超微粉碎对菠萝皮渣理化特性的影响

林丽静，黄晓兵，龚 霄，邓权清，彭芍丹，李积华

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江 524001；2.岭南师范学院，广东湛江 524048）

超微粉碎对菠萝皮渣理化特性的影响

林丽静1，黄晓兵1，*龚 霄1，邓权清2，彭芍丹1，李积华1

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东湛江 524001；2.岭南师范学院，广东湛江 524048）

为研究超微粉碎处理菠萝皮渣理化特性的影响，采用干法超微粉碎技术处理菠萝皮渣，比较不同处理时间下菠萝皮渣超微粉的粒径、色度、休止角、滑角、溶解度和多酚含量。结果表明，超微粉碎15 min后的粒径为19.25 μm，达到超微粉级别；相比于粗粉，超微粉碎处理会改变菠萝皮渣的色泽，导致颜色加深；随着超微粉碎时间的增加，粉体粒径变小，休止角、滑角和溶解度增大，粉体流动性变好，持水力和持油力提高，同时多酚溶出量增加。研究结果为超微粉碎技术综合开发利用菠萝皮渣提供理论基础。

超微粉碎；菠萝皮渣；理化特性

菠萝是世界重要的热带水果，也是我国种植面积最大的热带水果之一，在我国广东、广西、海南、云南、福建等地均有种植。菠萝味甘、性微寒，果实中不仅富含人体所必需的营养物质，如维生素、矿物质、糖、膳食纤维等，还含有许多活性成分[1]。目前，除鲜食外，主要用于加工菠萝罐头和菠萝浓缩汁，在加工过程中产生包括外皮、两端和果眼等下脚料，质量占整个菠萝的50%～60%，这些菠萝皮渣目前几乎被丢弃，不仅导致资源的大量浪费，而且造成环境污染。据报道，菠萝皮渣含有的营养成分与果肉的基本成分相接近，水分、柠檬酸和总糖等成分比例与果肉相差无几[2-3]，菠萝皮渣同时含有丰富的膳食纤维和多酚等功能组分[1]。超微粉碎技术是近年来发展较快的新型食品加工技术，物料在微细化后，能明显改善纤维性食品的口感和吸收性，同时具有独特的物理和化学性质，如良好的溶解性、分散性、吸附性和化学活性等[4-5]。目前，超微粉碎技术对菠萝皮渣的研究未见报道，若利用超微粉碎技术处理菠萝皮渣，并对菠萝皮渣超微粉的物理化学性质进行测定，将为菠萝皮渣的开发利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

菠萝皮渣，由湛江思味特食品有限公司提供。

WZJ6型振动式超微粉碎机，济南倍力粉技术工程有限公司产品；Mastersizer 2000型激光粒度仪，马尔文仪器有限公司产品；X-Rite型色差仪，美国爱丽色公司产品；BT-1000型粉体综合特性测试仪，丹东百特科技有限公司产品；752N型紫外分光光度计，上海精密仪器仪表有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 菠萝皮渣超微粉制备

菠萝皮渣经干燥后用万能粉碎机进行粗粉碎，粗粉经超微粉碎机粉碎5，10，15 min，得3种菠萝皮渣超微粉。

1.2.2 粒径测定

通过激光粒度仪对制得的超微粉进行粒径测定。

1.2.3 色度测定

将粉末装于透明比色皿，X-Rite型色差仪经过标准白板、黑板标定后对样品进行测定，获得L*值，a*值，b*值，C*值和H*值。L*值越大，表示粉体越白亮；正a*表示红色，值越大颜色越红；正b*表示黄色，值越大颜色越黄；C*表示彩色程度，值越大色彩越浓；H*值越大，灰度越大。

1.2.4 休止角和滑角测定

通过粉体测定仪进行休止角和滑角的测定。

（1）休止角测定。通过粉体振动筛落到下方试验台，不断堆积形成近似锥形体，堆面崩塌2～3次后重新形成较稳定锥体时，测量粉体堆积层与水平面形成的夹角。测量时从3个不同位置测定休止角，然后取平均值。

（2）滑角测定。把平板伸入托盘中，将样品撒落在托盘中，直到埋没平板，然后将托盘缓缓降低，平板与式样托盘完全分离，此时用测角器测定留在平板上粉体所形成的角度。

1.2.5 溶解度测定

准确称取1.0 g（m0）样品于150 mL烧杯中，加入50 mL蒸馏水，60℃下磁力搅拌2 h，以转速3 000 r/min离心20 min，取10 mL上清液于恒质量的铝盒（m1）中，90℃水浴蒸干，然后放入105℃烘箱烘干至恒质量（m2）。

1.2.6 持水力、持油力测定

准确称取1.000 g样品置于100 mL烧杯中，加蒸馏水40 mL，电磁搅拌24 h，转移至离心管中，以转速3 500 r/min离心30 min，取出，倾去上清液，擦干管壁附着的水分，称其质量。

持油力测量方法同持水力测量，仅需将40 mL蒸馏水改为40 mL大豆油。

多酚的测定方法为福林-肖卡（Folin-Ciocalteus）法：将菠萝皮渣超微粉称取5.00 g，放入250 mL的三角瓶中，加入60 mL的甲醇，提取温度为45℃，用40kHz的超声波辅助提取55min，以转速9000r/min离心15 min，取上清液1 mL，定容到10 mL；取1 mL，按照绘制标准曲线的方法，测定其吸光度，确定样品多酚的溶出量。

2 结果与分析

2.1 粒径测定

采用振动式超微粉碎机进行干法超微粉碎技术处理菠萝皮渣。

粒径测定结果见表1。

表1 粒径测定结果

由表1可知，随着超微粉碎时间的增加，菠萝皮渣的粒径减少。菠萝皮渣超微处理初期粒径下降速率快，随着超微粉碎时间的增加，粒径下降速率减少，处理5 min得到的超微粉粒径与粗粉的粒径相比下降了67%，处理15 min的超微粉粒径与处理10 min的超微粉粒径相比下降了36%；超微粉碎10 min的超微粉粒径为30.12 μm，达到超微粉碎级别的临界点；超微粉碎15 min的超微粉粒径为19.25 μm，达到超微粉级别。

2.2 色度测定

英国体育课程评价实施学校内部评定与外部全国统一考试相结合，对于低年级的学生注重形成性评价和充分发挥性评价的采用，对于高年级的学生注重终结性评价的采用，教师则在各学段选择与之相适应的评价工具，如：测验、建立档案和成绩记录等方式对学生的阶段性成绩进行评定，呈现出教师评价的连续性。

色度测定结果见表2。

表2 色度测定结果

由表2可知，3种超微粉色度各测量值非常相近，与粗粉有差异。超微粉的L*值和H*值明显降低，而a*值增加，b*值和C*值差别不明显。表明与粗粉的颜色相比，超微粉的亮度变暗、颜色变深、红色调增加、黄色调变化不明显。超微粉色泽改变主要由于其粒径的减小，颗粒间混合更均匀，同时随着比表面积的增大，物料中的多糖、膳食纤维等内容物逐渐显露出来，从而影响到超微粉的颜色。

2.3 休止角和滑角测定

粉体的休止角和滑角是表征粉体状态的一项基本指标，对粉体的加工特性有较大影响。

休止角和滑角的测定结果见表3。

由表3可知，超微粉的休止角、滑角均大于粗粉，休止角和滑角越大，表明粉体的流动性越好。因此，菠萝皮渣超微粉随着粉体粒度变小，粉体流动性变好，可能是由于微粒具有吸附和凝聚特性引起表面聚合力增大，吸附性能增强所致[6]。

表3 休止角和滑角的测定结果

2.4 溶解度测定

超微粉的溶解度反映了样品的水合能力[7]，超微粉碎处理菠萝皮渣得到不同粒度超微粉结果。

溶解度测定结果见图1。

图1 溶解度测定结果

由图1可知，粗粉溶解度为17.37%，超微粉碎15 min的溶解度为20.39%。菠萝皮渣随着粒径的减小，溶解度逐渐增大，说明超微粉碎可以促进菠萝皮渣的溶解，可能由于超微粉碎后形成粒度较小的颗粒，导致表面能增加、比表面积增大、活性点增多。

2.5 持水力、持油力测定

持水力、持油力测定结果见图2。

图2 持水力、持油力测定结果

由图2可知，菠萝皮渣粗粉持水力和持油力分别为2.77，1.04 g/g，超微粉碎15 min的持水力和持油力分别为4.74，1.70 g/g。超微粉碎随着超微粉碎时间的增加，菠萝皮渣超微粉粒径的不断减小，持水力和持油力提高，其中持水力更为明显。可能是由于在超微粉碎的作用下，菠萝皮渣的组织结构被疏松，颗粒的比表面积、表面能和孔隙率提高，并且在超微粉碎作用下部分细胞破碎，纤维素和半纤维素中更多的亲水性基团暴露出来，颗粒与水的接触面积、接触部位增多，其分散性增强，因而持水力和持油力提高[8]。

2.6 多酚含量测定

多酚含量的测定结果见表4。

表4 多酚含量的测定结果

由表4可知，超微粉碎处理能明显提高菠萝皮渣多酚的含量，随着超微粉碎时间的增加，多酚溶出量增加，超微粉碎15 min后多酚含量是粗粉的3倍。可能是由于超微粉碎对菠萝皮渣结构，特别是纤维素结构的改变，使菠萝皮渣的多酚更有效地溶出[9]。

3 结论

菠萝皮渣含有的营养成分与果肉的基本成分相接近，同时含有丰富膳食纤维和多酚等功能组分，可通过再加工进行开发利用。采用超微粉碎技术对菠萝皮渣进行处理，超微粉碎15 min后的粒径为19.25 μm，达到超微粉级别。通过不同超微粉碎时间得到粒径不同的菠萝皮渣粉体进行理化指标检测，相对于粗粉，超微粉碎处理会改变菠萝皮渣的色泽，导致颜色加深。菠萝皮渣超微粉随着粉体粒度变小，休止角、滑角和溶解度增大，粉体流动性变好；菠萝皮渣随着菠萝皮渣超微粉粒径的不断减小，持水力和持油力提高，其中持水力更为明显，粗粉持水力为2.77 g/g，超微粉碎15 min持水力为4.74 g/g。同时，多酚溶出量增加，超微粉碎15 min的超微粉多酚含量是粗粉的3倍。因此，超微粉碎可为菠萝皮渣的综合开发利用提供新思路。

[1]张秀梅，孙光明，刘胜辉，等.菠萝果实的抗氧化性研究 [J].热带作物学报，2013，34（4）：700-703.

[2]苑艳辉.菠萝皮的综合利用 [J].食品与发酵工业，2005，31（2）：145-147.

[3]叶盛权，吴晖，郭祀远.菠萝皮干燥工艺研究 [J].现代食品科技，2007，23（11）：30-33.

[4]Youna H，Marc C，Ulla H，et al.Potential of dry fractionation of wheat bran for the development of food ingredients，part I：Influence of ultra-fine grinding[J].Journal of Cereal Science，2011，53（1）：1-8.

[5]Wang T，Sun X H，Zhou Z X，et al.Effects of microfluidization process on physicochemical properties of wheat bran[J].FoodResearchInternational，2012，48（2）：742-747.

[6]潘思轶，王可兴，刘强.不同粒度超微粉碎米粉理化特性研究 [J].中国粮油学报，2003，18（5）：1-4.

[7]涂宗财，任维，刘成梅，等.纳米级大米淀粉的制备及性质 [J].农业工程学报，2008，24（1）：250-253.

[8]李伦，张晖，高云中.不同粒径脱脂米糠膳食纤维的组成成分及理化特性的研究 [J].粮食与饲料工业，2008（12）：17-19.

[9]胥佳，魏嘉颐，李锦麟，等.超微粉碎处理对葡萄籽中原花青素和脂肪酸成分的影响 [J].中国农学通报，2011，27（17）：92-97.

Influence of Micronization on the Physicochemical Properties of Pineapple Peel

LIN Lijing1，HUANG Xiaobing1，*GONG Xiao1，DENG Quanqing2，PENG Shaodan1，LI Jihua1（1.Agricultural Product Processing Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences，Zhanjiang，Guangdong 524001，China；2.Lingnan Normal University，Zhanjiang，Guangdong 524048，China）

In this study，the physical and chemical properties of pineapple peel on micronization，the particle size，color，angle of repose，slip angle，solubility and polyphenol content of pineapple peel ultrafine powder are investigated using dry superfine grinding technology processing on different treatment time.The results show that the particle size of pineapple peel powder is 19.25 μm treated by the superfine grinding after 15 min，which is achieved superfine powder level.With the increase of ultra time，color of pineapple peel superfine powder is deepened，powder particle size，angle of repose，slip angle and the solubility are increased compared with coarse powder，moreover，water holding capacity，oil holding capacity and polyphenols are increased by ultrafine grinding process.This study provides a foundation for comprehensive development of pineapple peel by superfine grinding treatment.

micronization；pineapple peel；physicochemical properties

TS209

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.11.033

1671-9646（2016）11b-0019-03

2016-09-06

公益性行业（农业）科研专项“园艺作物产品加工副产物综合利用”（201503142）；海南自然科学基金面上项目（20163114）。

林丽静（1978—），男，博士，副研究员，研究方向为热带农产品贮藏与加工。

*通讯作者：龚 霄（1984—），男，博士，副研究员，研究方向为食品发酵与酶工程。