激光粒度仪|舌尖上的科学

中国人向来“民以食为天”，

这场疫情，

更是把这句话发挥的*！

朋友圈成了大展厨艺之地,

网红蛋糕、现炸小油条、包子、馒头、饼......

大长假期间是否也展示了下厨艺？

这些食物都离不开其中的主要成分，

面粉，

也瞬间成为这个春节的网红之物！

说到面粉,

没多少人会认为它和科学仪器也会发生交集吧！

在面粉的生产、包装，储存的过程中，

粒度测量也是也是非常重要的一环。

影响面粉等干燥食品的性质和加工方式的一个重要方面就是其颗粒大小。事实上，水分会诱发淀粉团聚，导致粗相形成，同时会引起细相中淀粉颗粒的膨胀。较大淀粉团聚体的存在会改变淀粉的流动情况，而细相中淀粉颗粒的膨胀将增加淀粉的“粘性”。这可能会严重阻碍面粉通过筒仓和进料器并造成严重问题。为此，我们研究了水分对面粉粒径的影响，用以指导面粉的生产，包装和储存条件。

就面粉样品而言，颗粒度的测量目的在于研究其团聚的过程和对面粉流动性的影响。

图1显示了随着团聚的发生，面粉粒径分布情况的变化。由于团聚现象增加，峰整体向粒径更大的方向移动，峰位置发生了重新排列。

图1： 35℃，相对湿度95%，未处理，处理1h，2h，24h后自由落体模式下粒径分布

原始颗粒中300um左右的峰来源于样品中的蛋白质团聚，经过一段时间后，淀粉开始与蛋白质分离，膨胀，并与其他淀粉形成团聚体，这种现象导致了大于300um的颗粒的形成。

表1： D值随时间变化情况，自由落体模式

表1中列出了D10，D50，D90，的值，正如预期，随着实验条件的延长，这些数值逐渐增大，经过1-2h处理后，样品D值和粒径分布曲线没有明显变化，然而经过24小时后，颗粒尺寸急剧增大表明有更大的团聚体生成。

图2： 35℃，相对湿度95%，未处理和24h处理后的粒径分布和累积分布曲线

文丘里模式下的测量结果（图2）与自由落体模式下的测量结果差异很大，这种大颗粒（＞600um）缺失的现象的本质是单峰分散，表明文丘里分散模式有助于打碎团聚体。

未经过处理的淀粉颗粒和处理24h后的淀粉颗粒分布非常相似，但是观察不同处理条件下颗粒的累积分布曲线能够看出，有细微的向着较大颗粒方向移动的趋势。

表2： 文丘里分散模式下D值列表

如表2所示，能够明显看出D10，D50，D90的变化，但是差值有限，空气压力通过文丘里管能够打碎团聚颗粒，因此，温度，湿度对原始颗粒的影响可以被观察到。轻微的右移的趋势可以理解为淀粉在吸水过程中膨胀的结果。