| 标题 | 新鲜山核桃坚果原料产地即时热风干燥工艺及优化 |
| 范文 | 高军龙 赵文革 陈岳祥 [摘 要]为有效掌握新鲜山核桃坚果原料热风干燥工艺，本文选取新鲜山核桃坚果原料作为研究对象，对热风干燥温度、干燥物料层数、风速等因素进行单因素试验，以干燥后贮存期的感官评分、酸价、过氧化值变化作为评价指标。同时根据单因素试验结果设计各因素及相应水平，采用正交试验来优化干燥工艺参数。从试验结果看，山核桃坚果热风干燥的最优干燥参数为：干燥热风温度40℃，干燥物料层数3层，热风风速0.2m/s。此工艺条件下干燥的山核桃坚果原料感官得分较高，酸价、过氧化值较低，可有效提高山核桃坚果原料的干燥品质。 [关键词]山核桃；热风干燥；工艺优化 [中图分类号]S664.1 [文献标识码]A 山核桃是一种胡桃科山核桃属植物的果实，其营养丰富，含有大量的优质蛋白质和脂肪，其中脂肪以对人体有利的不饱和脂肪酸为主，除此之外，还含有多种对人体有益的矿物质和维生素，是一种高营养价值的木本油料植物。主要分布在浙、皖两省交界以石炭岩发育的土壤为主天目山系，总面积大约近140万亩，其中浙江省占105万亩左右、安徽宁国占35万亩左右，其他像湖南、贵州也种植，但目前仍处于野生状态。当前山核桃原料的干燥主要还是采用以自然太阳晒干为主。如果采收期间连续阴雨，造成山核桃无法及時干燥，再加上农户质量意识差，基本上晒一个半太阳就放在家里阴干（俗称阴干籽）。阴干原料加工的山核桃不但缺少自然香味，而且在贮存期间容造成品质下降，使消费者误认为企业在销售陈货。新鲜原料的脱水干燥处理是山核桃加工贮存过程中最重要的环节之一，是保证山核桃原料品质的重要过程。随着食品加工业的发展，部分学者开始对山核桃的干燥技术进行了初步探究，一些企业为了保证产品质量，克服自然干燥带来的干燥效率低下，产品易污染等问题，也开始探索并应用现代化的人工干燥加工技术来代替自然日晒。但是目前的研究主要还是集中在核桃方面，而对于对山核桃原料干燥后在贮藏期的品质指标变化的影响研究较少。本文采用新鲜去蒲后的山核桃原料为研究对象，分析热风温度、干燥物料层数、风速等因素对干燥品质的影响，为山核桃原料干燥工艺的优化及应用提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 原料和主要试剂 临安裕康食品厂新鲜去蒲皮后的山核桃，洗净沥干备用，实验前存放于4℃冰箱内。石油醚（沸程：30～60℃）、乙醚、硫代硫酸钠、异丙醇、氢氧化钾、无水乙醇、三氯甲烷、碘化钾、冰乙酸、酚酞指示液、碱性蓝6B指示剂、淀粉指示剂（ 全为分析纯，采自西陇科学股份有限公司）等。 1.2 试验仪器、设备 数显恒温水浴锅（HH-2，金坛市科兴仪器厂）；超声波清洗机（JK-50B，合肥金尼克机械制造有限公司）；精密电子分析天平（AL204-IC ，梅特勒-托利多仪器有限公司）；恒温恒湿培养箱（LRHS-250B，上海博泰实验设备有限公司）；旋转蒸发器（ER-52AA，上海亚荣生化仪器厂）；热风干燥试验箱（101-1，常州市昊江电热器材制造有限公司）。 1.3 试验方法 1.3.1 热风温度对干燥后山核桃坚果贮藏期品质影响 分别称取3000克左右、大小相近的新鲜山核桃均匀摊在直径为40cm的网状托盘上（孔径0.5mm），干燥层数为3层，调整试验烘箱的风速为0.25m/s，平铺于25℃、35℃、45℃、55℃的热风干燥箱中干燥到安全水分值8g/100g，烘干后存放在温度为20℃，湿度为50%RH的恒温培养箱，每月取样进行感官指标、酸价、过氧化值的测定。 1.3.2 干燥物料层数对干燥后山核桃坚果贮藏期品质影响 分别称取2000克、3000克、4000克、5000克新鲜山核桃坚果均匀摊在直径为40cm的网状托盘上（孔径0.5mm），厚度分别为2层、3层、4层、5层，调整试验烘箱的风速为0.35m/s，风温为45℃的热风干燥箱中干燥到安全水分值8g/100g，此后程序参照1.3.2。 1.3.3 热风风速对干燥后山核桃坚果贮藏期品质影响 称取1000克新鲜核桃均匀摊在直径为40cm 的网状托盘上（孔径0.5mm），调整试验烘箱的风温为45℃，风速分别为0.15m/s、0.25m/s、0.35m/s条件下干燥到安全水分值8g/100g，此后程序参照1.3.2。 1.3.4 干燥工艺优化 根据单因素试验结果，以贮藏180d后的感官评分和酸价、过氧化值为指标。取热风温度、干燥物料层数和热风风速作为研究因素，设计3因素3水平的L934 正交试验来优化热风干燥工艺，见表1。 1.3.5 感官评定 由10人组成品评小组，从贮藏期山核桃外壳、种皮、种仁的颜色以及去涩处理后的产品口感香气按照总分10分进行评价，然后取10人的平均值作为评价得分。 1.3.6 过氧化值、酸价的测定 分别按照GB 5009.227标准中第一法和GB5009.229 标准中第二法测定 。 2 结果与分析 2.1 干燥条件对干燥后山核桃贮藏期的影响 2.1.1 不同热风干燥温度对山核桃贮藏期品质影响 由图1可知，热风干燥温度对山核桃原料干燥后和贮藏过程中的品质有着极其重要的影响，不同热风干燥温度下处理的山核桃在贮藏期感官指标评分均下降，其中55℃条件下干燥的山核桃感官指标得分最低，而且在贮藏过程中下降速度也越来越快，主要表现为山核桃内种皮和肉仁颜色加深，与此对应的是该条件下干燥的山核桃过氧化值、酸价也最高，在贮藏期间与其他三组条件下干燥的原料差距也越来越大。分析原因，主要是干燥温度和干燥初始阶段水分含量高，山核桃仁自身氧化程度加剧，干燥后自身的抗氧化能力也有所下降。25℃和35℃条件下干燥的山核桃由于热风温度相对较低，水分不能及时蒸发，且干燥时间长，导致干燥后和贮藏过程中过氧化值和酸价也升高较快，感官评分也低于45℃条件下干燥的山核桃原料。因此可选用45℃的热风干燥温度进一步进行优化。 2.1.2 不同干燥物料层数对山核桃贮藏期品质影响 山核桃原料在干燥过程中干燥物料层数对山核桃干燥后和贮藏过程中也有一定的影响，主要表现为当物料层数过多时，由于干燥物料总体水分含量较高，在一定的干燥温度和风速条件下水分不能及时有效地散失，长时间的温湿环境对山核桃的干燥品质不利。图2中在山核桃物料层数为5层的条件下干燥的山核桃不管是感官评分还是过氧化值、酸价都明显差与其他干燥物料层数下物料的品质。而当物料层数为2层、3层、4层时，干燥后和贮藏过程中山核桃在感官、过氧化值及酸价等指标上差别不是很大。但是考虑到干燥效率、产量以及干燥过程中的能耗，2层的话不利用能源的节约利用，至于最合理的干燥物料层数还有待于正交试验进行验证。 2.1.3 不同热风风速对山核桃贮藏期品质影响 由图3可以看出，干燥风速对山核桃原料干燥后及贮藏过程中的主要影响表现在感官指标方面，对酸价和过氧化值等理化指标的影响相对较小。风速过大，热空气流速增大，干燥面积扩大，温度梯度效应大于水分梯度，干燥时山核桃表面脱水速度过快，导致山核桃肉仁表皮发皱变硬，同时过大的风速也加快了空气的流通，使山核桃在干燥过程中形成的香味物質散失。而风速过小时，空气流动相对较慢，不能及时有效地将干燥环境中的水蒸气带走，导致干燥时间加长，山核桃品质下降。因此，可以通过选择适当的干燥物料层数来降低山核桃原料在干燥过程中外观变化及香气的损失，在该实验中我们选择的是2.5m/s的风速条件进行优化处理。 2.2 干燥工艺正交试验优化结果 在上述单因素试验的基础上进一步设计L934 正交试验，对各因素对山核桃原料品质的影响程度进行探究，正交试验结果如表2。在感官评分方面，5号实验组所得的分数最高，为9.3分；3号试验组所得的分数最低，为7.6分；由极差分析结果可知，热风温度、物料干燥层数、热风风速对贮藏期的山核桃感官评分有着不同重要的影响，其中干燥热风温度影响最大，干燥物料层数次之，风速影响最小；同时试验所获得的感官评分最佳工艺组合为A2B2C1。在过氧化值方面，5号实验组的测定结果最低为0.038g/100g，同样3号组的结果最高达到0.048g/100g，从影响重要程度上来看，依次是干燥热风温度、风速、干燥物料层数，最佳的工艺组合则为A2B1C1。在酸价方面，也是5号实验组酸价最低为0.51mg/g，而酸价最高的则是7组，在重要性方面，依然是热风干燥温度最重要，其次是干燥物料层数和风速的重要性一样，酸价指标所指示的最佳工艺组合也是A2B2C1。因此结合单因素试验结果，同时考虑到干燥效率以及实际生产中产能问题，可确定山核桃原料的最佳干燥工艺为A2B2C1，即干燥热风温度40℃，干燥物料层数3层，热风风速0.2m/s。 2.3 干燥工艺验证结果 以传统日晒干燥方法干燥的山核桃原料与本文所确定的最佳干燥工艺条件下干燥的山核桃原料在贮藏过程中感官评分、酸价、过氧化值的变化进行对照分析来验证本实验所确定的工艺效果，试验结果见图4。 图4 传统日晒与即时热风干燥工艺对品质的影响 从图4可知，本实验所确定的山核桃原料即时热风干燥工艺在干燥后及贮藏过程中感官评分、过氧化值、酸价均略优于传统日晒干燥条件下的山核桃原料，尤其是感官指标和过氧化值随着时间的延长，品质差距不断拉大。分析原因，主要是传统日晒干燥方式主要依靠的是太阳能的热辐射，干燥方式粗略，干燥时间长且干燥过程中受紫外线、活禽粪便、灰尘、环境湿度等因素的影响，造成原料在品质方面质量有所下降。 3 结论 本实验通过单因素试验结合L934 正交试验，研究了热风干燥温度、干燥物料层数和干燥风速对山核桃原料干燥后与贮藏过程中干燥品质的影响程度，最终得出了山核桃原料的最佳干燥工艺为：A2B2C1，即干燥热风温度40℃，干燥物料层数3层，热风风速0.2m/s，此工艺条件下干燥的山核桃原料感官得分较高、酸价、过氧化值指标变化较小，有利于山核桃原料的品质保持。同时通过与传统日晒工艺条件下干燥的山核桃原料进行品质对比，进一步验证了此工艺的有效性及实用性。 [参考文献] [1] 章亭洲.山核桃的营养、生物学特性及开发利用现状[J].食品与发酵工业，2006（04）. [2] 王冀平，李亚南，马建伟.山核桃仁中主要营养成分的研究[J].食品科学，1998（04）. [3] 朱德泉，曹成茂，丁正耀，等.山核桃坚果热风干燥特性及其工艺参数优化[J].农业工程学报，2011（07）. [4] 马锦，芈韶雷，朱德泉，等.山核桃微波干燥动力学模型研究[J].食品工业科技，2015（14）. [5] 朱德泉，马锦，蒋锐，等.山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺参数优化[J].农业工程学报，2015（15）. [6] 许珊，张海生，赵焕霞，等.核桃干制技术的研究进展[J].农业工程学报，2013（08）. [7] 王冰，田翔，李忠新，等.核桃干燥技术现状与分析[J].中国农机化学报，2017（05）. [8] 杨建华，赵文革，洪松虎，等.山核桃贮藏工艺的研究[J].食品安全导刊，2016（66）. [9] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB5009.229-2016.食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定[S].北京：中国标准出版社，2017. [10] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB5009.227-2016.食品安全国家标准 食品中酸价的测定[S].北京：中国标准出版社，2017. |
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