吐魯洪·吐爾迪,張 麗,邊 博
(1.新疆農業(yè)科學院農業(yè)機械化研究所, 新疆 烏魯木齊 830091;2.新疆農業(yè)大學機電工程學院)
巴旦木又稱扁桃,是世界四大著名干果之一,營養(yǎng)價值極高,是不可多得的滋補佳品。隨著新疆農業(yè)產業(yè)結構調整,“南園北牧”特色農業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和策略的實施,新疆已將巴旦木作為經濟林發(fā)展的重點樹種,新疆南部地區(qū)莎車縣和英吉沙縣,栽培巴旦木面積約6.67萬hm2。隨著國家科技支撐計劃項目《新疆特色珍稀果樹豐產栽培技術》的突破,巴旦木進入盛果期后,可為我區(qū)帶來數億元的經濟收入,很快將成為新疆的重要創(chuàng)匯產品。新疆巴旦木加工機械化程度低,基本是人工作業(yè),勞動強度較大,農民增收緩慢,巴旦木產后加工增值較高。根據食品加工的需求,急需機械化破殼。目前新疆農業(yè)科學院農業(yè)機械化所科技人員,采用一種新的脫殼原理,研制出新型巴旦木脫殼機,已獲得國家發(fā)明專利(ZL201610194822.3),但該機還存在一次性脫殼率偏低,碎仁率偏高的問題。巴旦木的含水率對脫殼效果有很大的影響,含水率大,則外殼的韌性增加;含水率過小,則堅果的粉末度大,本研究通過對巴旦木在脫殼前進行干燥預處理,探索一種既提高巴旦木一次性脫殼率、又能降低碎仁率的有效方法。
選用新疆莎車縣盛產的鷹嘴巴旦木為試驗原料。
遠紅外干燥箱1 臺:額定功率10 kW,工作電壓:220 V,調溫范圍5~300℃(上海雷韻試驗儀器有限公司生產),游標卡尺1個,試驗臺選用新疆農業(yè)科學院農業(yè)機械化研究所研制的巴旦木脫殼機1 臺,該機主要由振動喂料機構、一級破殼輥、一級振動篩、二級破殼輥、二級振動篩、出料口、傳動裝置、三級振動篩、同步調節(jié)機構及三級破殼輥組成(圖1)。
不同品種的巴旦木其核物理特性不同,依據堅果脫殼要求,結合機械脫殼的技術特點,試驗從巴旦木核的物料特性和脫殼機破殼性能方面進行,試驗內容及其評價指標為:脫殼率、碎仁率和整仁率。
步驟一:取巴旦木500 粒,巴旦木核的尺寸用游標卡尺測定。巴旦木厚度測定結果如表1,由表可知,巴旦木厚度總體分布區(qū)間(9.5,14.5 mm),極差為5 mm,厚度在10~14.5 mm 范圍內的顆粒數占總數的97%,此區(qū)間極差為4.5 mm,根據這種厚度分布破殼和分級裝置不能過多,按巴旦木厚度的極差1.5 mm進行分級和脫殼,可將分級和脫殼裝置按3 級設計,即第1 級按厚度區(qū)間(14.5,13 mm)脫殼,第2 級按厚度區(qū)間(13,11.5 mm)脫殼,第3 級按厚度區(qū)間(11,9.5 mm)脫殼。
表1 巴旦木核的厚度分布
步驟二:將測定后的500 粒巴旦木核分成A、B、C、D、E5 組樣品:
A 組,不經任何處理;
B 組,置于干燥箱,在40℃溫度下干燥1h;
C 組,置于干燥箱,在40℃溫度下干燥2h;
D 組,置于干燥箱,在40℃溫度下干燥3h;
E 組,置于干燥箱,在40℃溫度下干燥4h;
將5 組樣品在巴旦木脫殼機上進行脫殼試驗,測定出不同試驗條件下巴旦木的脫殼數、整仁數和破碎數。設巴旦木一次脫殼率P、碎仁率Z 和整仁率S,計算式為:
式中T0—喂入的巴旦木總數;TW—未脫殼的巴旦木數;TZ—碎仁數。
表2 干燥處理對巴旦木脫殼率,破碎率和破仁率的影響
由表2 可知,隨著干燥時間的延長,果殼殘余水分逐漸減少。巴旦木殼主要由纖維素和半纖維素組成,核果橢圓形,仁殼間隙較小,核殼比杏核軟,但有一定的韌性,厚薄不一,脫殼難度大,為了增加果核脫殼率,必須使果核脫殼前變形量越小越好,而脫殼前的變形量除了與果殼的纖維含量有關外,亦與果殼含水率有關,含水率越低,果殼脆性越強,脫殼前變形量越少。由于對巴旦木核進行干燥處理后,巴旦木殼在不同程度上變硬變脆,使巴旦木一次性脫殼率均有不同程度上的提高。如表2 為5 組不同材料的脫殼率的變化情況。從表2 中可以看出,干燥后的巴旦木一次性脫殼率與未處理組相比增加了12%;脫殼率增加比率與干燥時間成正比,干燥時間越長一次性脫殼率越高,如干燥1h 與未處理相比,脫殼率增加5%;干燥2h 脫殼率增加7%;干燥3h 脫殼率增加10%;干燥4h 脫殼率增加12%;可見,干燥利于提高巴旦木的一次性脫殼率。
表2 列出不同干燥處理方式對巴旦木脫殼后的脫殼率、整仁率和碎仁率的影響。從表2 中可看出,將巴旦木進行干燥處理后,巴旦木脫殼后碎仁率和整仁率的變化亦有不同。干燥1h 后巴旦木脫殼率和整仁率明顯提高,碎仁率減少,可見干燥利于提高巴旦木的一次性脫殼率和整仁率。
(1)干燥溫度和時間對巴旦木干燥特性影響非常顯著。干燥初期,巴旦木殼阻擋了果仁水分的蒸發(fā),巴旦木含水率的下降主要是由巴旦木殼水分的迅速蒸發(fā)引起;果殼出現裂紋后,巴旦木仁水分通過果殼裂紋得以蒸發(fā),此時巴旦木含水率的下降,主要是由果仁水分的蒸發(fā)引起。經干燥處理后,均可使巴旦木一次性脫殼率在不同程度上得到提高,碎仁率降低。
(2)干燥處理可有效降低果殼含水率,增加仁殼間隙,更有利于改善巴旦木脫殼效果。但干燥時間不可過長,干燥時間太長會使巴旦木仁水份過低,仁肉硬化,失去了其應有的風味和口感,重者還會變質。從試驗結果看,當干燥溫度控制在40℃時,干燥時間不可超過4 h。對巴旦木進行干燥處理,除干燥時間外,干燥溫度是一個非常重要的影響因素。溫度過高,會使果仁變質;溫度過低,會增加干燥處理時間。最佳干燥溫度和最佳干燥時間的確定有待進一步深入探討。