葛根微粉的制备工艺及品质特性研究

谢冬娣，岳君，区兑鹏，覃洪明，石留

（1.贺州学院食品与生物工程学院，广西贺州542899；2.贺州学院旅游与体育健康学院，广西贺州542899）

葛根（Pueraria lobata）又名葛藤、粉葛藤，豆科葛属植物的膨大块根，是卫生部批准的药食同源的野生植物之一。目前，我国葛根资源药食两用的品种主要是粉葛及野葛。其中粉葛主要分布在两广地区，以栽培为主，其块茎中淀粉含量较高[1]，适用于葛粉加工（根据加工工艺不同分为葛根淀粉和葛根全粉）。但相关产业规模小、起步晚，初级加工较多而深加工不足，产品附加值低[2]。而葛根全粉则是包含除葛根表皮外的全部干物质的粉末状产品，具有营养完整性和良好的速溶复水性，对葛根的利用率达到80%～90%[3]。关于葛根全粉的研究，张国洪、上官佳、熊飞制备了过80目～120目筛的葛根全粉[4-6]，吴琼[7]研究不同干燥方式对葛根全粉品质的影响，其共性是，操作流程为切分、熟化、干燥、粗粉碎，都是经过热烫或蒸煮工艺的熟全粉。而少有制备固香性高、营养全面的生全粉或细微化的生微粉。因此充分合理利用葛根资源，开展葛根的深加工具有重要的现实意义和经济价值。

超微粉碎技术是食品加工业一种新的手段。目前美国、日本市场上销售的冻干水果粉、果味凉茶、超低温速冻龟鳖粉[1]等都是应用超微粉碎技术加工而成的。将此技术应用于全粉制备，可以使淀粉因颗粒大小、形貌分子链长等结构发生变化而导致分散性、溶解性、糊化等理化性质变化[8-9]。目前，应用超微粉碎技术制备淀粉类食料全粉主要是甘薯[10]、绿豆[9]、南瓜[11]、玉米[12-13]等。刘胜男[3]通过超微粉碎结合酶法降解制备富含纤维低聚糖葛根全粉，其中研究了微粉碎技术对葛根全粉基本组成成分和功能性成分的影响，结果表明，葛根全粉粒径明显减小，淀粉、粗脂肪、蛋白质、还原糖、灰分的含量基本不变，总膳食纤维含量下降，可溶性膳食纤维含量上升。但未就其超微粉碎工艺进行优化，未探讨超微粉碎对微粉的理化特性的影响。为此，课题采用真空干燥技术和超微粉碎技术制备葛根生微粉，对葛根真空干燥工艺、超微粉碎工艺及其粉质特性进行研究。

1 材料与设备

1.1 试验材料与主要药品

葛根：以广西藤县“粉葛之乡”和平镇的新鲜粉葛为试材。磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液、无水乙醇、浓硫酸：分析纯；α-淀粉酶（40 000 U/g）：江苏锐阳生物科技有限公司。

1.2 仪器设备

RT-25型气流式超微粉碎机：台湾荣聪精密科技有限公司；DZF-6090型真空干燥箱：上海齐欣科学仪器有限公司；JP-250A-8型高速多功能粉碎机：永康市久品工贸有限公司；SH10A型烘干水分测定仪：上海舜宇恒平科技仪器有限公司；HHS型电热恒温水浴锅：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；Mar-80大容量电动离心机：江苏金坛市环宇科学仪器厂；LS-POP（6）激光粒度仪：珠海欧美克仪器有限公司；DDS-11A型数字电导率仪：上海雷磁仪器厂；NDJ-旋转式黏度计：上海第三分析仪器厂；12-不锈钢分样筛：广州市珠海区振兴五金筛网厂。

2 方法

2.1 葛根生微粉的工艺流程及操作要点

葛根→挑选→削皮→清洗→切分→护色→干燥→初粉碎→超微粉碎→筛分→生微粉→样品检测

1）原料的预处理：挑选新鲜、适时采挖的葛根，去表皮后，用不锈钢刀切成长15 mm左右的条状。

2）护色：切分后放入1.5%的氯化钠水溶液中进行护色[7]。

3）真空干燥：按试验设计条件用真空干燥箱进行干燥。要求最终水分约在8%（湿基）。

4）初粉碎：用高速多功能粉碎机进行初粉碎，过40目筛，筛渣再次粉碎，合并得到葛根生全粉（如下简称全粉）。每次进料适中，粉碎时间1 min。

5）筛分：过40目筛后的葛根全粉，再分别过（60、80、100、120目）筛，得到不同粒径的葛根全粉，备超微粉碎用。

6）超微粉碎：用气流式超微粉碎机，按试验设计条件进行超微粉碎，过540目筛，得到葛根生微粉（如下简称微粉），其粒度[用直径（diameter，d）表示]≤26 μm。根据RT-25型气流式超微粉碎机料缸容量，每次进料量一般不得超过100 g。

7）样品检测：对得到的样品进行各项指标检测。

2.2 真空干燥工艺的试验

经过单因素预试验，考查葛根条厚度（2、4、6、8、10 mm）、真空度 0.05、0.06、0.07、0.08、0.09 MPa）、干燥温度（45、55、65、75、85 ℃）对葛根真空干燥效果的影响，确定3个因素进入正交试验的适宜水平。以干燥速率、复水比、感官评分为判断指标，采用L9（34）正交试验设计优化葛根真空干燥的工艺条件。

2.3 超微粉碎工艺的试验

固定因素条件为：葛根全粉含水量4.00%、全粉初始粒径过60目筛、进料量为60.00 g、超微粉碎1次、超微粉碎时间3 min。以微粉的出粉率和粒度为评价指标，通过单因素试验，考察葛根全粉的含水量（5.50%、5.00%、4.50%、4.00%、3.50%）、初始粒径（筛孔目数表示）（120、100、80、60、40 目）、进料量（50、60、70、80、90 g）、超微粉碎次数（1、2、3、4、5 次）、超微粉碎时间（1、2、3、4、5 min）对超微粉碎效果的影响。在单因素试验基础上，选择对超微粉碎效果影响较明显的因素，进行正交优化试验。

2.4 葛根微粉特性研究

葛根经过干燥、初粉碎、超微粉碎，过540目筛后，获得粒度d≤26 μm的微粉，分别用酶解率、膨胀度、溶解度、凝沉性、黏度、电导率6个指标表征葛根微粉的特性。并与经过初粉碎粒度为 d＞250 μm、150 μm＜d≤250 μm、106 μm＜d ≤150 μm、94 μm＜d≤106 μm 的葛根全粉进行比较。

2.5 各项指标的测定方法

2.5.1 干燥速率的测定

葛根条真空干燥的干燥速率测定参照薛晶的方法[14]，以单位时间单位物料面积所汽化水分质量表示，其中汽化水分质量以物料干燥前后差值表示。结果按式（1）计算。

式中：Vd为干燥速率，kg/（m2·h）；Mw为干燥前质量kg；Md为干燥后质量，kg；S 为物料面积，m2；td为干燥时间，h。

2.5.2 干制品复水比的测定

真空干燥后葛根条干制品的复水比测定参照薛晶的方法[14]，称取葛根条20 g，置于90℃的热水中浸泡3 h，热水的质量为干制品的20倍，之后取出晾干至表面无明显水迹。结果按式（2）计算。

式中：R为复水比；M1为复水后的质量，g；M2为复水前的质量，g。

2.5.3 葛根微粉的感官评定

真空干燥对葛根微粉的影响采用感官评定，由专门从事产品品质特性评价的训练型评定人员10名组成测评小组。称取20 g葛根微粉（真空干燥后，以固定因素条件超微粉碎制备获得微粉）用40℃300 mL水边搅边冲调，根据样粉分散性、质地情况评价微粉的冲调性。满分为40分，各样品的最后得分取平均值。评分标准见表1。

表1 感官评定标准Table 1 The sensory evaluation standards

2.5.4 含水量的测定

用SH10A型烘干水分测定仪测定经过初粉碎的葛根全粉的含水量，仪器分度值（g）为0.005，水分测定准确性为±0.2%。

2.5.5 出粉率的测定

葛根采用RT-25型气流式超微粉碎机粉碎后，过540目筛的葛根微粉的出粉率其结果按式（3）计算。

式中：M为微粉的质量，g；m为干燥后葛根的质量，g。

2.5.6 粒度的测定

根据淀粉常温下不溶于水，只通过氢键结合部分水分子而分散构成混悬液的特性，以蒸馏水作为分散介质，采用LS-POP（6）激光粒度仪测定超微粉碎后过540目筛的葛根微粉的平均粒度。仪器测试范围：0.2 μm～500 μm。参照吴琼[7]的方法，准确称量 0.2 g葛根微粉置于200 mL锥形瓶中，加入100 mL蒸馏水，超声震荡30 min。量取均匀分散后的样液1 mL滴加入样品池中，测定粉体的粒度。每隔5秒记录一次数据，测定时间50 s，统计平均值。

2.5.7 酶解率的测定

酶解率的测定参照吴琼[7]的方法，酶解率按式（4）计算。

式中：J为酶解率；W为样粉质量，g；Q为沉淀物干燥至恒重的质量，g；K为酶解后还原糖的质量，g。

2.5.8 膨胀度的测定

膨胀度的测定参照沈晓萍等[15]的方法。称取2 g样品溶于48 mL蒸馏水中，在40℃的水浴中搅拌20 min，再将液体转移至离心管中，水浴静置30 min后，以3 000 r/min的转速离心25 min，计算每克干粉吸收水的质量，以此表示膨胀度。

2.5.9 溶解度的测定

溶解度的测定参照祁国栋等[12]的方法测定，结果按式（5）计算。

式中：S为溶解度；A为被溶解的粉质量，g；M为样粉质量，g。

2.5.10 凝沉性的测定

凝沉性的测定参照卢成瑛等[16]的方法，以1%浓度的粉悬液在90℃水浴中搅拌糊化30 min，冷却后置于50 mL量筒中，测定并计算静置48 h时沉淀体积所占管内原粉悬液总体积的百分比（mL/100 mL），以此评价粉糊的凝沉特性。

2.5.11 黏度的测定

采用NDJ-旋转黏度计测定样粉在不同温度（30℃～95℃）下的黏度，参照郭华等[17]的方法。每隔5℃测一次黏度，接近糊化每隔1℃～2℃测一次黏度。温度升至95℃，测量黏度后保温30 min，令其自然冷却到42℃时再测一次黏度。起糊温度以黏度突增20个单位时对应的温度表示[18]。

2.5.12 电导率的测定

为了解葛根粉通电加热的加工适性，选择淀粉易于膨胀的温度下测定其电导率。电导率采用DDS-11A型数字电导率仪测定。称取不同粒度的样粉各1 g，放入100 mL的去离子水中，磁力搅拌，在40℃下，于不同时间（15 min～75 min）测定电导率的变化，每隔15分钟测1次。

3 结果与分析

3.1 葛根真空干燥工艺优化试验结果

在单因素试验基础上，选取物料厚度A（2、4、6 mm），加热板温度 B（55、65、75℃），干燥室真空度 C（0.06、0.07、0.08 MPa）3 个因素的 3 个水平以干燥速率、复水性及感官评分为评判指标，采用L9（34）正交试验优化葛根片真空干燥工艺参数。正交试验设计及结果见表2。

表2 真空干燥正交试验设计与结果Table 2 Design and results of orthogonal test of vacuum drying

由表2可知，各因素影响真空干燥速率、复水比的主次顺序为：A＞B＞C，优方案为A1B3C3。各因素影响葛根微粉的感官评分的主次顺序为：C＞B＞A，优方案为A2B2C3或A2B3C3。由于A对干燥速率、复水比影响是主要因素，对感官评分影响是最次要因素，所以，物料厚度的水平选择A1。而B对3个指标的影响主次相同，因素水平有B2、B3两种情况。C对3个指标的影响水平只有C3一种情况。因此对组合A1B2C3、A1B3C3进行验证试验。验证结果进一步确定最优方案为A1B3C3，即葛根条厚度为2 mm，干燥温度为75℃，真空度为0.08 MPa。其结果稍优于表2中的第3试验号，干燥速率为12.89 kg/（m2·h），复水比为2.52，感官评分为32。

3.2 葛根超微粉碎工艺试验结果

3.2.1 葛根全粉的含水量对超微粉碎效果的影响

葛根全粉的不同含水量对超微粉碎效果影响见图1。

图1 含水量对微粉出粉率和粒度的影响Fig.1 Effect of moisture content on the yield reached and particle size of micro-powder

从图1可以看出，葛根微粉的出粉率随着含水量的降低而上升，在含水量为5.50%至4.50%时出粉率逐渐增加，差异显著（p＜0.01），说明水分含量的降低对葛根微粉的出粉率影响较大，但是含水量降低为4.00%、3.50%时出粉率变化并不大，这说明在此时水分含量的降低对出粉率的影响不大了。葛根微粉的粒度随着含水量的降低而降低，当含水量5.00%降至4.50%时，粒度随着含水量的降低非常显著（p＜0.01），继续降低含水量后粒度变化趋势平缓并略有回升。在试验中发现，含水量高的葛根全粉被超微粉碎后易呈团状凝聚在一起，收集微粉难度较大，而含水量低的全粉由于干燥程度较高，则较容易被粉碎并收集到微粉。因此，综合考虑两项指标，确定用于超微粉碎的葛根全粉含水量应以4.50%为宜。

3.2.2 葛根全粉的进料量对超微粉碎效果的影响

葛根全粉的不同进料量对超微粉碎效果影响见图2。

图2 进料量对微粉出粉率和粒度的影响Fig.2 Effect of feeding quantity on the yield reached and particle size of micro-powder

从图2可以看出，进料量为50.00 g～80.00 g时葛根微粉的出粉率随着进料量的增加而稳步升高，但当进料量大于80.00 g后，出粉率则随着进料量的增加而下降。而葛根微粉的粒度在进料量为50.00 g～80.00 g时随着进料量增加而降低，各水平间差异显著（p＜0.05）。但当进料量增加到80.00 g以上时，粒度却明显增大（p＜0.05）。究其原因，由于进料量过小，颗粒之间碰撞的机会小；当进料量过大，由于粉碎总能量一定，导致颗粒碰撞能量降低，粒度增大，出粉率下降[19]。因此，综合考虑两项指标，确定用于超微粉碎的葛根全粉进料量应以80.00 g为宜。

3.2.3 葛根全粉的初始粒径对超微粉碎效果的影响

葛根全粉的不同粒径（目数）对超微粉碎效果影响见图3。

图3 初始粒径对微粉出粉率和粒度的影响Fig.3 Effect of initial partied size on the yield reached and particle size of micro-powder

从图3可以看出，葛根全粉的初始粒径在120目至80目范围内，葛根微粉的出粉率稳步升高，差异显著（p＜0.05）。但葛根全粉的初始粒径在80目与60目范围，葛根微粉的出粉率变化不大；当初始粒径更大（即目数更小）时，出粉率却开始逐渐下降。在进料粒径为120目至100目范围内，葛根微粉的粒度随着初始粒径增大而减小，差异不明显；但当初始粒径在100目与40目范围时，葛根微粉的粒度却逐渐增大。初始粒径在100目至40目时葛根微粉的粒度差异非常显著（p＜0.01）。粉碎过程是颗粒与粉碎机轮、颗粒与颗粒之间相互碰撞、挤压的过程。在一定粒径范围内，较大的颗粒有较多被击碎机率。但在一定条件下，颗粒的粉碎会达到平衡，当进料颗粒过大时，也就难以进一步粉碎[20]。因此，综合考虑两项指标，确定用于超微粉碎的葛根全粉初始粒径应以过80目筛为宜。

3.2.4 超微粉碎次数对超微粉碎效果的影响

不同粉碎次数对微粉出粉率和粒度的影响见图4。

图4 粉碎次数对微粉出粉率和粒度的影响Fig.4 Effect of pulverization times on the yield reached and particle size of micro-powder

从图4可以看出，葛根微粉的出粉率随着超微粉碎次数的增加而缓慢下降，但降低的幅度并不大，各水平间葛根微粉的出粉率差异不显著。葛根微粉的粒度随着超微粉碎次数增加而缓慢上升，各水平间葛根微粉的粒度差异不显著。由此可见，超微粉碎次数对粉碎效果的影响较弱。在对葛根微粉的出粉率和粒度分布要求严格时，可以对其进行多次粉碎。但是随着粉碎次数的继续增加，粉碎旋流和分级旋流稳定不变，粉碎次数对原料的粉碎和分级作用不会有变化[19]。所以，只能筛选出更多固定粒径的颗粒，而不会筛选出更细小的颗粒。因此，综合考虑两项指标，确定超微粉碎的粉碎次数应以1次为宜。

3.2.5 超微粉碎时间对超微粉碎效果的影响

不同超微粉碎时间对超微粉碎效果影响见图5。

图5 粉碎时间对微粉出粉率和粒度的影响Fig.5 Effect of pulverization time on the yield reached and particle size of micro-powder

从图5可以看出葛根微粉的出粉率在粉碎时间为1 min～4 min之间时逐渐升高，粉碎时间4 min与粉碎时间2、1 min之间差异显著（p＜0.05）；但当粉碎时间大于4 min后，出粉率稍有下降。而葛根微粉的粒度在粉碎时间为1 min～4 min之间时随着粉碎时间延长而以较小幅度变化减小，粉碎时间4 min与粉碎时间2、1 min之间差异显著（p＜0.05）；当粉碎时间延长超过4 min后，粒度几乎无变化。这是因为刚开始时粉碎时间太短，物料没有达到充分粉碎，随着粉碎时间延长到4 min时出粉率达到最大，说明物料已经充分粉碎。当继续延长粉碎时间时，已经达到平衡状态的微粉吸附在粉碎机的内壁及机轮表面，因此出粉率出现了下降，但是物料的粒度却变化不大[20]。因此，综合考虑两项指标，确定超微粉碎时间以4 min为宜。

3.2.6 葛根超微粉碎正交试验结果

根据单因素试验结果分析，5个影响因素中，超微粉碎次数对粉碎效果的影响相对较弱，因此只选取葛根全粉含水量 A（4.5%、4.0%、3.5%），初始粒径（目数）B（100、80、60 目），进料量 C（60、70、80 g），超微粉碎时间D（3、4、5 min）进行四因素三水平正交试验，以微粉的出粉率和粒度作为判定标准，确定葛根超微粉碎最佳工艺条件。正交试验设计与结果见表3。

表3 超微粉碎工艺正交试验设计与结果Table 3 Design and results of orthogonal test of ultra-fine pulverization

由表3极差分析可知，就葛根微粉的出粉率指标而言，影响葛根超微粉碎效果的主次因素为B＞C＞D＞A，葛根全粉初始粒径为最主要因素，葛根全粉含水量为最次要因素；找出的最优方案为A2B2C3D1，正好是表3中的第5试验号。就葛根微粉的粒度指标而言，影响葛根超微粉碎效果的主次因素为C＞B＞A＞D，葛根全粉进料量为最主要因素，初始粒径为次主要因素，含水量为次次要因素，超微粉碎时间为最次要因素；找出的最优方案为A3B2C3D1，并不在表3的试验号中。两个优方案的B、C、D因素的水平相同。从两个试验指标的因素主次看，含水量（A）因素的影响是次要或最次要，虽然对微粉粒度的影响比对出粉率的影响稍大，但在对粒度影响的极差分析中含水量因素（3.67）与粉碎时间因素（3.00）相差甚小，不足以用于确定含水量（A）的因素水平。为此对两个优方案进行验证试验。验证试验结果见表4。

表4 验证试验结果Table 4 Results of verification test

由表4可知，方案A2B2C3D1的葛根微粉的出粉率70.87%、粒度8.2 μm，其结果均优于方案A3B2C3D1（出粉率63.15%、粒度10.6 μm），所以葛根超微粉碎工艺的最优方案为A2B2C3D1，即全粉含水量为4.0%、初始粒径过80目筛、进料量为80.00 g、超微粉碎时间为3 min。

3.3 葛根微粉与不同粒径范围葛根全粉的特性比较研究

不同粒径葛根粉的特性比较见表5。

表5 不同粒径葛根粉的特性比较Table 5 Comparison of properties of powders with different particle diameter

3.3.1 酶解率特性

由表5可知，在相同酶解条件下，随着葛根全粉粒径的减小，酶解率逐渐升高。葛根微粉（d≤26 μm）的酶解率最大为40.17%，与只经过初粉碎的其它各粒径的葛根粉比较差异显著（p＜0.05）。这是由于随着粒径的减小，葛根全粉的吸水率增大，溶解度也随着增大，酶与底物接触面也增大，同时淀粉颗粒层状结构在粉碎过程中被破坏，双螺旋结构变得松散，淀粉的抗酶解结构发生异变[12]，使得淀粉颗粒更易于被酶解。说明，葛根微粉对酶解作用敏感性较高，可以利用这一特性，将其应用于酶解制品加工，以提高反应效率，增加产率和提高质量。

3.3.2 膨胀度特性

在水温未达溶解或糊化温度条件下，水分由淀粉粒空隙进入粒内，与淀粉分子无定形部分亲水基相结合或被吸附，表现为体积膨胀现象。对于特定淀粉，其颗粒膨胀有特定的形式[18]。由表5可知，不同粒径对葛根全粉的膨胀度影响变化不大。一定条件下，葛根全粉的膨胀度随着粒径减小逐渐提高。说明粒径较小的葛根全粉微观结构比较弱，通过水桥形成部分氢键，亲水性加强，复水回吸能力加强。葛根微粉（d≤26 μm）的膨胀度最大为2.69 g/g，与粒径为d＞250 μm的葛根全粉膨胀度差异显著（p＜0.05），与其它粒径的相比，差异不明显。分析其原因，由于超微粉碎的机械力作用能使葛根淀粉颗粒的孔隙率增加，不论是与淀粉分子无定形部分极性基相结合的水量，或是简单吸附的水量都有所增加[12]。

3.3.3 溶解度特性

由表5可知，在相同温度条件下，随着葛根全粉粒径的减小，溶解率逐渐增大。超微粉碎获得的葛根微粉（d≤26 μm）的溶解度最大，且可达到34.08%，与其它粒径葛根全粉溶解度差异显著（p＜0.05）。说明在一定温度下，葛根全粉粒径越小，溶解性能越好。这与3.3.2结果相一致。究其原因，主要是由于超微粉碎过程中的机械力作用能使葛根淀粉颗粒的形貌发生变化，逐步粉碎成无数个粒径较小的颗粒，导致表面能增加，比表面积增大，孔隙增加，活性点增多，同时淀粉的晶格结构被破坏，解离了淀粉螺旋结构，这些机械力效应极大地促进了水分子和淀粉分子游离羟基的结合，所以溶解度增加[12]。超微粉碎处理使得微粉有良好的分散性和溶解性。由此可见，粒径较小的葛根微粉更适于生产速溶、方便食品。

3.3.4 凝沉性

凝沉性指的是淀粉微观结构从无序状态转变为有序状态的特性。糊化后的淀粉冷却放置一段时间后，部分分子链重排有序，淀粉分子通过葡萄糖单位上的羟基重新形成氢键，形成不溶性排列密集的淀粉微晶束[18]。由表5可知，在相同温度、时间条件下，随着粒径的减小，葛根全粉的凝沉性呈逐渐减弱，粒径在94 μm＜d≤106 μm范围的凝沉性较小。而葛根微粉（d≤26 μm）的凝沉性最大，达到75.78%，与其它粒径葛根全粉凝沉性差异显著（p＜0.05）。究其原因，由于超微粉碎的葛根淀粉分子冷却至室温下，分子之间易于取向排列，形成氢键，淀粉分子内部的结合水被游离出来，从而凝沉量较大。这与祁国栋等[12]超微粉碎技术对糯玉米粉加工特性影响的研究有类似结果。

3.3.5 黏度特性

黏度是表示淀粉糊化的流变学特性，反映淀粉的品质，对淀粉的营养及其加工品质有重要影响。淀粉浆加热到起糊温度时，由于大量的水渗入淀粉粒，引起淀粉粒溶胀并像蜂窝一样紧密互相推挤，当扩张的淀粉粒流动受阻使之产生黏稠性[18]。不同粒径葛根粉的黏度特征值见表6。

表6 不同粒径葛根粉的黏度特征值Table 6 Viscosity characteristic value of powders with different particle diameter

表6结果显示，随着葛根全粉粒径的减小，起糊温度逐渐下降，而葛根微粉（d≤26 μm）的起糊温度最低（61.5℃），比粒径为d＞250 μm的葛根全粉降低了19.33%，差异显著（p＜0.05）。说明粒径较小的葛根微粉较容易糊化。这主要是由粒径差异导致粉粒空隙率差异造成的[5]。在相同温度条件下，不同粒径的葛根全粉的黏度峰值、95℃的黏度、42℃的黏度随粒径的减小逐渐增大。葛根微粉（d≤26 μm）黏度峰值、95℃的黏度、42 ℃的黏度分别为 3 084、2 967、2 605 mPa·s，比粒径为d＞250 μm的葛根全粉分别高出46.51%、45.51%、29.47%，差异非常显著（p＜0.01）。很明显，在糊化的整个过程，葛根微粉的黏度要比一般粒径的淀粉要高。这是由于淀粉颗粒形貌变化，水分子极易进入微晶束结构，淀粉原有排列取向被破坏，在升温过程中首先糊化，导致淀粉浆料的黏度上升[18]，因此粒径越小，葛根粉浆料的黏度就越大。在95℃保温30 min后的降温过程中，不同粒径的葛根粉的黏度呈下降趋势，这与淀粉的老化回生有关。葛根微粉42℃时的黏度（也称消减值）较高，说明其凝沉性较大，这与3.3.4凝沉性分析结果相一致。

3.3.6 电导率特性

淀粉糊化主要通过升温以破坏淀粉团粒结构，导致团粒润胀，使淀粉分子进行水合和溶解。而通电加热升温速率快，加热均匀，无传热面，热效率高（90%以上），易于连续操作。物料的通电加热速率取决于物科的电导率[21]。葛根全粉粒径与电导率的关系曲线见图6。

图6 不同粒径葛根粉的电导率Fig.6 The electrical conductivity of powders of different particle diameter

在同一时间内，葛根全粉的电导率随粒径减小而增大。其中葛根微粉（d≤26 μm）的电导率始终保持最大，与粒径为d＞250 μm的葛根全粉电导率差异显著（p＜0.05），与其它粒径的相比，差异不明显。在一定时间（15 min～75 min）范围内，随着时间的延长，不同粒度径的电导率逐渐提高。在同一粒径情况下，时间越长电导率越高，但电导率变化趋势比较平缓，差异不明显。很明显，葛根微粉的电导率变化曲线更为平滑，斜率更小，导电稳定性较高。表明，葛根微粉适于通电加热的淀粉工业应用，有利于在较短时间实现淀粉糊化。

4 结论

综上分析，将鲜葛根以物料厚度为2 mm、干燥温度为75℃、真空度为0.08 MPa的条件进行真空干燥处理后，以经过初粉碎的全粉含水量4.00%、初始粒径过80目筛、进料量80.00 g进行超微粉碎3 min，可以获得平均粒度为8.2μm的葛根微粉，出粉率达70.87%。

超微粉碎过540目筛获得的葛根微粉（d≤26μm），与经过初粉碎不同粒径的葛根全粉（d＞94 μm）进行比较，其酶解率、膨胀度、溶解度、黏度、电导率5项指标均获得大大改善。但是，葛根微粉的凝沉性较大，制作速冻制品时需酌情考虑。

超微粉碎一般是指将直径为3 mm以上的物料颗粒粉碎至8 μm～28 μm的过程。由于物料受机械作用导致比表面积和孔隙率大幅度的增加，以其“体积效应”（量子化效应）和“表面效应”显著区别与一般的粉末颗粒[22]。这是葛根微粉具有独特的分散性、膨胀性、溶解性、酶解活性、黏稠性等特性的主要原因，这在试验的结果中获得了证实。

葛根全粉是新鲜葛根的脱水制品，是除葛根表皮外的全部干物质的粉末状产品，具有营养完整性和良好的速溶复水性，对葛根的利用率达到80%～90%[3]。本试验的葛根微粉的制备工艺即是为生产高利用率的葛根全粉拓展新的有效途径。