干燥温度对核桃品质的影响

胡伯凯，徐 俐，陈 吉，何贵田

（贵州大学生命科学学院，贵州省农畜产品贮藏与加工重点实验室，贵州贵阳550025）

核桃（Juglans regia L.），又名胡桃、羌桃、万岁子，属于胡桃科核桃属核桃种。核桃树的经济价值非常高，其枝叶及木材、青皮、果壳、果仁都各有用途[1]。核桃果实的营养价值也非常高，其果仁中富含油脂、蛋白质、碳水化合物和许多微量元素，油脂含量可达50%～70%，蛋白质含量在15%～25%之间，同时还含有丰富的必需氨基酸，亚麻酸，油酸等物质[2-4]。核桃中的脂肪酸大部分为不含胆固醇的不饱和脂肪酸[5-6]，在核桃的加工、销售及贮藏过程中容易发生氧化酸败而降低产品的营养价值，破坏风味物质。乌米核桃坚果近圆形，壳面光滑，刻纹少且色浅。缝合线较突出且宽而平，内褶壁不发达、较软，膈膜薄软。种壳薄，平均壳厚1.0mm，纵横径3.0cm×3.5cm，易取整仁或半仁[7]；威宁泡核桃扁圆球形，顶端突尖，平均壳厚1.2mm，纵横径3.5cm×4.5cm，壳面麻点多，且较深大，缝合线隆起，紧密。内褶壁发达，内膈膜退化，可取半仁[8]。核桃干燥脱水能延长保质期、加速挥发性物质的挥发且带来适宜的口感，同时也会加速核桃中的不饱和脂肪酸的氧化。现有文献大部分研究干燥后的核桃在不同处理条件下的变化，缺乏对新鲜采摘的核桃的工艺研究[9-12]，农户常用的干燥方法为自然晒干，工厂常用的干燥方法为高温烘干。本研究以不同烘烤温度下及自然干燥脱水对核桃的油脂氧化酸败情况进行研究，以期为工业生产实践提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

乌米鲜核桃 2011年10月3日购于纳雍县市场；威宁泡核桃 2011年10月15日采自威宁县农户种植，带青皮及时运回实验室处理；碘化钾、三氯甲烷、冰醋酸、硫代硫酸钠、乙醇、乙醚、淀粉 均为分析纯。

DHG-9240A型电热干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；METTLER AE100型分析天平 梅特勒-托利多仪器上海有限公司；HD-3A型智能水分活度测量仪 无锡华科仪表仪器有限公司。

1.2 脱水加工工艺及指标测定

1.2.1 核桃处理 将新鲜核桃剥去青皮，洗净，取外壳完好的核桃沥干水分。分别取60个核桃平铺于40、50、60℃的烘干条件下和日晒自然干燥处理（CK），日晒地点选择日照充足、通风情况良好的场所。在干燥处理时间为5、10、15、20、25h时取样，随机选取10个核桃果实样品，去皮，粉碎后按物理形态四分取样，测定过氧化值、酸值、水分及水分活度的变化及干燥前后测定脂肪、蛋白质、还原糖的变化，分别测定三次平行。

1.2.2 核桃品质及营养指标的测定

1.2.2.1 过氧化值的测定 滴定法，按GB/T 5009.37-2003与《坚果食品中酸价和过氧化值测定方法的改进》[13]一文中的方法进行测定。

1.2.2.2 酸值的测定 乙醇测定法，按GB/T 5530-2005的方法进行。

1.2.2.3 水分的测定 直接干燥法，按GB 5009.3-2010的方法进行。

1.2.2.4 水分活度的测定 水分活度仪扩散法，按GB/T 23490-2009的方法进行。

1.2.2.5 粗脂肪的测定 索氏抽提法，按GB/T 5009.6-2003的方法进行。

1.2.2.6 蛋白质的测定 凯氏定氮法，按GB/T 5009.5-2003的方法进行。

1.3 统计分析

数据的统计分析采用SPSS（Version 19.0）软件进行。

2 结果与分析

2.1 干燥温度对核桃酸值的影响

图1 干燥温度对乌米核桃酸值的影响Fig.1 Effect of temperature on acid value of WUMI walnut

图2 干燥温度对泡核桃酸值的影响Fig.2 Effect of temperature on acid value of PAO walnut

图1、图2表明，在干燥过程中，两个品种核桃的酸值均逐渐升高。乌米核桃60℃处理和日晒处理在实验初期升高迅速，说明这两个处理的游离脂肪酸含量比其他处理中的游离脂肪酸多，这可能与温度、光照及核桃壳缝合线的紧密程度有关，游离脂肪酸越多，贮藏过程中越容易发生酸败。泡核桃在日晒条件下其酸值在前10h内处于较低水平，后逐渐升高，这是由于日晒温度较40℃略低，但暴露在阳光下仍可加快酸值的升高。干燥处理25h后酸值变化最小的处理条件均是40℃，乌米核桃的酸值较60℃处理低0.127mg KOH/g，泡核桃的酸值较60℃处理低0.085mg KOH/g。

2.2 干燥温度对核桃过氧化值的影响

图3 干燥温度对乌米核桃过氧化值的影响Fig.3 Effect of temperature on peroxide value of WUMI walnut

图4 干燥温度对泡核桃过氧化值的影响Fig.4 Effect of temperature on peroxide value of PAO walnut

图3、图4表明，在干燥过程中，两个品种核桃的过氧化值均逐渐升高，乌米核桃在前5h上升较快，后逐渐趋于稳定，可能由于内褶壁退化、体积较小，传热速率较快[14]；威宁泡核桃的过氧化值上升较为缓慢，这可能因为在前期除了温度的影响外，核桃内部结构的紧实程度和内褶面积大小会影响传热及脂肪氧化速率[15]，乌米核桃的壳较泡核桃的薄些，而内褶面积越大核壳吸收的热量及氧化程度越大，进一步降低核仁吸收热量的速率，这可能是导致前期传热速率较乌米核桃缓慢的原因。干燥处理25h后，过氧化值变化最小的处理条件中乌米品种为40℃处理，过氧化值较60℃处理低0.001g/100g；泡核桃品种变化最小的为日晒处理，过氧化值较60℃处理低0.002g/100g，40℃处理在前10h内处于较低水平，后逐渐升高并最终高出日晒处理0.001g/100g。

2.3 干燥温度对核桃水分含量的影响

图5 干燥温度对乌米核桃水分含量的影响Fig.5 Effect of temperature on moisture content of WUMI walnut

图6 干燥温度对泡核桃水分含量的影响Fig.6 Effect of temperature on moisture content of PAO walnut

图5、图6表明，在干燥过程中，两个品种的核桃水分均在逐渐减小。干燥过程的温度越高，水分损失的速率越大；日晒处理的核桃水分损失最少，这与日晒条件不易控制相关，水分损失的程度受日照温度、空气对流速度、空气湿度影响较大。两个品种的核桃在干燥的前5h中水分损失程度有较大区别，乌米品种核桃水分损失速率更大，60℃干燥15h，核桃水分下降至8%，除日晒处理外其余干燥条件在25h也下降至8%以下，符合核桃坚果品质等级中含水率[16]的要求，有利于食品的贮藏，两种核桃的水分含量变化最大的处理条件均为60℃处理，此处理条件下水分含量降至最低，所需时间短，乌米核桃为2.45%，较日晒处理低15.88%；泡核桃为2.73%，较日晒处理低11.66%。

2.4 干燥温度对核桃水分活度的影响

图7 干燥温度对乌米核桃水分活度的影响Fig.7 Effect of temperature on water activity of WUMI walnut

图8 干燥温度对泡核桃水分活度的影响Fig.8 Effect of temperature on water activity of PAO walnut

图7、图8表明，在干燥过程中，两个品种的核桃水分活度均在逐渐减小。两个品种的核桃在60℃干燥处理下其核桃水分活度下降最快，当水分活度低于安全水分活度限（0.6）时[17]，绝大多数微生物无法生存，乌米品种在15h时水分活度就已达到0.6，威宁泡核桃则需要到22h后才能达到安全水分活度限，这可能是因为乌米核桃的壳薄、内褶壁退化、体积较小、缝合线较平，传热速率快导致水分活度下降较快；日晒条件下因日照温度、空气对流速度、空气湿度的影响较大，水分活度降低得较为缓慢，日晒25h后仍未达到安全水分活度限。干燥处理25h后，两种核桃的50℃和60℃处理之间无显著差异（p＜0.05），水分活度变化最大的处理条件均为60℃处理，乌米核桃为0.572，比日晒处理低0.276；泡核桃为0.461，比日晒处理低0.396。

2.5 核桃的品质指标之间的相关性

表1和表2表明，两种核桃的酸值和过氧化值之间均存在着显著的正相关关系，两种核桃的水分含量和水分活度之间存在着显著的正相关关系；酸值和过氧化值在乌米核桃的60℃、日晒处理中和泡核桃的40、50、60℃处理中两者正相关极显著；酸值和水分活度在泡核桃的50、60℃处理中两者负相关极显著，乌米核桃的40、50、60℃处理中和泡核桃的40℃、日晒处理中两者正相关显著；过氧化值和水分活度在乌米核桃的40℃处理和泡核桃的40、50、60℃处理中两者负相关极显著。

2.6 干燥温度对营养指标的影响

由表3可见，不同的干燥条件对两种核桃的脂肪、蛋白质、还原糖含量均有显著的影响（p＜0.05）。核桃经干燥后，其脂肪、蛋白质、还原糖的含量均显著上升（p＜0.05），且不同的温度对干燥的影响显著（p＜0.05）。乌米核桃的脂肪含量在处理C、D与B之间呈极显著差异（p＜0.01），蛋白质含量在处理A、（BC）、D三者之间呈极显著差异（p＜0.01），还原糖含量在处理C、D之间呈极显著差异（p＜0.01）；威宁泡核桃的脂肪含量在处理A、B、C与D之间呈极显著差异（p＜0.01），蛋白质含量在处理（BC）、D两者之间呈极显著差异（p＜0.01），还原糖含量在处理C、D之间呈极显著差异（p＜0.01）。

表1 乌米核桃品质指标之间的相关性Table 1 Relativity of quality index of WUMI walnut

表2 威宁泡核桃品质指标之间的相关性Table 2 Relativity of quality index of PAO walnut

表3 干燥温度对营养指标的影响Table 3 Effect of nutritive index to different drying methods

干燥后的两种核桃的各营养组分含量（湿基）不同，乌米核桃品种普遍高于泡核桃品种，这可能是由于相同处理过程中乌米核桃的壳薄、内褶壁退化、体积较小、缝合线较平导致传热速率快故而水分散失较大，也可能是品种之间的差异决定的。且干燥温度每升高10℃，对成品的营养物质的含量影响越显著，以60℃处理的含量上升最明显，这说明温度越高，相同时间内损失水分的量越大；在干燥过程中，水分减少的程度越大，其对较为稳定的物质的含量的影响越大，导致蛋白质、脂肪和还原糖的含量相对升高。

3 结果与讨论

核桃的水分及其水分活度随着其干燥的时间增加而减少，酸值和过氧化值则随之增加。不同干燥条件间，变化量的大小随干燥温度的升高而不断增大，通过比较两个品种核桃的性状和品质指标可知核桃的大小、果壳接缝处及内部结构的紧密程度直接影响到加热过程中果实的氧化酸败的速率，与赵悦平[18]的研究结果相一致。验证实验表明，核桃经干燥处理25h后其酸值小于4.0mg KOH/g，过氧化值（以脂肪计）小于0.08g/100g，50℃及较高温度烘箱干燥的核桃蛋白质含量在14%以上，脂肪含量在64%以上，均符合坚果食品卫生标准[19]。

核桃在40、50℃及日晒处理下其酸值和过氧化值变化小，40、50℃处理20h水分活度已与安全水分活度非常接近；乌米核桃在60℃干燥15h后水分含量和水分活度已达安全要求，缩短干燥时间，具有良好的商品价值并适宜长期贮藏保存，日晒所需干燥时间长，品质不能很好地保持。

核桃营养物质的含量随干燥温度的升高而不断升高，这是由于干燥温度越高，相同时间内损失水分的量越大，其对稳定的物质的含量百分比的影响越大，因此使得蛋白质、脂肪和还原糖的含量相对升高。

惠更平[20]的研究表明，在55℃干燥时间达20h时生板栗仍未发生褐变。朱德泉[21]的研究表明，山核桃坚果热风干燥的最佳工艺参数组合，即热风温度为72℃，装载量为0.08kg，风速为65m/min。沈卫强[22]的研究表明，干燥核桃的最佳方案即生产率为1000kg/h，温度为58℃，空气流速为3m/s，在此条件下核桃的干燥时间为12h，极大地减少了核桃干燥的时间。综合考虑核桃的品质指标、有效延长贮藏期、生产成本及能源的有效利用等因素，食品企业在干燥核桃时采用60℃处理15h干燥核桃的工艺条件最佳。

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