摘要
苹果粉作为一种广泛应用于食品加工领域的食品配料，在生产、加工、贮藏、运输和销售过程中易发生吸湿、结块、潮解的现象，是该类食品配料亟待解决的行业难题。本研究通过在苹果浆中加入谷朊粉制备冻干苹果粉，考察了谷朊粉添加对冻干苹果粉吸湿特性的影响规律，并比较了谷朊粉中主要蛋白质组分的作用差异；然后研究了谷朊粉与共存多糖（乙基纤维素）对冻干苹果粉吸湿特性的影响。通过不同温度下水分吸收量的监测分析动态吸湿过程，吸湿等温线的拟合辨别吸湿行为，外观照片和扫描电镜图片的差异比较粉末吸湿状态，接触角的测定衡量粉末表面润湿性变化，低场核磁测定的T2弛豫时间谱图探讨水分的状态和迁移规律。本研究揭示了谷朊粉及共存多糖（乙基纤维素）对冻干苹果粉吸湿性的影响规律和可能机制，可为开发一种低吸湿性的冻干苹果粉提供理论依据和数据支撑，并为果蔬粉产业在生产、加工、贮藏过程中抑制吸湿提供新思路。 本文主要研究结果如下： 1、研究了谷朊粉（wheat gluten, WG）调控冻干苹果粉吸湿特性的影响规律。吸湿曲线表明，谷朊粉的存在有效降低了冻干苹果粉的吸湿量。在25℃、75%RH条件下，纯冻干苹果粉平衡吸湿率（equilibrium moisture content, EMC）为34.80%，AP与WG质量比为7:3、1:1和3:7的冻干苹果粉EMC分别降至了15.85%、13.45%和12.36%，总体呈下降趋势，且达到EMC的时间缩短。Peleg、GAB和Ferro-Fontan模型均适合描述添加了谷朊粉的冻干苹果粉的吸湿等温线，用于水分吸附过程的分析和平衡吸湿率的预测。当AP与WG的质量比为1:1、3:7和0:10时，冻干苹果粉的吸湿等温线类型会由Brunauer分类的III型转变为II型。从冻干苹果粉的外观照片和扫描电镜图片中可观察到增加谷朊粉的含量有助于粉末结块现象的减轻。温度对不同水分活度下冻干苹果粉吸湿性的影响存在差异，当水分活度小于 0.65 时， EMC随温度的升高而减小；而当水分活度大于0.65时，EMC随温度的升高而增大。谷朊粉的添加可减弱冻干苹果粉的表面润湿性，增强对外界水分的抵抗能力；并可限制冻干苹果粉中大部分水分的迁移，减少体系中高自由度水分的占比，维持其良好的粉末状态。 2、对比了麦醇溶蛋白和麦谷蛋白对冻干苹果粉吸湿抑制作用的差异。两种纯蛋白质样品的吸湿数据表明，在低于 69%RH 的环境下，麦醇溶蛋白的吸湿率低于麦谷蛋白，而在高于69%RH的环境下，麦醇溶蛋白的吸湿率会高于麦醇溶蛋白。固定AP与蛋白质质量比为7:3，当RH低于58%时，麦醇溶蛋白抑制吸湿性的效果更好；当RH高于58%时，麦谷蛋白对体系吸湿性的抑制效果更佳。不论含有何种蛋白质，冻干苹果粉都适合使用Peleg、GAB和Ferro-Fontan模型进行拟合。含麦醇溶蛋白的冻干苹果粉的吸湿等温线遵循III型 Brunauer 分类，而含麦谷蛋白的冻干苹果粉的吸湿等温线遵循II型Brunauer分类。从添加有麦谷蛋白的冻干苹果粉吸湿的外观照片中可以观察到，麦谷蛋白对减少样品结块量方面有着格外突出的效果。此类冻干苹果粉的LF-NMR结果表明，贮藏RH小于58%时，添加麦醇溶蛋白可以增加结合水占比，宏观上表现为保持粉末流动性；而RH大于58%时，添加麦谷蛋白可以减少高自由度水分含量，更大程度的减轻粉末的结块现象。 3、研究了谷朊粉与共存乙基纤维素（ethyl cellulose，EC）对冻干苹果粉吸湿性的影响。结果表明，乙基纤维素的加入可以进一步抑制冻干苹果粉的吸湿，75%RH环境下每增高10%的乙基纤维素占比，可以降低冻干苹果粉约2.26%的平衡吸湿率。Peleg 模型适于拟合此类冻干苹果粉吸湿等温线，这种吸湿等温线属于的 III 型Brunauer 分类。含有谷朊粉和乙基纤维素的冻干苹果粉照片和 LF-NMR 结果表明， 7:2:1是最合适的苹果浆（AP）、谷朊粉和乙基纤维素添加配比，AP、WG和EC的质量比为7:1:2和7:0:3时虽然可以更大程度的抑制冻干苹果粉的吸湿，但会使体系中高自由度水分增多，造成粉末颗粒粘结，整体状态的劣化，而低添加比例的乙基纤维素不仅可以强化对冻干苹果粉吸湿性的抑制作用，还有利于保证冻干苹果粉良好的粉末状态。
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