高軍龍，趙美鈺，顧曉波，曹晶晶，楊建華，鄧楊勇*

1. 杭州姚生記食品有限公司（杭州 310052）；2. 杭州市臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心（杭州 311300）

山核桃（Carya cathayensisSarg.）是胡桃科山核桃屬植物[1]，山核桃仁富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及人體營(yíng)養(yǎng)必需的不飽和脂肪酸、氨基酸和微量元素[2-4]。我國(guó)山核桃主要分布于浙江和安徽交界的天目山地區(qū)，其中杭州市臨安區(qū)是我國(guó)最大的山核桃加工基地與集散中心，其山核桃種植面積和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[5-6]。山核桃采后原料（俗稱水籽，指脫蒲后經(jīng)清水漂選去除浮籽但未干燥處理的山核桃堅(jiān)果）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，國(guó)內(nèi)外大量研究顯示，干燥工藝對(duì)堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)組成和貯藏特性有顯著性影響[7-8]。山核桃原料的干燥程度直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)和貯藏期。然而，目前山核桃原料的干燥仍以日曬為主，由于環(huán)境因素的限制，加之部分農(nóng)戶質(zhì)量意識(shí)薄弱，一些山核桃原料在尚未曬干的情況下就放在家中陰干（俗稱陰干籽），此類方法干燥的原料加工后產(chǎn)品特有的香味寡淡，并且在貯存期間產(chǎn)品質(zhì)量容易下降。近年來(lái)，一些企業(yè)為了克服自然干燥帶來(lái)的干燥效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、易污染等問(wèn)題，采用烘干方式對(duì)山核桃原料進(jìn)行干燥，但大多以烘干池等靜態(tài)烘干方式為主，靜態(tài)烘干過(guò)程中由于山核桃原料顆粒較小、堆積密度大，熱源空氣難以進(jìn)入，而熱源溫度又很高，造成局部高溫，使水分揮發(fā)不及時(shí)、不均勻[9]。相較于自然晾曬，采用靜態(tài)烘干設(shè)備干燥的山核桃在貯藏期間劣變速率快、貯藏期短、品質(zhì)低。因此，為探究適宜山核桃原料的烘干工藝，試驗(yàn)以去蒲后的山核桃為原料，通過(guò)每隔一定時(shí)間翻料的方式模擬動(dòng)態(tài)烘干，探究不同烘干溫度和烘干時(shí)間對(duì)山核桃原料水分、過(guò)氧化值及發(fā)芽率的影響，以期得到適宜山核桃原料的低溫動(dòng)態(tài)烘干條件。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

山核桃采自浙江省杭州市臨安區(qū)。采用新采摘去蒲后的山核桃，表面無(wú)損傷、顏色和大小均勻、果粒飽滿。

1.2 試驗(yàn)試劑

冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、石油醚（沸程30～60 ℃）、硫代硫酸鈉、無(wú)水硫酸鈉、可溶性淀粉、重鉻酸鉀（均為分析級(jí)，隴西科學(xué)股份有限公司）。

1.3 儀器與設(shè)備

電子分析天平（AB204-N型，上海梅特勒-托利多儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（101型，吳江市亞邦電熱科技有限公司）；全自動(dòng)電位滴定儀（FSJA5B1型，上海禾工科學(xué)儀器有限公司）。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 低溫動(dòng)態(tài)烘干

將山核桃原料分別放置在35，37和40 ℃烘箱內(nèi)，每隔30 min翻1次料，并于烘制的第10，第15，第20，第22和第25小時(shí)取一定量各溫度組樣品，置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后裝入密封袋內(nèi)待測(cè)。

1.4.2 自然晾曬

將山核桃原料均勻攤開(kāi)，厚度為一層，放置在陽(yáng)光下晾曬3 d，晾曬期間每天翻動(dòng)4～6次，處理后置于密封袋內(nèi)待測(cè)。

1.4.3 陰干

將山核桃原料均勻攤開(kāi)，厚度為一層，進(jìn)行為期10 d的陰干處理，處理后置于密封袋內(nèi)待測(cè)。

1.4.4 傳統(tǒng)靜態(tài)烘干將山核桃原料均勻平鋪，在40 ℃下烘制26 h，置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫后裝入密封袋內(nèi)待測(cè)。

1.4.5 水分測(cè)定參照GB 5009. 3——2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法[10]，重復(fù)測(cè)定3次。

1.4.6 發(fā)芽率測(cè)定

選取一定量干燥后的山核桃樣品浸泡在自來(lái)水中，每隔24 h換1次水，浸泡48 h后，平鋪于濕潤(rùn)的細(xì)河沙（取細(xì)膩的河沙進(jìn)行潤(rùn)濕，手捏成團(tuán)不滴水即可，平鋪于盆內(nèi)至厚2～3 cm）上，并覆蓋一層厚2～3cm的細(xì)河沙，將沙盆置于恒溫（24 ℃）馴化室內(nèi)。每2 d對(duì)細(xì)河沙進(jìn)行一次潤(rùn)濕，每5 d對(duì)細(xì)河沙進(jìn)行1次翻沙工作（河沙潤(rùn)濕干燥后容易板結(jié)，不利于種子的呼吸和發(fā)芽）。于第10，第15，第20和第25天觀察并記錄種子的發(fā)芽情況，計(jì)算發(fā)芽率。

1.4.7 過(guò)氧化值測(cè)定

參照GB 5009.229——2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》第一法規(guī)定的方法[11]，重復(fù)測(cè)定3次。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行分析和圖表繪制。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同低溫動(dòng)態(tài)烘干條件下山核桃原料的水分

山核桃原料中水分主要存在于山核桃果殼和山核桃仁中，試驗(yàn)在對(duì)山核桃原料水分的測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，帶殼山核桃原料和脫殼山核桃果仁的水分存在顯著差異，經(jīng)測(cè)定初始帶殼山核桃原料水分為27.14%，脫殼山核桃果仁的水分為19.46%。圖1為采用低溫動(dòng)態(tài)烘干法干燥山核桃原料過(guò)程中不同溫度和時(shí)間下山核桃原料的水分變化趨勢(shì)圖。山核桃原料在干燥過(guò)程中主要分為加速干燥和恒速干燥階段，加速干燥階段，在相同時(shí)間內(nèi)烘干溫度越高，山核桃原料和山核桃仁的水分下降越快，恒速干燥階段，同一溫度下隨著干燥時(shí)間的增加，水分變化較為緩慢[12]。如圖1所示，在烘干的第15小時(shí)后水分下降速度減慢。這是因?yàn)樵诤闼俑稍镫A段，山核桃果仁內(nèi)部水分比較低，熱量主要用于山核桃果仁內(nèi)部一些結(jié)合水的蒸發(fā)[13]，因此水分下降速率減慢。試驗(yàn)中烘干溫度40 ℃、烘干時(shí)間25 h時(shí)山核桃原料和仁的水分達(dá)最小值，分別為4.85%和8.89%。

圖1 不同溫度和時(shí)間烘干山核桃全果和去殼后山核桃仁水分

2.2 不同低溫動(dòng)態(tài)烘干條件下山核桃原料的發(fā)芽率

由圖2可見(jiàn)，隨著烘干時(shí)間和溫度的增加，山核桃原料的發(fā)芽率呈先增加后下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)殡S著烘干時(shí)間和溫度的增加，山核桃內(nèi)部水分逐漸降低，同時(shí)呼吸速率下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗較少，有利于山核桃種子的萌發(fā)[14]，然而隨著烘干溫度和時(shí)間繼續(xù)增加，山核桃中的水分繼續(xù)下降，水分過(guò)低時(shí)，可能引起山核桃仁內(nèi)部分結(jié)合水的喪失，破壞其生命結(jié)構(gòu)使得發(fā)芽率降低。有研究表明，種子內(nèi)部急劇失水時(shí)會(huì)引起種子細(xì)胞膜脂過(guò)氧化，使細(xì)胞膜和呼吸結(jié)構(gòu)受損、代謝異常等，最終使種子活力下降，并且隨著失水的繼續(xù)，這些變化將進(jìn)一步加劇，一旦超出細(xì)胞內(nèi)部的保護(hù)物質(zhì)和保護(hù)酶的調(diào)控能力，將會(huì)造成代謝機(jī)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[15]。呂彤等[16]研究表明，種子的脫水時(shí)間越長(zhǎng)，種子內(nèi)部含水量越低，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)隨之降低，種子脫水24 h以上種子萌發(fā)率及發(fā)芽勢(shì)均受到明顯抑制。在試驗(yàn)中，當(dāng)烘干溫度37℃、時(shí)間15 h時(shí)山核桃具有最高的發(fā)芽率，25 d時(shí)發(fā)芽率為55.00%。

圖2 不同溫度和時(shí)間下烘干山核桃發(fā)芽率

2.3 不同低溫動(dòng)態(tài)烘干條件下山核桃原料的過(guò)氧化值的變化

如圖3所示，隨著烘干溫度和時(shí)間的增加，過(guò)氧化值逐漸增加，在烘干的第20小時(shí)后山核桃原料的過(guò)氧化值增加速率較快，這可能是由于一些山核桃原料外殼因持續(xù)受熱破裂，使傳熱速率加快，加劇了油脂的氧化[17]。同時(shí)在相同的烘干時(shí)間內(nèi)，烘干溫度越高，過(guò)氧化值越大，這可能是因?yàn)闇囟容^高的環(huán)境，更容易加快油脂氧化的速度，最終使得過(guò)氧化值增加[18]。然而試驗(yàn)中過(guò)氧化值的范圍為0.002～0.006 g/100 g，符合國(guó)標(biāo)要求（≤0.08 g/100 g）[19]，在40 ℃烘制25 h后過(guò)氧化值相對(duì)較高，為0.006 g/100 g。

圖3 不同溫度和時(shí)間下烘干山核桃過(guò)氧化值

烘干溫度較低，山核桃原料的烘干時(shí)間較長(zhǎng)、烘干效率較低；高溫烘干雖然可以在較短時(shí)間達(dá)到低溫烘干的效果，但是高溫會(huì)加快山核桃原料的油脂氧化，使得過(guò)氧化值增加，并且較高溫度可能會(huì)影響種子的發(fā)芽率。綜合在不同烘干溫度和時(shí)間下山核桃原料中的水分、發(fā)芽率和過(guò)氧化值變化趨勢(shì)，得出較適宜山核桃原料的低溫動(dòng)態(tài)烘干條件：干燥溫度37 ℃、干燥時(shí)間15 h。

2.4 不同方式干燥山核桃水分對(duì)比

對(duì)低溫動(dòng)態(tài)烘干（37 ℃、15 h）、傳統(tǒng)靜態(tài)烘干、自然晾曬和陰干4種干燥方式下干燥的山核桃原料和山核桃仁進(jìn)行水分的測(cè)定，結(jié)果顯示（圖4），傳統(tǒng)靜態(tài)烘干組水分最低，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)靜態(tài)烘干組相較于其他組干燥溫度較高、時(shí)間較長(zhǎng)，而傳統(tǒng)靜態(tài)烘干組與低溫動(dòng)態(tài)烘干組水分差異較小。

圖4 不同干燥方式烘干山核桃水分

2.5 不同方式干燥山核桃發(fā)芽率對(duì)比

如圖5所示，在不同試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)曬干組發(fā)芽率均高于低溫動(dòng)態(tài)烘干組、傳統(tǒng)靜態(tài)烘干組和陰干組，一方面可能是前期處理后的山核桃水分較大，直接在陽(yáng)光下暴曬會(huì)使得山核桃殼出現(xiàn)裂縫[20]，在一定程度上減少山核桃在發(fā)芽過(guò)程中的阻力，另一方面可能是曬干組水分較高有利于種子萌發(fā)。有研究表明種子含水量是影響發(fā)芽率的重要因素，在相同的土壤環(huán)境下，種子本身含水量越高越有利于萌發(fā)，但如果種子含水量過(guò)高則會(huì)使呼吸作用加強(qiáng)，從而導(dǎo)致種溫升高、種子出汗結(jié)露甚至霉變，嚴(yán)重影響種子的發(fā)芽率[21]，這與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

圖5 不同干燥方式下烘干山核桃發(fā)芽率

圖6 不同方式干燥山核桃原料貯藏期過(guò)氧化值

2.6 不同方式干燥山核桃過(guò)氧化值變化

過(guò)氧化值是衡量山核桃中油脂早期氧化程度的重要指標(biāo)[22]，在貯藏過(guò)程中因受貯藏條件（如水分、溫度、時(shí)間等）和自身?xiàng)l件（含水量等）的影響，山核桃原料的過(guò)氧化值會(huì)受到不同程度的影響。研究表明，初始水分越高則在貯藏過(guò)程中過(guò)氧化值上升越快，這可能是因?yàn)樗衷礁?，微生物生長(zhǎng)越旺盛，在微生物的作用下脂解酶活性被進(jìn)一步激活，從而加快脂肪的酸敗[23]。趙文革等[24]同樣研究表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，核桃堅(jiān)果中過(guò)氧化值不斷增加，且隨溫度升高而迅速增加，并且其變化規(guī)律符合一級(jí)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。在180 d的貯藏過(guò)程中，隨著貯藏時(shí)間的增加，過(guò)氧化值均有所上升，其中上升速度最快的為陰干組，而自然晾曬組和低溫動(dòng)態(tài)烘干組過(guò)氧化值上升較為緩慢。

3 結(jié)論

試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同烘干溫度和時(shí)間下山核桃原料中的水分、發(fā)芽率和過(guò)氧化值變化趨勢(shì)進(jìn)行研究，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最適宜山核桃原料低溫動(dòng)態(tài)烘干的條件為干燥溫度37 ℃、干燥時(shí)間15 h，此條件下帶殼山核桃原料水分為9.95%，去殼后果仁水分為5.89%，山核桃原料發(fā)芽率為55.00%，過(guò)氧化值為0.003 g/100 g。同時(shí)，與自然晾曬、陰干和傳統(tǒng)靜態(tài)烘干比較發(fā)現(xiàn)，低溫動(dòng)態(tài)烘干山核桃原料具有較低的水分含量及較高的發(fā)芽率，且在貯藏的6個(gè)月中過(guò)氧化值較低。