高軍龍　李童　田瑋

[摘要]堅(jiān)果類產(chǎn)品采后干燥處理技術(shù)是保證堅(jiān)果品質(zhì)的重要因素，隨著我國(guó)堅(jiān)果市場(chǎng)的興起，傳統(tǒng)的堅(jiān)果采后干燥處理技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足該產(chǎn)業(yè)的需求。文章對(duì)堅(jiān)果產(chǎn)業(yè)常用的幾種傳統(tǒng)和新型干燥技術(shù)進(jìn)行了綜述，并分析了影響其干燥效果的主要因素。同時(shí)對(duì)我國(guó)堅(jiān)果干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行思考與展望，旨在為堅(jiān)果干燥技術(shù)的研究和應(yīng)用提供參考。

[關(guān)鍵詞]堅(jiān)果;干燥技術(shù);進(jìn)展

中圖分類號(hào)：S664.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

堅(jiān)果屬于干果類果實(shí)中閉果的一個(gè)分類，具有堅(jiān)硬果皮，內(nèi)含一?；蚨嗔７N子。常見(jiàn)種類包括核桃、山核桃、板栗、香榧、杏核、開(kāi)心果、夏威夷果和腰果等。堅(jiān)果是植物的精華部分，一般含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，堅(jiān)果脂肪含量可達(dá)40%以上，其中多為不飽和脂肪酸，如亞油酸、亞麻酸，蛋白質(zhì)含量多在12%～36%，同時(shí)堅(jiān)果還富含礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維，此外還含有磷脂、多酚和黃酮等功能性成分，對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育、益智健腦、預(yù)防疾病有極好的功效[1]。

采摘后的新鮮堅(jiān)果若不進(jìn)行及時(shí)處理就會(huì)發(fā)生褐變、腐爛、霉變等現(xiàn)象，不僅會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然而受成本及生產(chǎn)效率等因素的影響，目前大部分堅(jiān)果生產(chǎn)企業(yè)所采用的仍然是較為傳統(tǒng)的自然晾曬干燥方式[2]。為此，探尋一個(gè)合適的干燥方式是目前堅(jiān)果行業(yè)的重點(diǎn)研究課題之一。

1 堅(jiān)果類產(chǎn)品采后干燥技術(shù)研究

文章將堅(jiān)果類食品干燥方法以技術(shù)的新穎性和出現(xiàn)時(shí)間為分類依據(jù)，分為傳統(tǒng)干燥方法和新型干燥方法兩種。傳統(tǒng)干燥方法主要有自然干燥方法、熱風(fēng)干燥方法、火爐烘干法;新型干燥方法主要有遠(yuǎn)紅外干燥方法、射頻干燥方法、真空冷凍干燥方法、氣體射流沖擊干燥方法和微波干燥方法。

1.1 傳統(tǒng)干燥方法

1.1.1 自然干燥法

自然干燥即在自然條件下對(duì)堅(jiān)果進(jìn)行干燥的方法，通常表現(xiàn)為借助太陽(yáng)的熱能或自然界的風(fēng)力，使堅(jiān)果中的水分氣化而達(dá)到去除水分的效果。由于自然干燥操作簡(jiǎn)單，因此無(wú)需設(shè)備投入，不受場(chǎng)地限制，成本低廉，很多地區(qū)仍采用這一方法進(jìn)行干燥。然而，自然干燥的缺點(diǎn)也十分明顯，受天氣影響大，自然干燥的堅(jiān)果品質(zhì)不均，產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量較差，故不適用于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)[3]。例如王冰等[4]認(rèn)為采摘后的經(jīng)過(guò)漂洗的鮮核桃含水率高，如果直接在陽(yáng)光下曝曬，會(huì)使核桃出現(xiàn)大量裂縫，對(duì)核桃后續(xù)加工產(chǎn)生影響。國(guó)外有研究認(rèn)為，核桃干燥時(shí)的氣溫不宜超過(guò)43.3℃，溫度過(guò)高會(huì)使核仁內(nèi)含的脂肪腐敗，并破壞核仁種皮的天然化合物。高溫導(dǎo)致的核桃仁脂肪酸變質(zhì)，有時(shí)不會(huì)立即顯示，而是在貯藏后幾周，甚至數(shù)月后才發(fā)生[5]。

1.1.2 熱風(fēng)干燥法

熱風(fēng)干燥法是通過(guò)干熱氣流與物料混合，逐漸帶走物料內(nèi)水分，最終使物料內(nèi)水分含量降低到一定含量[6]。栗文等[7]研究認(rèn)為熱風(fēng)干燥為熱氣流與堅(jiān)果進(jìn)行濕熱交換，而濕熱交換分為兩個(gè)部分進(jìn)行。當(dāng)物料表面水分向熱氣流散去，物料內(nèi)部水分不斷向表面擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)干燥目的。朱德泉[8]等針對(duì)山核桃堅(jiān)果熱風(fēng)干燥質(zhì)量難以控制、干后品質(zhì)差等問(wèn)題，利用單因素和正交試驗(yàn)，分析了熱風(fēng)溫度、裝載量及風(fēng)速與干燥速率、干燥能耗、干后物料蛋白質(zhì)保存率、不飽和脂肪酸保存率、感官品質(zhì)指標(biāo)綜合分值的關(guān)系，確定了山核桃堅(jiān)果熱風(fēng)干燥的最佳工藝參數(shù)組合，即熱風(fēng)溫度為72℃，裝載量為0.08kg，風(fēng)速為65m/min。王慶惠等[9]為解決核桃采后加工中的熱風(fēng)干燥問(wèn)題，設(shè)計(jì)專用于核桃深層干燥的熱風(fēng)干燥設(shè)備，通過(guò)探究在不同溫度、風(fēng)速和裝料深度條件下核桃的干燥特性得出核桃干燥過(guò)程中溫度、風(fēng)速和裝料深度對(duì)核桃的干燥特性均有影響，得到最優(yōu)干燥工藝為溫度45℃，風(fēng)速1.5m/s，裝料深度1.5m。該研究利用相鄰核桃間形成的縫隙，實(shí)現(xiàn)了核桃深層干燥的目的。熱風(fēng)干燥法因其過(guò)程可控，易操作，已被企業(yè)廣泛應(yīng)用。然而，熱風(fēng)干燥法干燥時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致干燥效率低。

1.1.3 火爐烘干法

火爐烘干法是指將漂洗的堅(jiān)果瀝水后攤放在室內(nèi)烘烤架上，然后用火爐烘干的方法。而此法對(duì)溫度要求較高，需要先將溫度升至30℃左右，開(kāi)窗除水汽，然后再升溫至40℃左右，關(guān)閉天窗，烘烤約10h，定時(shí)翻動(dòng)。支虎明等[10]為有效提高核桃堅(jiān)果烘烤的質(zhì)量等級(jí)，采用烘烤與自然晾曬對(duì)比的方法，開(kāi)展了核桃堅(jiān)果仿自然溫度烘烤技術(shù)研究。其探究出初始階段溫度≤25℃時(shí)，黃褐色水痕斑嚴(yán)重度輕于自然晾曬;烘烤過(guò)程中，溫度≤30℃，核桃仁顏色與自然晾曬的仁色無(wú)明顯區(qū)別。胡伯凱等[11]探究了不同干燥溫度對(duì)核桃品質(zhì)的影響，綜合考慮干燥核桃的品質(zhì)、貯藏期及生產(chǎn)成本，確定最佳條件為60℃處理核桃15h。雖然火爐烘干法簡(jiǎn)單易操作，但是對(duì)操作員的工作經(jīng)驗(yàn)有一定的考驗(yàn)。操作員必須對(duì)人工烘烤法工藝相當(dāng)熟悉才能控制好時(shí)間和溫度，否則將會(huì)導(dǎo)致堅(jiān)果烘烤不均勻（黃褐色水痕斑多少、果仁顏色深淺）等問(wèn)題。

1.2 新型干燥技術(shù)

1.2.1 遠(yuǎn)紅外干燥法

紅外線是一種介于可見(jiàn)光和微波之間的電磁波，其波長(zhǎng)在0.76～1000μm。遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)在 5.6～1000μm。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)，所以遠(yuǎn)紅外線容易被加熱物體所吸收。被加熱物體吸收遠(yuǎn)紅外線后可產(chǎn)生共振現(xiàn)象，引起水分和原子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使被加熱物體的溫度迅速升高[12]。遠(yuǎn)紅外加熱是物料內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行的加熱過(guò)程，傳熱傳質(zhì)方向一致[13]。狄建兵等[14]通過(guò)比較微波干燥、遠(yuǎn)紅外微波聯(lián)合干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥條件下的紅棗水分、總糖、維生素C的變化，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)紅外微波聯(lián)合干燥對(duì)總糖含量影響較小。榮瑞芬等[15]采用遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)干燥核桃，干燥過(guò)程中先升溫再降溫，全程共干燥24h，較傳統(tǒng)干燥的核桃干燥時(shí)間短、脂肪氧化慢、含水量低。邱麗[16]采用變溫?zé)犸L(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥方法來(lái)干燥鮮核桃，通過(guò)探究?jī)煞N干燥方法對(duì)核桃的感官品質(zhì)和不飽和脂肪酸的影響發(fā)現(xiàn)，與恒溫式熱風(fēng)干燥相比，兩者均能保持核桃品質(zhì)以及維持貨架期核桃不飽和脂肪酸穩(wěn)定性。遠(yuǎn)紅外干燥法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，干燥時(shí)間短，有利于連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)。其缺點(diǎn)是干燥具有方向性，紅外線與物料之間不能有遮蔽物。

1.2.2 射頻干燥法

射頻穿透物體內(nèi)部時(shí)，通過(guò)激發(fā)物體內(nèi)部電離子遷移完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，最終產(chǎn)生加熱物體的效果[14]。射頻技術(shù)在干燥過(guò)程中，水分由內(nèi)向外散發(fā)，表面溫度低于中心溫度，有利于提高干燥速率。將射頻技術(shù)這一特性應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品和食品的干燥中，可提高干燥后物料含水率均勻性，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量[17]。射頻干燥法與傳統(tǒng)的干燥方法相比能夠直接穿透物體內(nèi)部，因而帶來(lái)的加熱效果整體性強(qiáng)且均勻。另外，射頻干燥技術(shù)能夠使受熱物體含水率具備均勻性，射頻技術(shù)在干燥過(guò)程中也附帶殺菌效果。但是，射頻技術(shù)加熱物體時(shí)容易出現(xiàn)熱偏移現(xiàn)象。若物體自身磁場(chǎng)分布或初始溫度不均勻，則會(huì)影響加熱的均勻性，這種熱偏移現(xiàn)象可以通過(guò)計(jì)算機(jī)操作避免[18]。為縮短澳洲堅(jiān)果的干燥時(shí)間，提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)保存率，王云陽(yáng)[19]通過(guò)研究熱風(fēng)干燥和熱風(fēng)輔助射頻干燥對(duì)澳洲堅(jiān)果水分?jǐn)U散系數(shù)、干燥過(guò)程中品質(zhì)變化的影響發(fā)現(xiàn)，與熱風(fēng)干燥相比，熱風(fēng)輔助射頻干燥速度高、干燥時(shí)間短。

1.2.3 氣體射流沖擊干燥方法

氣體射流沖擊技術(shù)是一種新型干燥技術(shù)，是將具有一定壓力的加熱氣體，經(jīng)一定形狀的噴嘴噴出，并直接沖擊到待干燥物料表面的一種加熱新方法。氣體射流沖擊技術(shù)由于氣流速度高、流程短、噴嘴距物料的距離較近，氣體在沖擊待干燥物料時(shí)在物料表面產(chǎn)生非常薄的氣體邊界層，因此具有較高的傳熱系數(shù)[20]。氣體射流沖擊干燥方法具有干燥時(shí)間短，干燥能耗較低，干燥后產(chǎn)品品質(zhì)完整性較好等特點(diǎn)。趙珂等[21]通過(guò)研究不同條件對(duì)核桃氣體射流沖擊干燥的影響，發(fā)現(xiàn)風(fēng)溫和風(fēng)速對(duì)核桃氣體射流沖擊干燥均有影響。其中，風(fēng)溫的影響較大，風(fēng)溫越高，水分比下降越快，干燥速率越高，能減少總的干燥時(shí)長(zhǎng)。風(fēng)速對(duì)于表面水分汽化階段的速率具有一定影響，能夠在這一階段使干燥速率加快。

1.2.4 微波干燥方法

微波加熱運(yùn)用介電損耗原理，采取整體加熱的方式，通過(guò)分子極化和離子導(dǎo)電兩個(gè)效應(yīng)對(duì)物料直接進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)了加熱迅速、熱效率高、加工品質(zhì)好等特點(diǎn)[22]。微波干燥技術(shù)因具有節(jié)能、高效、清潔、迅速去水分等優(yōu)點(diǎn)，所以能夠高效快速地提高作物干燥和堅(jiān)果烘炒效率，從而減少時(shí)間成本。大多數(shù)堅(jiān)果的可食用部分都是種子，而種子內(nèi)部含水量往往大于保護(hù)它的外殼，而微波加熱能在不影響口感、營(yíng)養(yǎng)的前提下去除堅(jiān)果內(nèi)水分[23]。微波干燥法是一種高效無(wú)污染的加熱方式，具有加熱均勻、迅速、無(wú)需化學(xué)能源轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于原料的加熱干燥，并根據(jù)產(chǎn)品特性延伸出微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥、微波真空冷凍聯(lián)合干燥等組合干燥技術(shù)。朱德泉等[24]通過(guò)優(yōu)化前期微波功率密度、轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水率和后期微波功率密度3個(gè)因素，確定了山核桃堅(jiān)果分段變功率微波干燥的最佳工藝參數(shù)組合，即前期干燥微波功率密度為6.5 kW/kg，轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水率為23.4%（干基），后期干燥微波功率密度為3.3 kW/kg。這一干燥技術(shù)數(shù)據(jù)為提高山核桃干果品質(zhì)、縮短干燥時(shí)間和降低干燥能耗提供了理論條件。

2 影響干燥效果的主要因素

堅(jiān)果屬于農(nóng)產(chǎn)品，一般成熟在7—10月不等。由于7—10月主要為夏熱高濕環(huán)境，剛收獲的堅(jiān)果含水率高，需要及時(shí)進(jìn)行脫蒲、干燥等處理，才能保證堅(jiān)果質(zhì)量。因此，堅(jiān)果的采后干燥處理尤為重要。為有效選擇堅(jiān)果的干燥方式，將影響堅(jiān)果干燥效果的因素歸納為內(nèi)因和外因。其中內(nèi)因主要包括堅(jiān)果種類、大小、質(zhì)地以及初始含水率等。一般情況下，不同的堅(jiān)果種類，在形狀、大小以及質(zhì)地上存在著較大差異，即使相同的堅(jiān)果種類，也可能因年份、雨水、氣候、產(chǎn)地等原因大小、質(zhì)地等不同，從而影響干燥效果。外因包括干燥能量（太陽(yáng)強(qiáng)度、熱風(fēng)溫度、電磁強(qiáng)度、微波頻率等）、干燥時(shí)間、裝載量、風(fēng)速等，其中干燥能量是影響干燥效率的主要因素。在傳統(tǒng)干燥方法中，溫度越高，干燥時(shí)間越短。但是要注意：新鮮含水率高的堅(jiān)果不應(yīng)直接曝曬，防止堅(jiān)果出現(xiàn)裂縫;雖然干燥時(shí)間隨干燥溫度的增加而減少，但是干燥溫度也不可過(guò)高，防止因溫度過(guò)高出現(xiàn)堅(jiān)果顏色不均現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，干燥時(shí)間受干燥溫度影響，干燥溫度把握好，對(duì)應(yīng)的干燥時(shí)間也會(huì)得以控制。裝載量也是影響干燥效果的主要因素，在傳統(tǒng)干燥方法中，堅(jiān)果鋪開(kāi)厚度最好不要超過(guò)2層，厚度過(guò)高會(huì)影響堅(jiān)果受熱不均勻，從而引起堅(jiān)果表面顏色不均勻和堅(jiān)果易變質(zhì)等問(wèn)題。在新型的干燥方法中，裝載量對(duì)遠(yuǎn)紅外干燥方法、射頻干燥法和微波干燥法的干燥效果的影響較大，裝載量過(guò)大，紅外線和射線很難穿透物料，從而無(wú)法保證物料干燥的均勻性。干燥風(fēng)速與風(fēng)溫對(duì)干燥效果均有影響，尤其在氣體射流沖擊干燥法中，風(fēng)溫與風(fēng)速越大，物料表面水分下降越快，干燥速率越高，干燥時(shí)間越短。

3 思考與展望

近年來(lái)，堅(jiān)果產(chǎn)量增加，收貨時(shí)間又相對(duì)集中，導(dǎo)致采摘后的新鮮堅(jiān)果不能及時(shí)干燥，從而給農(nóng)戶帶來(lái)巨大損失。傳統(tǒng)的干燥技術(shù)因干燥時(shí)間長(zhǎng)、干燥效率低等原因不適合堅(jiān)果的規(guī)?；稍铩ｋS著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多新型的干燥技術(shù)被提出并且在農(nóng)產(chǎn)品加工和食品生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入。隨著人們食品安全意識(shí)與對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)需求的提高，新型干燥技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工業(yè)的應(yīng)用會(huì)有更廣泛的發(fā)展。目前，新型干燥技術(shù)在應(yīng)用于堅(jiān)果產(chǎn)品的干燥的過(guò)程中仍有需要改善提升的地方，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還面臨不少問(wèn)題，需要廣大科研人員的不懈努力與奮斗。

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Advances of Drying Technology with Postharvest Nuts

Gao junlong，Li Tong，Tian Wei

（Hangzhou Yaoshengji Food Co.，Ltd.，Hangzhou，Zhejiang 310052）

Abstract：The drying technology of post-harvest nuts is an important factor to ensure the quality of nuts. With the rise of China's nut market， the traditional drying technology of post-harvest nuts had unable to meet the needs of the industry. In this paper， several traditional and new drying technologies commonly used in nut industry were reviewed， and the main factors affecting the drying effect were analyzed. At the same time， the development trend of nut drying technology in China was considered and prospected in order to provide reference for the research and application of nut drying technology.

Key Words：nuts，drying technology，prospects