吳渝東，謝英杰，王明明，姚春雨，唐璇，牛坡*

1. 重慶三峽學(xué)院（重慶 404020）；2. 重慶市農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站（重慶 404020）

花椒是蕓香科，屬于落葉灌木，原產(chǎn)于巴蜀，是傳統(tǒng)的調(diào)味品之一，其味道深受廣大群眾的喜愛(ài)。除此之外，在中醫(yī)典籍記載中花椒的藥用價(jià)值極高，具有健胃、驅(qū)寒、解毒、止痛等藥理特性，也曾作為香料?；ń贩N植簡(jiǎn)單，成園見(jiàn)收速度快，栽種花椒被作為扶貧新路徑之一[1]，在全國(guó)各地廣泛栽植?；ń吩谙募境墒欤斯ば迈r采摘的花椒含水率較高，在存放過(guò)程中，對(duì)周圍環(huán)境要求高，受外界條件影響極大，容易滋生大量微生物引起花椒的腐爛，顏色發(fā)褐發(fā)黑，氣味變酸變臭，因此不利于花椒的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。研究顯示，干燥花椒是一種重要的解決問(wèn)題的手段，當(dāng)約80%[2]的新鮮花椒被干燥到含水量小于11%時(shí)，能夠有效防止花椒腐敗、褐變、品質(zhì)降低，可以有效解決花椒的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、銷售等問(wèn)題。

在花椒干燥加工中經(jīng)常使用的預(yù)處理方法[3]主要是燙漂預(yù)處理和化學(xué)試劑預(yù)處理。普遍運(yùn)用的單一干燥手段分別是自然干燥、熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空干燥、熱泵干燥。常見(jiàn)的聯(lián)合干燥技術(shù)有熱泵-微波聯(lián)合干燥[4]、真空-微波干燥[5]、熱風(fēng)-微波干燥[6]。對(duì)花椒干燥的預(yù)處理、干燥技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行研究，為未來(lái)花椒的干燥發(fā)展研究提供參考。

1 花椒干燥前的預(yù)處理

預(yù)處理[7]的技術(shù)是指在花椒干燥前，用物理、化學(xué)、生物等科學(xué)方法，對(duì)將要進(jìn)行干燥的花椒進(jìn)行處理，由此來(lái)保護(hù)其外觀、防止變質(zhì)、達(dá)到儲(chǔ)存的效果和加快干燥速度等目的。

1.1 化學(xué)試劑預(yù)處理

化學(xué)試劑預(yù)處理[8]是使用一種或多種化學(xué)試劑，達(dá)到溶解物料表層的蠟質(zhì)，改變物料的表皮結(jié)構(gòu)，由此，達(dá)到加快干燥速度的目的。不僅如此，化學(xué)試劑還能抑制微生物的生長(zhǎng)、抑制蛋白酶促進(jìn)褐變等作用。張甫生等[9]使用異抗壞血酸鈉、抗壞血酸鈉、檸檬酸鈉等化學(xué)護(hù)色劑對(duì)花椒進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單一護(hù)色劑檸檬酸鈉效果最佳，異抗壞血酸鈉效果最差；但當(dāng)與微波干燥技術(shù)相結(jié)合后，經(jīng)過(guò)異抗壞血酸鈉和抗壞血酸鈉液處理的花椒，具有顯著的護(hù)色增效作用，而檸檬酸鈉效果近視為零。因此，合理正確地使用化學(xué)試劑[10]進(jìn)行花椒的預(yù)處理，再選擇相契合的干燥方式不僅可以加快花椒的干燥，還能夠減少花椒營(yíng)養(yǎng)成分地破壞。

1.2 燙漂預(yù)處理

燙漂預(yù)處理[11]是指使用溫度高的熱水、沸水、蒸汽或微波對(duì)干燥實(shí)驗(yàn)的原料進(jìn)行加熱；對(duì)花椒研究的燙漂預(yù)處理方法有3種：熱水、微波和蒸汽燙漂。合理的燙漂處理可以除去花椒表面的雜質(zhì)，較高的溫度使花椒產(chǎn)生褐變，相關(guān)酶失去活性，提高花椒整體感官品質(zhì)。楊凌等[12]以不影響青花椒品質(zhì)為前提研究發(fā)現(xiàn)合理的微波漂燙對(duì)提高青花椒感官品質(zhì)，降低酶活性等效果明顯，當(dāng)微波功率420 W、持續(xù)時(shí)間40 s時(shí)，漂燙效果最佳。吳素玲等[13]對(duì)新鮮花椒進(jìn)行2 min的蒸汽處理，花椒的精油成分變化很小，幾乎沒(méi)有影響。由此可得，漂燙可以明顯提高花椒的品質(zhì)且合理的漂燙工藝可以提高花椒的品質(zhì)。

2 花椒干燥技術(shù)

選擇何種花椒干燥工藝決定花椒干燥水平好壞。良好的花椒干燥工藝，不僅能夠解決花椒在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的發(fā)霉、變質(zhì)還有褐變等現(xiàn)象，還能夠保證花椒的色澤、風(fēng)味，延長(zhǎng)其儲(chǔ)藏時(shí)間。目前，花椒運(yùn)用最廣泛的單因子干燥技術(shù)分別是自然干燥、熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空干燥和熱泵干燥。

2.1 自然干燥技術(shù)

自然干燥[14]是指在自然環(huán)境下，利用陽(yáng)光的曝曬或自然風(fēng)等方式使花椒脫水，該方法一般不需要利用設(shè)備進(jìn)行加熱和除去干燥介質(zhì)，因此自然干燥具有不需要設(shè)備、節(jié)約能源、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但只適用于少量的物料的干燥，并且干燥時(shí)間長(zhǎng)，受天氣影響大，干燥效率低，導(dǎo)致干燥過(guò)程、干燥程度都難以控制。在自然干燥過(guò)程中，花椒容易受到污染，其中包含人為污染、環(huán)境污染、微生物污染導(dǎo)致花椒色澤變暗，香味減少甚至出現(xiàn)部分花椒變質(zhì)。

2.2 熱風(fēng)干燥技術(shù)

熱風(fēng)干燥[15]是現(xiàn)代廣泛運(yùn)用的干燥方法之一，是在烘干箱或者烘干室內(nèi)通過(guò)加熱空氣，讓空氣作為干燥介質(zhì)，采用自然循環(huán)或者強(qiáng)行對(duì)流循環(huán)的方式與花椒進(jìn)行空氣循環(huán)，以此達(dá)成濕熱交換的目的。楊森等[16]研究在45，55和65 ℃的竹葉花椒干燥速率變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)竹葉花椒干燥過(guò)程中主要有加速期和降速期2個(gè)階段，并且花椒干燥過(guò)程中大部分時(shí)間處于降速期，研究還發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，干燥速率顯著提升，但竹葉花椒各類成分均有下降趨勢(shì)。周秀梅[17]的研究不僅表明恒溫間歇熱風(fēng)干燥比分階段間歇熱風(fēng)干燥得到的花椒品質(zhì)更好，還在干燥的能耗和速率上無(wú)明顯差異；還證明恒溫間歇熱風(fēng)干燥優(yōu)于分階段熱風(fēng)干燥。熱風(fēng)干燥具有熱效率高、氣流干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)力強(qiáng)、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于食品干燥，與自然干燥技術(shù)相比，不受自然天氣的影響，并且熱風(fēng)干燥[18]速度快、時(shí)間少，花椒干制品色澤更好。

2.3 微波干燥技術(shù)

微波干燥技術(shù)[19]是干燥花椒的常用手段，其原理是利用電磁波把能量傳遞到花椒的內(nèi)部，加熱使其達(dá)到生產(chǎn)的要求。花椒吸收了微波的輻射，使得其內(nèi)在的極性分子在微波的作用下呈現(xiàn)出方向排列的趨勢(shì)，改變花椒原有的分子結(jié)構(gòu)。當(dāng)電場(chǎng)的方向隨著時(shí)間快速發(fā)生變化時(shí)，花椒中的極性分子也會(huì)以相同的速度運(yùn)動(dòng)，必然會(huì)引起分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，速度越快，產(chǎn)生的摩擦熱能就會(huì)越多，從而由內(nèi)部開(kāi)始促使物料溫度升高，達(dá)到沸點(diǎn)溫度，水分蒸發(fā)，因此實(shí)現(xiàn)了干燥的目的。張黎驊等[20]研究表明微波輻射功率對(duì)花椒的溫度變化速度特性影響明顯，提高微波功率，溫度上升的速度加快，等溫的時(shí)間縮短。李孟樓等[21]研究發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式微波爐烘干鮮花椒的效率高出平板層式微波爐烘干效率，超過(guò)20.50%，但是其效率都會(huì)隨著投料量增加而降低，當(dāng)投料超過(guò)一定量時(shí)，烘干效率急劇下降。

微波干燥不僅大大減少干燥的時(shí)間，而且節(jié)能環(huán)保、效率高，比熱風(fēng)干燥成本更低。但是微波干燥的干花椒產(chǎn)品品質(zhì)不理想，傳統(tǒng)的干燥設(shè)備單次干燥數(shù)量小，故不能廣泛使用。

2.4 真空干燥技術(shù)

真空干燥[22]通常也被稱作解析干燥，是一種利用在真空負(fù)壓的條件下水的沸點(diǎn)顯著降低，此時(shí)通過(guò)加熱達(dá)到負(fù)壓狀態(tài)下低沸點(diǎn)讓水分蒸發(fā)的干燥方式。真空干燥技術(shù)能夠在不破壞產(chǎn)物中多種不耐高溫的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)前提下，達(dá)到干燥的效果，因此被廣泛地應(yīng)用于食品干燥。孟國(guó)棟等[23]研究表明，運(yùn)用真空干燥技術(shù)對(duì)花椒進(jìn)行干燥時(shí)，干燥的溫度、真空度和裝載量對(duì)干燥的總時(shí)間和速度影響最大，最終通過(guò)對(duì)花椒的真空干燥特性曲線分析出：花椒的干燥溫度越高，真空度越大，花椒的平均干燥速度越快，但是花椒的裝載量多，干燥速率明顯降低；溫度越低，真空度越高，花椒的色澤品質(zhì)越好。

花椒的香味[24]主要來(lái)自內(nèi)部大量的揮發(fā)性物質(zhì)，溫度太高，破壞其揮發(fā)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，造成營(yíng)養(yǎng)損失，而真空干燥能夠?qū)崿F(xiàn)低溫干燥[25]，能夠在很大程度上保留花椒的香氣成分，是干燥花椒的理想技術(shù)之一。不過(guò)市面上真空干燥設(shè)備價(jià)格高昂、能耗大、生產(chǎn)效率較低，因此在實(shí)際生產(chǎn)中鮮有使用，多用于科研階段。

2.5 熱泵干燥技術(shù)

熱泵干燥的原理是利用熱汞排除室內(nèi)的濕熱空氣，將其重新加熱與原料混合，實(shí)現(xiàn)原料干燥的技術(shù)。熱泵干燥分為中高溫?zé)岜酶稍?、高溫?zé)岜酶稍?，制熱出風(fēng)溫度達(dá)到65 ℃的熱泵被稱為中高溫?zé)岜?，高溫?zé)岜檬侵钢茻岢鲲L(fēng)溫度能夠達(dá)到80 ℃以上的熱泵。楊兵等[26]研究表明：熱泵干燥的干制溫度對(duì)花椒的色澤和麻味物質(zhì)影響最大，其次是相對(duì)濕度，最后是鋪放的質(zhì)量；干燥溫度達(dá)到59.30 ℃，鋪放花椒質(zhì)量735 g和相對(duì)濕度40%時(shí)，花椒的干制品品質(zhì)最優(yōu)；熱泵干燥具有能耗低，低碳環(huán)保，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是設(shè)備占地面積大，運(yùn)輸維護(hù)成本相對(duì)較高，僅適合大規(guī)模的加工企業(yè)和大型合作社等公司。

2.6 聯(lián)合干燥技術(shù)

花椒的干燥不僅需要考慮含水量[27]，還不能破壞花椒的口感，減小色差的變化，因此單一的干燥手段難以滿足對(duì)花椒產(chǎn)品的需求。在不斷研究發(fā)展單一的干燥工藝的同時(shí)，還要將不同干燥技術(shù)相結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，加快干燥技術(shù)的發(fā)展。田冰等[28]通過(guò)對(duì)青花椒的熱泵-微波聯(lián)合干燥工藝優(yōu)化研究發(fā)現(xiàn)，在干燥初期，先采用熱泵干燥，使花椒的水分降低到一定的程度后再使用微波干燥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合干燥不僅可以提升花椒干制品的品質(zhì)還可以起到節(jié)能減排，提升干燥效率；通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用59 ℃熱泵干燥，含水率40%時(shí)，使用微波干燥（微波功率340 W）得到的花椒干制品品質(zhì)最佳。張黎驊等[29]研究表明真空微波干燥技術(shù)在一定程度上優(yōu)于花椒微波干燥，真空微波干燥得到的花椒干制品品質(zhì)更好。王玲等[30]研究表明熱風(fēng)-微波聯(lián)合干燥技術(shù)除了有熱風(fēng)干燥濕度梯度大、干燥速度快的優(yōu)點(diǎn)，還具備微波干燥強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，能明顯改善花椒干制品的品質(zhì)，減少花椒干燥時(shí)間，降低能耗，有利于花椒干燥工業(yè)化。

因此，聯(lián)合干燥技術(shù)較單一的干燥技術(shù)更能滿足大眾需求。不僅體現(xiàn)在干燥速度快，節(jié)省能耗，還表現(xiàn)在花椒干制品光澤，口感更好。聯(lián)合干燥技術(shù)結(jié)合不同干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)單一的干燥技術(shù)的不足之處進(jìn)行改良優(yōu)化，避免單一干燥技術(shù)的缺點(diǎn)。未來(lái)聯(lián)合干燥技術(shù)是花椒干燥研究的熱點(diǎn)、重點(diǎn)之一。究竟選擇哪幾種技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合干燥既可以節(jié)約時(shí)間，降低能耗，又可以保證花椒干制品的品質(zhì)，還需深入研究。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

隨著全國(guó)花椒種植面積的日益增加，傳統(tǒng)的干燥技術(shù)難以滿足產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的需求和人民群眾對(duì)花椒品質(zhì)的高要求?；ń犯稍锏念A(yù)處理、干燥技術(shù)的選擇和工藝的優(yōu)化對(duì)花椒干燥的品質(zhì)產(chǎn)生直接影響。未來(lái)對(duì)花椒的干燥技術(shù)研究應(yīng)集中在以下幾方面。

一是尋找適用于大量花椒預(yù)處理的綠色天然、效率高的化學(xué)試劑，減少干燥過(guò)程中花椒產(chǎn)生的色差和花椒中的營(yíng)養(yǎng)成分，進(jìn)一步提高花椒的經(jīng)濟(jì)效益。二是探索新型綠色、可循環(huán)新能源干燥技術(shù)。針對(duì)花椒干燥設(shè)備能耗高、產(chǎn)生污染大的問(wèn)題，開(kāi)展節(jié)能、環(huán)保的新型干燥技術(shù)研究。三是加強(qiáng)對(duì)聯(lián)合干燥技術(shù)的研究。充分發(fā)揮不同干燥技術(shù)的特色及其優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)約能源，提高花椒干燥品質(zhì)的目的。四是提升花椒干燥設(shè)備的自動(dòng)化、智能化的水平。促進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)與干燥設(shè)備相結(jié)合，提高花椒干燥設(shè)備的工作效率。五是建立標(biāo)準(zhǔn)化干燥設(shè)備和技術(shù)，其一是減少設(shè)備成本，其二是規(guī)范技術(shù)加工過(guò)程，有利于提高花椒干制品質(zhì)量。由于花椒干燥的復(fù)雜性，選擇何種的干燥技術(shù)，既能夠提高花椒的干燥品質(zhì)，又能夠降低成本，還可以綠色環(huán)保，仍然需要持續(xù)深入研究。