干燥处理对巴旦木核脱壳效果的影响

吐鲁洪·吐尔迪,张 丽，边 博

（1.新疆农业科学院农业机械化研究所, 新疆 乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学机电工程学院）

0 引言

巴旦木又称扁桃，是世界四大著名干果之一，营养价值极高，是不可多得的滋补佳品。随着新疆农业产业结构调整，“南园北牧”特色农业发展战略和策略的实施，新疆已将巴旦木作为经济林发展的重点树种，新疆南部地区莎车县和英吉沙县，栽培巴旦木面积约6.67万hm2。随着国家科技支撑计划项目《新疆特色珍稀果树丰产栽培技术》的突破,巴旦木进入盛果期后，可为我区带来数亿元的经济收入，很快将成为新疆的重要创汇产品。新疆巴旦木加工机械化程度低，基本是人工作业，劳动强度较大，农民增收缓慢，巴旦木产后加工增值较高。根据食品加工的需求，急需机械化破壳。目前新疆农业科学院农业机械化所科技人员，采用一种新的脱壳原理，研制出新型巴旦木脱壳机，已获得国家发明专利（ZL201610194822.3），但该机还存在一次性脱壳率偏低，碎仁率偏高的问题。巴旦木的含水率对脱壳效果有很大的影响，含水率大，则外壳的韧性增加；含水率过小，则坚果的粉末度大，本研究通过对巴旦木在脱壳前进行干燥预处理，探索一种既提高巴旦木一次性脱壳率、又能降低碎仁率的有效方法。

1 材料与设备

1.1 试验材料

选用新疆莎车县盛产的鹰嘴巴旦木为试验原料。

1.2 试验设备

远红外干燥箱1 台：额定功率10 kW，工作电压：220 V，调温范围5～300℃（上海雷韵试验仪器有限公司生产），游标卡尺1个，试验台选用新疆农业科学院农业机械化研究所研制的巴旦木脱壳机1 台，该机主要由振动喂料机构、一级破壳辊、一级振动筛、二级破壳辊、二级振动筛、出料口、传动装置、三级振动筛、同步调节机构及三级破壳辊组成（图1）。

2 试验内容与方法

2．1 试验内容及评价指标

不同品种的巴旦木其核物理特性不同，依据坚果脱壳要求，结合机械脱壳的技术特点，试验从巴旦木核的物料特性和脱壳机破壳性能方面进行，试验内容及其评价指标为：脱壳率、碎仁率和整仁率。

2．2 试验方法

步骤一：取巴旦木500 粒，巴旦木核的尺寸用游标卡尺测定。巴旦木厚度测定结果如表1，由表可知，巴旦木厚度总体分布区间（9.5，14.5 mm），极差为5 mm，厚度在10～14.5 mm 范围内的颗粒数占总数的97%，此区间极差为4.5 mm，根据这种厚度分布破壳和分级装置不能过多，按巴旦木厚度的极差1.5 mm进行分级和脱壳，可将分级和脱壳装置按3 级设计，即第1 级按厚度区间（14.5，13 mm）脱壳，第2 级按厚度区间（13，11.5 mm）脱壳，第3 级按厚度区间（11，9.5 mm）脱壳。

表1 巴旦木核的厚度分布

步骤二：将测定后的500 粒巴旦木核分成A、B、C、D、E5 组样品:

A 组，不经任何处理；

B 组，置于干燥箱，在40℃温度下干燥1h；

C 组，置于干燥箱，在40℃温度下干燥2h；

D 组，置于干燥箱，在40℃温度下干燥3h；

E 组，置于干燥箱，在40℃温度下干燥4h；

将5 组样品在巴旦木脱壳机上进行脱壳试验，测定出不同试验条件下巴旦木的脱壳数、整仁数和破碎数。设巴旦木一次脱壳率P、碎仁率Z 和整仁率S，计算式为：

式中T0—喂入的巴旦木总数；TW—未脱壳的巴旦木数；TZ—碎仁数。

表2 干燥处理对巴旦木脱壳率，破碎率和破仁率的影响

3 结果与分析

3.1 干燥对巴旦木核脱壳率的影响

由表2 可知，随着干燥时间的延长，果壳残余水分逐渐减少。巴旦木壳主要由纤维素和半纤维素组成，核果椭圆形，仁壳间隙较小，核壳比杏核软，但有一定的韧性，厚薄不一，脱壳难度大，为了增加果核脱壳率，必须使果核脱壳前变形量越小越好，而脱壳前的变形量除了与果壳的纤维含量有关外，亦与果壳含水率有关，含水率越低，果壳脆性越强，脱壳前变形量越少。由于对巴旦木核进行干燥处理后，巴旦木壳在不同程度上变硬变脆，使巴旦木一次性脱壳率均有不同程度上的提高。如表2 为5 组不同材料的脱壳率的变化情况。从表2 中可以看出，干燥后的巴旦木一次性脱壳率与未处理组相比增加了12%；脱壳率增加比率与干燥时间成正比，干燥时间越长一次性脱壳率越高，如干燥1h 与未处理相比，脱壳率增加5%；干燥2h 脱壳率增加7%；干燥3h 脱壳率增加10%；干燥4h 脱壳率增加12%；可见，干燥利于提高巴旦木的一次性脱壳率。

3.2 干燥对巴旦木核碎仁率的影响

表2 列出不同干燥处理方式对巴旦木脱壳后的脱壳率、整仁率和碎仁率的影响。从表2 中可看出，将巴旦木进行干燥处理后，巴旦木脱壳后碎仁率和整仁率的变化亦有不同。干燥1h 后巴旦木脱壳率和整仁率明显提高，碎仁率减少，可见干燥利于提高巴旦木的一次性脱壳率和整仁率。

4 结论

（1）干燥温度和时间对巴旦木干燥特性影响非常显著。干燥初期，巴旦木壳阻挡了果仁水分的蒸发，巴旦木含水率的下降主要是由巴旦木壳水分的迅速蒸发引起；果壳出现裂纹后，巴旦木仁水分通过果壳裂纹得以蒸发，此时巴旦木含水率的下降，主要是由果仁水分的蒸发引起。经干燥处理后，均可使巴旦木一次性脱壳率在不同程度上得到提高，碎仁率降低。

（2）干燥处理可有效降低果壳含水率，增加仁壳间隙，更有利于改善巴旦木脱壳效果。但干燥时间不可过长，干燥时间太长会使巴旦木仁水份过低，仁肉硬化，失去了其应有的风味和口感，重者还会变质。从试验结果看，当干燥温度控制在40℃时，干燥时间不可超过4 h。对巴旦木进行干燥处理，除干燥时间外，干燥温度是一个非常重要的影响因素。温度过高，会使果仁变质；温度过低，会增加干燥处理时间。最佳干燥温度和最佳干燥时间的确定有待进一步深入探讨。