夏曉霞，寇福兵，薛艾蓮，雷小娟，趙吉春,2，曾凱芳,2，明建,2*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶, 400715)2(西南大學(xué), 食品貯藏與物流研究中心，重慶, 400715)

棗(ZiziphusjujubaMill.)，鼠李科棗屬植物，又稱為棗子、大棗，原產(chǎn)于我國，在山西、山東、河南、河北、新疆、陜西等地大量種植。棗具有較高的營養(yǎng)價值，含有糖類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)及大量對人體有益的礦物質(zhì)，還是維生素、三萜類、多酚類、核苷酸類和生物堿等生物活性物質(zhì)的良好來源，具有抗氧化、降血糖、調(diào)節(jié)心血管和保肝等作用[1]。鮮棗營養(yǎng)豐富，甜而多汁，但不耐貯藏易腐爛，貨架期較短。因此，除鮮食以外，75%以上的鮮棗被加工成干棗，以延長棗果的貨架期，充分利用棗的營養(yǎng)價值。

超微粉碎是一種新型的粉碎技術(shù)，可生產(chǎn)具有良好表面性能，粒徑分布窄而均勻的粉體。在食品工業(yè)中，超微粉碎有利于營養(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)用于姜[2]、枸杞[3]、葡萄[4]等果蔬粉的制備中。HU等[5]研究發(fā)現(xiàn)超微粉碎可增加綠茶多糖的含量，并增強(qiáng)其抗氧化活性，同時也減少了苦味。張麗媛等[6]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。目前，棗的干制品大多都是整顆干棗，對棗粉的研究較少。因此，本研究將新鮮的冬棗采用真空冷凍干燥法制備凍干棗，隨后通過普通粉碎和超微粉碎2種粉碎方式制作棗粉，探討超微粉碎對棗粉的理化性質(zhì)、功能特性及結(jié)構(gòu)的影響，以期為棗粉加工提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山東沾化冬棗，購自農(nóng)貿(mào)市場，挑選大小均勻，成熟度一致，無明顯病斑果實(shí)清洗干凈并去核，置于-40 ℃ 冰箱待用。

丙酮、HCl、NaOH、NaCl、乙酸乙酯、正己烷、三氯化鐵，均為分析純，成都科龍化工試劑；福林酚試劑、Trolox、DPPH、ABTS，均為分析純，美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SCIENTZ-20F真空冷凍干燥機(jī)、XHF-D高速分散器，寧波新芝公司；UltraScan Pro測色儀，美國Hunter Lab公司；Phenom Pro掃描電子顯微鏡，荷蘭Phenom World公司；X′Pert PRO X射線衍射儀，荷蘭帕納科公司；TG209F1熱重分析儀，德國耐馳公司；Spectrun100傅里葉紅外光譜儀，美國Perkin Elmer公司；PAL-1數(shù)顯手持折射儀，日本ATAGO公司；SynegyH1MG酶標(biāo)儀，美國基因公司；V-1000可見分光光度計，翱藝儀器(上海)公司；RV 10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國IKA公司；1-15PK離心機(jī)，美國Sigma公司；LC-20AT高效液相色譜儀，日本島津公司；Mastersizer 3000激光粒度儀，馬爾文帕納科公司；高速萬能粉碎機(jī)，兆申電器公司；CJM-SY-B高能納米沖擊磨，秦皇島太極環(huán)納米制品有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 棗粉制作工藝

將冬棗去核后切成12瓣，在-40 ℃預(yù)冷24 h后采用真空冷凍干燥法干燥。干燥程序?yàn)椋?40 ℃，3 h；-30 ℃，2 h；-20 ℃，2 h；-10 ℃，6 h；0 ℃，5 h；10 ℃，6 h；20 ℃，5 h；30 ℃，7 h(真空度<10 Pa，冷阱溫度-60 ℃)。隨后，凍干棗在高速萬能粉碎機(jī)中粉碎10 s，重復(fù)3次，每次間隔3 min，過60篩后得到普通粉碎棗粉(普通粉)。將普通粉投入高能納米沖擊磨中，粉碎6 h(轉(zhuǎn)速380 r/min，粉碎腔溫度≤20 ℃)，制得超微粉碎棗粉(超微粉)。

1.3.2 理化性質(zhì)測定

1.3.2.1 粒徑測定

利用激光粒度儀測定粉體的粒徑及其分布，即粒度分布的跨度(Span)和細(xì)胞壁破損率(Φ)[3]。其中D10、D50、D90是指累計粒度分布百分?jǐn)?shù)分別達(dá)到10%、50%、90%時所對應(yīng)的粒徑，D50常用于表示粉體的平均粒度。當(dāng)D50<10 μm時，Φ=1[7]。寬度和Φ的計算如公式(1)和公式(2)所示：

(1)

(2)

1.3.2.2 休止角及滑動角測定

參照HUANG等[8]的方法。

1.3.2.3 容積密度測定

參考趙萌萌等[9]方法略作修改，取10 mL量筒(質(zhì)量為m1)，將適量樣品填充在量筒中至體積為2 mL，稱量量筒加樣品的質(zhì)量(m2)，容積密度按公式(3)計算：

(3)

1.3.2.4 色度測定

采用色差儀測定棗粉的亮度值CIELab(L*、a*、b*)，色差(ΔE)色相角(H)、色度(C)，計算如公式(4)～公式(6)所示：

(4)

(5)

(6)

1.3.2.5 溶脹性測定

準(zhǔn)確稱取1.000 0 g(質(zhì)量為m)樣品放入試管中，記錄體積(V1)，加入10 mL純水，振蕩混勻室溫靜置24 h，記錄體積(V2)[10]。溶脹性按公式(7)計算：

(7)

1.3.2.6 持水力測定

準(zhǔn)確稱量1.000 0 g棗粉(m1)于離心管(m2)中，加入50 mL純水，磁力攪拌30 min，高速離心后去除上清液，稱取樣品加離心管的最終質(zhì)量(m2)，持水力計算如公式(8)所示：

(8)

1.3.2.7 持油力測定

準(zhǔn)確稱量0.500 0 g棗粉(m1)于離心管(m2)中，加入10 mL植物油，室溫下靜置1 h，高速離心后去除上清液，稱取樣品加離心管的最終質(zhì)量(m3)，持油力計算如公式(9)所示：

(9)

1.3.2.8 水溶性測定

準(zhǔn)確稱量樣品1.000 0 g(m1)，加入50 mL純水混勻，于80 ℃水浴30 min，取出冷卻后高速離心，將其上清液在105 ℃條件下烘干至恒重(m2)[11]，水溶性計算如公式(10)所示：

(10)

1.3.2.9 可溶性固形物含量(total soluble solid，TSS)測定

采用手持折射儀測定棗粉的TSS。

1.3.2.10 復(fù)水性測定

參考周禹含等[12]方法略作修改，將1.000 0 g棗粉(m1)與20 mL純水混合，室溫下靜置1 h，高速離心(10 000×g, 30 min)，取沉淀物稱取質(zhì)量(m2)，復(fù)水性計算如公式(11)所示：

(11)

1.3.2.11 吸濕性測定

參考周禹含等[12]方法略作修改，準(zhǔn)確稱量1.000 0 g棗粉(m1)于內(nèi)徑35 mm的培養(yǎng)皿中，將其置于含有飽和氯化鈉溶液的干燥器上部，將干燥器置于25 ℃培養(yǎng)箱中，每隔24 h稱量棗粉質(zhì)量(m2)，連續(xù)2次的質(zhì)量差<1 mg即為吸濕平衡。在干燥器中放置約0.2 g麝香草酚以抑制霉菌的生長。吸濕率如公式(12)所示：

(12)

1.3.3 營養(yǎng)成分及功能特性測定

1.3.3.1 基本營養(yǎng)成分測定

采用GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測定》測定還原糖的含量；采用GB 5009.86—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測定》測定維生素C的含量；采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》測定脂肪含量；采用GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》測定灰分含量；采用蒽酮硫酸法測定總糖的含量[13]；采用酶-重量法測定膳食纖維的含量[14]。

1.3.3.2 多酚提取及含量測定

(1)棗粉多酚提取

游離酚及結(jié)合酚的提取參考OKARTER等[15]方法。

(2)棗粉多酚含量測定

標(biāo)準(zhǔn)曲線制備：參考CHU等[16]的方法。以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程：y=0.003 9x+0.032 9(R2=0.997 6)。

棗粉多酚含量測定：以適宜濃度的多酚提取液替代標(biāo)準(zhǔn)曲線制備過程的標(biāo)準(zhǔn)溶液，結(jié)果以每克棗粉中所含沒食子酸當(dāng)量(mg GAE/100g DW)表示。

1.3.3.3 抗氧化活性測定

棗粉提取液的制備參考劉冬[17]的方法。

總還原力測定[17]采用FRAP法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=0.743 4x+0.081 2(R2=0.998 4)。

DPPH自由基清除率測定參考郭小寧等[18]的方法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=0.352 1x-0.996 6(R2=0.998 2)，DPPH自由基清除率計算如公式(13)所示：

(13)

式中：Ai為實(shí)驗(yàn)組的吸光值,Aj空白組的吸光值。

ABTS陽離子自由基清除率測定參考郭小寧等[18]的方法。以Trolox為陽性對照，得回歸方程：y=68.932 0x+27.621 4(R2=0.998 6)，ABTS陽離子自由基清除率計算如公式(14)所示：

(14)

式中：A樣品和A空白分別表示樣品和空白的吸光度，抗氧化能力以Trolox當(dāng)量(TEAC)μmol TE/g計。

1.3.4 結(jié)構(gòu)特征測定

1.3.4.1 掃描電鏡分析

使用導(dǎo)電膠將適量樣品粘于載物片上，隨后將樣品進(jìn)行噴金處理，在10 kV加速電壓條件下觀察樣品形態(tài)特征。

1.3.4.2 傅里葉紅外光譜掃描

取適量樣品與干燥后的KBr(1∶100，質(zhì)量比)于瑪瑙研缽中，充分研磨后加入壓膜器內(nèi)壓片。以空氣為掃描背景，掃描范圍400～4 000 cm-1，掃描分辨率4 cm-1，掃描32次[11]。

1.3.4.3 X-射線衍射

使用載玻片將棗粉輕輕壓在鋁盤上，并在10°～80°的衍射角(2θ)掃描，掃描速率為2°/min[19]。

1.3.4.4 熱重(thermogravimetry,TG)分析

取1～5 mg樣品，在氮?dú)饬飨聫?0～800 ℃進(jìn)行熱重分析，升溫速率為10 ℃/min[20]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每組實(shí)驗(yàn)平行測定3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS Statistics 18.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計分析，并用Origin 2018作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微粉碎對棗粉理化性質(zhì)的影響

2.1.1 粒徑

粒徑大小可直接衡量超微粉碎的效果，由表1和圖1可知，棗粉經(jīng)超微粉碎后，粒徑降至20 μm以下，比表面積顯著增大(P<0.05)，已達(dá)到超微粉碎的效果(<30 μm)。相較于普通粉，超微粉的跨度值從2.88降至2.58(P<0.05)，表明超微粉分布更加均勻。超微粉的粒徑分布范圍較窄，粉體的均一性較好，但是存在大粒徑分布，可能是因?yàn)闂椃劢?jīng)超微粉碎后粒徑變小，使得其表面活性增大，進(jìn)而引發(fā)團(tuán)聚，出現(xiàn)大顆粒[21]。

表1 超微粉碎前后棗粉的顆粒粒徑和比表面積Table 1 Particle size and specific surface area of jujube powder before and after superfine grinding

圖1 超微粉碎前后棗粉粒徑分布Fig.1 Particle size distribution of jujube powder before and after superfine grinding

2.1.2 色澤

色澤是食品重要的感官品質(zhì)指標(biāo)之一，可影響消費(fèi)者對食品的接受度。由肉眼觀察可知，普通粉呈鮮綠色，接近冬棗果肉顏色，而超微粉碎棗粉色澤偏黃。從表2可以看到，超微粉的亮度(L*)及色相角(H*)顯著降低，紅色度(a*)、黃色度(b*)及色差(ΔE)顯著增加(P<0.05)；色度(C)顯著增加，飽和度更大，表明超微粉的顏色更鮮艷。

2.1.3 休止角與滑動角

滑動角和休止角可反映粉體的流動性，通常其值越小的粉體流動性越好。如表3所示，與普通粉相比，超微粉的休止角和滑動角均顯著減小(P<0.05)，表明超微粉的流動性較好，可能是因?yàn)闂椃劢?jīng)超微粉碎后，顆粒成球狀，相較于普通粉更圓滑，使得在滑動過程中摩擦力較小，從而導(dǎo)致超微粉的流動性較好。同時，2種棗粉的休止角均<40°，說明本研究制備的棗粉可適應(yīng)生產(chǎn)需求，超微粉碎亦可提高棗粉的加工性能。

2.1.4 容積密度

容積密度反應(yīng)了粉體的充填性能，其值越大，粉體充填性越好。普通粉和超微粉的容積密度分別是0.34、0.91 mL/g，與普通粉相比，超微粉的容積密度顯著增加，分析原因是超微粉粒經(jīng)較小，粉體更加均勻，且顆粒間隙較小，增大了粉體的接觸面積，從而使得粉體的容積密度增大，這與ZHAO等[22]研究結(jié)果一致。因此，超微粉更有利于制作成片劑、膠囊等，豐富棗粉的產(chǎn)品種類，提升其應(yīng)用價值。

表2 超微粉碎前后棗粉色澤的變化Table 2 Color of jujube powder before and after superfine grinding

2.1.5 持水力、持油力

持水力、持油力是樣品受到外部離心力或壓力時保持水分、油的能力。如表3所示，與普通粉相比，超微粉的持水力顯著降低(P<0.05)，從101.22%下降至47.00%，可能是因?yàn)闂椃墼诔⒎鬯檫^程中破壞了棗粉的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其對水分的束縛力減小從而導(dǎo)致持水力下降，這與趙萌萌等[9]的研究結(jié)果相似。另外，棗粉經(jīng)超微粉碎后水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber, SDF)含量增加(表4)也可能是導(dǎo)致超微粉持水力降低的原因。然而，與普通粉相比，超微粉的持油力顯著增加4.53%(P<0.05)，可能是因?yàn)槌⒎鬯樵谄茐臈椃奂?xì)胞結(jié)構(gòu)時，大量的親油基團(tuán)暴露出來，增強(qiáng)了超微粉的持油力，這與王博等[21]的研究結(jié)果相似，他們將雜糧粉超微粉碎以后，持油力提高了61.2%。由此可以推測，相較于普通粉，超微粉在加工過程中可減少脂肪的流失，更有利于吸附腸道中的脂類使得血清中膽固醇的含量降低，進(jìn)而達(dá)到降血脂的效果[10]。

表4 超微粉碎前后棗粉的基本營養(yǎng)成分Table 4 Basic nutrients in jujube powder before and after superfine grinding

2.1.6 水溶性及TSS含量

樣品的水溶性以及TSS含量是重要的食用品質(zhì)指標(biāo)。如表3所示，普通粉和超微粉的水溶性分別為73.27%、78.82%，超微粉碎后棗粉的水溶性顯著增大(P<0.05)。棗粉經(jīng)超微粉碎后，其比表面積顯著增大(表1)，棗粉在水中的溶解性和分散性增加，且超微粉碎后細(xì)胞破碎程度增大可溶性物質(zhì)更易溶出，從而提高了棗粉的水溶性指數(shù)[23]。同時，也觀察到棗粉的TSS在超微粉碎后顯著增加，這在周禹含等[24]的研究中有相似結(jié)果。因此，超微粉比普通粉更有利于開發(fā)水溶性產(chǎn)品。

2.1.7 溶脹性和復(fù)水性

溶脹性可反映粉體的水結(jié)合能力，其值越大，粉體溶于水后的穩(wěn)定性、懸浮性越好。由表3可知，棗粉經(jīng)超微粉碎后溶脹性上升了1.01 mL/g(P<0.05)，說明超微粉溶于水后穩(wěn)定性及懸浮性更好。棗粉經(jīng)超微粉碎后，較多細(xì)胞被破碎(表1)，可使大量的親水基團(tuán)暴露出來，增加了粉體與水的接觸部位及面積；同時亦可增加短鏈膳食纖維，其在水中膨脹伸展產(chǎn)生更大的溶積，從而使得溶脹性增加[11]。然而，棗粉經(jīng)超微粉碎后復(fù)水性降低了42.72%(P<0.05)，棗粉的復(fù)水性可能與粒徑呈正相關(guān)，粒徑越大，復(fù)水性越大，這在超微蒜粉中有相似的結(jié)果[18]。另外，超微粉復(fù)水性降低可能是因?yàn)闂椃壑泻写罅康奶穷愇镔|(zhì)(表5)，在粒徑減小的同時顆粒間的空隙也減小，導(dǎo)致棗粉在水中更易黏結(jié)，聚集成團(tuán)后水分向內(nèi)部滲透受到抑制。

表5 超微粉碎前后棗粉的生物活性成分Table 5 Bioactive compounds in jujube powder before and after superfine grinding

2.1.8 吸濕性

棗粉中含有大量處于無定形形態(tài)糖和有機(jī)酸等物質(zhì)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，極易吸濕結(jié)塊，導(dǎo)致產(chǎn)品的生物穩(wěn)定性變差，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。如圖2所示，在前3 d超微粉的吸濕率顯著低于普通粉(P<0.05)，隨后2種粉的吸濕率無顯著差異，且均在第9天達(dá)到吸濕平衡，普通粉和超微粉的平衡吸濕率分別為33.25%、33.44%。棗粉在第5天時吸濕接近平衡，將1～5 d的吸濕數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析(表6)，2種棗粉的吸濕過程皆是減速吸濕，超微粉的吸濕初速度和加速度均大于普通粉。然而，第4天時，普通粉的吸濕速度大于超微粉，可能是因?yàn)樵诔跏茧A段超微粉粒徑較小，比表面積較大，與水分充分接觸，吸濕較快，而隨著吸濕程度的不斷增加，棗粉凝結(jié)成塊，抑制了水分的滲透速度，從而使得在第4天時超微粉的吸濕率大于普通粉，吸濕速度小于普通粉。總的來說，超微粉碎有利于棗粉的短期貯藏；對于長期貯藏，2種粉的吸濕性無顯著性影響。

表6 超微粉碎前后棗粉吸濕數(shù)據(jù)回歸分析Table 6 The hygroscopic regression analysis of jujube powder before and after superfine grinding

圖2 超微粉碎前后棗粉的吸濕曲線Fig.2 The moisture absorption curve of jujube powder before and after superfine grinding注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 超微粉碎對棗粉營養(yǎng)成分及功能特性的影響

2.2.1 基本營養(yǎng)成分

如表4所示，普通粉及超微粉中灰分含量分別為2.38、2.41 g/100g，粗脂肪含量分別為3.03、3.25 g/100g，2種粉體差異不顯著。普通粉及超微粉的蛋白質(zhì)含量分別為11.46、12.21 g/100g，低于冷凍干燥的壺瓶棗[13]，超微粉碎顯著提高了棗粉中蛋白質(zhì)的含量(P<0.05)，可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)緊密的組織結(jié)構(gòu)經(jīng)超微粉碎后被破壞，表面積增大，溶解性增加，從而導(dǎo)致檢測到超微粉中的蛋白質(zhì)含量顯著高于普通粉。另外，超微粉碎可使棗粉中的膳食纖維重新發(fā)生分配，顯著增加SDF的含量，降低IDF的含量，即SDF/IDF值從0.54上升至0.73，分析原因是半纖維素和纖維素降解成SDF造成[14]，或者是IDF中糖苷鍵的斷裂轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，從而提高了SDF/IDF值，這在超微粉碎臍橙中有相似的結(jié)果[14]。

2.2.2 生物活性成分

由表5可知，普通粉和超微粉的維生素C含量分別為857.57、1 113.34 mg/100g，與周禹含等[12]測定的冬棗粉維生素C含量相當(dāng)，是橙子(68.88 mg/100g)的數(shù)十倍[25]。與普通粉相比，超微粉的維生素C含量顯著增加(P<0.05)，總糖及還原糖含量分別增加了5.76、1.16 g/100g(P<0.05)。表明超微粉碎有利于棗粉維生素C及糖類物質(zhì)的保留。棗粉中的酚類物質(zhì)以游離酚為主，經(jīng)超微粉碎后其游離酚、總酚含量分別增加8.38、8.27 mg GAE/g，結(jié)合酚含量減少0.13 mg GAE/g(P<0.05)?？赡苁且?yàn)闂椃壑械慕Y(jié)合酚與果膠、纖維素及蛋白質(zhì)等以共價結(jié)合(酯鍵、醚鍵)的方式存在于細(xì)胞壁中，不易溶出，而超微粉碎可使纖維素、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變及細(xì)化，利于此類結(jié)合酚的釋放，從而以游離酚的形式被提取檢測到[26]；同時超微粉碎可使棗粉細(xì)胞壁充分破碎，在提取檢測過程中，促進(jìn)酚類物質(zhì)的溶出。

為了更好地解釋超微粉碎有利于生物活性物質(zhì)的溶出，本研究對棗粉的Φ值進(jìn)行了分析，Φ值越大代表細(xì)胞壁破碎率越大。如表1所示，普通粉和超微粉的Φ值分別為35%、100%，超微粉碎顯著提高了棗粉的細(xì)胞壁破碎率(P<0.05)，表明超微粉碎更有利于打破棗粉的細(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，超微粉碎能有效地促進(jìn)棗粉中生物活性物質(zhì)的釋放，充分利用其營養(yǎng)價值，這在HE等[7]、ZHANG等[3]的研究中有相似的結(jié)果。

2.2.3 抗氧化活性

植物提取物中含有較多的具有抗氧化性的生物活性成分，其氧化過程較為復(fù)雜，通常評價植物提取物的抗氧化活性不能使用單一的評價方法。本研究采用DPPH自由基清除率、ABTS陽離子自由基清除率和FRAP還原力3種方法來評價棗粉的抗氧化性，Trolox當(dāng)量越大表明抗氧化效果越好。如圖3所示，3種評價方法中，超微粉表現(xiàn)出的抗氧化活性均顯著大于普通粉(P<0.05)。由表7可知，棗粉提取物的抗氧化性與除結(jié)合酚外的生物活性物質(zhì)含量都呈正相關(guān)。其中3種評價方法都表明與維生素C含量呈顯著正相關(guān)性(ABTS陽離子自由基清除力極顯著)，與結(jié)合酚含量呈顯著負(fù)相關(guān)。此結(jié)果與超微粉碎前后生物活性物質(zhì)含量變化結(jié)果保持一致(表5)，表明超微粉碎有利于增強(qiáng)棗粉的抗氧化性。超微粉碎減小了棗粉的粒徑，增加了表面積，且充分地破壞了棗粉的細(xì)胞壁，促進(jìn)了多酚、多糖、維生素C等活性物質(zhì)的釋放，從而提高了棗粉的抗氧化性，這與ZHAO等[4]的研究結(jié)果相似。

圖3 超微粉碎前后棗粉的抗氧化活性Fig.3 Antioxidant activity of jujube powder before and after superfine grinding

表7 超微粉碎前后棗粉抗氧化性與生物活性成分的 相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis between antioxidant activity and bioactive substances of jujube powder before and after superfine grinding

2.3 超微粉碎對棗粉結(jié)構(gòu)特征的影響

2.3.1 掃描電鏡分析

由圖4可知，普通粉和超微粉都具有較完整的組織結(jié)構(gòu)，其中普通粉顆粒較大、不均勻，可觀察到大多呈塊狀；超微粉的粒徑減小，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，還可觀察到超微粉的組織破壞程度也明顯大于普通粉，這可以用來解釋超微粉的細(xì)胞壁破碎率顯著高于普通粉的原因。

a-普通粉(×300);b-普通粉(×1 000);c-超微粉(×300); d-超微粉(×1 000)圖4 超微粉碎前后棗粉的掃描電鏡圖Fig.4 SEM images of jujube powder before and after superfine grinding

2.3.2 紅外光譜分析

由圖5可知，2種棗粉特征峰出峰位置基本一致，未產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán)，表明超微粉碎對棗粉紅外光譜特征吸收影響不大，棗粉經(jīng)超微粉碎后分子結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，這在超微粉碎玉米桿[22]、生姜粉[2]中都觀察到相似的結(jié)果。在棗粉的主要吸收峰中，3 368 cm-1附近的吸收峰可能與棗粉中纖維素衍生的酚和醇有關(guān)；在2 932 cm-1附近的吸收峰源于—CH2或—CH3上C—H的伸縮振動；1 622 cm-1處的吸收峰可歸類為酰胺的N—H面內(nèi)彎曲；1 414、1 385 cm-1處的吸收峰是—CH2和—CH對稱彎曲振動引起的；1 259 cm-1處的吸收峰是由C—O伸縮振動引起；950～1 200 cm-1被認(rèn)為是碳水化合物的“指紋”區(qū)域，1 058、1 103 cm-1處的吸收峰可能是由糖環(huán)中的C—O—C、C—O—H振動引起；在619 cm-1附近的吸收峰可能是因?yàn)橛芍茦舆^程中KBr與棗粉中某些物質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)生成鹵化物所致[27]。

2.3.3 X-射線衍射分析

由圖6可知，普通粉和超微粉的X衍射圖譜呈現(xiàn)出明顯的無定形特征，沒有尖銳的結(jié)晶峰。棗粉中存在大量的葡萄糖、蔗糖、果糖等低分子質(zhì)量糖以及有機(jī)酸，這些物質(zhì)在干燥過程中快速脫水，來不及結(jié)晶就形成無定形的亞穩(wěn)態(tài)干燥產(chǎn)品[19]。另外，不同粒徑的棗粉衍射強(qiáng)度無明顯差異，說明超微粉碎并未破壞棗粉的結(jié)晶區(qū)域，結(jié)果與FTIR的結(jié)果保持一致，表明超微粉碎不會改變棗粉的分子結(jié)構(gòu)和晶體形式，這在HUANG等[8]中有相似的結(jié)果。

圖5 超微粉碎前后棗粉的傅里葉紅外光譜圖譜Fig.5 FTIR spectra of jujube powder before and after superfine grinding

圖6 超微粉碎前后棗粉的X-射線衍射圖譜Fig.6 X-ray images of jujube powder before and after superfine grinding

2.3.4 熱重分析

TG曲線(圖7)反映了棗粉質(zhì)量隨溫度上升的變化。從TG曲線可知，棗粉的失重大致可分為3個階段：50～150、150～350、350～800 ℃，失重率分別約4%、50%、15%。熱重微分曲線(derivative thermogravimetry, DTG)是TG對時間的一階導(dǎo)數(shù)，表示質(zhì)量的變化率。從DTG曲線可以看到，2種棗粉都有2個明顯的峰值，表明在這個過程中棗粉的質(zhì)量明顯減少。當(dāng)溫度<150 ℃時，不同粒徑的棗粉都較穩(wěn)定，其質(zhì)量損失可歸因于水分蒸發(fā)而導(dǎo)致的失重。當(dāng)溫度>150 ℃時，隨著溫度升高，棗粉的失重可能是因?yàn)橐环N或多種組分(多糖)的熱降解及隨后的揮發(fā)，以及分子層間結(jié)合水(低溫峰)、膠體吸附膠體水和框架結(jié)構(gòu)水(高溫峰)的揮發(fā)而導(dǎo)致質(zhì)量損失[28-29]，但不同粒徑的棗粉在TG、DTG曲線中都具有相似的趨勢且變化較小，這與羅白玲[30]的研究結(jié)果相似。

圖7 超微粉碎前后棗粉的熱重分析Fig.7 Thermogravimetric analysis of jujube powder before and after superfine grinding

3 結(jié)論

本研究采用2種粉碎方式對凍干冬棗進(jìn)行粉碎，探究超微粉碎對棗粉理化性質(zhì)、功能特性及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，棗粉經(jīng)超微粉碎后粒徑顯著降低，細(xì)胞壁破碎程度顯著增大，色澤更鮮艷，持油力、水溶性、溶脹性、容積密度分別提高了4.53%、7.57%、21.44%、167.65%，流動性及充填性得到顯著改善；超微粉的維生素C、總糖、還原糖、總酚含量分別是普通粉的1.30、1.10、1.03、1.23倍，且抗氧化性得到顯著提高；相較于普通粉，超微粉的分子結(jié)構(gòu)、晶體形式及熱穩(wěn)定性無明顯變化。

綜上所述，超微粉碎在未改變棗粉分子結(jié)構(gòu)、晶體形式及熱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，改善了棗粉的理化性質(zhì)，有效地破壞了棗粉的細(xì)胞壁，進(jìn)而促進(jìn)棗粉的生物活性物質(zhì)溶出，增強(qiáng)其抗氧化活性。棗粉的供應(yīng)不受季節(jié)限制，貯藏運(yùn)輸較方便，將其加工成超微粉后可顯著提升其營養(yǎng)價值。因此，超微粉碎可作為生產(chǎn)高品質(zhì)棗粉的一種加工技術(shù)，提升其商業(yè)價值。超微粉碎技術(shù)在食品加工領(lǐng)域具有廣闊的前景，本研究可為開發(fā)新型保健食品提供理論參考，為食品原料進(jìn)行深加工和廣度加工提供方向，以獲得更多滿足人們需求的理想食品資源。