高軍龍　趙文革　陳岳祥

[摘 要]為有效掌握新鮮山核桃堅(jiān)果原料熱風(fēng)干燥工藝，本文選取新鮮山核桃堅(jiān)果原料作為研究對(duì)象，對(duì)熱風(fēng)干燥溫度、干燥物料層數(shù)、風(fēng)速等因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以干燥后貯存期的感官評(píng)分、酸價(jià)、過(guò)氧化值變化作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)各因素及相應(yīng)水平，采用正交試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化干燥工藝參數(shù)。從試驗(yàn)結(jié)果看，山核桃堅(jiān)果熱風(fēng)干燥的最優(yōu)干燥參數(shù)為：干燥熱風(fēng)溫度40℃，干燥物料層數(shù)3層，熱風(fēng)風(fēng)速0.2m/s。此工藝條件下干燥的山核桃堅(jiān)果原料感官得分較高，酸價(jià)、過(guò)氧化值較低，可有效提高山核桃堅(jiān)果原料的干燥品質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]山核桃；熱風(fēng)干燥；工藝優(yōu)化

[中圖分類號(hào)]S664.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

山核桃是一種胡桃科山核桃屬植物的果實(shí)，其營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和脂肪，其中脂肪以對(duì)人體有利的不飽和脂肪酸為主，除此之外，還含有多種對(duì)人體有益的礦物質(zhì)和維生素，是一種高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的木本油料植物。主要分布在浙、皖兩省交界以石炭巖發(fā)育的土壤為主天目山系，總面積大約近140萬(wàn)畝，其中浙江省占105萬(wàn)畝左右、安徽寧國(guó)占35萬(wàn)畝左右，其他像湖南、貴州也種植，但目前仍處于野生狀態(tài)。當(dāng)前山核桃原料的干燥主要還是采用以自然太陽(yáng)曬干為主。如果采收期間連續(xù)陰雨，造成山核桃無(wú)法及時(shí)干燥，再加上農(nóng)戶質(zhì)量意識(shí)差，基本上曬一個(gè)半太陽(yáng)就放在家里陰干（俗稱陰干籽）。陰干原料加工的山核桃不但缺少自然香味，而且在貯存期間容造成品質(zhì)下降，使消費(fèi)者誤認(rèn)為企業(yè)在銷售陳貨。新鮮原料的脫水干燥處理是山核桃加工貯存過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，是保證山核桃原料品質(zhì)的重要過(guò)程。隨著食品加工業(yè)的發(fā)展，部分學(xué)者開(kāi)始對(duì)山核桃的干燥技術(shù)進(jìn)行了初步探究，一些企業(yè)為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，克服自然干燥帶來(lái)的干燥效率低下，產(chǎn)品易污染等問(wèn)題，也開(kāi)始探索并應(yīng)用現(xiàn)代化的人工干燥加工技術(shù)來(lái)代替自然日曬。但是目前的研究主要還是集中在核桃方面，而對(duì)于對(duì)山核桃原料干燥后在貯藏期的品質(zhì)指標(biāo)變化的影響研究較少。本文采用新鮮去蒲后的山核桃原料為研究對(duì)象，分析熱風(fēng)溫度、干燥物料層數(shù)、風(fēng)速等因素對(duì)干燥品質(zhì)的影響，為山核桃原料干燥工藝的優(yōu)化及應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料和主要試劑

臨安裕康食品廠新鮮去蒲皮后的山核桃，洗凈瀝干備用，實(shí)驗(yàn)前存放于4℃冰箱內(nèi)。石油醚（沸程：30～60℃）、乙醚、硫代硫酸鈉、異丙醇、氫氧化鉀、無(wú)水乙醇、三氯甲烷、碘化鉀、冰乙酸、酚酞指示液、堿性藍(lán)6B指示劑、淀粉指示劑（ 全為分析純，采自西隴科學(xué)股份有限公司）等。

1.2 試驗(yàn)儀器、設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋（HH-2，金壇市科興儀器廠）；超聲波清洗機(jī)（JK-50B，合肥金尼克機(jī)械制造有限公司）；精密電子分析天平（AL204-IC ，梅特勒-托利多儀器有限公司）；恒溫恒濕培養(yǎng)箱（LRHS-250B，上海博泰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（ER-52AA，上海亞榮生化儀器廠）；熱風(fēng)干燥試驗(yàn)箱（101-1，常州市昊江電熱器材制造有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 熱風(fēng)溫度對(duì)干燥后山核桃堅(jiān)果貯藏期品質(zhì)影響

分別稱取3000克左右、大小相近的新鮮山核桃均勻攤在直徑為40cm的網(wǎng)狀托盤上（孔徑0.5mm），干燥層數(shù)為3層，調(diào)整試驗(yàn)烘箱的風(fēng)速為0.25m/s，平鋪于25℃、35℃、45℃、55℃的熱風(fēng)干燥箱中干燥到安全水分值8g/100g，烘干后存放在溫度為20℃，濕度為50%RH的恒溫培養(yǎng)箱，每月取樣進(jìn)行感官指標(biāo)、酸價(jià)、過(guò)氧化值的測(cè)定。

1.3.2 干燥物料層數(shù)對(duì)干燥后山核桃堅(jiān)果貯藏期品質(zhì)影響

分別稱取2000克、3000克、4000克、5000克新鮮山核桃堅(jiān)果均勻攤在直徑為40cm的網(wǎng)狀托盤上（孔徑0.5mm），厚度分別為2層、3層、4層、5層，調(diào)整試驗(yàn)烘箱的風(fēng)速為0.35m/s，風(fēng)溫為45℃的熱風(fēng)干燥箱中干燥到安全水分值8g/100g，此后程序參照1.3.2。

1.3.3 熱風(fēng)風(fēng)速對(duì)干燥后山核桃堅(jiān)果貯藏期品質(zhì)影響

稱取1000克新鮮核桃均勻攤在直徑為40cm 的網(wǎng)狀托盤上（孔徑0.5mm），調(diào)整試驗(yàn)烘箱的風(fēng)溫為45℃，風(fēng)速分別為0.15m/s、0.25m/s、0.35m/s條件下干燥到安全水分值8g/100g，此后程序參照1.3.2。

1.3.4 干燥工藝優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以貯藏180d后的感官評(píng)分和酸價(jià)、過(guò)氧化值為指標(biāo)。取熱風(fēng)溫度、干燥物料層數(shù)和熱風(fēng)風(fēng)速作為研究因素，設(shè)計(jì)3因素3水平的L934 正交試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化熱風(fēng)干燥工藝，見(jiàn)表1。

1.3.5 感官評(píng)定

由10人組成品評(píng)小組，從貯藏期山核桃外殼、種皮、種仁的顏色以及去澀處理后的產(chǎn)品口感香氣按照總分10分進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后取10人的平均值作為評(píng)價(jià)得分。

1.3.6 過(guò)氧化值、酸價(jià)的測(cè)定

分別按照GB 5009.227標(biāo)準(zhǔn)中第一法和GB5009.229 標(biāo)準(zhǔn)中第二法測(cè)定 。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥條件對(duì)干燥后山核桃貯藏期的影響

2.1.1 不同熱風(fēng)干燥溫度對(duì)山核桃貯藏期品質(zhì)影響

由圖1可知，熱風(fēng)干燥溫度對(duì)山核桃原料干燥后和貯藏過(guò)程中的品質(zhì)有著極其重要的影響，不同熱風(fēng)干燥溫度下處理的山核桃在貯藏期感官指標(biāo)評(píng)分均下降，其中55℃條件下干燥的山核桃感官指標(biāo)得分最低，而且在貯藏過(guò)程中下降速度也越來(lái)越快，主要表現(xiàn)為山核桃內(nèi)種皮和肉仁顏色加深，與此對(duì)應(yīng)的是該條件下干燥的山核桃過(guò)氧化值、酸價(jià)也最高，在貯藏期間與其他三組條件下干燥的原料差距也越來(lái)越大。分析原因，主要是干燥溫度和干燥初始階段水分含量高，山核桃仁自身氧化程度加劇，干燥后自身的抗氧化能力也有所下降。25℃和35℃條件下干燥的山核桃由于熱風(fēng)溫度相對(duì)較低，水分不能及時(shí)蒸發(fā)，且干燥時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致干燥后和貯藏過(guò)程中過(guò)氧化值和酸價(jià)也升高較快，感官評(píng)分也低于45℃條件下干燥的山核桃原料。因此可選用45℃的熱風(fēng)干燥溫度進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。

2.1.2 不同干燥物料層數(shù)對(duì)山核桃貯藏期品質(zhì)影響

山核桃原料在干燥過(guò)程中干燥物料層數(shù)對(duì)山核桃干燥后和貯藏過(guò)程中也有一定的影響，主要表現(xiàn)為當(dāng)物料層數(shù)過(guò)多時(shí)，由于干燥物料總體水分含量較高，在一定的干燥溫度和風(fēng)速條件下水分不能及時(shí)有效地散失，長(zhǎng)時(shí)間的溫濕環(huán)境對(duì)山核桃的干燥品質(zhì)不利。圖2中在山核桃物料層數(shù)為5層的條件下干燥的山核桃不管是感官評(píng)分還是過(guò)氧化值、酸價(jià)都明顯差與其他干燥物料層數(shù)下物料的品質(zhì)。而當(dāng)物料層數(shù)為2層、3層、4層時(shí)，干燥后和貯藏過(guò)程中山核桃在感官、過(guò)氧化值及酸價(jià)等指標(biāo)上差別不是很大。但是考慮到干燥效率、產(chǎn)量以及干燥過(guò)程中的能耗，2層的話不利用能源的節(jié)約利用，至于最合理的干燥物料層數(shù)還有待于正交試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1.3 不同熱風(fēng)風(fēng)速對(duì)山核桃貯藏期品質(zhì)影響

由圖3可以看出，干燥風(fēng)速對(duì)山核桃原料干燥后及貯藏過(guò)程中的主要影響表現(xiàn)在感官指標(biāo)方面，對(duì)酸價(jià)和過(guò)氧化值等理化指標(biāo)的影響相對(duì)較小。風(fēng)速過(guò)大，熱空氣流速增大，干燥面積擴(kuò)大，溫度梯度效應(yīng)大于水分梯度，干燥時(shí)山核桃表面脫水速度過(guò)快，導(dǎo)致山核桃肉仁表皮發(fā)皺變硬，同時(shí)過(guò)大的風(fēng)速也加快了空氣的流通，使山核桃在干燥過(guò)程中形成的香味物質(zhì)散失。而風(fēng)速過(guò)小時(shí)，空氣流動(dòng)相對(duì)較慢，不能及時(shí)有效地將干燥環(huán)境中的水蒸氣帶走，導(dǎo)致干燥時(shí)間加長(zhǎng)，山核桃品質(zhì)下降。因此，可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)母稍镂锪蠈訑?shù)來(lái)降低山核桃原料在干燥過(guò)程中外觀變化及香氣的損失，在該實(shí)驗(yàn)中我們選擇的是2.5m/s的風(fēng)速條件進(jìn)行優(yōu)化處理。

2.2 干燥工藝正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果

在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)L934 正交試驗(yàn)，對(duì)各因素對(duì)山核桃原料品質(zhì)的影響程度進(jìn)行探究，正交試驗(yàn)結(jié)果如表2。在感官評(píng)分方面，5號(hào)實(shí)驗(yàn)組所得的分?jǐn)?shù)最高，為9.3分；3號(hào)試驗(yàn)組所得的分?jǐn)?shù)最低，為7.6分；由極差分析結(jié)果可知，熱風(fēng)溫度、物料干燥層數(shù)、熱風(fēng)風(fēng)速對(duì)貯藏期的山核桃感官評(píng)分有著不同重要的影響，其中干燥熱風(fēng)溫度影響最大，干燥物料層數(shù)次之，風(fēng)速影響最??；同時(shí)試驗(yàn)所獲得的感官評(píng)分最佳工藝組合為A2B2C1。在過(guò)氧化值方面，5號(hào)實(shí)驗(yàn)組的測(cè)定結(jié)果最低為0.038g/100g，同樣3號(hào)組的結(jié)果最高達(dá)到0.048g/100g，從影響重要程度上來(lái)看，依次是干燥熱風(fēng)溫度、風(fēng)速、干燥物料層數(shù)，最佳的工藝組合則為A2B1C1。在酸價(jià)方面，也是5號(hào)實(shí)驗(yàn)組酸價(jià)最低為0.51mg/g，而酸價(jià)最高的則是7組，在重要性方面，依然是熱風(fēng)干燥溫度最重要，其次是干燥物料層數(shù)和風(fēng)速的重要性一樣，酸價(jià)指標(biāo)所指示的最佳工藝組合也是A2B2C1。因此結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)考慮到干燥效率以及實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)能問(wèn)題，可確定山核桃原料的最佳干燥工藝為A2B2C1，即干燥熱風(fēng)溫度40℃，干燥物料層數(shù)3層，熱風(fēng)風(fēng)速0.2m/s。

2.3 干燥工藝驗(yàn)證結(jié)果

以傳統(tǒng)日曬干燥方法干燥的山核桃原料與本文所確定的最佳干燥工藝條件下干燥的山核桃原料在貯藏過(guò)程中感官評(píng)分、酸價(jià)、過(guò)氧化值的變化進(jìn)行對(duì)照分析來(lái)驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)所確定的工藝效果，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 傳統(tǒng)日曬與即時(shí)熱風(fēng)干燥工藝對(duì)品質(zhì)的影響

從圖4可知，本實(shí)驗(yàn)所確定的山核桃原料即時(shí)熱風(fēng)干燥工藝在干燥后及貯藏過(guò)程中感官評(píng)分、過(guò)氧化值、酸價(jià)均略優(yōu)于傳統(tǒng)日曬干燥條件下的山核桃原料，尤其是感官指標(biāo)和過(guò)氧化值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，品質(zhì)差距不斷拉大。分析原因，主要是傳統(tǒng)日曬干燥方式主要依靠的是太陽(yáng)能的熱輻射，干燥方式粗略，干燥時(shí)間長(zhǎng)且干燥過(guò)程中受紫外線、活禽糞便、灰塵、環(huán)境濕度等因素的影響，造成原料在品質(zhì)方面質(zhì)量有所下降。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)合L934 正交試驗(yàn)，研究了熱風(fēng)干燥溫度、干燥物料層數(shù)和干燥風(fēng)速對(duì)山核桃原料干燥后與貯藏過(guò)程中干燥品質(zhì)的影響程度，最終得出了山核桃原料的最佳干燥工藝為：A2B2C1，即干燥熱風(fēng)溫度40℃，干燥物料層數(shù)3層，熱風(fēng)風(fēng)速0.2m/s，此工藝條件下干燥的山核桃原料感官得分較高、酸價(jià)、過(guò)氧化值指標(biāo)變化較小，有利于山核桃原料的品質(zhì)保持。同時(shí)通過(guò)與傳統(tǒng)日曬工藝條件下干燥的山核桃原料進(jìn)行品質(zhì)對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證了此工藝的有效性及實(shí)用性。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 章亭洲.山核桃的營(yíng)養(yǎng)、生物學(xué)特性及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2006（04）.

[2] 王冀平，李亞南，馬建偉.山核桃仁中主要營(yíng)養(yǎng)成分的研究[J].食品科學(xué)，1998（04）.

[3] 朱德泉，曹成茂，丁正耀，等.山核桃堅(jiān)果熱風(fēng)干燥特性及其工藝參數(shù)優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011（07）.

[4] 馬錦，羋韶雷，朱德泉，等.山核桃微波干燥動(dòng)力學(xué)模型研究[J].食品工業(yè)科技，2015（14）.

[5] 朱德泉，馬錦，蔣銳，等.山核桃堅(jiān)果分段變功率微波干燥工藝參數(shù)優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（15）.

[6] 許珊，張海生，趙煥霞，等.核桃干制技術(shù)的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013（08）.

[7] 王冰，田翔，李忠新，等.核桃干燥技術(shù)現(xiàn)狀與分析[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2017（05）.

[8] 楊建華，趙文革，洪松虎，等.山核桃貯藏工藝的研究[J].食品安全導(dǎo)刊，2016（66）.

[9] 中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).GB5009.229-2016.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[10] 中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).GB5009.227-2016.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.