不同粉碎粒度对燕麦粉水合性质的影响

张江宁，杨 春，张倩芳，孟晶岩

（山西省农业科学院农产品加工研究所/特色农产品加工山西省重点实验室，山西太原 030031）

0 引言

燕麦是谷物中最好的全价营养食品，具有营养与保健双重功效，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物等。其中，纤维素含量为17%～21%，水溶性纤维素β-葡聚糖[(1→3)(1→4)-β-D-葡聚糖]达4%～6%，约为稻米、小麦的7倍[1-2]。膳食纤维具有溶胀性和持水性的水合性质，该性质与物料加工特性、功能性质有密切关系，因此研究膳食纤维的水合性质，可以为物料加工及其功能性食品开发提供理论依据[3]。

目前，很多研究表明膳食纤维水合性质与物料粒度关系密切，随着粒度减小，溶胀性和持水性增强。例如，通过气流粉碎对玉米淀粉颗粒处理，粒径由14.01 μm减至5.8 μm，发现粉体水溶性、膨胀性、持水性增强；对不同颗粒度南瓜不溶性膳食纤维的功能性质研究表明，结合水的能力随粒径减小出现先增大后下降的趋势，细粉的结合能力最大[4-7]。

将燕麦粉粉碎得到3种不同粒径的燕麦粉A、B、C，并对其溶胀性和持水性进行了研究，以期了解燕麦粉碎粒度对水合性质的影响，为燕麦的广泛应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料

燕麦粉，山西金绿禾生物科技有限公司提供。

1.1.2 试验仪器

HM-7010型超微粉碎机，北京环亚天元机械技术有限公司产品；721型紫外分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司产品；BS110S型分析天平、SHA-CA型数显恒温振荡器，常州郎越仪器制造有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 燕麦微粉制备及粒径测定

分别设定超微粉碎机吸风频率为40，30，20 Hz进行超微粉碎得到样品A，B，C。取适量的燕麦微粉置于激光粒度仪容器中，采用乙醇作为分散剂，测定粒径大小及粒径分布。

1.2.2 测定法

可溶性膳食纤维含量、不溶性膳食纤维含量、总膳食纤维含量的测定参照GB/T5009.88-2008；持水力测定方法参照ESPOSITO方法[8]；溶胀性测定方法参照ESPOSITO方法[8]。

2 结果与分析

2.1 燕麦微粉的粒径测定

燕麦粉经粉碎得到3种不同粒径的燕麦微粉A，B，C分别为131.60，80.58，44.11 μm，粒径分布范围变窄，说明粉体微细化程度提高，均匀性好。

2.2 不同粒径燕麦微粉中的膳食纤维含量

不同粒径燕麦微粉中的膳食纤维含量见表1。

表1 不同粒径燕麦微粉中的膳食纤维含量

由表1可知，物料微粉A，B，C可溶性膳食纤维含量及占比呈升高趋势，不溶性膳食纤维含量及占比逐渐降低。这是由于粉碎处理后，一部分不溶性膳食纤维在强剪切作用下，连接键断裂，形成了可溶性膳食纤维。可溶性纤维更容易被肠道内的细菌发酵[9]，其结构与降低血糖、血清胆固醇等的健康因素有关，而不溶性纤维的含量及其结构与消化道疾病预防及健康相关[10]。超微粉碎技术应用于燕麦产品中，将不溶性膳食纤维转变为可溶性膳食纤维改变其组成比例，为制备不同功能的燕麦微粉产品提供了理论依据。

2.3 不同粉碎粒度对燕麦微粉持水性的影响

粉碎处理对微粉持水性的影响见图1。

图1 粉碎处理对微粉持水性的影响

由图1可知，随着粒度的减小，持水性也增大，燕麦微粉持水性最大，原因是粉碎度增加，物料粒度减小，表面积增加，组织结构变疏松，物料孔隙增多使水分更容易渗入，持水性也表示了物料束缚水的能力。同时，剪切、粉碎会破坏纤维素致密多孔的结构，物料颗粒持水力反而会下降，这2种因素同时存在，在一定程度上影响了物料持水力。微粉C与微粉B相比较，持水力变化较小，而微粉B与微粉A相比，持水力变化明显。

2.4 不同粉碎粒度对对燕麦微粉溶胀性的影响

粉碎处理对燕麦微粉溶胀性的影响见图2。

图2 粉碎处理对燕麦微粉溶胀性的影响

由图2可知，燕麦粉经粉碎处理后，随着微细化程度提高，溶胀性增大，燕麦微粉C溶胀性明显高于燕麦微粉A，B，说明物料粒度越小，溶胀性越高，这是由于随着粒度减小，纤维素颗粒增加，物料表面积增加，溶于水后各自膨胀伸展，产生更大的容积作用[11-12]。同时粉碎使物料中更多的亲水集团暴露，使得溶胀性增大。

试验中燕麦经超微粉碎后溶胀性有所提高，该结论与大多数研究结论一致。但也有研究显示，当粉碎粒度达到某一值后继续下降时，溶胀性会下降，原因是粒度下降引起细胞结构的破损和膳食纤维组成成分的变化，使燕麦麸皮对水分的束缚力减弱。试验中并未出现此现象，可能是不同来源的膳食纤维结构存在差异，从而导致细胞破碎程度不同。

3 结论

（1） 燕麦通过改变超微粉碎机吸风频率在40，30，20 Hz进行超微粉碎得到的产品粒径减小，分别为131.60，80.58，44.11 μm，说明随着微细化程度提高，完整的细胞结构逐渐减少，粒径减小。

（2） 燕麦微粉A，B，C可溶性膳食纤维比例分别为32.9%，43.9%，62.4%，显著提高；持水性分别为1.78，2.56，3.02 g/g；溶胀性分别为2.94，3.47，4.12 mL/g，呈升高趋势。研究结果表明，随着粉碎粒度较小，燕麦微粉可溶性膳食纤维比例增加，持水性和溶胀性增加，这种变化势必对其加工特性及功能性产生影响，该规律在燕麦加工、品质改良、功能食品开发等方面的应用仍有待进一步研究。