含水量对澳洲坚果带壳果浮选效果的影响

付镓榕，马尚玄，黄克昌，徐 荣，邹建云，郭刚军

（云南省热带作物科学研究所，云南景洪666100）

澳洲坚果是世界著名的坚果，我国澳洲坚果种植区域主要分布在云南、广西、贵州等地区，2019年澳洲坚果（以含水率10%带壳果计）收获量已达到1.7万t，随着国内澳洲坚果种植面积的不断增加，预计2020年我国澳洲坚果带壳果产量将达到6.7万t［1］。据统计，澳洲坚果带壳果原料中的缺陷果比率高达15%～30%。原料的品质直接关系到加工产品的品质，对澳洲坚果带壳果原料进行分选是生产企业获得优质澳洲坚果产品的重要环节，也是澳洲坚果开口产品的关键质量控制点［1］。目前，关于澳洲坚果带壳果的研究主要集中在干燥、破壳等方面［2-5］，水浮选工艺虽然在生产中已有使用［6-7］，但关于水浮选工艺与技术的研究鲜有报道。浮选借助水的浮力使密度较小的空壳果、霉变果、皱缩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，经破壳后可作为低等级果仁原料；成熟饱满的优质果下沉，可作为开口壳果的优质原料。为此，笔者通过自然干燥和加温干燥获得不同含水量的澳洲坚果带壳果，研究其浮选后的上浮果与下沉果的可用果率、缺陷果率、脂肪含量及上浮果占比的变化，以期确定出适宜的浮选条件，为澳洲坚果产品的加工与产业化生产提供技术依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

澳洲坚果：采自云南省热带作物科学研究所澳洲坚果试验基地的新鲜带皮果，经脱皮机脱去果荚后备用。

石油醚（沸程30～60℃）：西陇科学股份有限公司生产。

1.2 仪器与设备

热风循环旋转烘烤炉（ZC-100C，上海名谷机械制造有限公司）；电热恒温鼓风干燥箱（BGZ-70，上海博讯实业有限公司）；恒温水浴锅（HHS，上海博讯实业有限公司）；电子天平（ME204E/02，梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；索氏抽提器（B-811，步琦实验室设备贸易上海有限公司）。

实验中使用的水浮选设备［8］为自主设计，具体结构如图1所示。

图1 澳洲坚果水浮选设备示意图

1.3 方法

1.3.1 不同含水量澳洲坚果带壳果样品的制备

将新鲜澳洲坚果带壳果在通风的室内自然干燥，每24 h取样1次，测带壳果及其果仁含水量；当含水量趋于稳定时，借助电热恒温鼓风干燥箱50℃［9-10］进行强制加温干燥，每12 h取样1次，测带壳果及其果仁含水量，直至果仁含水量低于2%为止。按所测含水量不同分样留存，制得不同含水量的带壳果。

1.3.2 不同含水量澳洲坚果带壳果的浮选

取不同含水量的澳洲坚果带壳果进行水浮选实验，每次实验取样量15 kg，经浮选机浮选，得到上浮果及下沉果两类带壳果，检测上浮果占比。上浮果检测可用果率、脂肪含量，下沉果检测缺陷果率、脂肪含量。

1.3.3 浮选澳洲坚果带壳果指标测定

（1）含水量的测定［11］直接干燥法 ，按GB 5009.3-2016进行测定，重复测定3次。

（2）脂肪的测定［11］

索氏抽提法，按GB 5009.6-2016进行测定，重复测定3次。

（3）缺陷果率的测定［12-14］随机取样约1500 g，准确到1 g，置于清洁、干燥的白瓷盘中，目测检验带壳果的外观、色泽、缺陷和杂质，将外观完好的带壳果破壳检查果仁状态，存在虫蛀、色斑、皱缩、褐变、霉变、渗油及其他影响外观、口感情况的果仁为缺陷果。

样品的缺陷果率（X1）以缺陷果的个数比（%）表示，按公式计算。式中：n1—缺陷果数，单位为个；n—样品总数，单位为个。

（4）可用果率的测定［12-14］

随机取样约1500 g，准确到1 g，置于清洁、干燥的白瓷盘中，目测检验带壳果外观、色泽、缺陷和杂质，将外观完好的带壳果破壳检查果仁状态，不存在虫蛀、色斑、皱缩、褐变、霉变、渗油及其他影响外观、口感情况的果仁为可用果。

样品的可用果率（Y1）以可用果的个数比（%）表示，按公式计算。式中：m1—可用果数，单位为个；m—样品总数，单位为个。

1.3.4 数据分析

采用Excel 2013软件整理数据，SPSS 25.0软件对数据进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 新鲜带壳果与果仁干燥中含水量变化

由图2可以看出，在0～11 d的自然干燥过程中，带壳果及其果仁含水量均呈下降趋势，11 d后带壳果及其果仁含水量分别在12%和5%趋于稳定。在自然干燥过程中，前期果仁含水量降速较快，带壳果含水量降速略缓。当果仁含水量趋于稳定时，带壳果含水量开始快速下降。造成上述含水量变化趋势的原因，可能是由于在干燥过程中，带壳果果仁与果壳的水分同时挥发，但由于果壳包覆果仁，果仁中含有的水分需要通过果壳来散发，且果壳与果仁质地不同，从而导致带壳果及其果仁含水量的降速差异。

图2 干燥过程含水量变化

2.2 带壳果水浮选下沉果的缺陷果率变化

由图3可知，随着带壳果含水量的降低，下沉果缺陷果率呈快速下降趋势，当含水量在15%时，水浮选所得下沉果中缺陷果率为2.68%，此后含水量降低，下沉果中缺陷果率变化较小。在实验过程中发现，含水量较高，上浮果均为空壳果、皱缩果等；含水量降低，上浮果出现霉变果及少量可用果。同一批次的带壳果经水浮选分选，所得到的下沉果缺陷果率从13%降到3%以下，水浮选对带壳果的分选有显著效果。因此，澳洲坚果带壳果含水量小于15.00%，经水浮选后可得到缺陷果率小于3%的带壳果，符合NY/T 1521-2018《澳洲坚果带壳果》［14］的标准要求。

图3 下沉缺陷果率

2.3 带壳果水浮选上浮果的占比及可用果率分析

上浮果为低等级的果，经济价值较低，若其中可用果占比过大会降低带壳果的经济价值。由图4可见，新鲜澳洲坚果带壳果含水量为24.09%时，进行水浮选得到的上浮果占比为0.77%，无可用果，这是最为理想的浮选效果，但下沉果的缺陷果率却高达13.10%，未达到NY/T 1521-2018《澳洲坚果带壳果》［14］的标准要求，需要降低带壳果的含水量使浮选后下沉果的缺陷果率达到标准要求（图3）。但随着含水量降低，上浮果及其可用果的占比增加，这可能是部分可用果因成熟度不足，在干燥的过程中果仁收缩，带壳果密度变小而上浮，含水量在11%时是上浮果中可用果增长速度的转折点，小于11.00%时的增长速度比大于11.00%时的增长速度更快。且带壳果含水量越低，其干燥成本越大。因此，综合考虑，水浮选带壳果含水量应大于11.00%。

图4 带壳果含水量与水浮选上浮果比例、可用果率变化

2.4 带壳果水浮选下沉果与上浮果的脂肪含量分析

由表1可以看出，随着分选带壳果的含水量降低，上浮果的脂肪含量呈增加趋势，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。这可能是因为上浮果大部分为不成熟果、空壳果、皱缩果及霉变果，且这类果的脂肪含量都低于优质可用果，从而导致上浮果脂肪含量低。当带壳果含水量为3.59%，上浮果与下沉果脂肪含量相近，这可能是由于上浮果中较高脂肪含量的可用果占比过大的缘故。

表1 不同含水量水浮选澳洲坚果带壳果脂肪含量 %

2.5 含水量与水浮选指标的相关性分析

由表2可以看出，澳洲坚果带壳果含水量与上浮果占比呈显著负相关（r=-0.984），含水量与上浮果可用果率呈显著负相关（r=-0.937），水分降低，部分可用果上浮，使上浮果中可用果增加，与不同含水量澳洲坚果带壳果水浮选的上浮果占比、可用果率变化规律相符（图4）。带壳果含水量与上浮果脂肪含量呈显著负相关（r=-0.900），带壳果含水量越高，上浮果脂肪含量越低。带壳果含水量与下沉果缺陷果率呈显著正相关（r=0.853），带壳果含水量越低，下沉果缺陷果率越低，浮选效果越好，与不同含水量澳洲坚果带壳果水浮选下沉果缺陷果率变化规律相符（图3）。

表2 澳洲坚果带壳果水浮选指标相关性

3 结论

在自然干燥过程中，澳洲坚果果仁含水量下降速率快于带壳果含水率的下降速率，带壳果及其果仁含水量分别在12%、5%趋于稳定。水浮选对带壳果的分选效果显著，下沉果品质优于上浮果品质，可以使缺陷果率由13.10%降至2.33%。带壳果含水量对水浮选效果影响显著，其与上浮果占比、上浮果中可用果率呈极显著负相关，与下沉果缺陷果率呈显著正相关。带壳果适宜浮选条件为：含水量11.00%～15.00%，此条件分选的上浮果占比＜20%，其可用果率＜70%，下沉果中缺陷果率＜3%。水浮选工艺可分选出优质的澳洲坚果带壳果，为后续生产加工提供稳定可靠的原料保障。