機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉理化特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響

方竹(Chimonobambusa quadrangularis)屬禾本科竹亞科寒竹屬植物，主要分布于中國(guó)、日本、印度和馬來西亞等地。其中，被譽(yù)為“世界一絕、中國(guó)獨(dú)有”的金佛山方竹是世界竹類中的特有品種，集中分布于重慶市南川區(qū)、萬盛經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)和貴州省桐梓縣近鄰的金佛山林區(qū)以及云南省鎮(zhèn)雄縣[1]。方竹筍因其形態(tài)方正，肉厚鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，被譽(yù)為“竹筍之冠”，其富含蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分。然而，由于新筍易褐變和木質(zhì)化，采摘后不能長(zhǎng)期保存，故有60%以上的鮮筍均被加工為筍干、清水筍、發(fā)酵筍等產(chǎn)品[2-3]。加工過程中會(huì)產(chǎn)生筍頭、筍腳等副產(chǎn)物，其占比高達(dá)原料的50%以上，這些副產(chǎn)物除小部分被加工為飼料外，大都被隨意丟棄，造成原料浪費(fèi)和環(huán)境污染[4]。關(guān)于竹筍加工副產(chǎn)物利用的研究，目前主要集中于膳食纖維、多糖、黃酮等功能活性成分的提取[5-7]，缺乏資源綜合利用方面的研究，極大地限制了其高值化利用及工業(yè)化產(chǎn)品的開發(fā)。

機(jī)械球磨是一種新型超微粉碎技術(shù)，在食品加工中的應(yīng)用日漸廣泛。其主要原理是利用外部機(jī)械力，在高轉(zhuǎn)速條件下使樣品顆粒、研磨罐和研磨球之間產(chǎn)生碰撞、摩擦和剪切等綜合作用，實(shí)現(xiàn)顆粒的變形、斷裂、微粉化[8]。研究表明，機(jī)械球磨處理能最大程度地保留植物性原料的營(yíng)養(yǎng)成分，提高其生物活性[9]。在大顆粒原料粉碎至微粉的過程中，其形態(tài)特征變化不僅影響物料粒徑和粒度分布，也影響物料有效成分的功能或性質(zhì)，例如改善柑橘全果粗漿流變特性[10]、使燕麥麩蛋白粉表現(xiàn)出較低的儲(chǔ)能和損耗模量[11]、增強(qiáng)蜂花粉的抗氧化作用[12]等。目前機(jī)械球磨技術(shù)可用于竹筍膳食纖維的改性[13]，但利用球磨技術(shù)制備竹筍超微全粉的研究較少，機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉(Chimonobambusa quadrangularis powderm，CQP)理化特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響尚不清楚。因此，本研究以方竹筍加工副產(chǎn)物為原料，采用機(jī)械球磨處理得到方竹筍超微全粉，測(cè)定處理前后其基本成分、粒徑、持水力等理化性質(zhì)和粉體綜合特性，同時(shí)分析全粉官能團(tuán)特性、熱穩(wěn)定性和微觀形態(tài)等變化，以期為方竹筍加工副產(chǎn)物的高值化利用奠定前期基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金佛山方竹筍的筍頭、筍腳等加工副產(chǎn)物，重慶特珍食品有限公司；金龍魚葵花籽食用植物調(diào)和油，重慶市北碚區(qū)天生街永輝超市。

1.2 儀器與設(shè)備

BM6pro 行星式球磨儀，美國(guó)GRINDER公司；FW135 中草藥粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；箱式電阻爐，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；凱氏定氮儀，重慶市瑞利電子儀器設(shè)備有限公司；紫外可見分光光度儀，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；1580車速臺(tái)式離心機(jī)，香港基因有限公司；Mastersizer 3000激光粒度儀，英國(guó)馬爾文儀器有限公司；UltraScan PRO分光測(cè)色儀，美國(guó) HunterLab 公司；Spectrum 100 傅里葉紅外光譜儀，美國(guó) Perkin Elmer 公司；TGA55 熱重分析儀，美國(guó) TA 公司；Phenom Pro 掃描電鏡，荷蘭Phenom World 公司。

1.3 球磨處理

取方竹筍筍頭、筍腳等加工副產(chǎn)物，切片后用沸水漂燙8 min，60 ℃烘干(含水量<8%)。用中草藥粉碎機(jī)粉碎后過80目篩得到方竹筍粗粉，在球磨轉(zhuǎn)速350 r/min、球磨時(shí)間5 h，小球直徑3 mm固定條件下，每次取15.0 g方竹筍粗粉于行星球磨機(jī)中，分別設(shè)置球料質(zhì)量比1∶1、3∶1、5∶1、7∶1、9∶1進(jìn)行機(jī)械球磨處理，以未處理的方竹筍粗粉作為對(duì)照組(CK)，最后對(duì)球磨處理前后的方竹筍全粉進(jìn)行理化特性及微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定。

1.4 基本成分測(cè)定

水分測(cè)定：直接干燥法，參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；脂肪含量的測(cè)定：索氏抽提法，參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；總膳食纖維含量測(cè)定：參照 GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》；灰分含量的測(cè)定：高溫灼燒法，參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》；蛋白質(zhì)含量測(cè)定：凱氏定氮法，參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；總糖測(cè)定：蒽酮比色法[14]。

1.5 粒徑測(cè)定

參考易甜等[15]的方法，取樣品0.10 g，加入含20 mL蒸餾水的試管中，充分搖勻；用滴管吸取試管中的懸濁液，緩慢加入到含500 mL蒸餾水的燒杯中，以2 500 r/min轉(zhuǎn)速攪拌；注意觀察遮光度數(shù)值變化，當(dāng)遮光度達(dá)到6%～20%時(shí)，停止加樣，采用激光粒度儀測(cè)定樣品的粒度分布。

1.6 持水力、持油力和膨脹力測(cè)定

1.6.1 持水力(water holding capacity,WHC)

取0.5 g(m1)經(jīng)機(jī)械球磨處理的方竹筍全粉放入離心管(m2)中，加入20 mL蒸餾水，混合均勻后在室溫下放置6 h，4 500 r/min離心15 min，收集沉淀物稱重(m3)。根據(jù)公式(1)計(jì)算其WHC：

(1)

1.6.2 持油力(oil holding capacity，OHC)

取0.5 g(m1)經(jīng)機(jī)械球磨處理的方竹筍全粉放入離心管(m2)中，加入20 mL食用油，混合均勻后室溫下放置6 h，4 500 r/min離心15 min，用濾紙吸干表面多余的油脂，收集沉淀物稱重(m3)。根據(jù)公式(2)計(jì)算其OHC:

(2)

1.6.3 膨脹力(swelling force，SC)

取1.0 g(m)經(jīng)機(jī)械球磨處理的方竹筍全粉，放入10 mL量筒中讀取體積(V1)，再加入8 mL蒸餾水，振蕩混勻，靜置24 h后讀取體積(V2)。根據(jù)公式(3)計(jì)算其SC:

(3)

1.7 色澤的測(cè)定

參考黃山等[13]的方法，使用UltraSan PRO測(cè)色儀測(cè)定樣品的顏色特征。開機(jī)后首先用黑白板校正，矯正完成后測(cè)定樣品L*、a*、b*值，以表示CK測(cè)定值，重復(fù)測(cè)定6次，其中L*表示亮度，a*表示紅綠度，b*表示黃藍(lán)度。根據(jù)公式(4)計(jì)算其總色差ΔE，ΔE<1.5表示顏色與未處理組差異??；1.5≤ΔE≤3.0表示差異明顯；ΔE>3.0表示差異極顯著。

(4)

1.8 陽離子交換能力測(cè)定

參考趙萌萌等[16]的方法，稱取0.5 g經(jīng)機(jī)械球磨處理的方竹筍全粉樣品置于150 mL干燥的錐形三角瓶中，加入100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的NaCl溶液，磁力攪拌5 min后用pH計(jì)測(cè)定溶液的pH值。再分別加入0.1 mL 0.01 mol/L NaOH溶液，磁力攪拌5 min后測(cè)定各溶液的pH值，直到NaOH體積總量加到1.0 mL。用折線圖表示NaOH體積與pH值的變化趨勢(shì)。

1.9 粉體綜合特性

1.9.1 休止角測(cè)定

參考王陽等[17]的方法，將玻璃漏斗垂直固定于鐵架臺(tái)上，使漏斗下端距離坐標(biāo)紙的高度(H)為3.0 cm。將干燥的方竹筍全粉緩慢地倒入漏斗中，使粉末自然下落直至坐標(biāo)紙上粉末錐體頂端剛好接觸到漏斗下端停止，讀取錐體直徑2R(cm)，根據(jù)公式(5)計(jì)算休止角：

休止角

(5)

1.9.2 滑角測(cè)定

參考李狀等[18]的方法并加以改動(dòng)，準(zhǔn)確稱取3.00 g方竹筍全粉置于水平放置的玻璃板上，緩慢傾斜玻璃板直至粉體表面開始滑動(dòng)。記錄此時(shí)玻璃板與水平面所成的角度。

1.9.3 堆積密度測(cè)定

參照 GB/T 20316.2—2006《普通磨料 堆積密度的測(cè)定 第2部分：微粉》進(jìn)行測(cè)定。

1.9.4 振實(shí)密度測(cè)定

參照 GB/T 21354—2008《粉末產(chǎn)品 振實(shí)密度測(cè)定通用方法》進(jìn)行測(cè)定。

1.10 傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)

取1 mg干燥至恒重的方竹筍粉末，放入瑪瑙研缽中，加入100 mg干燥的KBr粉末，研磨均勻。取0.05 g研磨后的混合粉末，均勻平鋪于壓片模具中，抽氣加壓，維持2 min左右。將壓制成的薄片迅速放入紅外光譜儀中進(jìn)行掃描測(cè)定，掃描次數(shù)：32次，分辨率：4 cm-1，掃描范圍：500～4 000 cm-1。

1.11 熱重分析

取5～6 mg干燥方竹筍粉末用同步熱分析儀進(jìn)行熱重分析，采用熱重法和微分熱重分析法測(cè)定樣品的熱力學(xué)性質(zhì)。試驗(yàn)條件：充N2，升溫速率：10 ℃/min，測(cè)定范圍：0～500 ℃。

1.12 微觀結(jié)構(gòu)

將方竹筍粉末固定在雙面導(dǎo)電的樣品臺(tái)上，噴涂金層使其具有導(dǎo)電性，然后用掃描電鏡觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu)并拍照記錄。掃描電鏡電壓：10 kV，放大倍數(shù)：1 000倍。

1.13 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所有結(jié)果均采用(x±s)表示；運(yùn)用Origin 2019對(duì)數(shù)據(jù)處理繪圖；運(yùn)用SPSS 21.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著；所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本成分

機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉基本成分的影響如表1所示。與CK相比，處理組全粉基本成分呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。隨著球料比增大，方竹筍全粉的水分、脂肪和灰分含量無顯著變化(P>0.05)，總糖含量增加，蛋白質(zhì)和膳食纖維含量略微下降。球磨過程產(chǎn)生的強(qiáng)烈剪切、碰撞等作用破壞了方竹筍的纖維大分子結(jié)構(gòu)，部分小分子可溶性糖釋放使得總糖含量的提高[19]。此外，方竹筍中蛋白質(zhì)和膳食纖維含量大約為40%和30%，在6種基本成分中占比最高，是方竹筍的主要成分，說明方竹筍全粉是一種高蛋白、高纖維的食品。

表1 機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉基本成分影響 單位：%

Table 1 Effect of ball milling treatment on basic ingredients of CQP

注：同列上標(biāo)不同字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 粒徑分布

粒徑變化是最能直接衡量機(jī)械球磨處理效果的指標(biāo)，粒徑大小和分布狀態(tài)的變化可引起物料特性一系列的變化，如粉體的顏色、密度、流動(dòng)性等感官特性。由表2可知，機(jī)械球磨處理能顯著影響全粉的粒徑分布和粒徑大小(P<0.05)。隨著小球質(zhì)量的增加，粉體的Dx(10)、Dx(50)、Dx(90)所對(duì)應(yīng)的粒徑顯著減小(P<0.05)，當(dāng)球料比為9∶1時(shí)，達(dá)到最小，較未處理組分別減小了69.93%、92.33%、94.15%。這可能是由于小球質(zhì)量增加使得球磨過程中物料與小球的接觸點(diǎn)增加，碰撞、摩擦和剪切等作用更強(qiáng)，使得顆粒進(jìn)一步細(xì)化[13]。全粉中大顆粒物質(zhì)對(duì)D[4,3]貢獻(xiàn)較大，而小顆粒物質(zhì)對(duì)D[3,2]貢獻(xiàn)更大[20]。隨著球料比增大，粉體的D[4,3]、D[3,2]均顯著減小(P<0.05)，且兩者的差值也從134.73減小至3.39。這表明方竹筍粉體整體粒徑減小，顆粒形狀更規(guī)則，分布更均勻[10,21]。這與相關(guān)研究利用球磨處理柑橘全果粗漿[10]、燕麥麩蛋白粉[11]得到的試驗(yàn)結(jié)果一致。

表2 機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉粒徑分布的影響
Table 2 Effect of ball milling treatment on particle size distribution of CQP

注：Dx(10)、Dx(50)、Dx(90)分別表示粉末粒徑累計(jì)分布達(dá)到10%、50%和90%時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑值；D[4,3]、D[3,2]分別表示體積平均粒徑和表面積平均粒徑

2.3 持水力、持油力、膨脹力

高膳食纖維食品減輕油膩、增強(qiáng)飽腹感等作用一般與其較高的WHC、OHC和SC有關(guān)。表3結(jié)果表明，球磨處理后方竹筍全粉的WHC、OHC和SC顯著下降(P<0.05)。這與趙萌萌等[16]、何運(yùn)等[22]分別采用超微粉碎處理青稞麩皮粉和桑葉粉的結(jié)果相似。在球料比為9∶1時(shí)，與CK相比，全粉WHC、OHC和SC分別下降了17.87%、42.71%、30.21%。研究表明，物料粒徑減小比表面積增大，更多親水基團(tuán)暴露，會(huì)引起物料WHC、SC的增大[13]。然而，球磨處理強(qiáng)烈的剪切撞擊等作用會(huì)破壞粉體中較大的纖維組織，失去粗粉的保水網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，僅依靠溶脹吸水，造成粉體對(duì)水分的束縛能力下降[22]，進(jìn)而導(dǎo)致其WHC、SC的下降。OHC主要與粉體中持油物質(zhì)有關(guān)。球磨處理后，粉體的粒徑減小，測(cè)量持油力離心后其結(jié)構(gòu)致密、空隙變小，填充在其中的油脂減少進(jìn)而導(dǎo)致持油力下降[18]。

表3 機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉WHC、OHC、SC的影響
Table 3 Effect of ball milling treatment on the WHC, OHC and SC of CQP

2.4 色澤

表4是機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉色澤的影響。由表4可知，機(jī)械球磨處理顯著影響全粉的色澤(P<0.05)。與CK相比，方竹筍全粉的L*值由84.65±0.12提高至94.33±0.17，表明處理組亮度提高；而表征紅色度和黃色度的a*和b*值均顯著減小(P<0.05)；ΔE顯著增大(P<0.05)，且均大于5，表明粉體顏色變化差異顯著[13]。這與黃山等[13]、趙萌萌等[16]、李壯等[18]試驗(yàn)結(jié)果相似。一方面，這可能是球磨過程中產(chǎn)生的碰撞、剪切和摩擦等作用使類胡蘿卜素等深色物質(zhì)部分降解[13]，導(dǎo)致粉體整體顏色變淺且更均勻；另一方面，球磨處理使顆粒粒度減小、比表面積增大，引起反射因數(shù)的增大，從而使粉體顏色變淺[15]。

表4 機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉色澤的影響
Table 4 Effect of ball milling treatment on chrominance of CQP

注：-表示無數(shù)據(jù)

2.5 陽離子交換

粉體可與人體胃腸道中的陽離子 Na+、K+進(jìn)行交換，降低血液中的 Na+/K+比值，從而起到降血壓作用[23]。同時(shí)粉體中膳食纖維表面的羧基、羥基的側(cè)鏈基團(tuán)可結(jié)合陽離子，改變陽離子在消化道的瞬間濃度，使消化道產(chǎn)生更好的緩沖環(huán)境，利于食物的消化吸收[24]。機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉陽離子交換能力的影響如圖1所示。隨著NaOH溶液體積的增加，溶液pH先快速上升，在NaOH溶液體積增加到5 mL時(shí)，pH升高速度放緩，最后穩(wěn)定在10左右。pH值越小，說明粉體的陽離子交換能力越強(qiáng)，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高[23]。與CK相比，處理組樣品溶液pH值略有降低，表明機(jī)械球磨可以增強(qiáng)全粉的陽離子交換能力，這與陳如[23]探究超微粉碎對(duì)蘋果全粉及其膳食纖維物化性質(zhì)的影響試驗(yàn)結(jié)果相似。結(jié)合表1分析，這可能與球磨處理使粉體粒徑減小，比表面積增大，暴露在外的羥基、羧基等側(cè)鏈基團(tuán)數(shù)量增加有關(guān)[16]。

圖1 機(jī)械球磨處理方竹筍全粉陽離子交換能力的影響
Fig.1 Effect od ball milling treatment on cation exchange capacity of CQP

2.6 粉體綜合特性

粉體綜合特性是一項(xiàng)表征粉體狀態(tài)的基本指標(biāo)，對(duì)粉體的加工特性有較大影響。粉體流動(dòng)性常用休止角或滑角來表示，休止角表示物料顆粒之間集聚能力，而滑角則表示物料顆粒在接觸面上的附著能力[17]。休止角和滑角越小，表明粉體的流動(dòng)性越好，其中當(dāng)休止角小于30°時(shí)，流動(dòng)性較好，休止角大于45°時(shí)，流動(dòng)性差[15]。如表5所示，當(dāng)球料比為9∶1時(shí)，粉體休止角和滑角較CK組分別增大了39.72%和22.74%。說明球磨處理使得方竹筍粉體流動(dòng)性減弱。這可能是因?yàn)殡S著方竹筍全粉粒徑的減小，其比表面積增大，相互作用力增強(qiáng)，使得表面聚合力、摩擦力增大，顆粒相互間的黏附性增強(qiáng)，集聚更為緊密[25]。

堆積密度和振實(shí)密度是反映粉體填充性的指標(biāo)之一，堆積密度和振實(shí)密度越大，說明粉體填充性越好[16]。隨著球料比增加，方竹筍全粉的堆積密度和振實(shí)密度顯著下降(P<0.05)，當(dāng)球料比為9∶1時(shí)，較CK組兩者分別下降了64.67%、55.03%，表明球磨處理使得全粉不易壓縮，其疏松性、填充性和成形性相對(duì)較差[19]。這可能是粉體間相互作用力增強(qiáng)后，團(tuán)聚成大顆粒導(dǎo)致孔隙率增加，粉體間空氣增多，密度變小。

表5 機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉粉體特性的影響
Table 5 Effect of ball milling treatment on powder characteristics of CQP

2.7 FTIR分析

圖2為機(jī)械球磨處理前后方竹筍全粉的FTIR圖。球磨處理后樣品整體的峰型和位置與CK相比未出現(xiàn)較大差異，這說明處理后方竹筍全粉的官能團(tuán)未發(fā)生變化，但是部分吸收峰的強(qiáng)度有變化。3 300～3 600 cm-1處寬而圓滑的吸收峰是纖維素和半纖維素分子內(nèi)或分子間O—H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的[26]，經(jīng)球磨處理后，此處吸收峰形狀更尖銳，峰強(qiáng)度略增強(qiáng)，表明此處部分糖苷鍵斷裂，形成氫鍵的羥基增多，同時(shí)氫鍵的締合程度提高[27]。2 928 cm-1處的吸收峰是糖類甲基和亞甲基上C—H的收縮振動(dòng)[13]。1 642 cm-1處的吸收峰由 CO的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)產(chǎn)生，表明方竹筍全粉中含有醛基或羧基[27]。與CK相比，處理組在此處的強(qiáng)度增強(qiáng)，表明球磨處理使方竹筍含有的醛基或羧基數(shù)量增加。1 536 cm-1處是仲酰胺基的酰胺Ⅱ吸收帶。1 046 cm-1處的強(qiáng)吸收峰是纖維素和半纖維中C—O收縮振動(dòng)產(chǎn)生的[13]，898 cm-1處是β-糖苷鍵的特征吸收峰，說明全粉中含有β-糖苷鍵，處理前后此處峰藍(lán)移且峰強(qiáng)度增強(qiáng)，這可能是由于纖維素、半纖維素等再處理過程中分子鏈斷裂，分子聚合度下降，釋放出部分小分子可溶性糖，使得糖類的特征吸收峰增強(qiáng)[19]。

圖2 機(jī)械球磨處理方竹筍全粉的FTIR圖
Fig.2 FTIR spectra of CQP treated by ball milling

2.8 熱重分析

機(jī)械球磨處理前后方竹筍全粉熱分解過程變化如圖3所示。全粉的熱分解過程大致由3個(gè)階段組成。第1個(gè)熱分解階段是水分揮發(fā)階段，溫度為100～150 ℃，分子失去游離水、物理吸附水和分子內(nèi)部的結(jié)晶水[27]。第2個(gè)失重階段發(fā)生在200～350 ℃左右，是熱分解過程的主要階段，全粉的主要組成成分纖維素、半纖維素等通過各種自由基反應(yīng)和重排反應(yīng)進(jìn)一步降解成低分子質(zhì)量的揮發(fā)性產(chǎn)物[28]。球磨處理后，方竹筍在此階段的失重率和失重速率明顯增大，熱分解開始溫度由228.44 ℃降至195.37 ℃，最大失重速率所對(duì)應(yīng)的溫度從298.42 ℃降至271.42 ℃，且隨著小球質(zhì)量增加，此階段全粉的失重率明顯升高，當(dāng)球料比為9∶1時(shí)，失重率達(dá)到最大。在 350 ℃之后，熱分解過程進(jìn)入第3階段，該階段中全粉的主要成分已被熱分解，少量木質(zhì)素和熱解殘余物在該階段緩慢分解產(chǎn)生碳和灰分，粉體失重率和失重速率均減緩并最終趨于平穩(wěn)。綜上，機(jī)械球磨處理使方竹筍全粉的部分纖維結(jié)構(gòu)被破壞，分子聚合度下降，粉體的熱穩(wěn)定性下降。

a-CK；b-1∶1；c-3∶1；d-5∶1；e-7∶1；f-9∶1
圖3 機(jī)械球磨處理方竹筍全粉的熱重分析圖
Fig.3 Thermal analysis of CQP treated by ball milling

2.9 微觀結(jié)構(gòu)

圖4是方竹筍全粉經(jīng)機(jī)械球磨處理后放大1 000倍的微觀結(jié)構(gòu)變化圖。由圖4-a可知未經(jīng)處理的方竹筍全粉表面光滑，存在少量的裂隙，顆粒較大且形狀不一。而經(jīng)球磨處理的方竹筍全粉表面粗糙并出現(xiàn)較多裂痕，表面孔隙率提高，且隨著小球質(zhì)量的增加，顆粒尺寸顯著減小，分布更為均勻(圖4-b～圖4-f)。在球料比達(dá)到7∶1時(shí)，顆粒分布呈現(xiàn)密集狀態(tài)，并發(fā)生一定程度的團(tuán)聚現(xiàn)象，這可能與機(jī)械球磨處理后方竹筍全粉表面活性和表面靜電吸引力改變有關(guān)[13]。方竹筍全粉微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化的原因可能是球磨處理產(chǎn)生的高速剪切、摩擦、碰撞等作用使粉體發(fā)生不規(guī)則的破碎、斷裂，纖維類大分子長(zhǎng)鏈變?yōu)槎替?，顆粒尺寸減小分布均勻[29]。

a-CK；b-1∶1；c-3∶1；d-5∶1；e-7∶1；f-9∶1
圖4 機(jī)械球磨處理方竹筍全粉的掃描電鏡(×1 000)圖
Fig.4 Scanning electron microscope images of CQP treated by ball milling

3 結(jié)論

本文研究了在不同球料質(zhì)量比條件下，機(jī)械球磨處理對(duì)方竹筍全粉理化特性及微觀結(jié)構(gòu)影響。結(jié)果表明，球磨處理使方竹筍粉體WHC、OHC、SC、堆積密度和振實(shí)密度顯著下降，休止角和滑角顯著增大，陽離子交換能力增強(qiáng)，顏色變淺。通過FTIR光譜、熱重和掃描電鏡分析，經(jīng)球磨處理后，全粉內(nèi)部的纖維大分子鏈斷裂，顆粒表面粗糙，分布集中均勻，熱穩(wěn)定性降低。綜上，機(jī)械球磨技術(shù)可有效改善方竹筍全粉的感官性能、加工與功能特性，是實(shí)現(xiàn)方竹筍副產(chǎn)物綜合利用的有效途徑，可為方竹筍超微粉作為食品原輔料提供理論依據(jù)，具有潛在的應(yīng)用開發(fā)前景。