干燥溫度對核桃品質(zhì)的影響

胡伯凱，徐 俐，陳 吉，何貴田

（貴州大學生命科學學院，貴州省農(nóng)畜產(chǎn)品貯藏與加工重點實驗室，貴州貴陽550025）

核桃（Juglans regia L.），又名胡桃、羌桃、萬歲子，屬于胡桃科核桃屬核桃種。核桃樹的經(jīng)濟價值非常高，其枝葉及木材、青皮、果殼、果仁都各有用途[1]。核桃果實的營養(yǎng)價值也非常高，其果仁中富含油脂、蛋白質(zhì)、碳水化合物和許多微量元素，油脂含量可達50%～70%，蛋白質(zhì)含量在15%～25%之間，同時還含有豐富的必需氨基酸，亞麻酸，油酸等物質(zhì)[2-4]。核桃中的脂肪酸大部分為不含膽固醇的不飽和脂肪酸[5-6]，在核桃的加工、銷售及貯藏過程中容易發(fā)生氧化酸敗而降低產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，破壞風味物質(zhì)。烏米核桃堅果近圓形，殼面光滑，刻紋少且色淺?？p合線較突出且寬而平，內(nèi)褶壁不發(fā)達、較軟，膈膜薄軟。種殼薄，平均殼厚1.0mm，縱橫徑3.0cm×3.5cm，易取整仁或半仁[7]；威寧泡核桃扁圓球形，頂端突尖，平均殼厚1.2mm，縱橫徑3.5cm×4.5cm，殼面麻點多，且較深大，縫合線隆起，緊密。內(nèi)褶壁發(fā)達，內(nèi)膈膜退化，可取半仁[8]。核桃干燥脫水能延長保質(zhì)期、加速揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)且?guī)磉m宜的口感，同時也會加速核桃中的不飽和脂肪酸的氧化?，F(xiàn)有文獻大部分研究干燥后的核桃在不同處理條件下的變化，缺乏對新鮮采摘的核桃的工藝研究[9-12]，農(nóng)戶常用的干燥方法為自然曬干，工廠常用的干燥方法為高溫烘干。本研究以不同烘烤溫度下及自然干燥脫水對核桃的油脂氧化酸敗情況進行研究，以期為工業(yè)生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

烏米鮮核桃 2011年10月3日購于納雍縣市場；威寧泡核桃 2011年10月15日采自威寧縣農(nóng)戶種植，帶青皮及時運回實驗室處理；碘化鉀、三氯甲烷、冰醋酸、硫代硫酸鈉、乙醇、乙醚、淀粉 均為分析純。

DHG-9240A型電熱干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；METTLER AE100型分析天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司；HD-3A型智能水分活度測量儀 無錫華科儀表儀器有限公司。

1.2 脫水加工工藝及指標測定

1.2.1 核桃處理 將新鮮核桃剝?nèi)デ嗥ぃ磧?，取外殼完好的核桃瀝干水分。分別取60個核桃平鋪于40、50、60℃的烘干條件下和日曬自然干燥處理（CK），日曬地點選擇日照充足、通風情況良好的場所。在干燥處理時間為5、10、15、20、25h時取樣，隨機選取10個核桃果實樣品，去皮，粉碎后按物理形態(tài)四分取樣，測定過氧化值、酸值、水分及水分活度的變化及干燥前后測定脂肪、蛋白質(zhì)、還原糖的變化，分別測定三次平行。

1.2.2 核桃品質(zhì)及營養(yǎng)指標的測定

1.2.2.1 過氧化值的測定 滴定法，按GB/T 5009.37-2003與《堅果食品中酸價和過氧化值測定方法的改進》[13]一文中的方法進行測定。

1.2.2.2 酸值的測定 乙醇測定法，按GB/T 5530-2005的方法進行。

1.2.2.3 水分的測定 直接干燥法，按GB 5009.3-2010的方法進行。

1.2.2.4 水分活度的測定 水分活度儀擴散法，按GB/T 23490-2009的方法進行。

1.2.2.5 粗脂肪的測定 索氏抽提法，按GB/T 5009.6-2003的方法進行。

1.2.2.6 蛋白質(zhì)的測定 凱氏定氮法，按GB/T 5009.5-2003的方法進行。

1.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SPSS（Version 19.0）軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥溫度對核桃酸值的影響

圖1 干燥溫度對烏米核桃酸值的影響Fig.1 Effect of temperature on acid value of WUMI walnut

圖2 干燥溫度對泡核桃酸值的影響Fig.2 Effect of temperature on acid value of PAO walnut

圖1、圖2表明，在干燥過程中，兩個品種核桃的酸值均逐漸升高。烏米核桃60℃處理和日曬處理在實驗初期升高迅速，說明這兩個處理的游離脂肪酸含量比其他處理中的游離脂肪酸多，這可能與溫度、光照及核桃殼縫合線的緊密程度有關，游離脂肪酸越多，貯藏過程中越容易發(fā)生酸敗。泡核桃在日曬條件下其酸值在前10h內(nèi)處于較低水平，后逐漸升高，這是由于日曬溫度較40℃略低，但暴露在陽光下仍可加快酸值的升高。干燥處理25h后酸值變化最小的處理條件均是40℃，烏米核桃的酸值較60℃處理低0.127mg KOH/g，泡核桃的酸值較60℃處理低0.085mg KOH/g。

2.2 干燥溫度對核桃過氧化值的影響

圖3 干燥溫度對烏米核桃過氧化值的影響Fig.3 Effect of temperature on peroxide value of WUMI walnut

圖4 干燥溫度對泡核桃過氧化值的影響Fig.4 Effect of temperature on peroxide value of PAO walnut

圖3、圖4表明，在干燥過程中，兩個品種核桃的過氧化值均逐漸升高，烏米核桃在前5h上升較快，后逐漸趨于穩(wěn)定，可能由于內(nèi)褶壁退化、體積較小，傳熱速率較快[14]；威寧泡核桃的過氧化值上升較為緩慢，這可能因為在前期除了溫度的影響外，核桃內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊實程度和內(nèi)褶面積大小會影響傳熱及脂肪氧化速率[15]，烏米核桃的殼較泡核桃的薄些，而內(nèi)褶面積越大核殼吸收的熱量及氧化程度越大，進一步降低核仁吸收熱量的速率，這可能是導致前期傳熱速率較烏米核桃緩慢的原因。干燥處理25h后，過氧化值變化最小的處理條件中烏米品種為40℃處理，過氧化值較60℃處理低0.001g/100g；泡核桃品種變化最小的為日曬處理，過氧化值較60℃處理低0.002g/100g，40℃處理在前10h內(nèi)處于較低水平，后逐漸升高并最終高出日曬處理0.001g/100g。

2.3 干燥溫度對核桃水分含量的影響

圖5 干燥溫度對烏米核桃水分含量的影響Fig.5 Effect of temperature on moisture content of WUMI walnut

圖6 干燥溫度對泡核桃水分含量的影響Fig.6 Effect of temperature on moisture content of PAO walnut

圖5、圖6表明，在干燥過程中，兩個品種的核桃水分均在逐漸減小。干燥過程的溫度越高，水分損失的速率越大；日曬處理的核桃水分損失最少，這與日曬條件不易控制相關，水分損失的程度受日照溫度、空氣對流速度、空氣濕度影響較大。兩個品種的核桃在干燥的前5h中水分損失程度有較大區(qū)別，烏米品種核桃水分損失速率更大，60℃干燥15h，核桃水分下降至8%，除日曬處理外其余干燥條件在25h也下降至8%以下，符合核桃堅果品質(zhì)等級中含水率[16]的要求，有利于食品的貯藏，兩種核桃的水分含量變化最大的處理條件均為60℃處理，此處理條件下水分含量降至最低，所需時間短，烏米核桃為2.45%，較日曬處理低15.88%；泡核桃為2.73%，較日曬處理低11.66%。

2.4 干燥溫度對核桃水分活度的影響

圖7 干燥溫度對烏米核桃水分活度的影響Fig.7 Effect of temperature on water activity of WUMI walnut

圖8 干燥溫度對泡核桃水分活度的影響Fig.8 Effect of temperature on water activity of PAO walnut

圖7、圖8表明，在干燥過程中，兩個品種的核桃水分活度均在逐漸減小。兩個品種的核桃在60℃干燥處理下其核桃水分活度下降最快，當水分活度低于安全水分活度限（0.6）時[17]，絕大多數(shù)微生物無法生存，烏米品種在15h時水分活度就已達到0.6，威寧泡核桃則需要到22h后才能達到安全水分活度限，這可能是因為烏米核桃的殼薄、內(nèi)褶壁退化、體積較小、縫合線較平，傳熱速率快導致水分活度下降較快；日曬條件下因日照溫度、空氣對流速度、空氣濕度的影響較大，水分活度降低得較為緩慢，日曬25h后仍未達到安全水分活度限。干燥處理25h后，兩種核桃的50℃和60℃處理之間無顯著差異（p＜0.05），水分活度變化最大的處理條件均為60℃處理，烏米核桃為0.572，比日曬處理低0.276；泡核桃為0.461，比日曬處理低0.396。

2.5 核桃的品質(zhì)指標之間的相關性

表1和表2表明，兩種核桃的酸值和過氧化值之間均存在著顯著的正相關關系，兩種核桃的水分含量和水分活度之間存在著顯著的正相關關系；酸值和過氧化值在烏米核桃的60℃、日曬處理中和泡核桃的40、50、60℃處理中兩者正相關極顯著；酸值和水分活度在泡核桃的50、60℃處理中兩者負相關極顯著，烏米核桃的40、50、60℃處理中和泡核桃的40℃、日曬處理中兩者正相關顯著；過氧化值和水分活度在烏米核桃的40℃處理和泡核桃的40、50、60℃處理中兩者負相關極顯著。

2.6 干燥溫度對營養(yǎng)指標的影響

由表3可見，不同的干燥條件對兩種核桃的脂肪、蛋白質(zhì)、還原糖含量均有顯著的影響（p＜0.05）。核桃經(jīng)干燥后，其脂肪、蛋白質(zhì)、還原糖的含量均顯著上升（p＜0.05），且不同的溫度對干燥的影響顯著（p＜0.05）。烏米核桃的脂肪含量在處理C、D與B之間呈極顯著差異（p＜0.01），蛋白質(zhì)含量在處理A、（BC）、D三者之間呈極顯著差異（p＜0.01），還原糖含量在處理C、D之間呈極顯著差異（p＜0.01）；威寧泡核桃的脂肪含量在處理A、B、C與D之間呈極顯著差異（p＜0.01），蛋白質(zhì)含量在處理（BC）、D兩者之間呈極顯著差異（p＜0.01），還原糖含量在處理C、D之間呈極顯著差異（p＜0.01）。

表1 烏米核桃品質(zhì)指標之間的相關性Table 1 Relativity of quality index of WUMI walnut

表2 威寧泡核桃品質(zhì)指標之間的相關性Table 2 Relativity of quality index of PAO walnut

表3 干燥溫度對營養(yǎng)指標的影響Table 3 Effect of nutritive index to different drying methods

干燥后的兩種核桃的各營養(yǎng)組分含量（濕基）不同，烏米核桃品種普遍高于泡核桃品種，這可能是由于相同處理過程中烏米核桃的殼薄、內(nèi)褶壁退化、體積較小、縫合線較平導致傳熱速率快故而水分散失較大，也可能是品種之間的差異決定的。且干燥溫度每升高10℃，對成品的營養(yǎng)物質(zhì)的含量影響越顯著，以60℃處理的含量上升最明顯，這說明溫度越高，相同時間內(nèi)損失水分的量越大；在干燥過程中，水分減少的程度越大，其對較為穩(wěn)定的物質(zhì)的含量的影響越大，導致蛋白質(zhì)、脂肪和還原糖的含量相對升高。

3 結(jié)果與討論

核桃的水分及其水分活度隨著其干燥的時間增加而減少，酸值和過氧化值則隨之增加。不同干燥條件間，變化量的大小隨干燥溫度的升高而不斷增大，通過比較兩個品種核桃的性狀和品質(zhì)指標可知核桃的大小、果殼接縫處及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的緊密程度直接影響到加熱過程中果實的氧化酸敗的速率，與趙悅平[18]的研究結(jié)果相一致。驗證實驗表明，核桃經(jīng)干燥處理25h后其酸值小于4.0mg KOH/g，過氧化值（以脂肪計）小于0.08g/100g，50℃及較高溫度烘箱干燥的核桃蛋白質(zhì)含量在14%以上，脂肪含量在64%以上，均符合堅果食品衛(wèi)生標準[19]。

核桃在40、50℃及日曬處理下其酸值和過氧化值變化小，40、50℃處理20h水分活度已與安全水分活度非常接近；烏米核桃在60℃干燥15h后水分含量和水分活度已達安全要求，縮短干燥時間，具有良好的商品價值并適宜長期貯藏保存，日曬所需干燥時間長，品質(zhì)不能很好地保持。

核桃營養(yǎng)物質(zhì)的含量隨干燥溫度的升高而不斷升高，這是由于干燥溫度越高，相同時間內(nèi)損失水分的量越大，其對穩(wěn)定的物質(zhì)的含量百分比的影響越大，因此使得蛋白質(zhì)、脂肪和還原糖的含量相對升高。

惠更平[20]的研究表明，在55℃干燥時間達20h時生板栗仍未發(fā)生褐變。朱德泉[21]的研究表明，山核桃堅果熱風干燥的最佳工藝參數(shù)組合，即熱風溫度為72℃，裝載量為0.08kg，風速為65m/min。沈衛(wèi)強[22]的研究表明，干燥核桃的最佳方案即生產(chǎn)率為1000kg/h，溫度為58℃，空氣流速為3m/s，在此條件下核桃的干燥時間為12h，極大地減少了核桃干燥的時間。綜合考慮核桃的品質(zhì)指標、有效延長貯藏期、生產(chǎn)成本及能源的有效利用等因素，食品企業(yè)在干燥核桃時采用60℃處理15h干燥核桃的工藝條件最佳。

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