苹果（Malus pumila Mill.）属于蔷薇科苹果属，落叶乔木 [1] ，在我国栽培种植面积达233.33万 hm 2 ，总产量达4 000万 t以上 [2] 。苹果的种植区域集中、产量大，但加工产业单一，加工品主要以浓缩苹果汁为主（占加工苹果原料的95%）。每生产1 t浓缩苹果汁就会产生0.8 t的湿苹果渣，其中1/3会用于饲料、肥料 [3-5] ，其余基本被废弃，既污染环境又使资源得不到有效利用。因此，如何拓展苹果深加工产业空间、增加苹果加工产业的附加值、实现苹果果实的充分利用变得尤为重要。苹果渣主要包括果皮、果籽、果柄、果肉等苹果榨汁加工后的副产物，其中也含有酚类物质、多糖、果胶、膳食纤维等多种营养活性物质 [6-7] ，苹果皮中的膳食纤维是苹果果肉的11 倍。膳食纤维被称为人体的“第七营养素”，是不被人体消化酶分解且具有维持身体血糖、血脂、蛋白质水平，预防结肠癌、糖尿病等重要生理功能的有机高分子化合物。膳食纤维的吸水膨胀性可增加大肠中粪便的体积，降低致癌因子的浓度；其持油性可减少人体对脂肪的吸收，避免体内积累吸收过多的脂肪；其阳离子交换能力可使膳食纤维与肠道中的K ＋ 、Na ＋ 进行交换，使得K ＋ 、Na ＋ 更多地随粪便排出，降低血液中的Na ＋ 与K ＋ 的比值，从而产生降血压的作用 [8-13] 。将苹果渣中的膳食纤维加以提取利用，可延长苹果加工的产业链，提高苹果果实的附加值。

超微粉碎是指利用机械或流体动力的方法将物料的粒度粉碎至10 μm以下，甚至达到1 μm的超微米水平的过程 [14-16] 。超微粉碎作为一种食品物料加工新技术，可改善传统粉碎粉体的功能性质，使其呈现出更优良独特的吸附性、流动性等性质 [17-19] ，因此得到了广泛的研究超微粉碎膳食纤维的相关研究目前集中在猕猴桃渣膳食纤维 [10] 、甘薯膳食纤维 [9] 、大豆豆皮膳食纤维 [8] 等方面，但是对苹果渣膳食纤维的研究并不多。刘素稳等 [20] 研究了干法超微粉碎对苹果渣纤维物性的影响，测定了不同粒径的苹果渣纤维的流体性质和脂肪酸吸收能力、胆汁酸的吸附能力等。结果表明：干法超微粉碎使苹果渣纤维的结构发生整体性变化，但聚合物的结晶状态未发生改变；超微粉碎后苹果渣纤维的流动性增强，对胆固醇的吸附能力、水溶性增强；但持水力、膨胀力下降，脂肪酸吸附能力、阳离子交换能力和胆汁酸的吸附能力下降，对NO 2－ 吸附能力变化不大。

本 研 究 以 苹 果 膳 食 纤 维 为 原 料 ， 将 干 燥 后的 苹 果 膳 食 纤 维 经 粗 粉 碎 后 ， 经 冷 冻 机 械 式 超微 粉 碎 机 粉 碎 不 同 时 间 （ 1 、 3 、 5 、 1 0 、 2 0 30 min），得到苹果膳食纤维粗粉和6 种不同粒径分布的苹果膳食纤维超微粉，研究超微粉碎对苹果膳食纤维理化性质及羟自由基清除能力的影响，为苹果加工方式的拓展及苹果渣的有效利用提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料与试剂

澳洲青苹购于陕西恒通农业科技发展有限公司，以无病虫害、机械损伤、腐烂的原料作为实验材料。NaOH、NaCl、HCl、FeSO 4 、H 2 O 2 、乙醇、95%酚酞、水杨酸、α-淀粉酶、木瓜蛋白酶均为国产分析纯。

1.2  仪器与设备

Mastersizer 2000型激光粒度分析仪  英国马尔文仪器有限公司；UV-2500紫外-可见分光光度计  日本岛津有限公司；S-4800场发射扫描电子显微镜  日本日立高新技术公司；Vetex70傅里叶变换红外光谱仪  德国布鲁克公司；高速万能粉碎机  天津泰斯特仪器有限公司；LWF6型贝利微粉机  济南龙微制药设备有限公司；3K15型高速冷冻离心机  美国Sigma公司。

1.3  方法

1.3.1  膳食纤维粉碎处理

新鲜苹果清洗榨汁留渣，苹果渣在100 ℃下进行热烫护色4 min，在料液比1∶20的条件下用0.4%（质量分数，下同）的淀粉酶在65 ℃、pH 6的条件下处理60 min，再用0.4%的蛋白酶在55 ℃、pH 3的条件下处理60 min [10] ，经100 ℃热烫15 min灭酶后，60 ℃下热风干燥10 h，用高速万能粉碎机进行粗粉碎，过50 目筛后获得苹果膳食纤维粗粉。以苹果膳食纤维粗粉为对照（CK）组，利用低温超微粉碎机将过筛后的苹果膳食纤维粗粉进行不同时间的超微粉碎，分别设定粉碎时间为1、3、5、10、20、30 min，获得苹果膳食纤维粗粉和6 种不同粒径分布的苹果膳食纤维粉体，密封保存备用，分别测定7 种粉体的理化指标和羟自由基清除能力，实验重复3 次。

1.3.2  理化指标的测定

粒径测定：用Mastersizer 2000型激光粒度分析仪测定粉体的粒径大小及分布。扫描电子显微镜观察：将待测样品进行固定，再用子溅射仪对样品表面进行喷金，将其置于扫描电子显微镜下放大200 倍观察形态。

容积密度测定：各样品分别被填充在质量m 1 的10 mL量筒中，混合后称质量记为m 2 。容积密度按公式（1）计算。

溶胀性测定：准确称取1.00 g（m）样品，放入带有刻度的试管中，记录粉体体积V 1 ，加入10 mL蒸馏水，摇匀后静置24 h，记录粉体体积V 2 。溶胀性按公式（2）计算。

水溶性测定：各样品称质量 m 3 ，样品 和 水 以0.02∶1.00（m/V）进行混合，于80 ℃水浴锅中水浴30 min，取出冷却、离心（10 min、6 000 r/min），上清液在105 ℃下烘干，称质量m 4 [19] 。水溶性按公式（3）计算。

持水力测定：离心管m 5 和各样品m 6 分别称质量，样品和水以0.02∶1.00（m/V）混合，放在60 ℃水浴锅中水浴30 min，取出冷却、离心（20 min、5 000 r/min），倾倒除去上清液，称质量m 7 [20] 。

阳离子交换能力测定：称取0.5 g样品，加0.1 mol/LHCl溶液10 mL，摇匀，室温放置24 h后用滤纸过滤，用蒸馏水反复清洗除去多余的HCl溶液，将残渣转移到三角瓶中，加入100 mL 15% NaCl溶液，磁力搅拌30 min，以0.5%酚酞-乙醇溶液作为指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液进行滴定。用蒸馏水代替HCl溶液，测定空白消耗的NaOH溶液的体积 [21] 。阳离子交换能力按公式（5）计算。

式中：V 0 为样品消耗的NaOH溶液体积/mL；V 1 为空白消耗的NaOH溶液体积/mL；m为样品干质量/g；0.1为NaOH溶液浓度（mol/L）。

羟自由基清除能力的测定：采用比色法测定 [22] 。取

0.5 mL 50 mg/mL的7 种粉体的膳食纤维溶液置于不同试管中，向各试管中加入蒸馏水3.5 mL、0.5 mL水杨酸-乙醇溶液（9.1 mmol/L）、0.5 mL Fe 2＋ 溶液（9 mmol/L），最后加入5 mL H 2 O 2 （88 mmol/L），摇匀后测定510 nm波长处的吸光度A 1 。用0.5 mL蒸馏水代替Fe 2＋ 溶液重复上述操作，摇匀后测510 nm波长处的吸光度A 2 。用0.5 mL蒸馏水代替0.5 mL膳食纤维溶液重复上述操作，摇匀后测510 nm波长处的吸光度A 3 。羟自由基清除率按公式（6）计算。

1.4  数据统计与分析

采用Excel软件进行数据计算和作图，采用SPSSStatistics 17.0软件进行数据分析，采用Duncan法检验差异显著性，以P＜0.05表示差异显著。

2  结果与分析

2.1  苹果膳食纤维粉体的粒径分布

由表1中可以看出，经超微粉碎的膳食纤维粉体粒径显著小于粗粉（P＜0.05），且随着超微粉碎时间的延长，粉体的粒径越来越小，不同超微粉碎时间处理之间差异显著（P＜0.05）。89.446%的粗粉粉体集中在粒径大于100 μm的范围内，随着超微粉碎时间的延长，粉体在粒径小于100 μm范围内的分布逐渐增多，超微粉碎30 min时，91.347%的粉体粒径分布在小于100 μm的区域。说明随着超微粉碎时间的延长，粉体的粒径减小，粒径分布范围变窄，粉体均匀性更好 [23] 。

3  结 论

超微粉碎可改善苹果膳食纤维的理化性质及羟自由基清除能力。膳食纤维经超微粉碎后，粉体的粒径显著减小，溶胀性、水溶性、阳离子交换能力升高，羟自由基清除能力显著增强（P＜0.05），持水力、容积密度没有发生显著变化（P＞0.05）。随着超微粉碎时间的延长，粉体的理化指标和羟自由基清除能力有一定程度的差异。超微粉碎30 min的粉体团聚现象严重，溶胀性和阳离子交换能力有所降低，综合各项理化指标，苹果膳食纤维超微粉碎20 min总体效果最好。