超微粉碎對銀杏果粉特性及成分的影響

張一鳴，陳義倫，葛邦國，高玲，和法濤*，李美筱

（1.中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南 250014；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018）

超微粉碎技術(shù)（Superfine grinding technology）是通過機(jī)械產(chǎn)生的流體動力，使固體物料內(nèi)部的凝聚力破碎，從而將粒徑3 mm 及以上的固體物料顆粒粉碎至粒徑10～25 μm[1-2]。通過超微粉碎技術(shù)處理果蔬粉，可極大地降低果粉粒徑，增加果粉表面積和孔隙率，改善果粉溶解性、均勻性等理化性質(zhì)，提高產(chǎn)品營養(yǎng)功能成分的溶出率[3-6]。目前超微粉碎設(shè)備在食品行業(yè)中應(yīng)用的主要類型有磨介式、氣流式、機(jī)械剪切式等[7]。

銀杏（Ginkgo biloba L.）為銀杏科、銀杏屬落葉喬木，主要分布在我國的溫帶和亞熱帶氣候區(qū)，素有“活化石”之稱[8]。銀杏果俗稱生白果，富含多種營養(yǎng)元素，如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素C 及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)[9-11]。同時銀杏果含有酚酸、多糖、黃酮等功能成分，具有抗氧化、抗炎、抗菌、降血脂等功效[12-14]。目前針對銀杏的相關(guān)研究主要集中在銀杏種質(zhì)資源及功能成分分析等方面，而銀杏深加工、產(chǎn)品開發(fā)等方向的研究則較少[9-14]。本研究以干制銀杏果為原料，通過超微粉碎技術(shù)粉碎干制銀杏果，并檢測了不同粉碎時間銀杏果粉的色澤、粉體性質(zhì)、營養(yǎng)成分、功能成分和微觀結(jié)構(gòu)等，以確定銀杏粉最佳粉碎時間及超微粉碎對銀杏果粉特性及成分的影響，旨在為銀杏果粉加工提供實(shí)踐基礎(chǔ)，為銀杏加工工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)，以促進(jìn)銀杏加工產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：銀杏鮮果，采摘自臨沂郯城，品種為大佛指，通過熱風(fēng)干燥箱制備干制銀杏果（含水率≤15%）。

試劑：異丁醇、氯化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙醇，化學(xué)純；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BG-100 脫殼機(jī)，江蘇省徐州市中興機(jī)械廠；RHP-2000A 搖擺式不銹鋼粉碎機(jī)，浙江榮浩工貿(mào)有限公司；WZJ12A 超微粉碎機(jī)，濟(jì)南倍力粉技術(shù)工程有限公司；BT-9300H 激光粒度分布儀，遼寧丹東百特儀器有限公司；85-2 數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；K9840 半自動凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器有限公司；MA160 水分分析儀，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；WSC-S 色差計(jì)，上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

將干燥后的銀杏果用高速多功能粉碎機(jī)粉碎，過篩得銀杏果粗粉。將粗粉按固定投樣量進(jìn)行超微粉碎，根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)粉碎時間小于5 min 時，銀杏果粉顆粒大小有明顯的不均勻性，故設(shè)置粉碎時間分別為5、15、25 min。測定銀杏果粗粉及3 種粉碎時間超微粉的色澤及11 種粉體性質(zhì)、營養(yǎng)成分含量（蛋白質(zhì)、脂肪）、功能成分含量（總黃酮、酚酸）和微觀結(jié)構(gòu)。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 粒徑和比表面積

使用激光粒徑分布儀對銀杏粉的粒徑和比表面積進(jìn)行測定[15-16]。

1.4.2 堆積密度

將質(zhì)量為m 的銀杏果粉移入量筒中，將粉體振實(shí)，讀取物料體積V，按公式（1）計(jì)算堆積密度ρ，測量3 次，取平均值[17]。

1.4.3 膨脹力

將質(zhì)量為m 的銀杏果粉加入試管中，記錄干基體積V0，加入一定量的蒸餾水，充分振蕩混勻后靜置待粉體沉淀完全，記錄沉淀體積V，測量3 次取平均值[18]。

1.4.4 溶解時間

取一定量的銀杏果粉，加入盛有100 mL 蒸餾水的燒杯中，25 ℃恒溫?cái)嚢?，測定完全溶解所需要的時間s，測定3 次取平均值[19]。

(1)俱樂部應(yīng)該建立健全外籍球員的引進(jìn)體系。俱樂部要根據(jù)自身實(shí)際，制定引進(jìn)外籍球員的計(jì)劃。(2)合理使用外籍球員，控制好外籍球員和國內(nèi)球員的使用關(guān)系。(3)引進(jìn)的外援必須是高水平的隊(duì)員，這樣才能提高聯(lián)賽水平，促進(jìn)對本土球員的培養(yǎng)。(4)努力優(yōu)化聯(lián)賽俱樂部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，比如訓(xùn)練場地、住宿環(huán)境、空氣質(zhì)量、球員食堂、交通等，從而吸引更多的高水平外援。(5)健全和完善外籍球員的管理機(jī)制。

1.4.5 蛋白質(zhì)、脂肪含量

分別采用凱氏定氮法和索式提取法對4 種銀杏果粉的蛋白質(zhì)和脂肪含量進(jìn)行測定。

1.4.6 總黃酮含量

使用分光光度法對總黃酮含量進(jìn)行測定。首先繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線，準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品加乙醇溶解后定容，取0～4.00 mL 于具塞比色管中，先后加入5%亞硝酸鈉溶液、10%硝酸鋁溶液、1 moL/L 氫氧化鈉溶液，用95%的乙醇定容后測定吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.894 9x-0.010 7。

取銀杏果粉樣品，按一定比例加入70%乙醇進(jìn)行超聲提取，濾液定容后采用分光光度法測定吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總黃酮含量。

1.4.7 微觀電鏡掃描

準(zhǔn)確稱取一定量銀杏果粉于觀察臺上，放大800 倍進(jìn)行微觀電鏡掃描。

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與討論

2.1 超微粉碎對銀杏果粉色值的影響

表1 不同粉碎時間銀杏果粉的色值Table 1 Color value of Ginkgo powder at different grinding time

不同粉碎時間銀杏果粉的色值見表1。由表可知，粉碎時間增加，亮度L*值呈逐漸上升趨勢，由88.11 增加到96.54，a*值和b*值均呈明顯下降趨勢，分別由12.22 和40.81 減少到7.00 和22.51。分析原因可能是隨著超微粉碎時間的增加，銀杏果粉中核黃素和胡蘿卜素逐漸氧化分解，導(dǎo)致銀杏果粉的亮度增加、紅度和黃度變小，銀杏果粉逐漸白皙。

2.2 超微粉碎對銀杏果粉粒徑和比表面積的影響

不同粉碎時間銀杏果粉的粒度分布影響見表2。由表2 可知，當(dāng)粉碎時間在5 min 以內(nèi)時，粉體粒徑D50由21.123 μm 減小到12.497 μm，呈顯著減小趨勢，比表面積顯著提高，當(dāng)粉碎時間為5～25 min 時，比表面積和粉體粒徑D50隨粉碎時間的變化不顯著，D50由12.497 μm減小到11.517μm，比表面積由0.258m2/g減小到0.250m2/g，同時微粉累計(jì)分布區(qū)間在粉碎時間5 min 時分離度最大，故粉碎時間5 min 時粉碎效果最好。

2.3 粉碎時間對果粉堆積密度、膨脹力、溶解時間的影響

2.3.1 對銀杏果粉堆積密度的影響

不同粉碎時間銀杏果粉堆積密度變化結(jié)果見圖1。由圖1 可知，銀杏果粉堆積密度隨超微粉碎時間延長呈明顯（P＜0.05）上升趨勢，未粉碎時銀杏果粉堆積密度為0.492 g/mL，當(dāng)粉碎時間為25 min 時，堆積密度提高至0.769 g/mL。原因是隨著粉碎時間延長，銀杏果粉粒徑減小，粉體間距降低，單位體積內(nèi)可堆積更多粉體，故堆積密度上升。

2.3.2 對銀杏果粉膨脹力的影響

表2 不同粉碎時間銀杏果粉的粒度分布Table 2 Particle size distribution of Ginkgo fruit powder in different grinding time

不同粉碎時間銀杏果粉膨脹力變化結(jié)果見圖2。由圖可知，銀杏果粉膨脹力隨超微粉碎時間延長呈明顯上升趨勢（P＜0.05），未粉碎時銀杏果粉膨脹力為2.899 mL/g，當(dāng)粉碎時間為25 min 時，膨脹力提高至4.984 mL/g。分析原因是隨著粉碎時間的延長，銀杏果粉粒徑明顯減小，比表面積明顯增大，與水接觸面積變大，銀杏果粉吸水性提高，單位體積粉體能吸收更多的水分，表明銀杏果粉膨脹力更高。

2.3.3 對溶解時間的影響

不同粉碎時間銀杏果粉溶解時間變化見圖3。由圖3可知，銀杏果粉溶解時間隨超微粉碎時間延長呈先下降后上升趨勢，在粉碎時間5 min 時最小，為（46.6±0.6）s。對比Roth C 等[20]研究結(jié)果可知，超微粉碎可顯著提高果粉比表面積，使果粉與水分子接觸更充分，從而提高溶解效率。當(dāng)銀杏果粉粒徑過小時，因范德華力和氫鍵作用，粉體顆粒發(fā)生團(tuán)聚作用，從而降低溶解效率。可見適當(dāng)時間的超微粉碎可改善銀杏果粉的溶解性。

2.4 不同粉碎時間對銀杏果粉營養(yǎng)成分的影響

不同粉碎時間銀杏果粉營養(yǎng)成分含量見表3（見下頁）。從表3 可知，隨著粉碎時間的增加，總黃酮含量和粗脂肪含量均呈明顯先上升后下降的趨勢（P＜0.05），當(dāng)超微粉碎5 min 時總黃酮和粗脂肪含量最大。銀杏果粉的蛋白質(zhì)含量減少，但差異性不顯著（P＜0.05），由11.453g/100 g 減少到10.710 g/100 g。分析原因是超微粉碎時間小于5 min 時，超微粉碎明顯降低了銀杏果粉粒徑，增大了果粉比表面積，有利于黃酮和粗脂肪的溶出和提取。隨著超微粉碎時間的延長，銀杏果粉顆粒間因摩擦?xí)r間過長導(dǎo)致溫度升高，蛋白質(zhì)發(fā)生了熱變性，黃酮和粗脂肪受熱氧化分解，三者含量降低。結(jié)果表明，適時的超微粉碎可改善銀杏果粉營養(yǎng)物質(zhì)的溶出量。

表3 不同粉碎時間銀杏果粉營養(yǎng)成分含量Table 3 Nutrient content of Ginkgo powder in different grinding time

2.5 不同粉碎時間對銀杏果粉組織結(jié)構(gòu)的影響

不同粉碎時間對銀杏果粉組織結(jié)構(gòu)的影響見圖4～7。由圖4～7 的800×顯微照片可以看出，超微粉碎5 min時銀杏果粉顆粒較粗粉顆粒明顯變小且大小較均勻，結(jié)合表3、4 可知，此時銀杏果粉D50為12.497 μm，已達(dá)超微粉級別，且營養(yǎng)物質(zhì)的溶出量增多。超微粉碎15 min時，部分果粉粒徑進(jìn)一步降低，但大小不均勻，粉碎25 min時果粉基本均勻。超微粉碎時間過長，果粉顆粒會發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，溶解性降低，同時增加能耗。結(jié)合超微粉碎對銀杏果粉粉體特性和營養(yǎng)物質(zhì)溶出的影響結(jié)果，銀杏果最佳超微粉碎時間選擇5 min。

3 小結(jié)

干制銀杏果超微粉碎最佳時間選擇5 min，此時，銀杏果粉性質(zhì)較好，銀杏果粉的中位粒徑由21.123 μm 減少到11.517 μm，溶解性顯著提高，總黃酮和粗脂肪溶出量較高。本研究表明超微粉碎技術(shù)可以改善銀杏果粉的粉體性質(zhì)，提高營養(yǎng)物質(zhì)的溶出量，為銀杏果的精深加工提供新思路。