澳洲堅果精深加工的工藝影響因素與設備現(xiàn)狀及對策

王文燦，劉 烽

（云南省農業(yè)機械研究所，650032，云南昆明）

澳洲堅果為澳洲堅果屬，系山龍眼科，其原產于澳大利亞部分地區(qū)的亞熱帶雨林地區(qū)，因其果仁中蛋白質、碳水化合物、鈣、磷、鐵、B 族維生素和煙酸等營養(yǎng)物質較為豐富，長期食用能夠顯著降低人體膽固醇含量，改善人體血液循環(huán)，得以成為風靡世界的堅果。世界各國在發(fā)展澳洲堅果產業(yè)的過程中，尤為重視其精深加工方面的研究。本文立足于澳洲堅果精深加工中的脫殼干燥環(huán)節(jié)，就影響加工的因素及加工機械發(fā)展進行了研究探討，以期為今后澳洲堅果產業(yè)的發(fā)展提供一定的參考。

1 影響澳洲堅果精深加工工藝的因素分析

1.1 干燥條件因素

經過脫皮處理之后的帶殼澳洲堅果，其中的水分含量相對較高，必須對其進行干燥處理，避免果仁發(fā)生氧化，保證后期深加工果仁的質量。目前澳洲堅果采用的干燥方法是自然晾曬和熱風干燥。自然晾曬干燥周期較長，直接影響到整個加工環(huán)節(jié)，同時自然晾曬的澳洲堅果殼果的果仁果殼不能分離，后期破殼處理碎仁較多，整仁率較低，影響澳洲堅果的經濟價值。熱風干燥周期短，但干燥溫度過高則會出現(xiàn)果仁中心部位褐變的問題，極大地影響果仁質量。相關研究結果證明，帶殼澳洲堅果的水分含量和干燥溫度之間是一種顯著的負相關關系，需要注意的是，在室溫環(huán)境條件下，對帶殼澳洲堅果實施干燥處理，即便是各項指標有所降低，但卻需要較長的干燥處理周期。相關實驗及生產實踐證明，在40 ℃的溫度條件下，經過干燥處理的澳洲堅果，不但破殼水分含量完全滿足現(xiàn)行相關標準的要求，而且品質和果仁褐變率也要顯著好于50 ℃和60℃的干燥處理結果[1]。

1.2 果殼含水率因素

在精深加工澳洲堅果的過程中，需要對其進行破殼處理，對堅果破殼處理影響最大的因素便是果殼的原有含水率因素。相關實驗證明，果殼含水率維持在9%～12%的范圍內，在進行破殼處理過程中，果殼含水過多，導致果殼質地較為綿軟，果仁和果殼尚未完全分離，直接拉低了堅果破殼處理的整仁率。而在果殼含水率維持在6%～9%范圍內的情況下，果殼的纖維變得較脆，但果仁卻具備一定的彈性，果殼能夠和果仁完全分離，且整仁率顯著提高。但如果果殼的含水率降到3%～6%的范圍之間，果殼和果仁都會變得較為脆弱，在破殼處理的過程中會經常性出現(xiàn)果仁擠破的問題，這種條件下的整仁率最低。故此，在對澳洲堅果進行破殼處理之前，需要將之置于40 ℃條件下進行干燥處理，直到果殼含水率達到6%～9%，以此來提升破殼之后的整仁率。同時還需要注意的是，澳洲堅果將種臍線作為特征線，其果殼的厚度出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，簡單而言，頂端厚、中間薄，這也就導致加載的方向同樣會影響到澳洲堅果精深破殼加工質量。

1.3 水浮選因素

在澳洲堅果精深加工的過程中，澳洲堅果經過脫殼后，需要進行殼仁分離，殼仁的篩選較為成熟的方式是水浮選；但在使用這一方式的過程中，由于果仁自身的水分含量相對較低，往往會在水浮選的過程中吸收一定量的水分，這會直接影響到后期干燥工作所需要的時長。相關的研究實踐證明，果仁水浮選時間維持在2 min 左右，就能夠在完成水浮法工藝篩選目標的同時，有效防止果仁水分吸收過多。

1.4 焙炒溫度因素

在果仁篩選工作完成之后，要進入最后的焙炒加工環(huán)節(jié)。隨著焙炒時間的持續(xù)增長和溫度的持續(xù)提高，果仁的顏色將會由最開始的白色和淺黃色逐漸轉化為紅色甚至褐色，同時顏色的變化也代表著果仁口感的變化，從之前的香脆逐漸帶有苦味，直接提高了果仁的褐變率[2]。焙炒溫度高，果仁變得香脆的時間短，焙炒時間須相應減少。相關研究證明，130 ℃、維持12 min的焙炒和135 ℃、維持10 min 的焙炒，均能夠達到果仁的香脆狀態(tài)，但由于后者耗時較短，且褐變率較低，故此成為目前焙炒加工的主要標準。

2 當下澳洲堅果精深加工設備發(fā)展現(xiàn)狀及其不足

在澳洲堅果精深加工過程中，破殼處理及殼仁分離是其中的重要加工環(huán)節(jié)。目前學術界針對破殼處理方面的機械研究逐漸深入。就目前的情況來看，澳洲堅果的破殼處理機械具體可以分為如下幾類：第一，板式澳洲堅果脫殼器。這種機械的工作原理是帶殼的澳洲堅果在進入進料斗之后，由螺旋槳和漸變距脫殼板所構成的脫殼設施對其進行破殼處理，脫殼果仁從出口端排出，最終落入到果仁收集槽內，而粉碎過后的果殼則最終落入到果殼收集槽中，以此來有效實現(xiàn)破殼和果殼與果仁的分離。第二，鏈式脫殼器。這種破殼機械需要相關工作人員提前以澳洲堅果的大小為基礎，對壓緊手柄和開口銷的位置進行調節(jié)，并固定壓緊手柄，堅果同樣需要在螺旋軸和脫殼機構的共同作用下脫殼。第三，雙通道脫殼裝置。這種裝置在工作過程中，需要將破殼和驅動機構安裝在工作機架上，驅動機構啟動之后帶動刀盤轉動，隨后將澳洲堅果借由導料箱上方的進料口輸入到破殼機構的破碎室中進行破碎脫殼。以上幾種破殼方式破殼生產率普遍不高，處理量＜150 kg/h，同時整仁率不高，不能滿足澳洲堅果產業(yè)發(fā)展的需求。

堅果殼仁分離機械等方面的研究取得了較大進展，但氣流分選仍舊是當前破殼分離機械的主要研究方向，其中存在如下幾方面問題：第一，分離和處理方式較為單一。澳洲堅果殼仁分離選用氣流清選法，無法達到應有的分離效果。第二，設計理論基礎不健全。我國境內的堅果種類相對較多，且彼此之間的物理特性差異巨大，但缺乏對脫殼之后的果殼和果仁的空氣動力特性研究，從而導致整體果仁脫殼處理設備的設計、優(yōu)化缺乏相應的理論和技術支撐[3]。第三，果殼果仁混合物的質量水平參差不齊。目前破殼設備的種類和數(shù)量相對較多，并且在破殼效果上存在著顯著的差異，從而導致堅果破殼處理后的分離工作難度相對較大。

澳洲堅果目前較為成熟的殼仁分離方法是水浮選方法。水浮選方法利用果仁和果殼的不同特性進行分離，能很好地實現(xiàn)殼仁分離且效率高，但在水浮選過程中果仁會吸收一定的水分，影響果仁的品質。

3 澳洲堅果精深加工關鍵設備發(fā)展的具體對策

3.1 政府相關部門強化對澳洲堅果產業(yè)發(fā)展的支持

政府相關部門應在鼓勵發(fā)展澳洲堅果種植及相關加工產業(yè)的過程中，進一步強化對澳洲堅果精深加工方面的資金支持和引導，并將研究的重點傾向于澳洲堅果的選種、破殼工藝、設備研制等，或者引進配套設施等；進一步強化澳洲堅果種植及產業(yè)鏈式的發(fā)展，確保我國已有的澳洲堅果品種能夠得到規(guī)模化的發(fā)展，以此謀求更大的經濟效益；進一步完善技術推廣和營銷推廣體系，確保果農能夠在接受新技術的前提下獲取更大的經濟利益。營銷推廣體系的完善，能夠進一步開拓澳洲堅果的國際銷售市場，對于我國澳洲堅果產業(yè)的長遠持續(xù)發(fā)展有著顯著的推動作用。

3.2 重視全新技術方向的研究

在針對澳洲堅果脫殼分離加工的研究中，需要重視全新技術和思路的應用，對現(xiàn)存的脫殼設備進行持續(xù)的優(yōu)化和改進，以傳統(tǒng)的氣流清選作為基礎，將預處理和其他分選方式加入其中，以此來顯著提高破殼分離處理效果。國內研究界需要針對破殼處理之后的果殼、果仁在空氣動力特性方面的差異及氣流場中混合物實際的運動特性等方面進行深入研究，實現(xiàn)從機理上深入探究提高澳洲堅果破殼分離水平的理論，為澳洲堅果脫殼處理設施的持續(xù)優(yōu)化提供堅實的理論支撐。

4 總結

澳洲堅果因其具備較高的營養(yǎng)和健康價值，成為國際市場中較為熱門的農產品之一。在其精深加工的過程中，水浮選操作、果殼含水量、干燥溫度環(huán)境等因素都會對其加工產生一定程度的影響，當前澳洲堅果破殼加工設備優(yōu)化缺乏對應的理論知識，分離方法較為單一。政府相關部門需要在重視全國澳洲堅果產業(yè)發(fā)展的前提下，從資金方面對澳洲堅果加工技術研究給予支持，以此提高澳洲堅果精深加工的效率。