過100 目篩，過篩后的咖啡果皮粗粉按料液比1:20（w/w）分散于蒸餾水中，用1 mol/L NaOH 調(diào)節(jié)分散液pH 至12，將咖啡果皮粉分散液用壓力蒸汽滅菌器在110 ℃下加熱處理30 min 后，經(jīng)8000 r/min離心10 min，棄去上清，沉淀加入蒸餾水離心清洗2次，將清洗后的沉淀重新分散于蒸餾水中，用1 mol/L HCl 調(diào)pH 至7，于8000 r/min 離心10 min 取沉淀凍干得到CPIDF。

1.2.2 球磨改性CPIDF 的制備 將凍干的CPIDF使用多功能粉碎機(jī)粉碎后過100 目篩，加入蒸餾水配制成2%（w/v）的CPIDF 分散液，按球液質(zhì)量比4:1 將分散液與氧化鋯球磨珠（球磨珠直徑分別為3 和1 mm，質(zhì)量比為2:3）混合，球磨轉(zhuǎn)速300 r/min，分別處理0、4、8、12 h，得到球磨樣品CPIDF-0、CPIDF-4、CPIDF-8 和CPIDF-12，凍干后備用。

1.2.3 CPIDF 成分分析 根據(jù)GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測定》對樣品中總膳食纖維（total dietary fiber，TDF）、不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）含量進(jìn)行測定。

1.2.4 粒徑及ζ-電位測定 將樣品用去離子水配制成0.01%（w/v）分散液，使用納米粒度儀測定樣品粒徑。用5 mmol/L 磷酸鹽緩沖液（pH7）將樣品配制成至0.01%（w/v）分散液，于25 ℃測定樣品電位，其中，顆粒折射率與分散劑折射率分別為1.47 和1.33。

1.2.5 懸浮性質(zhì)表征 將球磨后的樣品用蒸餾水稀釋成1%的分散液，移至玻璃樣品瓶中靜置3 d，考察其懸浮穩(wěn)定性。

1.2.6 CPIDF 結(jié)構(gòu)表征

1.2.6.1 掃描電鏡觀察 取少量樣品均勻分布于粘有導(dǎo)電膠的顯微鏡載物臺上，噴金處理后分別在1000 倍和10000 倍的放大倍數(shù)下觀察樣品的顆粒形態(tài)。

1.2.6.2 傅里葉紅外光譜分析 將樣品與KBr 按質(zhì)量比1:100 混合研磨壓片，在400～4000 cm-1的波數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，掃描次數(shù)為32 次，分辨率為2 cm-1。

1.2.7 持水力測定 參考YAN 等[16]的方法并稍加修改。將0.2 g 樣品與10 mL 蒸餾水混合，于25 ℃放置3 h 后經(jīng)4000 r/min 離心20 min，棄去上清后稱重。按式（1）計(jì)算持水力。

式中：m 表示樣品質(zhì)量，g；m1表示離心管重量，g；m2表示沉淀和離心管總重量，g。

1.2.8 持油力測定 參考YAN 等[16]的方法并稍加修改。將0.2 g 樣品與10 mL 玉米油混合，于25 ℃放置3 h 后經(jīng)4000 r/min 離心20 min，棄去上清后稱重。按式（2）計(jì)算持油力。

式中：m 表示樣品質(zhì)量，g；M1表示離心管重量，g；M2表示沉淀和離心管總重量，g。

1.2.9 膨脹力測定 參考SOWBHAGYA 等[17]的方法并稍加修改。將0.2 g 樣品置于刻度試管中并讀取體積，加入10 mL 蒸餾水混合，于25 ℃放置24 h后讀取樣品吸水膨脹后的體積。按式（3）計(jì)算膨脹力。

式中：m 表示樣品質(zhì)量，g；V1表示樣品體積，mL；V2表示吸水膨脹后的樣品體積，mL。

1.2.10 CPIDF 乳化能力分析

1.2.10.1 乳液的制備 將CPIDF 用蒸餾水配制成1%（w/v）的分散液，按油水比1:9 通過高速剪切機(jī)以12000 r/min 剪切2 min 后得到乳液，并加入0.02%（w/v）疊氮化鈉抑制微生物生長。

1.2.10.2 乳化指數(shù)的測定 將新制備的乳液轉(zhuǎn)移至玻璃樣品瓶中，于25 ℃下放置1 d 后對樣品進(jìn)行觀察，用刻度尺量取并記錄液體總高度和乳化層高度，按式（4）計(jì)算乳化指數(shù)（emulsification index，EI）[18]。

1.2.10.3 CPIDF 乳液穩(wěn)定性分析 將制備好的乳液在60、80、100 ℃的水浴中加熱30 min 后冷卻至25 ℃，測定乳液的EI，研究乳液的熱穩(wěn)定性。使用0.1 mol/L HCl 或0.1 mol/L NaOH 溶液調(diào)節(jié)CPIDF分散液pH 至2、7、9，測定乳液的EI，研究乳液在不同pH 下的穩(wěn)定性；向CPIDF 分散液中加入NaCl，使分散液的離子強(qiáng)度為0、50、100、200 mmol/L，記錄乳液于25 ℃放置1 d 的數(shù)據(jù)，測定乳液的EI，研究乳液在不同離子強(qiáng)度環(huán)境下的穩(wěn)定性。將制備好的乳液在25 ℃下貯藏30 d，并記錄1、5、15、30 d的數(shù)據(jù)，測定乳液的EI，研究乳液的貯藏穩(wěn)定性。

1.3 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，使用Origin 2022進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖，使用SPSS 21.0 進(jìn)行單因素方差分析，設(shè)置P<0.05 為差異顯著，所有試驗(yàn)均至少重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 球磨時(shí)間對CPIDF 成分的影響

隨著球磨時(shí)間的延長，CPIDF 中TDF 和IDF 含量顯著下降（P<0.05），SDF 含量從1.73%增至3.50%（表1）。這是由于球磨的機(jī)械力使樣品顆粒減小，同時(shí)對纖維素晶體產(chǎn)生破壞[19]，促進(jìn)膳食纖維中部分IDF（纖維素、半纖維素和木質(zhì)素）降解[20]，轉(zhuǎn)變?yōu)镾DF 和其他可溶的小分子物質(zhì)。SDF 可以保留水分、減少小腸對葡萄糖的吸收，并作為益生元起到調(diào)節(jié)人體腸道菌群的作用。CHITRAKAR 等[21]研究不同球磨時(shí)間處理蘆筍葉膳食纖維也得到了類似的結(jié)果，球磨時(shí)間的延長使蘆筍葉IDF 含量降低，SDF含量增加。

表1 不同球磨時(shí)間處理CPIDF 的膳食纖維含量、粒徑、ζ-電位及功能性質(zhì)Table 1 Dietary fiber content,particle size,ζ-potential and functional properties of modified CPIDF with different ball milling times

2.2 球磨時(shí)間對CPIDF 顆粒粒徑、ζ-電位和懸浮特性的影響

球磨時(shí)間對CPIDF 粒徑的影響如表1 所示。球磨4 h 后，CPIDF-4 粒徑為1001.73 nm，顯著低于未經(jīng)球磨的CPIDF-0 樣品粒徑（2355.67 nm）（P<0.05），說明濕法球磨能有效減小CPIDF 的粒徑。當(dāng)球磨時(shí)間從4 h 延長至12 h 時(shí)，CPIDF 粒徑由1001.73 nm 降至745.57 nm，且8 h 以上的球磨處理能將CPIDF 顆粒轉(zhuǎn)化為有良好水分散性的亞微米級顆粒。

不同球磨時(shí)間CPIDF 的ζ-電位均為負(fù)值（表1），說明球磨改性對顆粒表面帶負(fù)電性質(zhì)沒有影響。樣品的ζ-電位絕對值隨球磨時(shí)間的延長從18.57 mV顯著增至24.90 mV（P<0.05），說明球磨改性能夠增加CPIDF 在溶液中的穩(wěn)定性。這可能與球磨處理降低了IDF 的結(jié)晶度導(dǎo)致顆粒表面更多極性基團(tuán)（如羥基）暴露以及SDF 含量的增加有關(guān)[22]。

CPIDF 在不同球磨時(shí)間處理后的懸浮穩(wěn)定性隨著球磨時(shí)間的延長得到改善（圖1）。CPIDF-8 和CPIDF-12 分散液在貯藏3 d 后未發(fā)生沉降，具有良好的分散穩(wěn)定性，而未經(jīng)球磨處理的CPIDF-0 在水相中容易沉降。這是由于CPIDF 的懸浮穩(wěn)定性與顆粒尺寸和表面電荷有關(guān)，CPIDF 經(jīng)球磨處理后粒徑顯著減?。≒<0.05），ζ-電位絕對值顯著增大（表1）。研究發(fā)現(xiàn)，由于樣品粒徑在較短的濕法球磨時(shí)間下不能被均勻地減小，導(dǎo)致懸浮穩(wěn)定性不佳，而當(dāng)球磨時(shí)間延長至8 h 時(shí)，樣品粒徑減小顯著（P<0.05）且能夠均勻分散在體系中，表現(xiàn)出良好的懸浮穩(wěn)定性[23]。此外，SDF 含量的增加能夠賦予體系更高的黏度[9]，且SDF 含量的增加與樣品粒徑的減小呈正相關(guān)[24]。說明本實(shí)驗(yàn)中球磨處理后CPIDF 的SDF 含量增加和粒徑減小的主要原因均是球磨處理的機(jī)械力作用。

圖1 不同球磨時(shí)間CPIDF 分散液在4 ℃下貯藏3 d 的外觀圖Fig.1 Appearance plots of CPIDF dispersions at different ball milling times stored at 4 ℃ for 3 d

2.3 球磨時(shí)間對CPIDF 顆粒微觀結(jié)構(gòu)的影響

不同濕法球磨時(shí)間處理CPIDF 的掃描電鏡觀察結(jié)果如圖2 所示。未經(jīng)球磨處理的CPIDF-0 顆粒體積較大，表面光滑。經(jīng)球磨處理后的CPIDF 粒徑減小，顆粒表面出現(xiàn)空洞和裂縫，不規(guī)則碎片逐漸增多。此外，經(jīng)球磨處理后的CPIDF 顆粒碎片呈聚集狀態(tài)，這可能與球磨處理后顆粒表面活性、表面靜電吸引力增強(qiáng)有關(guān)[25]。XIAO 等[26]在球磨柚子皮不溶性膳食纖維的研究中也觀察到類似的掃描電鏡形態(tài)變化，球磨處理使膳食纖維顆粒粒徑減小，比表面積增大。球磨時(shí)間對CPIDF 顆粒微觀結(jié)構(gòu)的掃描電鏡結(jié)果與CPIDF 的粒徑結(jié)果趨勢一致，說明濕法球磨處理能有效減小CPIDF 的粒徑。

2.4 球磨時(shí)間對CPIDF 傅里葉紅外光譜的影響

CPIDF 樣品經(jīng)不同球磨時(shí)間處理后具有相似的傅里葉紅外光譜圖，除在一定特征譜帶峰的吸收強(qiáng)度有變化外，未出現(xiàn)新的吸收峰，說明球磨后的CPIDF沒有形成新的官能團(tuán)（圖2）。3000～3700 cm-1處的寬吸收峰由纖維素和半纖維素中O-H 的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生，球磨后該峰強(qiáng)度減弱，這可能與球磨處理導(dǎo)致纖維素分子間的氫鍵斷裂有關(guān)[27]；2922 cm-1處的吸收峰由多糖甲基和亞甲基上的C-H 伸縮振動(dòng)產(chǎn)生，球磨處理后該峰強(qiáng)度變?nèi)跽f明CPIDF 中部分纖維素鏈間氫鍵斷裂和部分亞甲基被破壞[28]；1624 cm-1處的吸收峰代表纖維素和水分子間的氫鍵，球磨后呈現(xiàn)出較弱的峰，這是由于球磨產(chǎn)生的機(jī)械力破壞了CPIDF中的氫鍵，從而降低了CPIDF 中結(jié)合水的含量[29]。球磨處理使CPIDF 中纖維素和半纖維素內(nèi)的氫鍵遭到破壞，隨著氫鍵數(shù)量的減小，樣品比表面積和孔隙率會增加[24]，有利于增加CPIDF 的持水力和持油力。1514 cm-1處為不同木質(zhì)素基團(tuán)的伸縮振動(dòng)帶[24]，與CPIDF-0 相比，CPIDF-12 此處的峰值強(qiáng)度明顯減弱，說明球磨處理能將部分木質(zhì)素降解。1064 cm-1處的吸收峰為纖維素和半纖維素中糖苷鍵（C-O-C）的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生[22]，896 cm-1處為多糖中β-糖苷鍵的特征吸收峰[30]，球磨后峰值均下降，這是由于球磨使CPIDF 中的部分纖維素和半纖維素降解重排，并形成新的無定形纖維素和小分子的可溶性多糖[31]。

以上結(jié)果說明，濕法球磨處理破壞了CPIDF 分子中的氫鍵，使部分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解重排，且隨球磨時(shí)間的延長，變化更為明顯。

2.5 球磨時(shí)間對CPIDF 持水力、持油力和膨脹力的影響

持水力、持油力和膨脹力是衡量膳食纖維性能的重要指標(biāo)。CPIDF 經(jīng)球磨處理后，其持水力、持油力和膨脹力隨球磨時(shí)間的延長而顯著提高（P<0.05，表1）。與未經(jīng)球磨處理的CPIDF-0 相比，CPIDF-12 的持水力從7.00 g/g 增加到17.12 g/g，持油力從2.60 g/g 增加到9.64 g/g，膨脹力從3.91 mL/g 增加到6.90 mL/g。這是由于經(jīng)球磨改性后，CPIDF 暴露出更多的親水、親油基團(tuán)（圖3），且CPIDF 粒徑減?。ū?），比表面積增大，SDF 含量增加[32]，從而引起CPIDF 的持水力、持油力和膨脹力提高。易甜等[33]也發(fā)現(xiàn)了球磨使得錦橙皮渣膳食纖維的持水力、持油力和膨脹力顯著提升。與其他球磨處理時(shí)間相比，CPIDF-12 的持水力、持油力和膨脹力均達(dá)到最大值。高持水力的膳食纖維能夠增加食品的保水性，避免引起脫水收縮從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。而高持油力的膳食纖維可以改善食品的感官特性，使高脂肪食品更加穩(wěn)定，有助于延長保質(zhì)期[34]。此外，高持水力和高膨脹力的膳食纖維可以增加人體排便量和促進(jìn)排便速度，從而減輕直腸壓力，有效預(yù)防腸道疾病[35]。與羅白玲[13]使用超微粉碎改性咖啡果皮不溶性膳食纖維的結(jié)果相比，本研究中CPIDF-12 的持水力和持油力分別是其的2.5 倍和3.2 倍，表現(xiàn)出更優(yōu)的性質(zhì)。這可能是因?yàn)闈穹ㄇ蚰ツ苁箻悠帆@得更小的粒徑，有更大的比表面積并暴露出更多的親水、親油基團(tuán)，導(dǎo)致持水力和持油力增加。結(jié)果表明，經(jīng)濕法球磨處理后的CPIDF 呈現(xiàn)出良好的持水、持油和膨脹性質(zhì)，能夠應(yīng)用于食品增強(qiáng)體系中水和油的穩(wěn)定性研究，對食品質(zhì)構(gòu)和營養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生影響。

圖3 不同球磨時(shí)間CPIDF 的傅里葉紅外光譜圖Fig.3 Fourier transform infrared spectroscopy spectra of CPIDF with different ball milling times

2.6 球磨時(shí)間對CPIDF 乳化性的影響

不同球磨時(shí)間CPIDF 制備的乳液外觀和EI 如圖4 所示。隨著球磨時(shí)間的延長，乳液乳化層有明顯的增高趨勢。CPIDF-0 制備的乳液底部有明顯沉淀（圖4a），這可能是由于未經(jīng)球磨處理的CPIDF粒徑較大，易發(fā)生沉降，使乳液兩相界面失穩(wěn)，乳化效果不佳。EI 可以表征乳化劑的乳化活性[36]，乳液EI 越高，說明乳化劑的乳化活性越強(qiáng)。由圖4b 可知，CPIDF-4 制備的乳液EI 為88.45%，是CPIDF-0 的2.2 倍。CPIDF-8 和CPIDF-12 制備的乳液EI 均為100%，表現(xiàn)出良好的乳化能力。這是因?yàn)殡S著球磨時(shí)間的延長，CPIDF 粒徑減小、比表面積增大，易于緊密排列并吸附在油水界面上，使乳液體系保持穩(wěn)定[37]。結(jié)果表明，濕法球磨能有效改善CPIDF 的乳化能力。

圖4 不同球磨時(shí)間CPIDF 制備的乳液外觀（a）和EI（b）Fig.4 Emulsion appearance (a) and EI (b) with different ball milling times of CPIDF

2.7 球磨CPIDF 乳液穩(wěn)定性分析

不同溫度對CPIDF 乳液穩(wěn)定性的影響如圖5a所示。在不同熱處理下，經(jīng)球磨處理的CPIDF 制備的乳液EI 均優(yōu)于未經(jīng)球磨的CPIDF-0。當(dāng)加熱至80 ℃時(shí)，CPIDF-4 制備的乳液EI 由97.73%降至89.79%，而CPIDF-8 和CPIDF-12 制備的乳液EI仍保持為100%。隨著溫度升高至100 ℃時(shí)，乳液逐漸變得不穩(wěn)定，CPIDF-4、CPIDF-8 和CPIDF-12制備的乳液EI 均下降顯著（P<0.05），分別為85.96%、92.14%和93.81%。結(jié)果表明，球磨8 h 以上的CPIDF制備的乳液在80 ℃下具備良好的熱穩(wěn)定性。

圖5 不同條件對CPIDF 乳液穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of different conditions on the stability of CPIDF emulsions

不同pH 對CPIDF 乳液穩(wěn)定性的影響如圖5b所示。與未經(jīng)球磨的CPIDF-0 相比，經(jīng)球磨處理的CPIDF 在不同pH 下制備的乳液EI 無顯著變化（P>0.05）。其中，CPIDF-8 和CPIDF-12 制備的乳液EI 均為100%，未出現(xiàn)乳析，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，pH 條件對球磨處理后的CPIDF 制備的乳液無顯著影響（P>0.05），即經(jīng)球磨處理后的CPIDF 穩(wěn)定的乳液具備良好的耐酸耐堿性。HE 等[38]在研究中也得到相似的結(jié)果，經(jīng)高壓均質(zhì)改性的金針菇不溶性膳食纖維制備的乳液在不同溫度（4、25、60 ℃）和pH（3、7、9）處理后EI 均變化不明顯，具有良好的穩(wěn)定性。

不同離子強(qiáng)度對CPIDF 乳液穩(wěn)定性的影響如圖5c 所示。經(jīng)球磨處理的CPIDF 在不同離子強(qiáng)度下制備的乳液EI 均優(yōu)于未經(jīng)球磨的CPIDF-0。當(dāng)NaCl 濃度從0 mmol/L 增加到50 mmol/L，CPIDF-4制備的乳液EI 由88.10%顯著降至78.09%（P<0.05），這是因?yàn)镹aCl 的加入會與乳滴表面的負(fù)電荷產(chǎn)生靜電屏蔽作用[39]，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，乳析現(xiàn)象明顯；但當(dāng)NaCl 濃度增至100～200 mmol/L 時(shí)，CPIDF-4 乳液EI 得到提高，這是因?yàn)樵诟啕}濃度下，CPIDF 間的相互作用因靜電斥力的屏蔽而增強(qiáng)，導(dǎo)致黏度增加，同時(shí)可以增強(qiáng)吸附在油滴表面的CPIDF 間相互作用，使形成的乳液網(wǎng)絡(luò)體系增強(qiáng)[40]，而在0～200 mmol/L 的NaCl 濃度處理下，CPIDF-8 和CPIDF-12 制備的乳液EI 均為100%，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。這可能是由于CPIDF 在乳液體系中形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到了良好的空間位阻效應(yīng)，有效減弱了絮凝的發(fā)生。與譚天儀等[41]發(fā)現(xiàn)NaCl 濃度為50～350 mmol/L時(shí)，對濕磨8 h 的豆渣穩(wěn)定的乳液EI 變化不顯著結(jié)果相似。

貯藏時(shí)間對CPIDF 乳液穩(wěn)定性的影響如圖5d所示。在整個(gè)貯藏期間，未經(jīng)球磨的CPIDF-0 制備的乳液EI 顯著降低（P<0.05），而經(jīng)球磨處理的CPIDF制備的乳液在放置30 d 后表現(xiàn)出較好的貯藏穩(wěn)定性。這可能是由于球磨處理后的CPIDF 顆粒粒徑減小，部分IDF 在球磨過程中轉(zhuǎn)變?yōu)镾DF，使分散液黏度增加[9]，有利于形成乳液并增加乳液黏度使乳液液滴的遷移速率降低，提高乳液的穩(wěn)定性。同時(shí)，經(jīng)球磨處理后的顆粒ζ-電位絕對值增加也有助于乳液的穩(wěn)定。LU 等[42]也發(fā)現(xiàn)經(jīng)濕法球磨處理后的蘋果渣顆粒制備的乳液其貯藏穩(wěn)定性相較于蘋果渣粗粉得到明顯提高。

3 結(jié)論

本研究對不同濕法球磨時(shí)間改性后的CPIDF組成和功能性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，隨著球磨時(shí)間的延長，CPIDF 的粒徑減小，SDF 含量和ζ-電位絕對值增加。球磨前后CPIDF 微觀形貌發(fā)生明顯改變，在機(jī)械力的作用下CPIDF 顆粒尺寸減小，比表面積增大，顆粒表面從光滑變得粗糙。球磨處理沒有改變CPIDF 的官能團(tuán)特征，但破壞了其分子間的氫鍵。此外，球磨處理顯著改善了CPIDF 的功能性質(zhì)，其持水力、持油力、膨脹力和乳化能力隨球磨時(shí)間的延長而增強(qiáng)，當(dāng)球磨8 h 以上時(shí)，CPIDF 制備的乳液表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。本研究中，經(jīng)濕法球磨改性后的CPIDF 表現(xiàn)出良好的功能性質(zhì)，揭示了其可作為食品級固體乳化劑的潛力，為咖啡果皮的高值化利用提供了理論依據(jù)，經(jīng)改性后的CPIDF 在食品生產(chǎn)過程中的應(yīng)用性有待進(jìn)一步研究。