含水量對澳洲堅果帶殼果浮選效果的影響

付鎵榕，馬尚玄，黃克昌，徐 榮，鄒建云，郭剛軍

（云南省熱帶作物科學研究所，云南景洪666100）

澳洲堅果是世界著名的堅果，我國澳洲堅果種植區(qū)域主要分布在云南、廣西、貴州等地區(qū)，2019年澳洲堅果（以含水率10%帶殼果計）收獲量已達到1.7萬t，隨著國內(nèi)澳洲堅果種植面積的不斷增加，預計2020年我國澳洲堅果帶殼果產(chǎn)量將達到6.7萬t［1］。據(jù)統(tǒng)計，澳洲堅果帶殼果原料中的缺陷果比率高達15%～30%。原料的品質(zhì)直接關系到加工產(chǎn)品的品質(zhì)，對澳洲堅果帶殼果原料進行分選是生產(chǎn)企業(yè)獲得優(yōu)質(zhì)澳洲堅果產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)，也是澳洲堅果開口產(chǎn)品的關鍵質(zhì)量控制點［1］。目前，關于澳洲堅果帶殼果的研究主要集中在干燥、破殼等方面［2-5］，水浮選工藝雖然在生產(chǎn)中已有使用［6-7］，但關于水浮選工藝與技術的研究鮮有報道。浮選借助水的浮力使密度較小的空殼果、霉變果、皺縮果等缺陷果及部分可用果上浮，上浮的可用果主要是不完全成熟果，經(jīng)破殼后可作為低等級果仁原料；成熟飽滿的優(yōu)質(zhì)果下沉，可作為開口殼果的優(yōu)質(zhì)原料。為此，筆者通過自然干燥和加溫干燥獲得不同含水量的澳洲堅果帶殼果，研究其浮選后的上浮果與下沉果的可用果率、缺陷果率、脂肪含量及上浮果占比的變化，以期確定出適宜的浮選條件，為澳洲堅果產(chǎn)品的加工與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供技術依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

澳洲堅果：采自云南省熱帶作物科學研究所澳洲堅果試驗基地的新鮮帶皮果，經(jīng)脫皮機脫去果莢后備用。

石油醚（沸程30～60℃）：西隴科學股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設備

熱風循環(huán)旋轉(zhuǎn)烘烤爐（ZC-100C，上海名谷機械制造有限公司）；電熱恒溫鼓風干燥箱（BGZ-70，上海博訊實業(yè)有限公司）；恒溫水浴鍋（HHS，上海博訊實業(yè)有限公司）；電子天平（ME204E/02，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；索氏抽提器（B-811，步琦實驗室設備貿(mào)易上海有限公司）。

實驗中使用的水浮選設備［8］為自主設計，具體結構如圖1所示。

圖1 澳洲堅果水浮選設備示意圖

1.3 方法

1.3.1 不同含水量澳洲堅果帶殼果樣品的制備

將新鮮澳洲堅果帶殼果在通風的室內(nèi)自然干燥，每24 h取樣1次，測帶殼果及其果仁含水量；當含水量趨于穩(wěn)定時，借助電熱恒溫鼓風干燥箱50℃［9-10］進行強制加溫干燥，每12 h取樣1次，測帶殼果及其果仁含水量，直至果仁含水量低于2%為止。按所測含水量不同分樣留存，制得不同含水量的帶殼果。

1.3.2 不同含水量澳洲堅果帶殼果的浮選

取不同含水量的澳洲堅果帶殼果進行水浮選實驗，每次實驗取樣量15 kg，經(jīng)浮選機浮選，得到上浮果及下沉果兩類帶殼果，檢測上浮果占比。上浮果檢測可用果率、脂肪含量，下沉果檢測缺陷果率、脂肪含量。

1.3.3 浮選澳洲堅果帶殼果指標測定

（1）含水量的測定［11］直接干燥法 ，按GB 5009.3-2016進行測定，重復測定3次。

（2）脂肪的測定［11］

索氏抽提法，按GB 5009.6-2016進行測定，重復測定3次。

（3）缺陷果率的測定［12-14］隨機取樣約1500 g，準確到1 g，置于清潔、干燥的白瓷盤中，目測檢驗帶殼果的外觀、色澤、缺陷和雜質(zhì)，將外觀完好的帶殼果破殼檢查果仁狀態(tài)，存在蟲蛀、色斑、皺縮、褐變、霉變、滲油及其他影響外觀、口感情況的果仁為缺陷果。

樣品的缺陷果率（X1）以缺陷果的個數(shù)比（%）表示，按公式計算。式中：n1—缺陷果數(shù)，單位為個；n—樣品總數(shù)，單位為個。

（4）可用果率的測定［12-14］

隨機取樣約1500 g，準確到1 g，置于清潔、干燥的白瓷盤中，目測檢驗帶殼果外觀、色澤、缺陷和雜質(zhì)，將外觀完好的帶殼果破殼檢查果仁狀態(tài)，不存在蟲蛀、色斑、皺縮、褐變、霉變、滲油及其他影響外觀、口感情況的果仁為可用果。

樣品的可用果率（Y1）以可用果的個數(shù)比（%）表示，按公式計算。式中：m1—可用果數(shù)，單位為個；m—樣品總數(shù)，單位為個。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013軟件整理數(shù)據(jù)，SPSS 25.0軟件對數(shù)據(jù)進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 新鮮帶殼果與果仁干燥中含水量變化

由圖2可以看出，在0～11 d的自然干燥過程中，帶殼果及其果仁含水量均呈下降趨勢，11 d后帶殼果及其果仁含水量分別在12%和5%趨于穩(wěn)定。在自然干燥過程中，前期果仁含水量降速較快，帶殼果含水量降速略緩。當果仁含水量趨于穩(wěn)定時，帶殼果含水量開始快速下降。造成上述含水量變化趨勢的原因，可能是由于在干燥過程中，帶殼果果仁與果殼的水分同時揮發(fā)，但由于果殼包覆果仁，果仁中含有的水分需要通過果殼來散發(fā)，且果殼與果仁質(zhì)地不同，從而導致帶殼果及其果仁含水量的降速差異。

圖2 干燥過程含水量變化

2.2 帶殼果水浮選下沉果的缺陷果率變化

由圖3可知，隨著帶殼果含水量的降低，下沉果缺陷果率呈快速下降趨勢，當含水量在15%時，水浮選所得下沉果中缺陷果率為2.68%，此后含水量降低，下沉果中缺陷果率變化較小。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，含水量較高，上浮果均為空殼果、皺縮果等；含水量降低，上浮果出現(xiàn)霉變果及少量可用果。同一批次的帶殼果經(jīng)水浮選分選，所得到的下沉果缺陷果率從13%降到3%以下，水浮選對帶殼果的分選有顯著效果。因此，澳洲堅果帶殼果含水量小于15.00%，經(jīng)水浮選后可得到缺陷果率小于3%的帶殼果，符合NY/T 1521-2018《澳洲堅果帶殼果》［14］的標準要求。

圖3 下沉缺陷果率

2.3 帶殼果水浮選上浮果的占比及可用果率分析

上浮果為低等級的果，經(jīng)濟價值較低，若其中可用果占比過大會降低帶殼果的經(jīng)濟價值。由圖4可見，新鮮澳洲堅果帶殼果含水量為24.09%時，進行水浮選得到的上浮果占比為0.77%，無可用果，這是最為理想的浮選效果，但下沉果的缺陷果率卻高達13.10%，未達到NY/T 1521-2018《澳洲堅果帶殼果》［14］的標準要求，需要降低帶殼果的含水量使浮選后下沉果的缺陷果率達到標準要求（圖3）。但隨著含水量降低，上浮果及其可用果的占比增加，這可能是部分可用果因成熟度不足，在干燥的過程中果仁收縮，帶殼果密度變小而上浮，含水量在11%時是上浮果中可用果增長速度的轉(zhuǎn)折點，小于11.00%時的增長速度比大于11.00%時的增長速度更快。且?guī)す吭降?，其干燥成本越大。因此，綜合考慮，水浮選帶殼果含水量應大于11.00%。

圖4 帶殼果含水量與水浮選上浮果比例、可用果率變化

2.4 帶殼果水浮選下沉果與上浮果的脂肪含量分析

由表1可以看出，隨著分選帶殼果的含水量降低，上浮果的脂肪含量呈增加趨勢，含水量在8.83%～24.09%，下沉果的果仁脂肪含量均大于上浮果的脂肪含量。這可能是因為上浮果大部分為不成熟果、空殼果、皺縮果及霉變果，且這類果的脂肪含量都低于優(yōu)質(zhì)可用果，從而導致上浮果脂肪含量低。當帶殼果含水量為3.59%，上浮果與下沉果脂肪含量相近，這可能是由于上浮果中較高脂肪含量的可用果占比過大的緣故。

表1 不同含水量水浮選澳洲堅果帶殼果脂肪含量 %

2.5 含水量與水浮選指標的相關性分析

由表2可以看出，澳洲堅果帶殼果含水量與上浮果占比呈顯著負相關（r=-0.984），含水量與上浮果可用果率呈顯著負相關（r=-0.937），水分降低，部分可用果上浮，使上浮果中可用果增加，與不同含水量澳洲堅果帶殼果水浮選的上浮果占比、可用果率變化規(guī)律相符（圖4）。帶殼果含水量與上浮果脂肪含量呈顯著負相關（r=-0.900），帶殼果含水量越高，上浮果脂肪含量越低。帶殼果含水量與下沉果缺陷果率呈顯著正相關（r=0.853），帶殼果含水量越低，下沉果缺陷果率越低，浮選效果越好，與不同含水量澳洲堅果帶殼果水浮選下沉果缺陷果率變化規(guī)律相符（圖3）。

表2 澳洲堅果帶殼果水浮選指標相關性

3 結論

在自然干燥過程中，澳洲堅果果仁含水量下降速率快于帶殼果含水率的下降速率，帶殼果及其果仁含水量分別在12%、5%趨于穩(wěn)定。水浮選對帶殼果的分選效果顯著，下沉果品質(zhì)優(yōu)于上浮果品質(zhì)，可以使缺陷果率由13.10%降至2.33%。帶殼果含水量對水浮選效果影響顯著，其與上浮果占比、上浮果中可用果率呈極顯著負相關，與下沉果缺陷果率呈顯著正相關。帶殼果適宜浮選條件為：含水量11.00%～15.00%，此條件分選的上浮果占比＜20%，其可用果率＜70%，下沉果中缺陷果率＜3%。水浮選工藝可分選出優(yōu)質(zhì)的澳洲堅果帶殼果，為后續(xù)生產(chǎn)加工提供穩(wěn)定可靠的原料保障。