檳榔烘干工藝對(duì)農(nóng)藝性狀的影響及良果篩選

丁 浩，安啟源，崔 闖，萬迎朗,2

（1.海南大學(xué) 熱帶作物學(xué)院，?？?570228; 2.海南華創(chuàng)檳榔研究院，?？?570228）

棕櫚科植物在熱帶經(jīng)濟(jì)作物中占據(jù)著十分重要的地位[1]。檳榔（Areca catechuL.）是棕櫚科檳榔屬多年生常綠喬木，原產(chǎn)地為馬來西亞，主要分布于南亞和東南亞等地區(qū)[2?3]。中國(guó)是世界第2大檳榔生產(chǎn)國(guó)，栽培歷史已有1 500多年，主要種植于海南、云南、廣東、廣西及臺(tái)灣等地區(qū)，其中，以海南省栽培較多，是海南省政府重點(diǎn)發(fā)展的特色經(jīng)濟(jì)作物[4]。檳榔是一種具有較高藥用價(jià)值的中藥，位居我國(guó)“四大南藥”之首[5?6]。同時(shí)檳榔也是深受消費(fèi)者喜愛的咀嚼食品，在中國(guó)、南亞和東非等國(guó)家和地區(qū)，每天有超過4億人以不同的食用方式咀嚼檳榔。中國(guó)湖南省加工為主的食用檳榔咀嚼塊，由加工后去核后的檳榔纖維層和鹵水組成[7?8]。湖南特色的食用檳榔消費(fèi)年產(chǎn)值已經(jīng)超200億元[9?10]。在食用檳榔產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，越來越多的人加入到食用檳榔消費(fèi)者的行列中。海南檳榔產(chǎn)量高，但深加工技術(shù)落后，檳榔鮮果經(jīng)干制初加工成青果后，大量運(yùn)往湖南進(jìn)行深加工，經(jīng)炮制、切片、點(diǎn)鹵、干燥等工序，制作成不同花色的食用檳榔咀嚼品進(jìn)入市場(chǎng)[7?8,11]。干制是檳榔重要的貯藏與加工方式，能有效抑制微生物生長(zhǎng)、延長(zhǎng)貯藏期以及縮小檳榔體積[7]。目前食用檳榔加工工藝上主要采用傳統(tǒng)土爐烘干工藝、蒸汽烘干工藝和熱泵烘干工藝3種檳榔干制技術(shù)[12]。熱泵烘干工藝因其污染小、生產(chǎn)受限制小等優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)了良好的市場(chǎng)前景，是目前海南廣泛推廣使用的檳榔干燥加工工藝[7,13?15]。熱泵干燥技術(shù)在廣泛推廣、使用中也不斷得到優(yōu)化[12]，張容鵠等[16]采用熱泵干燥工藝，通過單因素法及多因素正交試驗(yàn)，優(yōu)化了熱泵干燥檳榔中試水平上的工藝參數(shù)。吳耀森等[17]采用常溫高濕緩蘇?高溫低濕干燥的多階段熱泵干燥方式，優(yōu)化了干燥時(shí)間，使生產(chǎn)效率得到提高。

檳榔干制是一個(gè)傳熱傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行并且形態(tài)持續(xù)變化的復(fù)雜過程，其規(guī)律受到鮮果品質(zhì)及干燥介質(zhì)的影響。提高加工后食用檳榔的品質(zhì)，除了控制優(yōu)化檳榔加工工藝，對(duì)檳榔鮮果進(jìn)行篩選也尤其重要。袁源等[18]采用色差、氣質(zhì)、液相以及紫外等手段研究干燥方法對(duì)檳榔外觀形態(tài)以及活性成分的影響，為檳榔的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了依據(jù)。目前，檳榔干制過程中果形指數(shù)和硬度等表觀物理指標(biāo)以及生物堿等生物活性成分變化的相關(guān)研究相對(duì)較少，一定程度上影響檳榔干制技術(shù)水平的提升和食用檳榔品質(zhì)的提高。檳榔市場(chǎng)上對(duì)于檳榔鮮果的選取尚沒有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮Y選標(biāo)準(zhǔn)，大多單純依據(jù)檳榔鮮果的質(zhì)量甚至是感官判斷來進(jìn)行篩選，這種粗獷的篩選方式在當(dāng)前檳榔種植和青果生產(chǎn)中造成了大量低效生產(chǎn)和資源浪費(fèi)。消費(fèi)者對(duì)加工后的食用檳榔的質(zhì)地和安全問題也日益重視，提高食用檳榔產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)以滿足消費(fèi)者的需求對(duì)檳榔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義[7,19?20]。

本實(shí)驗(yàn)通過比較綜合分組的青果良果率并分析影響青果良果率的因素，揭示檳榔鮮果的農(nóng)藝性狀與檳榔青果品質(zhì)之間的關(guān)系，建立一套基于此關(guān)系之上的較為科學(xué)完善的優(yōu)質(zhì)檳榔鮮果篩選的標(biāo)準(zhǔn)，旨在為食用檳榔加工生產(chǎn)過程中的良果篩選以及推廣應(yīng)用提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料檳榔材料來自海南地區(qū)萬寧市、屯昌縣和東方市布點(diǎn)的3個(gè)檳榔種植園，待檳榔鮮果成熟后進(jìn)行檳榔鮮果樣品的采摘工作并收獲2 518份成熟的檳榔鮮果樣品。

1.2 農(nóng)藝性狀測(cè)量檳榔鮮果樣品經(jīng)熱泵烘干初加工后，分別測(cè)定其加工前后的果長(zhǎng)，果寬，長(zhǎng)寬比，果實(shí)質(zhì)量，最寬占比以及果皮厚度[21]。使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)量，使用ME403E型電子天平進(jìn)行稱量。對(duì)選取的檳榔鮮果樣品使用Agilent 1 260高效液相色譜儀分別測(cè)定其加工前后的生物堿含量。測(cè)定的生物堿主要包括檳榔堿、去甲檳榔堿、葫蘆巴堿、檳榔次堿和去甲檳榔次堿。

果長(zhǎng)：測(cè)量果實(shí)最長(zhǎng)處即果基部到果頂?shù)拈L(zhǎng)度(mm)。果寬：測(cè)量果實(shí)最寬處的直徑(mm)。果皮厚度：測(cè)量果實(shí)果皮的厚度(mm)。長(zhǎng)寬比：果長(zhǎng)和果寬的比值。果實(shí)質(zhì)量及含水量測(cè)定：用天平稱量單個(gè)鮮果和烘干后青果的質(zhì)量，并計(jì)算含水量。最寬占比：果實(shí)底部到最寬處的長(zhǎng)度與果長(zhǎng)的比值。

1.3 綜合分組及評(píng)級(jí)對(duì)選取的2 518份成熟的檳榔鮮果樣品以果實(shí)質(zhì)量為參考依據(jù)進(jìn)行初步的篩選，再對(duì)初步篩選得到的1 871份鮮果樣品以長(zhǎng)寬比分布和最寬占比分布為參考依據(jù)進(jìn)行綜合分組。比較這些綜合分組加工后青果的良果率并分析影響良果率的因素，對(duì)這些分組進(jìn)行評(píng)級(jí)。

良果率：符合海南省檳榔青果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的優(yōu)質(zhì)青果的鮮果樣品個(gè)數(shù)占全部鮮果樣品個(gè)數(shù)的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析使用 Microsoft Excel 2019對(duì)2 518份檳榔鮮果樣品烘干工藝初加工前后的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀等原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，并制作直方圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 檳榔鮮果產(chǎn)量性狀分布如圖1所示，2 518份成熟的檳榔鮮果樣品的果長(zhǎng)分布范圍為41.61～63.61 mm，果長(zhǎng)的平均值為51.82 mm，分布范圍在49.61～ 51.61 mm的組的頻數(shù)最大，數(shù)值為479(圖1-B)；鮮果材料果寬分布范圍主要在22.50～39.00 mm 之間，果寬的平均值為31.31 mm ，分布范圍在30.00～31.50 mm的組的頻數(shù)最大，數(shù)值為632(圖1-C)；鮮果材料長(zhǎng)寬比分布范圍為1.08～2.28，長(zhǎng)寬比的平均值為1.66，分布范圍在1.56 ～1.64的組的頻數(shù)最大，數(shù)值為453(圖1-D)；檳榔鮮果材料最寬占比分布范圍主要在0.35～0.63之間，最寬占比的平均值為0.50，分布范圍在0.50～0.53的組的頻數(shù)最大，數(shù)值為505（圖1-E）；檳榔鮮果質(zhì)量分布范圍主要在10.00～40.00 g 之間，質(zhì)量分布的平均值為25.16 g，分布范圍在22.00～23.50 g 的組的頻數(shù)最大，數(shù)值為372(圖1-F)。

2.2 檳榔鮮果篩選分組目前，檳榔市場(chǎng)上主要是根據(jù)質(zhì)量因素對(duì)收購(gòu)的檳榔鮮果進(jìn)行篩選，一般是1 kg 包含34～50個(gè)鮮果，即單果質(zhì)量在20～30 g 之間。單果質(zhì)量過小或過大都會(huì)影響初加工后的青果品質(zhì)。但是檳榔加工后的青果良果率不僅僅是由質(zhì)量因素決定，長(zhǎng)寬比和最寬占比也是影響檳榔加工品質(zhì)的重要因素。因此，筆者對(duì)2 518份鮮果材料進(jìn)行了進(jìn)一步的篩選，選取了1 871份單果質(zhì)量在20～30 g之間的檳榔鮮果樣本。并且對(duì)這些樣本依據(jù)長(zhǎng)寬比分布和最寬占比分布進(jìn)行分組。將1 871份鮮果材料依據(jù)長(zhǎng)寬比分布和最寬占比分布范圍平均分成3組對(duì)其進(jìn)行篩選分組，并且根據(jù)長(zhǎng)寬比分布和最寬占比分布進(jìn)行綜合分組。

2.2.1 長(zhǎng)寬比分布分組如表1 所示，長(zhǎng)寬比分布分組中A1組長(zhǎng)寬比分布范圍為1.03～1.56，A2組長(zhǎng)寬比分布范圍為1.56～2.08，A3組長(zhǎng)寬比分布范圍為2.08～2.60。長(zhǎng)寬比分布分組中A2組的檳榔鮮果個(gè)數(shù)最多，為1 316個(gè)，A3組的檳榔個(gè)數(shù)最少，為29個(gè)。

表1 長(zhǎng)寬比分組

2.2.2 最寬占比分組如表2 所示，最寬占比分布分組中B1組最寬占比分布范圍為0.32～0.49，最寬占比B2組分布范圍為0.49～0.66，B3組最寬占比分布范圍為0.66～0.83。最寬占比分布分組中B2組的檳榔鮮果個(gè)數(shù)最多，為1 107個(gè)，B3組的檳榔個(gè)數(shù)最少，為11個(gè)。

表2 最寬占比分組

2.2.3 綜合分組如表3 所示，綜合分組 A2B2 組的檳榔鮮果個(gè)數(shù)最多，為841個(gè)，長(zhǎng)寬比分布范圍為1.56 ～2.08，最寬占比分布范圍為0.49～0.66；A2B3組的檳榔鮮果個(gè)數(shù)最少，為2個(gè)，長(zhǎng)寬比分布范圍為1.56～2.08，最寬占比分布范圍為0.66～0.83。A1B3、A2B3、A3B1和A3B2組鮮果樣本個(gè)數(shù)過少，結(jié)果不具有代表性。故在之后的實(shí)驗(yàn)中只選取了綜合分組的A1B1、A1B2、A2B1和A2B2組進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

表3 綜合分組

2.3 檳榔鮮果綜合分組農(nóng)藝性狀比較

2.3.1 綜合分組產(chǎn)量性狀加工前后的比較由圖2可以看出，與檳榔鮮果樣品加工前相比，加工后綜合分組總體上果長(zhǎng)變長(zhǎng)，A1B2組變化率最大，增長(zhǎng)率為4.10%，A2B2組變化率最小，增長(zhǎng)率為0.31%（圖2-A）；與加工前相比，加工后綜合分組總體上果寬變短，A2B2組變化率最大，降低了39.34%，A2B1組變化率最小，降低了38.81%（圖2-B）；與鮮果加工前相比，加工后綜合分組總體上長(zhǎng)寬比變大，A1B2組變化率最大，增長(zhǎng)率為71.74%，A2B1組變化率最小，增長(zhǎng)率為64.62%（圖2C）；與加工前相比，加工后綜合分組總體上最寬占比變小，A1B2組變化率最大，降低了12.76%，A2B1組變化率最小，降低了1.48%（圖2-D）；與鮮果加工前相比，加工后綜合分組總體上果皮厚度變小，A2B1組變化率最大，降低了50.99%，A2B2組變化率最小，降低了38.97%（圖2-E）；與鮮果加工前相比，加工后綜合分組總體上平均重量變小，損失的重量均為烘干過程中的水分損失。A2B1組水分損失率最大，為74.20%，A1B2組水分損失率最小，為61.17%（圖2-F）。

2.3.2 綜合分組生物堿含量的比較由圖3可以看出，檳榔鮮果樣品各綜合分組的生物堿中，檳榔堿的含量最高，葫蘆巴堿的含量最低。各分組中的生物堿含量沒有明顯差異。

2.4 檳榔鮮果篩選及評(píng)級(jí)

2.4.1 綜合分組各因素對(duì)良果率的影響由圖4可以看出，進(jìn)行綜合分組的1 871份鮮果材料中，長(zhǎng)寬比分組A1組鮮果初加工后的青果良果率為50.43 %，A2組鮮果加工后的青果良果率為18.83 %，A3組鮮果加工后的良果率為7.14 %(圖4-A)；鮮果樣品最寬占比分組B1組鮮果加工后的青果良果率為35.95 %，B2組鮮果加工后的良果率為20.95 %，B3組鮮果加工后的良果率為0（圖4-B）；

2.4.2 綜合分組評(píng)級(jí)由圖5 可以看出，檳榔鮮果樣品綜合分組的4個(gè)分組中，綜合分組A1B1的青果良果率最高，為56.67 %；A1B2組青果良果率其次，為50.00 %；A2B1組的青果良果率為33.46 %，A2B2組青果良果率最低，為18.64 %。

如表4 所示，依據(jù)綜合分組的青果良果率的大小進(jìn)行優(yōu)質(zhì)鮮果篩選的評(píng)級(jí)，1級(jí)：綜合分組A1B1組 (56.67 %)和 A1B2組 (50.00 %)，2 級(jí)：綜合分組A2B1組(33.46 %)，3級(jí)：綜合分組A2B2組(18.64 %)。

表4 綜合分組評(píng)級(jí)

3 討 論

檳榔干制使檳榔諸多農(nóng)藝性狀發(fā)生了變化，與檳榔鮮果初加工前相比，加工后的青果總體上果長(zhǎng)變長(zhǎng)，果寬變短，最寬占比變小，長(zhǎng)寬比變大，平均重量變小，果皮厚度變小。本研究發(fā)現(xiàn)，干制過程中檳榔鮮果農(nóng)藝性狀影響烘干工藝初加工后的青果品質(zhì)，在檳榔鮮果的諸多農(nóng)藝性狀中，長(zhǎng)寬比和最寬占比是影響檳榔干制后的青果形狀品質(zhì)的重要因素。由于在干制過程中檳榔果水分流失發(fā)生形變，長(zhǎng)寬比和最寬占比過大或過小都會(huì)影響檳榔果實(shí)結(jié)構(gòu)甚至導(dǎo)致檳榔皮纖維結(jié)構(gòu)坍塌破裂。長(zhǎng)寬比分布范圍為1.03~1.56，最寬占比分布范圍為0.32~0.49的檳榔鮮果干制加工后良果率最高，是進(jìn)行鮮果篩選的最佳選擇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明了檳榔鮮果的農(nóng)藝性狀與檳榔青果品質(zhì)之間的關(guān)系，證實(shí)了檳榔干制加工后的品質(zhì)受到鮮果長(zhǎng)寬比和最寬占比的影響，為食用檳榔加工市場(chǎng)上良果的選擇提供篩選的依據(jù)，優(yōu)化了對(duì)檳榔加工產(chǎn)業(yè)檳榔鮮果篩選標(biāo)準(zhǔn)。下一歩還需要進(jìn)一步了解烘干工藝對(duì)生物堿等活性物質(zhì)的影響，從而解析檳榔中活性物質(zhì)對(duì)干制后檳榔青果品質(zhì)的影響。

隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各科研單位在產(chǎn)業(yè)升級(jí)的大背景下越來越注重檳榔烘干工藝初加工過程中的優(yōu)化。早先人們通過對(duì)烘干工藝中干燥時(shí)間、干燥溫度等生產(chǎn)條件的優(yōu)化提高了食用檳榔干制過程中的加工效率[16,17],近些年來有關(guān)烘干工藝初過程中果形以及生物堿等生物活性成分變化的相關(guān)研究逐漸增多，促進(jìn)了檳榔干制技術(shù)水平的提升和食用檳榔品質(zhì)的提高[11,18]。隨著檳榔干制加工技術(shù)理論的完善、檳榔干制設(shè)備的升級(jí)改造、新裝備的研發(fā)和消費(fèi)者需求的提升，未來檳榔加工產(chǎn)業(yè)日漸趨向生產(chǎn)機(jī)械化、規(guī)?；?。在大規(guī)模機(jī)械化的生產(chǎn)背景下，科學(xué)完善的鮮果篩選標(biāo)準(zhǔn)將有助于推動(dòng)整個(gè)食用檳榔加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。