陳洪興，崔剛，房健，邢曉平

（鹽城工學院食品科學與工程系，江蘇鹽城 224051）

我國是一個農業(yè)生產大國，也是世界上農業(yè)廢棄物產出量最大的國家，每年農業(yè)生產廢棄物產量約為6.5 億t。農業(yè)廢棄物綜合利用的問題，已成為迫切需要解決的大課題。

近年來我國花生種植面積逐年遞增，年產量已達1450 萬t 以上[1]，位居世界第一位?；ㄉ拈_發(fā)利用主要是花生仁、花生紅衣、花生的根以及用來制造天然安眠藥的花生葉?；ㄉ庸み^程中，每年產生約500 萬t花生殼，其中僅有少量被用于食用菌栽培和化工原料（如糠醛、菲丁、甲酸乙酯等）生產，絕大部分被當作廢棄物，造成自然資源的極大浪費。

花生殼中含有3.34%～7.13%的多酚類物質，主要包括黃酮（以木犀草素為主）、二氫黃酮（以圣草酚為主）、色原酮（以5，7-二羥基色原酮為主），其中以黃酮類化合物為主[2]。黃酮類化合物具有抗菌、抗病毒、抗氧化、降血壓及降血脂的作用[3]?；ㄉ鷼ぶ泻屑s15%的活性多糖和66%的膳食纖維，國內外的研究證實植物多糖具有抗氧化、抗疲勞、降血糖、抗腫瘤、抗病毒、降血脂、調節(jié)機體免疫能力等功能；膳食纖維能增加飽腹感，并有助于腸蠕動，具有疏通便秘、化解結石、減輕體重、防治腸癌的功能[4]?；ㄉ鷼S酮、多糖和膳食纖維可用作保健食品的原料。

目前，花生殼沒有得到大規(guī)模的開發(fā)利用，其主要原因是：由于花生殼的容積密度較輕，不能有效和經濟地將較遠地區(qū)的原料運送到目的地進行加工。為了降低運輸成本，需將花生殼壓縮成塊或制?！，F有的花生殼成型機通過加壓加濕加熱手段將其制成花生殼炭塊（用作燃料），破壞了花生殼中有效成分的活性。本研究應用擠壓制粒技術制備花生殼顆粒，觀察擠壓前后的花生殼容積密度和主要活性成分的變化，分析花生殼顆粒的水分吸附情況，為確定花生殼顆粒的貯運條件提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

花生殼，鹽城地區(qū)的干花生經手工剝殼而得。

蘆丁（純度＞98%），上海融禾醫(yī)藥科技有限公司；乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉及其他試劑均為分析純。

1.1.2 主要儀器

XA-1 固體樣品粉碎機：江蘇金壇億通電子有限公司；單螺桿擠壓機：螺桿直徑55 mm，螺桿長度220 mm，模頭孔徑5 mm；HS-50 恒溫恒濕試驗箱：常州賽維思環(huán)境試驗設備有限公司；Msl AW 水分活度儀：瑞士Novasina 公司；SH10A 水分快速測定儀：上海平軒科學儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 擠壓制粒

花生殼用粉碎機粉碎，調節(jié)一定含水量，在螺桿轉速100 r/min 的條件下擠壓，利用模頭處的切刀將擠出物切成小段，制成花生殼顆粒。

1.2.2 容積密度的測定

將樣品放入容器中，排好裝滿，測量容器中樣品質量和容器體積。

容積密度=樣品質量/容器體積

1.2.3 水分吸附率的測定

根據花生殼顆粒的一般貯存環(huán)境，分別調節(jié)恒溫恒濕箱的三種空氣溫度（15、25、40 ℃）和三種空氣相對濕度（50%、60%、80%）的組合，將一定含水量的花生殼顆粒放入在恒溫恒濕箱中，24 h 后間隔1 h 稱量1次，至恒重時停止實驗，測量花生殼顆粒的質量。

水分吸附率（/%，w.b.）=[（吸水后顆粒質量-吸水前顆粒質量）/吸水前顆粒質量]×100%

1.2.4 黃酮含量的測定[5]

取3 g 樣品，加入70%的乙醇60 mL，50 ℃浸提2 h，經抽濾，取濾液，用70%乙醇定容至100 mL，得到待測液。取1.5 mL 待測液于50 mL 容量瓶中，同蘆丁標準溶液依次加入5%亞硝酸鈉溶液1.0 mL，搖勻、靜置5 min；再加入10%硝酸鋁1 mL，搖勻、靜置5 min；再加入4%氫氧化鈉10 mL，搖勻、靜置10 min，用70%的乙醇定容，在510 nm 下測定吸光值。根據蘆丁標準曲線、吸光值，計算出花生殼黃酮提取率。

式中：m1為依據標準曲線計算出被測液中黃酮含量，mg；m2為稱取的花生殼樣品的質量，g；V1為待測液分取的體積，mL；V2為待測液的總體積，mL。

1.2.5 可溶性膳食纖維含量的測定

取10 g 樣品，加入200 mL 水，85 ℃浸提2 h，抽濾，取濾液，將其濃縮，濃縮液中加入4 倍體積的無水乙醇，沉淀過夜后再抽濾，濾渣于60 ℃干燥，粉碎，得可溶性膳食纖維。

可溶性膳食纖維提取率/%=（可溶性膳食纖維的質量/樣品的質量）×100

2 結果與分析

2.1 花生殼含水量與顆粒容積密度

在花生殼粉中噴灑水分，使其水分含量分別達到8.6%、12.7%、16.1%、20.5%和23.3%，（w.b.），然后按1.2.1 的方法擠壓制粒，測量花生殼顆粒容積密度結果見圖1。

圖1 花生殼含水量對顆粒容積密度的影響Fig.1 Effect of moisture content on bulk density of peanut hull pellets

容積密度對花生殼的運輸成本和儲存空間的影響很大。未經擠壓的花生殼的容積密度較小，為159 kg/m3；而經過擠壓的花生殼顆粒的容積密度達到706 kg/m3（花生殼含水量為8.6%w.b.），是未經擠壓的花生殼容積密度的4.44 倍，大大減少了花生殼的運輸成本和儲存空間。圖1 還顯示，在含水量的實驗范圍內，花生殼含水量對擠壓出的顆粒的容積密度有影響，隨著含水量增加，花生殼顆粒容積密度逐漸減少。這是由于增加物料含水量，可以減小物料與螺桿和模頭之間的摩擦，降低扭矩和模頭處的壓力，從而減少了擠出物的容積密度。

2.2 水分吸附率

將含水量為8.6%w.b.的花生殼擠壓制備的顆粒放入在恒溫恒濕箱中，按1.2.3 的方法測定水分吸附率，觀察花生殼顆粒的水分吸附性能結果見表1。

在15 ℃、25 ℃和40 ℃條件下，暴露在相對濕度為60%和80%的空氣中時，花生殼顆粒吸收水分，且隨著空氣溫度或相對濕度升高，花生殼顆粒的水分吸附率有增大的趨勢；當空氣的相對濕度為50%時，花生殼顆粒失去水分。

表1 花生殼顆粒的水分吸附率Table 1 Moisture sorption rate of peanut hull pellets in contact with the conditioned air

2.3 水分吸著等溫線

在恒定溫度下，樣品含水量對相對蒸汽壓（p/p0）作圖得到水分吸著等溫線[6]，水分吸著等溫線可以反映怎樣的含水量能抑制微生物生長。

觀察25 ℃時花生殼顆粒的水分平衡關系。調節(jié)花生殼顆粒的含水量，將其放在一定環(huán)境條件下，并達到平衡狀態(tài)。由于花生殼的水分活度近似于相對蒸汽壓，因此用水分活度儀測定樣品的水分活度，用水分測定儀測定樣品的含水量，作出樣品含水量與水分活度的關系曲線，得到花生殼顆粒的水分吸著等溫線結果見圖2。

圖2 花生殼顆粒在25 ℃時的水分吸附等溫線Fig.2 Moisture sorption isotherm of peanut hull pellets at temperature of 25 ℃

圖2 顯示，花生殼顆粒在25 ℃的水分吸著等溫線為S 形曲線形狀，屬于II 型等溫線。這是典型的生物材料的水分吸著等溫線。通過水分活度的大小，可判斷花生殼顆粒對微生物、酶和化學反應的穩(wěn)定性。水分活度大于0.8（對應的花生殼顆粒含水量13.7%w.b.），會有霉菌生長；而0.9（對應的花生殼顆粒含水量20.9 %w.b.）以上的水分活度允許細菌和酵母生長。當花生殼顆粒含水量高于13.7%w.b.時不易貯存。

2.4 黃酮和可溶性膳食纖維含量

黃酮和可溶性膳食纖維含量的比較見表2。

表2 黃酮和可溶性膳食纖維含量的比較Table 2 Comparison of flavonoids and water soluble dietary fiber yield

由于擠壓機具有剪切作用，可將部分大分子物質剪斷，使得從擠壓制備的花生殼顆粒中提取的可溶性膳食纖維多于未經擠壓的花生殼，而兩者黃酮的提取率相近?？梢姂脭D壓制粒技術，不但沒有破壞花生殼中的有效成分，還能提高可溶性膳食纖維的含量。

3 結論

應用擠壓制粒技術，使花生殼顆粒容積密度提高4.44 倍，有效地減少了花生殼的運輸成本和儲存空間?；ㄉ鷼ゎw粒暴露在相對濕度為60%和80%的空氣中時，顆粒吸收水分，當空氣的相對濕度為50%時顆粒失去水分。花生殼顆粒在25 ℃的水分吸附等溫線為S形曲線形狀，花生殼顆粒含水量高于13.7%w.b.時不易貯存。制備的花生殼顆粒，不但沒有破壞其中的有效成分，還能提高可溶性膳食纖維的含量。

[1]王娣,許暉.花生殼生物活性物質的提取及功能的研究進展[J].中國食物與營養(yǎng),2008(12)：23-25

[2]畢潔,楊慶利,朱鳳,等.花生殼黃酮檢測及活性的研究進展[J].食品科技,2009,34(12)：217-221

[3]曹緯國,劉志勤,邵云,等.黃酮類化合物藥理作用的研究進展[J].西北植物學報,2003,23(12)：2241-2247

[4]Perez J J,Serrano J,Tabernero M,et al.Effects of grape antioxidant dietary fiber in cardiovascular disease risk factors[J].Nutrition,2008,24(7/8)：646-653

[5]孫蘭萍,馬龍,張斌.花生殼中黃酮物質提取工藝優(yōu)化研究[J].食品科學,2009,30(6)：97-101

[6]Owen R F.食品化學[M].王璋,許時嬰,江波,等,譯.3 版.北京：中國輕工出版社,2003：36