颗粒大小分布对萝卜桑戈微绿粉的物理性质、功能性质、抗氧化性质、热性质和形态性质的影响

《South African Journal of Botany》：Effect of particle size distribution on physical, functional, antioxidant, thermal, and morphological properties of radish sango microgreens powder

微绿粉粒径分布（600–75 μm）显著影响其物理、功能性及抗氧化特性，细颗粒（75 μm）抗氧化活性最强（DPPH抑制44.27%，总酚180.44 mg GAE/100 g），大颗粒（600–425 μm）密度更优。热分解和SEM形态分析显示粒径差异导致结构及功能特性变化。

　　

Mahendra Gunjal | Jyoti Singh | Sawinder Kaur | Ravish Choudhary | Prasad Rasane

印度旁遮普邦Phagwara市Lovely Professional大学农业学院食品技术与营养系

摘要

本研究探讨了颗粒大小分布（600–75 μm）对萝卜sango微绿粉物理、功能、抗氧化、热学和形态特性的影响。与其他常见的植物基粉末相比，萝卜sango微绿粉受到的关注较少。颗粒大小对粉末特性有显著影响（P < 0.05）。较细的颗粒（75 μm）表现出更高的抗氧化潜力，DPPH抑制率为44.27%，酚类物质含量为180.44 mg GAE/100 g，这归因于其较大的表面积和更高的提取率。功能性指标如吸水能力、膨胀指数和安息角随颗粒大小而变化，而较大的颗粒（600–425 μm）则具有更好的堆积密度和振实密度。流动性参数（包括Carr指数19.65–24.47%和Hausner比率1.25–1.33）表明其流动性介于中等水平。热分析显示了颗粒大小对分解过程的影响。扫描电子显微镜（SEM）观察发现，细颗粒结构紧密光滑，而粗颗粒则结构不规则；傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了关键生物活性基团的保留。这些发现强调了优化颗粒大小对于提高萝卜sango微绿粉在功能性食品中的应用价值的重要性。

引言

微绿植物是蔬菜和草本植物的幼嫩可食用部分，由于其出色的营养价值、抗氧化特性和烹饪多样性而受到越来越多的关注（Singh等人，2024年）。在各种微绿植物中，萝卜sango（Raphanus sativus）因其鲜艳的紫色、浓郁的风味和显著的健康促进作用而脱颖而出（Mlinari?等人，2023年）。这些微绿植物富含生物活性化合物，如硫代葡萄糖苷、花青素和抗坏血酸，具有抗氧化、抗炎和潜在的抗癌作用（Galieni等人，2020年）。近年来，微绿植物被加工成汁液或粉末，用于开发创新食品，如饮料（Sharma等人，2021年）、调味品（Devi等人，2023年；Abraham & Vijayan，2022年）、益生菌产品（Mishra等人，2024年）、酸奶（Kaur等人，2022年）、烘焙产品（Kaur等人，2022年；Mansouri等人，2024年）以及茶叶，并可直接食用。

为了延长微绿植物的使用寿命，将其转化为粉末是一种有前景的方法（Shenoy等人，2014年；Sanyukta等人，2023年）。这一过程包括干燥和研磨，有助于保留必需的营养成分，并便于将其添加到多种食品中（Singh等人，2024年；Camacho等人，2022年）。然而，微绿植物粉末的质量受到颗粒大小的显著影响，颗粒大小是影响其物理、功能、抗氧化、热学和形态特性的关键因素（Sanyukta等人，2023年）。了解颗粒大小如何影响这些特性对于优化加工条件并确保生物活性化合物的最大保留至关重要（Ma & Mu，2015年；Gu等人，2021年）。

颗粒大小分布对粉末食品的功能性和感官特性起着决定性作用（Kaur等人，2022年）。多项针对不同食品粉末的研究（如米糠（Zhao等人，2017年）、小麦草（Kumar & Singh，2024年）、玉米须（Singh等人，2022年）和枝条（Nabil等人，2019年）表明，颗粒大小会影响堆积密度、流动性、吸水能力和抗氧化活性等关键特性。例如，小麦草粉末中的细颗粒由于酚类和黄酮类物质的更好释放而表现出更强的抗氧化性能（Kaur等人，2022年）。同样，在米糠粉末中，减小颗粒大小提高了生物活性化合物的提取率，但也增加了氧化降解的敏感性（Zhao等人，2017年）。物理特性如堆积密度、振实密度和流动性直接受颗粒大小影响（Singh等人，2022年）。这些特性对于确定粉末的储存、包装和运输适用性至关重要。此外，流动性通常通过安息角等参数来评估，随着颗粒大小的减小而提高，因为表面不规则性降低，堆积行为得到改善（Abel等人，2020年）。功能性特性（包括吸水和吸油能力）也依赖于颗粒大小。在烘焙产品和乳液等食品应用中，这些特性尤为重要，因为水合性能起着关键作用（Kaur等人，2022年；Mansouri等人，2024年；Budnimath等人，2023年）。颗粒大小还显著影响微绿植物粉末的抗氧化潜力（Sanyukta等人，2023年）。

热学特性，包括热稳定性和分解过程，是加工和储存时的关键考虑因素（Sanyukta等人，2023年）。较小的颗粒由于物理结构和化学成分的变化，可能表现出不同的热行为。差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）常揭示基于颗粒大小的热转变（如玻璃化转变和熔点）及分解模式的变化（Reddy等人，2024年）。从形态上看，细颗粒具有更光滑的表面和更均匀的颗粒形状，这有助于其在液体基质中的分散性。扫描电子显微镜（SEM）研究表明，细颗粒结构紧密，而粗颗粒则结构不规则且多孔（Kaur等人，2022年）。这些差异会显著影响微绿植物粉末在各种应用中的复水性能和整体功能表现（Sanyukta等人，2023年）。

尽管颗粒大小分布在其他食品中的重要性已被广泛认可，但其对萝卜sango微绿粉特性的影响仍研究不足。大多数现有研究仅关注个别特性，如抗氧化活性或功能性，而没有全面分析颗粒大小如何影响物理、功能、营养和形态特性之间的相互作用（Singh等人，2024年；Mlinari?等人，2023年）。本研究旨在通过系统评估颗粒大小分布对萝卜sango微绿粉物理、功能、抗氧化、热学和形态特性的影响来填补这一空白。通过将颗粒大小与关键质量参数关联起来，研究旨在为优化加工条件和提高微绿植物粉末在食品和健康应用中的效用提供实用见解。

研究片段

微绿植物的栽培和粉末制备

根据Gunjal等人（2023年）的方法，萝卜sango种子在椰壳纤维基培养基中生长。在真叶出现后的第九天收获微绿植物，然后用蒸馏水清洗，并晾干半小时以去除表面水分。

将微绿植物剪成1.5–2.0厘米的长度，均匀分布在不锈钢托盘上（0.057克/平方厘米，厚度10毫米），以制备粉末。

对物理和功能特性的影响

萝卜sango微绿植物的颗粒大小分布对其物理和功能特性有显著影响（P < 0.05），如表1a和表1b所示。

结论

本研究证明颗粒大小分布对萝卜sango微绿粉的物理、功能、抗氧化、热学和形态特性有显著影响（P < 0.05）。细颗粒中观察到的更强抗氧化活性和功能表现可归因于更大的表面积和生物活性化合物的更好提取率。此外，细颗粒还具有更高的吸水能力和膨胀指数。

伦理声明

作者声明本论文的实验过程中未涉及任何人或动物。

数据和材料的可用性

所有数据均可根据请求提供。如需数据，请发送电子邮件至通讯作者。

作者贡献声明

Mahendra Gunjal：撰写——初稿。 Jyoti Singh：撰写——审阅与编辑，监督。 Sawinder Kaur：撰写——审阅与编辑，软件操作。 Ravish Choudhary：撰写——审阅与编辑，方法学研究。 Prasad Rasane：撰写——初稿，概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢Lovely Professional大学中央仪器设施提供的所有仪器支持。

资金来源：本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。