楊忻瑞，畢金峰，陳芹芹*，金新文，吳昕燁，茍 敏

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193 2 新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 新疆石河子 832000）

棗（Zizyphus jujuba Mill.）是鼠李科（Rhamnaceae）棗屬植物，它是落葉小喬木棗樹的成熟果實(shí)，起源于中國，主要種植于黃河領(lǐng)域，現(xiàn)在世界上20 多個(gè)國家和地區(qū)都有種植[1-3]。如今，我國的棗品種多達(dá)1 000 多個(gè)，年產(chǎn)量占世界紅棗總年產(chǎn)量的95%以上，且隨著紅棗近幾年在生理和藥理方面的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)量還在逐年上升[4]?，F(xiàn)代研究顯示，大棗中含有豐富的糖類、三萜類、氨基酸類等多種營養(yǎng)及功能性化學(xué)成分[5-8]，其中，糖類成分為棗中含量較高的一類活性成分，且以可溶性多糖及小分子糖類成分為主。存在于棗中的小分子糖類成分以葡萄糖、果糖及蔗糖為主[4]，該類成分是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，可供應(yīng)機(jī)體能量，也是大棗中風(fēng)味物質(zhì)的前體物質(zhì)，并與其補(bǔ)益功效發(fā)揮相關(guān)。

近年來，棗加工產(chǎn)品的種類和數(shù)量不斷增多，隨著人們對(duì)營養(yǎng)健康食品需求的提高，紅棗及其制品作為藥食同源食品越來越受到消費(fèi)者的青睞，棗的深加工產(chǎn)品具有較大的市場(chǎng)潛力。目前市場(chǎng)上的棗產(chǎn)品已呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì)，除了傳統(tǒng)的干棗和棗脯外，還出現(xiàn)了棗酒、棗醋、棗汁、棗粉等[9]。其中，棗粉能夠更加充分地利用棗資源，解決棗不易貯藏的問題，且其營養(yǎng)豐富，食用方便，應(yīng)用空間廣闊，作為棗深加工產(chǎn)品備受消費(fèi)者的喜愛。

棗粉中含糖量比較高，易受貯藏、運(yùn)輸和加工環(huán)境的影響而產(chǎn)生吸濕結(jié)塊問題，影響加工利用率和食用安全性，導(dǎo)致流動(dòng)性變差，外觀品質(zhì)下降。針對(duì)此問題，加工過程中常加入果膠酶進(jìn)行酶解，或通過添加二氧化硅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等抗結(jié)塊劑，以減少棗粉黏結(jié)，增加流動(dòng)性[10]。然而，前者成本較高，不適用于大規(guī)模的加工生產(chǎn)，后者與近年來越來越傾向于純天然無添加的市場(chǎng)趨勢(shì)不符，不符合天然產(chǎn)品的定位。貯存過程中，無定形小分子糖的玻璃化轉(zhuǎn)變是導(dǎo)致棗粉吸濕結(jié)塊及流動(dòng)性下降的核心因素。玻璃化轉(zhuǎn)變理論可以彌補(bǔ)水分活度作為食品穩(wěn)定性衡量標(biāo)準(zhǔn)的缺陷[11]。根據(jù)非晶態(tài)無定形聚合物的力學(xué)性質(zhì)隨溫度變化的特征，將食品分為玻璃態(tài)、橡膠態(tài)和黏流態(tài)，處于玻璃態(tài)的食品通常被認(rèn)為是穩(wěn)定的，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）已成為衡量食品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。宋慧慧等[12]基于玻璃化轉(zhuǎn)變理論分析枸杞粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，通過構(gòu)建水分含量與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的狀態(tài)圖確定枸杞粉具有良好穩(wěn)定性的臨界水分含量。周國輝[13]基于水分活度和玻璃化轉(zhuǎn)變理論對(duì)大米淀粉體系的吸附等溫線和Tg進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)提高大米淀粉體系的Tg有助于其穩(wěn)定性。小分子糖含量對(duì)食品體系的水分吸附及Tg均會(huì)產(chǎn)生影響，向食品體系中加入一定量的糖后，其aw及水分含量會(huì)增加；含糖量較高的灰棗粉Tg較低[14]。麥芽糊精的添加顯著增加了雪蓮果粉的Tg[11]。此外，針對(duì)原料處理方式這一點(diǎn)，目前的研究多集中于直接研究原料中的糖組成[15]，向原料中額外添加輔料[11]，建立脫離原料基質(zhì)的液體模擬體系[16]等方式，并不能除去原料中原有糖分的影響，或已脫離原物料固態(tài)基礎(chǔ)。目前，無定形小分子糖含量及其組成對(duì)棗粉基質(zhì)的水分吸附能力及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的系統(tǒng)性分析還鮮有報(bào)道。

本研究通過超聲輔助法建立去糖棗片固態(tài)基質(zhì)模擬體系（JSS），通過滲透改變固態(tài)基質(zhì)模擬體系中的小分子糖組成，進(jìn)而明確其對(duì)JSS 體系水分吸附、玻璃化轉(zhuǎn)變及流動(dòng)性的影響，旨在解決棗粉加工中易吸濕結(jié)塊的問題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

灰棗，中國新疆阿克蘇當(dāng)?shù)毓麍@。果糖、無水葡萄糖、食用蔗糖，北京萃鋒科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SB25-12DTN 超聲波清洗器，寧波森茨生物科技有限公司；ZWH-KFY-BT4I/Hg 熱泵干燥設(shè)備，正旭新能源設(shè)備科技有限公司；ICS-3000 離子色譜儀，賽默飛公司；X-射線衍射儀，美國Bruker Corp 公司；Q200 差示掃描量熱儀，美國TA 公司；S-570 掃描電子顯微鏡，日本日立公司；動(dòng)態(tài)水分吸附儀，英國SMS 公司；HR1848 飛利浦四合一榨汁機(jī)，珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)飛利浦家庭電器有限公司；Sigma 3K15 高速冷凍離心機(jī)，德國Sigma公司；水分活度儀，上海昌琨實(shí)業(yè)有限公司；FT4多功能粉質(zhì)分析儀，英國Freeman Technology 公司；BSA224S 天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 去糖棗片固態(tài)基質(zhì)構(gòu)建 取500 g 灰棗用流動(dòng)水清洗，去核器去核，切成約4.0 mm 的薄片。棗片去糖處理采用了Hou 等[17]等所述的方法并稍加修改。用去離子水在25 ℃下去除棗片中的糖，試驗(yàn)條件如下：將400 g 棗片放入4 L 去離子水中，置于超聲波浴（40 kHz）中60 min。將溶有糖類物質(zhì)的去離子水去除，然后在25 ℃下用4 L 的去離子水在超聲波浴中將棗片重復(fù)去糖5 次，總共6 h，以獲得去糖棗片基質(zhì)JSS。

1.3.2 不同種類及比例小分子糖滲透實(shí)驗(yàn) 參照Ruiz-Cabrera 等[16]的方法并略作修改。在25 ℃條件下，將去糖棗片基質(zhì)在不同種類及比例的糖溶液中攪拌滲透15 min（125 r/min），其中糖溶液濃度固定4%不變，棗片樣品質(zhì)量與溶液體積比固定為1/10。滲透后，用紗布迅速將棗片表面殘余糖液吸干。糖溶液的種類及比例如表1 所示。在一元體系中，首先進(jìn)行單種糖液的滲透；在二元體系中，選擇兩種小分子糖，且其比例符合原棗中的糖含量；在三元體系中，選擇果糖（F）∶葡萄糖（G）∶蔗糖（S）=1∶1∶2 與F∶G∶S=2∶1∶1（均為質(zhì)量比）兩種比例，目的在于探究與原始棗粉含量貼近的情況下不同比例的小分子糖對(duì)JSS 特性的影響。

表1 糖溶液種類及配比Table 1 Type and proportion of sugar solution

1.3.3 棗粉制備工藝 采用熱泵干燥設(shè)備對(duì)經(jīng)不同糖溶液滲透后的棗片進(jìn)行干燥，干燥溫度為60℃，將棗片干燥至水分含量在4%左右。將干燥后樣品分別置于粉碎機(jī)中粉碎10 s，重復(fù)3 次，共粉碎30 s。過60 目篩，得到的棗粉常溫下放置在干燥器中保存。

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.4.1 小分子糖含量測(cè)定 根據(jù)Simkovic 等[18]的方法進(jìn)行了修改，通過配備脈沖安培檢測(cè)（HPAEC-PAD）的高效陰離子交換色譜法對(duì)棗粉中的小分子糖含量進(jìn)行分析。用50 mL 去離子水在超聲波水浴中（40 kHz）提取2.0 g 棗粉30 min，然后在4 ℃下以12 000×g 離心20 min。收集上清液，采用水系0.22 μm 膜過濾后采用Dionex ICS-3000 系統(tǒng)進(jìn)行小分子糖的測(cè)定。樣品進(jìn)樣量為10 μL。采用Carbo PacTMPA20 色譜柱（3 mm×150 mm），A（水）和B（200 mmol/L NaOH）作為流動(dòng)相，糖的梯度洗脫條件如表2 所示。

表2 小分子糖的梯度洗脫條件Table 2 Gradient elution conditions for small molecule sugars

1.3.4.2 X-射線衍射（XRD）測(cè)定 使用帶有SolX檢測(cè)器的Bruker D8 ADVANCE XRD 對(duì)所有經(jīng)不同糖液滲透并干燥的棗粉進(jìn)行結(jié)晶態(tài)或無定形狀態(tài)測(cè)定。將所有樣品放置在粉末載體上，以4 °/min的掃描速率在4°～60°的2θ 范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量[19]。

1.3.4.3 微觀結(jié)構(gòu) 采用掃描電鏡（SEM）對(duì)棗粉的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。將待測(cè)樣品平鋪與雙面粘有導(dǎo)電膠的載物臺(tái)上，經(jīng)噴金處理后，置于掃描電子顯微鏡下觀察棗粉1 000×倍的微觀結(jié)構(gòu)并采集圖像。

1.3.4.4 水分含量及水分活度測(cè)定 依據(jù)GB/T 5009.3-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[20]中的方法進(jìn)行測(cè)定，稱取1.5 g 粉體于干燥至恒重的鋁盒中，于105 ℃干燥至恒重（兩次測(cè)定差小于2 mg），測(cè)定結(jié)果以g 水/100 g 鮮樣表示。稱取1 g 棗粉樣品，平鋪在水分活度儀專用測(cè)試盒中，放入水分活度儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4.5 吸附等溫線的測(cè)定 根據(jù)李聰?shù)萚21]的方法進(jìn)行修改，稱量約20 mg 樣品置于樣品盤中，將樣品放置在溫度25 ℃、氮?dú)饬魉?00 sccm、相對(duì)濕度（RH）0%的環(huán)境下干燥至質(zhì)量恒重。然后環(huán)境RH 按10%增量自0%升至90%，設(shè)置每一階段的dm/dt 值（m：樣品質(zhì)量；t：時(shí)間）為0.002 g/min，樣品的質(zhì)量每分鐘記錄一次。以水分活度為橫坐標(biāo)，以不同水分活度下平衡水分含量為縱坐標(biāo)，繪制吸附等溫線。

1.3.4.6 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）測(cè)定 參照侯皓男[22]和Hou 等[23]的方法并進(jìn)行修改，使用差示掃描量熱儀（DSC）來測(cè)定棗粉樣品的Tg。將約7～9 mg 的樣品稱入坩堝中并用鋁蓋密封，使用空鋁盤作為對(duì)照。樣品溫度以10 ℃/min 的速度從室溫冷卻至-70 ℃，平衡5 min，然后以10 ℃/min 的速度加熱至100 ℃。通過熱分析獲得玻璃化轉(zhuǎn)變的起始（Tgi），中間（Tgm）和結(jié)束（Tge）3 個(gè)溫度，在該研究中，采用Tgm作為每個(gè)棗粉樣品的Tg。

1.3.4.7 粉體流動(dòng)性測(cè)定 粉體流動(dòng)性選用FT4粉質(zhì)儀Flowability 模式進(jìn)行測(cè)定：設(shè)定螺旋攪拌角度5°，預(yù)處理攪拌速度40 mm/s，測(cè)定攪拌速度為100 mm/s?；玖鲃?dòng)能（Basic flowability energy，BFE）是指在預(yù)處理后的指定體積粉末中建立一種特定流動(dòng)模式時(shí)所需的能量，數(shù)值為葉片從粉末上端移動(dòng)到底部所做的總功。

基本流動(dòng)能計(jì)算公式：

式中，R——葉片的半徑，mm；α——螺旋角，°；H——穿入粉體深度，單位；Fbase——螺旋槳垂直作用于顆粒床底部的作用力，N。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析，用Duncan's 法進(jìn)行多重比較，采用Origin 2019軟件繪圖。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P<0.05 表示差異顯著。每組試驗(yàn)均重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 小分子糖含量及XRD 分析

原始棗粉及JSS 體系經(jīng)不同種類及比例糖溶液滲透后樣品中小分子糖含量如表3 所示。在原始棗粉（9#）中，果糖含量為101.39 mg/g，葡萄糖含量為94.94 mg/g，蔗糖含量為232.90 mg/g，果糖、葡萄糖、蔗糖含量比例大致為1∶1∶2。根據(jù)前期滲透預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，選擇4%（w/w）糖液濃度進(jìn)行滲透，使得到的棗片糖含量接近原始棗粉的糖含量。經(jīng)去糖處理的JSS 體系（10#）中，果糖含量為1.43 mg/g，葡萄糖含量為1.55 mg/g，蔗糖含量為0.06 mg/g，去除率分別為98.59%，98.37%，99.97%，因此JSS 可作為無糖棗基質(zhì)模擬體系開展進(jìn)一步的滲透試驗(yàn)研究。經(jīng)不同小分子糖滲透干燥處理后（1～8#），樣品中果糖、葡萄糖、蔗糖含量范圍分別為14.96～388.69，16.66～385.06，13.19～377.13 mg/g。樣品中小分子糖總量在406.91～430.14 mg/g 之間，與原始棗粉中小分子糖總量（429.22 mg/g）較為接近。由圖1a～d 可知，經(jīng)不同比例小分子糖液滲透后，棗粉樣品沒有出現(xiàn)明顯的結(jié)晶峰，表明樣品及樣品中的小分子糖此時(shí)處于無定形態(tài)。與結(jié)晶態(tài)相比，處于這種狀態(tài)的原料具有更高的能級(jí)，因此不穩(wěn)定[24]。由此可以得出，棗粉的不穩(wěn)定性主要受小分子糖的嚴(yán)重影響。

表3 經(jīng)不同種類及比例糖溶液滲透后JSS 體系中小分子糖含量Table 3 Small molecule sugar contents of jujube powder osmosed by different types and proportion of sugar solutions

圖1 經(jīng)不同含量及比例糖溶液滲透棗粉的X-射線衍射圖Fig.1 X-ray diffraction pattern of jujube powder osmosed with different content and ratio of sugar solution

2.2 無定形態(tài)小分子糖組成及含量對(duì)JSS 微觀結(jié)構(gòu)的影響

如圖2j 所示，原始棗粉顆粒形狀規(guī)則、表面光滑；去糖處理后，棗粉顆粒變?yōu)椴灰?guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且僅?；|(zhì)骨架（圖2i）。這是由于超聲處理后，棗粉顆粒中可溶性物質(zhì)大量減少，形成較為空洞的基質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。Athmaselvi 等[25]發(fā)現(xiàn)含糖量較高的番石榴和山欖果凍干粉體顆粒為表面光滑的球形。呂健等[26]研究發(fā)現(xiàn)含糖量較少的西藏光核桃粉為不規(guī)則的片層狀大顆粒，均與本試驗(yàn)結(jié)果具有一致性。

經(jīng)不同糖液滲透后，可溶的糖類物質(zhì)雖重新將不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)填充，但表面仍舊呈不光滑狀態(tài)，且表面附著有細(xì)小顆粒。在一元體系中，經(jīng)果糖滲透后的棗粉顆粒表面最為光滑（圖2a、2b、2c）。在二元體系中，棗粉顆粒表面均呈不規(guī)則的片狀，仍存在部分空洞狀結(jié)構(gòu)（圖2d、2e、2f）。三元體系中，糖類物質(zhì)對(duì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的填充更為充分，表面為片層結(jié)構(gòu)（圖2g、2h）。

圖2 不同含量及比例糖溶液滲透棗粉的微觀結(jié)構(gòu)Fig.2 The microstructure of jujube powder osmosed by sugar solutions with different content and proportion

2.3 無定形態(tài)小分子糖組成及含量對(duì)JSS 水分含量與水分活度的影響研究

對(duì)所有經(jīng)不同種類及比例糖溶液滲透的棗粉樣品進(jìn)行熱泵干燥，將濕基水分含量控制在約4%（圖3a）。顯著性差異結(jié)果顯示（表3），樣品中3 種小分子糖總量高的組別（2#、3#、4#、5#、8#、9#）水分含量顯著高于小分子糖總量低的組別（1#、6#、7#、10#），這可能是由于含糖量高的樣品水分吸附能力較強(qiáng)，干燥過程中水分不易與非水組分分離，導(dǎo)致水分含量較高。樣品中3 種小分子糖總量無顯著性差異的組別（2#、3#、4#、5#、8#、9#），水分含量雖均無顯著性差異，但其水分活度受到不同比例小分子糖含量的影響（圖3b）。例如8# 與9#中，3 種小分子糖總量雖無顯著性差異（P<0.05），水分含量也無顯著性差異，但8# 水分活度比9#高13.93%，且具有顯著性差異，可能是由于8# 中果糖占比（50.32%）遠(yuǎn)高于9 組（23.62%），而果糖與水分子的結(jié)合比葡萄糖、蔗糖都更為緊密。侯春輝[27]研究發(fā)現(xiàn)，向胡蘿卜脆片中加入一定量果糖或麥芽糖醇后，水分活度顯著升高，與本研究結(jié)果規(guī)律相似。

圖3 經(jīng)不同種類及比例糖溶液滲透的棗粉的水分含量及水分活度Fig.3 Water content and water activity of jujube powder osmosed by different types and proportion of sugar solutions

2.4 無定形態(tài)小分子糖組成及含量對(duì)JSS 水分吸附的影響

棗粉的吸附等溫線對(duì)于預(yù)測(cè)加工或存儲(chǔ)過程中的穩(wěn)定性非常重要[28]，由于水分吸附行為導(dǎo)致棗粉吸濕結(jié)塊，棗粉也就失去了最重要的外觀品質(zhì)。在目前研究的相對(duì)濕度范圍內(nèi)（RH 0～90%），根據(jù)Brunauer 等[29]的分類，所有樣品的吸附等溫線均為III 型典型S 形曲線。在恒定溫度下，所有樣品的平衡含水量都隨著RH 的升高而顯著增加（圖4）。

由圖4d 可知，原始棗粉在低濕度條件下（aw<0.4）水分吸附較慢，在高濕度條件下（aw>0.4）水分吸附速度迅速增長(zhǎng)，并且在水分活度為0.9 時(shí)，水分吸附量達(dá)到58%以上。與其它經(jīng)糖滲透的樣品相比，在水分活度達(dá)到0.4 前，JSS 吸濕更快（圖4a～d），這與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，此時(shí)期微觀孔隙大，吸濕速率快。水分活度達(dá)到0.4 后，水分吸附增長(zhǎng)變慢，此時(shí)期相對(duì)濕度較大，孔隙飽和較快，故吸濕速率降低。水分吸附是非常復(fù)雜的過程，吸附過程中可能伴隨聚合物結(jié)構(gòu)的變化[30]。添加糖類可能導(dǎo)致分子中親水/吸水位點(diǎn)間的比例改變，進(jìn)而導(dǎo)致其吸附特性發(fā)生變化。

一元體系中的水分吸附能力順序?yàn)椋篔SS-F>JSS-G>JSS-S（圖4a），由文獻(xiàn)可知3 種小分子糖的水分吸附能力順序?yàn)楣?葡萄糖>蔗糖[31]，與預(yù)期結(jié)果相符，表明JSS 對(duì)單種小分子糖的水分吸附能力無顯著影響。在二元體系中，水分吸附能力順序?yàn)镴SS-1/2F+1/2G >JSS-1/3F+2/3S>JSS-1/3G+2/3S（圖4b）。果糖與葡萄糖含量達(dá)95.90%的JSS-1/2F+1/2G 組（分別為201.04 mg/g，211.41 mg/g）水分吸附能力最強(qiáng)。JSS-1/2F+1/2G 組與JSS-1/3F+2/3S 組小分子糖總量無顯著性差異，在aw為0.9 時(shí)，果糖與葡萄糖含量達(dá)95.90%的JSS-1/2F+1/2G 組（分別為201.04 mg/g，211.41 mg/g）水分吸附能力比果糖與蔗糖含量達(dá)95.50%的JSS-1/3F+2/3S 組（分別為153.53 mg/g 和257.23 mg/g）高出5.73%。在三元體系中（圖4c），JSS-1/2F+1/4G+1/4S 組樣品中果糖占比達(dá)50.32%，遠(yuǎn)高于JSS-1/4F+1/4G+1/2S 組樣品（24.68%），當(dāng)aw=0.9時(shí)，JSS-1/2F+1/4G+1/4S 組樣品水分吸附能力比JSS-1/4F+1/4G+1/2S 組高21.68%。這是可能是由于果糖的Tg低并且在加工過程中沒有結(jié)晶發(fā)生，因此無定形果糖具有更強(qiáng)的水分吸附能力。由于小分子糖總量顯著降低，JSS 的水分吸附能力比原始棗粉降低104%（圖4d）。

圖4 經(jīng)不同種類及比例糖溶液滲透的棗粉的吸附等溫線Fig.4 Adsorption isotherms of jujube powder osmosed by different types and proportion of sugar solutions

2.5 無定形態(tài)小分子糖組成及含量對(duì)JSS 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的影響

有文獻(xiàn)報(bào)道指出，食品的Tg是多組分相互作用的結(jié)果，不同比例的組分對(duì)Tg有顯著影響[32-33]。如表4 所示，在一元體系中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的趨勢(shì)為1#<2#<3#，表明3 種小分子糖降低JSS的Tg 的順序?yàn)楣?葡萄糖>蔗糖，這與Lee 等[34]測(cè)定果糖、葡萄糖、蔗糖的Tg結(jié)果一致，也與Ruiz-Cabrera 等[16]報(bào)道的結(jié)果相似。在二元體系中，果糖含量占比46.74%的第4 組比果糖含量占比3.68%的第6 組Tg低20.00%。在三元體系中，果糖含量占比50.32%的第8 組比果糖含量占比24.68%的第7 組Tg低23.80%。石啟龍等[35]報(bào)道，向南美白對(duì)蝦肉中添加10%果糖后，其Tg降低，糖類的添加降低了單分子層含水率。Ruiz-Cabrera 等[36]報(bào)道了他們對(duì)果糖、葡萄糖、蔗糖和變量響應(yīng)混合物的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著果糖含量的增加，Tg降低，均與本研究結(jié)果相似，因此小分子糖含量能夠顯著影響食品的Tg。與原始棗粉相比，JSS 糖含量降低140.66%，Tg為30.75 ℃，這是由于其含糖量顯著降低的緣故，表明降低小分子糖含量可以有效降低棗粉的Tg。

表4 不同種類及比例糖溶液滲透后棗粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Table 4 Glass transition temperature of jujube powder osmosed by different types and proportion of sugar solutions

2.6 無定形態(tài)小分子糖組成及含量對(duì)JSS 基本流動(dòng)能的影響

粉體的基本流動(dòng)能（BFE）越大，需要外界提供的能量越多，粉體流動(dòng)性越差。由圖5 可知，在一元體系中，體系BFE 的變化趨勢(shì)為1# 組>2#組>3# 組，果糖占比由92.87%降至6.04%，BFE 降低19.87%，即體系流動(dòng)性下降19.87%。在二元體系中，BFE 的變化趨勢(shì)為4# 組>5# 組>6# 組，果糖占比由46.74%降至3.68%，BFE 降低17.12%，果糖降低BFE 的效率降低，可能是由于蔗糖與葡萄糖的占比有所增加。在三元體系中，體系BFE 的變化趨勢(shì)為8#組>7#組，果糖占比由50.32%降至24.68%，BFE 降低21.18%，表明改變體系中3 種小分子糖的比例，降低果糖占比，可有效降低體系的基本流動(dòng)能，增加粉體的流動(dòng)性。這可能是由于小分子糖比例影響了粉體顆粒的表面粗糙程度、粒徑等因素，使得顆粒間的黏結(jié)程度增大，粒徑分布不均勻[21]，宋慧慧等[12]在基于玻璃化轉(zhuǎn)變及流動(dòng)特性的枸杞粉貯藏穩(wěn)定性的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著枸杞粉粒徑的降低，使其發(fā)生流動(dòng)所需要的能量越大，小分子糖比例與粉體粒徑之間的關(guān)聯(lián)有待進(jìn)一步研究。

圖5 不同種類及比例糖溶液滲透后的棗粉的流動(dòng)性Fig.5 The flowability of jujube powder osmosed by different types and proportion of sugar solutions

2.7 相關(guān)性分析結(jié)果

進(jìn)一步對(duì)JSS 體系經(jīng)不同比例糖液滲透處理后的水分活度、水分吸附量（W，aw=0.9 時(shí)）、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、基本流動(dòng)能以及果糖（F）、葡萄糖（G）、蔗糖（S）含量變化進(jìn)行相關(guān)性分析。由表5 所示，aw與BFE 呈顯著正相關(guān)；果糖含量與Tg呈極顯著負(fù)相關(guān)；果糖含量與BFE 呈極顯著正相關(guān)。這表明果糖對(duì)Tg和BFE 均產(chǎn)生顯著影響。如圖6 所示，將果糖含量與Tg進(jìn)行線性擬合，得到相關(guān)性系數(shù)R2=0.9059，可知果糖與Tg之間存在一定的線性相關(guān)關(guān)系。通過PCA-X 獲得載荷得分圖，如圖7 所示，PCA 獲得兩個(gè)主成分PC1 和PC2，分別解釋了樣品總體變異的49.8%和21.9%，其中果糖（F）和Tg在兩個(gè)主成分方向上都呈負(fù)相關(guān)，果糖和BFE 在PC1 上呈正相關(guān)，在PC2 上呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步說明了果糖對(duì)Tg、BFE 均產(chǎn)生了顯著影響。

圖6 Tg-果糖含量線性擬合圖Fig.6 Tg-fructose linear fitting graph

圖7 不同種類及比例糖溶液滲透對(duì)JSS 水分吸附、玻璃化轉(zhuǎn)變及流動(dòng)性的PCA-X 載荷得分圖Fig.7 PCA-X load score graphs of different types and ratios of sugar solution osmosis on JSS moisture adsorption，glass transition and fluidity

表5 不同種類及比例糖溶液滲透后棗粉的理化特性的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of physical and chemical properties of jujube powder after infiltration of different types and proportions of sugar solutions

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過超聲輔助處理構(gòu)建了去糖棗粉固態(tài)基質(zhì)模擬體系（JSS），其中果糖、葡萄糖及蔗糖的去除率分別為98.6%，98.4%，99.9%，因此JSS可作為無糖棗基質(zhì)模擬體系開展進(jìn)一步的滲透實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)經(jīng)不同比例小分子糖溶液滲透的JSS的水分吸附特性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及基本流動(dòng)能（BFE）等進(jìn)行測(cè)定和分析，結(jié)果表明，不同比例的無定形態(tài)小分子糖能夠顯著影響棗粉的水分吸附特性、Tg與BFE，且其中果糖含量與Tg呈極顯著負(fù)相關(guān)，與BFE 呈極顯著正相關(guān)。果糖占比降低25.64%時(shí)：粉體水分吸附量（aw=0.9）降低21.68%；粉體Tg升高23.80%，在較大程度上增加了體系的Tg，有利于粉體的穩(wěn)定性；BFE 下降21.18%，顯著增加了粉體的流動(dòng)性。3 種無定形小分子糖降低JSS Tg的能力順序?yàn)楣?葡萄糖>蔗糖。此外，通過降低棗粉中小分子糖總量也可有效降低棗粉體系的水分吸附量、提高Tg與粉體流動(dòng)性。綜合來看，降低棗粉基質(zhì)中果糖所占比例或降低棗粉中小分子糖總含量均對(duì)調(diào)控棗粉基質(zhì)吸濕特性和改善棗粉易吸濕結(jié)塊問題具有重要意義。然而，去糖棗粉固態(tài)基質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的食品體系，棗粉基質(zhì)中小分子糖與其它內(nèi)源組分是否存在相互作用，以及該相互作用對(duì)棗粉吸濕特性的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。