鮮花椒制品的原料控制及破壁工藝研究

李佩洪 吳銀明 盛家武 陳政

摘要?研究了鮮花椒制品的原料控制及破壁工藝。結(jié)果表明，花椒制品原料采收在揮發(fā)油成分達(dá)2%以上、產(chǎn)量達(dá)完全成熟的80%以上時(shí)即可進(jìn)行采收;鮮花椒破壁技術(shù)采用電動(dòng)鋼磨進(jìn)行研磨式破碎可以較好地保持產(chǎn)品的風(fēng)味及口感。

關(guān)鍵詞?鮮花椒制品;破壁工藝;原料控制

中圖分類號(hào)?TS264.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A文章編號(hào)?0517-6611（2020）02-0201-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.02.058

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on Raw Material Control and Wall Breaking Technology of Fresh Pepper Products

LI Pei-hong， WU Yin-ming， SHENG Jia-wu et al

（Sichuan Institute of Plant Engineering，Zizhong， Sichuan 641200）

Abstract?The raw material control and breaking process of fresh pepper products were studied. The results showed that the raw material of pepper products can be harvested at more than 2% of volatile oil components and the yield more than 80% of fully mature. Fresh pepper breaking technology by using electric steel grinding crushing can better maintain the flavor and taste of the products.

Key words?Fresh pepper products;Wall breaking process;Material control

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim）為蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum）多年生木本植物，在全球范圍內(nèi)約有250種，在我國(guó)已發(fā)現(xiàn)約45個(gè)種及13個(gè)變種[1]，廣泛分布于全國(guó)30多個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)），主要以中西部省區(qū)為多，尤其在四川省西部山區(qū)?；ń肥且环N分布廣泛的香料、油料、藥材兼用型經(jīng)濟(jì)林木。

我國(guó)是全球花椒主產(chǎn)國(guó)，栽培面積及產(chǎn)量均位居第一。截至2017年底，全國(guó)花椒種植面積超過100萬(wàn)hm2，其中四川省花椒栽植范圍已擴(kuò)展到21個(gè)市（州）133個(gè)縣（市、區(qū)），全省花椒面積29.33萬(wàn)hm2，約占全國(guó)總產(chǎn)量的17.6%[2]。雖然我國(guó)是花椒主產(chǎn)國(guó)，但加工處于落后狀態(tài)，干花椒的加工僅占花椒產(chǎn)量的5%，而且加工的主要是花椒粉、花椒油等初級(jí)加工品，技術(shù)含量不高、且保質(zhì)期短，價(jià)值提升不高。通過精深加工，依靠現(xiàn)代食品加工技術(shù)來提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，開發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品是花椒產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)，從而提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。

1?材料與方法

1.1?原料、添加劑與設(shè)備

鮮花椒的產(chǎn)地為四川省內(nèi)江市，品種為九葉青，去除短果柄、小葉等雜質(zhì)。

設(shè)備：鼓風(fēng)干燥機(jī)（上海恒一，BPG-9070A）;索氏提取器（上海洪紀(jì)SXT-02）;電子天平（USA.HZ）;干燥器;揮發(fā)油提取器;粉碎機(jī)（GFSJ-16、FL-250，為江陰市康和機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品）;電動(dòng)鋼磨（型號(hào)BJ 2200，為山東龍興化工機(jī)械集團(tuán)有限公司產(chǎn)品）。

1.2?方法

1.2.1?取樣。

在田間標(biāo)記3個(gè)較具代表性的5～6年生青鮮花椒植株，從果實(shí)膨大基本結(jié)束時(shí)開始，每周從標(biāo)記樹上選取較具代表性的結(jié)果枝3～4個(gè)并采收其上的全部果實(shí)，以密封袋包裝帶回室內(nèi)作為檢測(cè)樣本。

1.2.2?產(chǎn)量（千粒重）測(cè)定。

2016年5—9月，花椒果實(shí)進(jìn)入膨大期后，果實(shí)數(shù)量已基本確定，故鮮果產(chǎn)量可以用鮮果的千粒重來計(jì)算。每個(gè)樣本準(zhǔn)確稱取200 g左右不含主果梗的鮮花椒果粒作為樣品，對(duì)稱量樣品的果粒計(jì)數(shù)后，按以下公式計(jì)算千粒重：千粒重=樣品重量/果粒數(shù)×1 000。

1.2.3?干物質(zhì)含量測(cè)定。

采用通風(fēng)干燥箱，將獲樣品置于37 ℃下烘干24 h（種子曝露）后，再升溫至52 ℃烘干24 h，自然冷卻至室溫后稱重，按以下公式計(jì)算干物質(zhì)含量：干物質(zhì)含量=干果重/鮮果重×100%。

1.2.4?呈味物質(zhì)含量（揮發(fā)油含量，%）測(cè)定。

由于目前國(guó)內(nèi)外對(duì)花椒麻味、香味物質(zhì)精確測(cè)量的技術(shù)方法尚不成熟，但花椒的揮發(fā)油含量與其麻味和香味程度呈顯著正相關(guān)，且測(cè)定方法成熟，故以揮發(fā)油含量作為花椒鮮果呈味物質(zhì)含量的評(píng)判依據(jù)。準(zhǔn)確稱取烘干樣品（整粒）50 g，精確至0.01 g，按照GB/T 17527《胡椒精油含量的測(cè)定》[3]規(guī)定的水蒸氣蒸餾法測(cè)定揮發(fā)油含量。

1.2.5?破壁技術(shù)。

細(xì)胞破壁技術(shù)采用的方法以機(jī)械破碎較為常見，通常粉碎的粒度越小其破壁率越高，有效成分釋放的速度和份量越快越多。鮮花椒由于尚未完全成熟，其木質(zhì)化內(nèi)果皮、種皮纖維相對(duì)較軟，破壁相對(duì)容易;但由于水分含量較高，不易通過粒度較細(xì)的粉碎機(jī)篩網(wǎng)，因此對(duì)不同的粉碎方式及設(shè)備進(jìn)行了研究。

2?結(jié)果與分析

2.1?青花椒成熟度分析

青鮮花椒果實(shí)發(fā)育和成熟過程中，成熟前期，每7 d采收1次樣品，生產(chǎn)上正常采收期結(jié)束后，每14 d采收1次樣品，測(cè)定不同階段鮮果的果徑、產(chǎn)量（千粒重）、含水量和揮發(fā)油含量，同時(shí)對(duì)鮮果通過感官品嘗評(píng)價(jià)其麻味[4-5]。鮮花椒成熟度測(cè)評(píng)結(jié)果見表1。

測(cè)試結(jié)果（表1）表明，青鮮花椒果實(shí)自6月上旬起已具有濃烈的麻味和鮮花椒固有的香味，特征風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)油含量已在2%以上，且鮮果產(chǎn)量達(dá)到正常產(chǎn)量的80%以上，具備作為鮮花椒制品加工的原料采收條件。

2.2?原料技術(shù)要求的相關(guān)指標(biāo)確定

為確保鮮花椒制品的食品安全和產(chǎn)品質(zhì)量，以上述研究為基礎(chǔ)并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[6]制定了用于加工鮮花椒的技術(shù)要求。

2.2.1?感官要求。

①外觀，顆粒飽滿，油腺凸出;

②色澤，綠色、黃綠色、鮮紅色或紫紅色;

③氣味，清香、芳香，無異嗅;

④滋味，舌感麻味濃烈，芳香味突出，無異味;

⑤雜質(zhì)，無刺、無枝葉（允許有果穗柄及1～2片復(fù)葉）、無霉變和其他雜質(zhì)。

2.2.2?理化指標(biāo)。

水分含量≤80%;總灰分含量≤3.0%;揮發(fā)油含量≥20 mL/kg;

不揮發(fā)乙醚提取物含量≥1.6%;總砷含量≤0.07 mg/kg;

總汞含量≤0.01 mg/kg;鉛含量≤0.42 mg/kg;鎘含量≤0.11 mg/kg。

2.2.3?微生物限量。

大腸菌群數(shù)量≤300 MPN/kg;霉菌數(shù)量≤10 000 CFU/g;致病菌不得檢出。

2.2.4?污染物限量。污染物限量應(yīng)符合GB2762—2017的規(guī)定。

2.2.5?農(nóng)藥殘留限量。農(nóng)藥殘留限量應(yīng)符合GB2763—2016及國(guó)家有關(guān)規(guī)定和公告要求。

2.3?破壁工藝研究

2.3.1?不同粉碎設(shè)備粉碎效果試驗(yàn)。

鮮花椒含油含水量較高，清洗后表面尚有游離水分，為保證粗粉碎作業(yè)的順利進(jìn)行并達(dá)到要求粒度，清洗控干水分的鮮花椒原料應(yīng)在室溫下攤晾2～3 h后再用粉碎機(jī)粉碎。

粗粉碎要求粒度不低于30目，選取錘片式粉碎機(jī)和懸片式粉碎機(jī)進(jìn)行粗粉碎效果對(duì)比試驗(yàn)。由表2可知，F(xiàn)L-250連續(xù)出料懸片式粉碎機(jī)較GFSJ-16連續(xù)出料錘片式粉碎機(jī)產(chǎn)能達(dá)成率高出1倍，在生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)可選擇前者。但2種機(jī)型用于濕物料粉碎均容易堵塞篩網(wǎng)，造成生產(chǎn)效率不高、頻繁清理篩網(wǎng)、增加勞動(dòng)強(qiáng)度等問題。因此，擬將鮮花椒脫去部分水分再進(jìn)行粉碎效率對(duì)比試驗(yàn)。

2.3.2?不同原料含水量粉碎效果對(duì)比試驗(yàn)。上述試驗(yàn)表明，試樣含水量與粉碎效率成反比，試樣含水量減少50%，其粉碎效率提高了3倍（表3）。

2.3.3?原料烘干過程對(duì)鮮花椒揮發(fā)油含量的影響試驗(yàn)。

取含水量62.7%的鮮花椒試樣2 kg，分成2等份，3個(gè)重復(fù)。取其中1份置于通風(fēng)干燥箱于40 ℃恒溫干燥至水分含量為29%，按照GB/T 17527—2009規(guī)定的水蒸氣蒸餾法測(cè)定揮發(fā)油含量。分別測(cè)定2個(gè)試樣中揮發(fā)油的含量，將測(cè)定的烘干樣揮發(fā)油含量換算成未經(jīng)烘干的鮮花椒含量，與測(cè)得的未烘干樣的揮發(fā)油含量進(jìn)行對(duì)比分析。

從表4可以看出，低溫長(zhǎng)時(shí)間烘干使鮮花椒揮發(fā)油含量損失率達(dá)到17.83%。朱羽堯等[7]研究了曬干和烘干2種處理方式下大紅袍中揮發(fā)油含量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)油含量分別降低16.00%和38.57%。因此，基于最大限度保持鮮花椒的青鮮味、鮮麻味的研究目標(biāo)，由于烘干過程導(dǎo)致呈香呈味物質(zhì)揮發(fā)油有一定損失，在粗粉碎效率提升與揮發(fā)油損失這一對(duì)矛盾中，最大限度地保持呈香呈味物質(zhì)是矛盾的主要方面，經(jīng)權(quán)衡，決定放棄依靠烘干提高粗粉碎效率的工藝，仍然采取濕物料粉碎，以實(shí)現(xiàn)最大限度保持呈香呈味物質(zhì)的初衷。

2.3.4?濕料粉碎不同粉碎方式下粉碎效率的對(duì)比試驗(yàn)。

用濕料粉碎時(shí)凡有篩網(wǎng)的粉碎機(jī)容易造成篩網(wǎng)堵塞而頻繁開蓋清理，一是粉碎效率太低，二是容易導(dǎo)致粉碎腔物料積存，稍有不慎會(huì)使電動(dòng)機(jī)負(fù)荷過重而燒壞;無篩網(wǎng)粉碎機(jī)一般通過風(fēng)力吹選達(dá)到粒度要求之粉料，只能粉碎水分含量在20%以下的物料，而且其粉碎后機(jī)腔尚存有未粉碎之殘?jiān)?。因此，要最大限度地保持鮮花椒青香味、鮮麻味采用濕法破碎就只能選用其他破碎方式。通過資料查閱和走訪設(shè)備廠家，選擇用研磨方式進(jìn)行粗粉碎，在比較鋼磨參數(shù)及加工適應(yīng)性后選用BJ2200鋼磨作為鮮花椒濕料研磨粗粉碎加工設(shè)備。

從表5可以看出，GFSJ-16錘片式粉碎機(jī)和FL-250懸片式粉碎機(jī)粉碎效率為10%和21%，BJ2200電動(dòng)鋼磨粉碎效率達(dá)到90%，無篩網(wǎng)的研磨式破碎較之有篩網(wǎng)的撞擊、撕裂式破碎效率高4～8倍，且設(shè)備購(gòu)置成本、運(yùn)行成本較之撞擊、撕裂式破碎更低。因此，研磨式破碎更適合濕法破碎，故確定粗粉碎工序采用電動(dòng)鋼磨進(jìn)行研磨式破碎。

3?結(jié)論

（1）鮮花椒制品的原料采收時(shí)間為風(fēng)味物質(zhì)成分充分積累的前提下，越早采收越有利于加工及產(chǎn)品外觀品質(zhì)?；ń?/p>

的化學(xué)成分主要有揮發(fā)油、生物堿、酰胺、木質(zhì)素、香豆素和脂肪酸等，其風(fēng)味物質(zhì)主要為揮發(fā)油[8]。經(jīng)測(cè)定，揮發(fā)油成分在2%以上，產(chǎn)量達(dá)完全成熟的80%以上時(shí)即可進(jìn)行采收。

（2）鮮花椒破壁技術(shù)方法直接影響產(chǎn)品的風(fēng)味及口感?；ń凤L(fēng)味物質(zhì)主要為揮發(fā)油，加工過程中容易揮發(fā);麻味物質(zhì)主要由酰胺類物質(zhì)組成，酰胺類物質(zhì)有很強(qiáng)的抗氧化活性[9]，在加工和儲(chǔ)存過程中會(huì)逐漸減少[10]。經(jīng)研究，選擇濕法破壁，采用電動(dòng)鋼磨進(jìn)行研磨式破碎，可以提高研磨效率，減少揮發(fā)油和麻味物質(zhì)的損失。

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