腰果蒸煮品质的多尺度分析

刘义军 朱德明 黄 晖 黄茂芳

（中国热带农业科学院农产品加工研究所，广东 湛江 524001）

腰果（AnacardiumoccidentaleL.）漆树科腰果属常绿乔木，是中国热带重要干果和油料树种，其果仁是世界著名的四大果仁（核桃、扁桃和榛子）之一，深受世界人民喜爱［1］。腰果浑身都是宝，腰果仁约含脂肪酸46%，蛋白质21.2%，碳水化合物22.3%，每食用100g能提供2491kJ的能量。此外其包含大量人们在正常饮食不能获取的必须氨基酸、维生素和矿物质等等［2］。腰果脂肪酸中不饱和脂肪酸占78%左右，是一种优良的油炸油，已应用于果蔬的膨化、抛光等，同时也是一种工业原料［3］。由于其富含丰富的不饱和脂肪酸，经常适量的食用，有利于人体的健康。腰果壳富含丰富的腰果酸，经过脱羧成腰果酚，是一种加工性能优良的化工原料，可用于耐酸油漆、油墨、清漆、杀虫剂、杀菌剂、刹车片的生产中等等［4－7］。

从20世纪开始就有人不断尝试进行腰果的机械脱壳，并取得了一定的成功，但是脱壳效果仍然处于40%～50%左右［8］。本课题组经过不断的试验探索，发现脱壳率不仅与腰果加工设备的性能有关，还与腰果的外形尺寸及预处理方式有关，其中预处理蒸煮工艺对腰果脱壳率有着显著的影响。但是仍没有一个方法能准确判断腰果蒸煮品质的好坏，实际生产过程中，一般依靠经验数据。由于原料不一样，如果按照已有的参数指导生产，容易导致蒸煮质量不稳定，因此有必要对腰果的蒸煮品质进行多尺度研究。本试验拟从腰果的质量、几何尺寸和色差3个尺度的变化来研究腰果的蒸煮品质。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

腰果：产地西非科特迪瓦；

立式高压蒸汽灭菌锅：LDZX-50FB型，上海申安医疗器械厂；

色差仪：Color Xi5D型，美国X-rite公司；

电子天平：KERN EW4200-2NM 型，精密度±0.01g，德国KREN ＆Sohn GmbH公司；

游标卡尺：SF2000型，量程0～150mm，精密度±0.01，广陆数字测控股份有限公司；

数显电子天平：梅特斯ACS-30型，量程0～15kg，精密度±10g，广州广衡电子衡器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的预处理 准确称取B级腰果2kg，从中挑选出新鲜，表面光滑，形状规整的腰果20颗，做上标记，从1开始编号。首先将单颗腰果质量、色差值、几何尺寸进行测量，然后与未标记的腰果混匀均匀，置于蒸煮锅中，蒸煮温度1 10℃，蒸煮时间20min，冷却至室温，筛选出已做标记的腰果，测量单颗质量、色差值、几何尺寸。

1.2.2 质量的测定 将蒸煮后的已做标记的单颗腰果置于电子天平上，进行测量，并按式（1）计算吸水率。

式中：

aw——腰果的吸水率，%；

m1——蒸煮前单颗腰果的质量，g；

m2——蒸煮后单颗腰果的质量，g。

1.2.3 几何尺寸的测定 按图1所示，分别测量腰果的总腰高、总腰厚和总腰长，并按式（2）～（4）计算腰果蒸煮前后的形变度。

图1 腰果测量部位Figure 1 Measurement locations of cashew nut

1.2.4 色差值的测定 按图1所示，将腰果分为头部、腰部和尾部，利用色差仪测量其各部位的色差值，L＊，a，b值。

测量方法：① 进行黑白校正；② 选择测量模式：MAVCal，R/T Mode：RFL，Areaview：6.00mm；③ 按照图1所示部位进行测量，并按式（5）计算相应的ΔE值。

1.3 统计分析

采用CAXA电子图版2011绘制腰果外形图，SPSSV13.0对所有数据进行配对T检验统计分析。

2 结果与分析

2.1 腰果的基本参数

由表1可知，腰果蒸煮过程中在热蒸汽的作用下，质量有所增加（增加了3.59%），表明蒸煮作用可以促进水分的吸收，提高其含水量；但是蒸煮过程中腰果各部位的形变度发生了不一样的变化，其中长度发生的形变度最大，为2.96%。其次是厚度和高度，分别为2.44%和13.4%。表明腰果蒸煮后由于热处理作用使得外壳的结构发生膨胀，主要向长度方向变化，高度变化最弱，因此腰果切割过程中以高度为指标对腰果进行分级［9］，其次以厚度为指标进行分级［10］，然后脱壳，脱壳效果较好。蒸煮过程中各位的色差都发生一定程度的变化，但是尾部、腰部和头部的变化都比较均匀，因此衡量腰果色差变化情况可以选择尾部、腰部和头部任一部位作为参考。

表1 蒸煮前后的基本参数Table 1 Basic parameters after cooking

2.2 蒸煮对腰果质量的影响

由表2可知，20个配对样本的相关系数为0.999 8，显著性概率P＜0.01，因此在95%的置信水平上差异显著，即腰果蒸煮前后的质量显著相关，符合配对样本T检验的前提。对配对样本进行配对T检验，检验结果见表3。由表3可知，样本配对的显著性概率P＜0.01，因此在95%的水平上差异显著，即腰果蒸煮前后腰果的质量有着显著性差异。从统计分析结果表明腰果蒸煮后腰果发生了吸水，且吸水率与单位质量成正比（相关系数0.999）。

表2 质量配对样本相关系数Table 2 Mass-Paired Samples Correlations

表3 质量配对样本检验Table 3 Mass-Paired Samples Test

2.3 蒸煮对腰果几何尺寸的影响

由表4可知，蒸煮前后腰果总高度变化最不明显，总厚度和总长度变化在95%的水平上差异极显著，显著性概率系数分别为0.000＜0.01，0.000＜0.01，表明腰果蒸煮前后总厚度和总长度按照一定的规律进行变化，而且蒸煮前后总高度差异的关联性较弱，r＝0.447，表明脱壳过程中总高度可以作为一个重要的指标进行考虑。对配对样本进行配对T检验，检验结果见表5。由表5可知，样本总高度，总厚度和总长度配对的概率值分别为0.948＞0.05，0.001＜0.01，0.004＜0.01，因此蒸煮前后腰果的总高度没有明显的差异，腰果的总厚度和总长度有着极显著的差异。统计分析结果表明腰果在蒸煮后，总厚度和总长度的变化比较显著，形变度较高，总高度的变化比较小，相关系数值表明各个部位的形变度与其本身尺寸大小相关且成正比。

表4 尺寸配对样本相关系数Table 4 Size-Paired Samples Correlations

表5 尺寸配对样本检验Table 5 Size-Paired Samples Test

2.4 蒸煮对腰果色差值的影响

由表6可知，腰果尾部蒸煮前后L值，a值，b值和E值的概率系数分别为0.000＜0.01，0.001＜0.01，0.031＜0.01，0.000＜0.01，因此蒸煮前后腰果尾部的L值，a值，b值和E值在95%的水平上显著相关。腰果腰部蒸煮前后L值，a值，b值得概率系数分别为0.099＞0.05，0.028＜0.05，0.239＞0.05，0.002＜0.01，因此蒸煮前后腰果腰部的L值和b值在95%的水平上显著不相关，a值和E值在95%的水平上显著相关。腰果头部蒸煮前后L值，a值，b值的概率系数分别 为 0.411＞0.05，0.000＜0.01，0.062＞0.05，0.167＞0.05，因此蒸煮前后腰果头部的L值，b值和E值在95%的水平上显著不相关，a值在95%的水平上显著相关。对腰果蒸煮尺寸相关变量进行配对T检验，检验结果见表7。由表7可知，腰果尾部L值，a值，b值和E值的概率系数分别为0.000＜0.01，0.000＜0.01，0.000＜0.01，0.000＜0.01，即腰果蒸煮前后腰果尾部的颜色变化极显著。腰果腰部的a值和E值的概率系数分别为0.000＜0.01，0.000＜0.01，即腰果腰部的a值和总色差E值在95%的水平上差异极显著。腰果头部的a值概率系数为0.000，因此腰果头部的a值在95%的水平上差异极显著。由图2可知，蒸煮前后的颜色确实发生了变化，L值为负，亮度变暗，a值为正，颜色偏红，b值为正，颜色偏黄，表明腰果蒸煮后，颜色朝着变黑、变红、变黄的趋势变化。

表6 色差配对样本相关系数Table 6 Color-Paired Samples Correlations

表7 色差配对样本检验Table 7 Color-Paired Samples Test

图2 未蒸煮腰果和蒸煮腰果Figure 2 natural cashew nut and cooked cashew nut

3 结论

蒸煮从以下几方面显著性地改变了腰果的品质：① 单颗腰果发生了一定程度的吸水，质量增加，且吸水量与本身的质量显著性正相关；② 单颗腰果的总长度和总厚度发生了显著性的改变，且总长度的形变度最大，总高度形变度最小；③ 单颗腰果不同部位的色差都发生了显著性的变化，其中尾部的影响最为显著。蒸煮后，腰果的颜色呈变暗、变红、变黄的趋势发生变化。

1 王健，杨毅敏.世界腰果研究综述［J］.经济林研究，2002（2）：87～91.

2 王庆煌.热带作物产品加工原理与技术［M］.北京：科学出版社，2012：361～384.

3 B S Ogunsina，A I Bamgboye.Pre-shelling parameters and conditions that influence the whole kernel out-turn of steam-boiled cashew nuts［J］.Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences，2014，13（1）：29～34.

4 S M Ernst.Process for producing new polymers based on oil of cashew-nut shells，and products obtained therefrom：US，6051623［P］.2000—04—18.

5 M Yuliana，N Y Tran-Thi，Y-H Ju.Effect of extraction methods on characteristic and composition of Indonesian cashew nut shell liquid［J］.Industrial Crops and Products，2012，35（1）：230～236.

6 P Kasemsiri，S Hiziroglu，S Rimdusit.Effect of cashew nut shell liquid on gelation，cure kinetics，and thermomechanical properties of benzoxazine resin［J］.Thermochimica Acta，2011，520（1～2）：84～92.

7 T d J A d S Andrade，B Q Araújo，A M d G L Citó，et al.Antioxidant properties and chemical composition of technical cashew nut shell liquid（tCNSL）［J］.Food Chemistry，2011，126（3）：1 044～1 048.

8 刘义军，朱德明，黄茂芳.腰果加工利用的研究进展［J］.农产品加工（学刊），2013（22）：43～45.

9 刘义军，朱德明，黄茂芳.腰果外形尺寸分布规律的确定性研究［J］.食品与发酵科技，2014（2）：48～52.

10 刘义军，朱德明，黄茂芳.腰果二元分级理论研究［J］.食品科技，2014（6）：106～110.