新疆杏类果品干燥技术研究发展动态

李 洁，胡 灿，丁 羽，杨乔楠，弋晓康

（1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

0 引言

杏是新疆具有特色的果品[1]，杏的种植在新疆有1400 多年历史，品种多样，主要有库车小白杏、赛买提杏、和田胡安娜杏、黑叶杏、吊干杏等品种[2]。根据新疆维吾尔自治区统计局数据显示[3,4]，2018 年新疆杏种植面积约为11.13 万hm2，产量达210 万t。杏可鲜食亦可干食，由于新疆地域偏远，交通不便，对杏进行干燥处理是最常见的初加工方式之一[5]。干制后的杏果耐储存，色泽呈淡黄色，味道鲜美，能够为新疆偏远地区农户带来经济收入，具有较大的经济效益[6]。因此，发展杏类果品的干燥技术具有实际应用价值。

杏类果品干燥技术发展较慢，目前主要以热风干燥为主，对杏的品种缺少系统性的干燥理论研究。不同杏的品种具有不同的物料特性，单一的干燥方式不适合所有品种，不当的干燥工艺常导致干制后的杏营养成份发生变化，表面也引起褐变，影响干果品质。目前也缺少对杏类果品干燥技术的整体指导。本文总结了新疆不同品种杏的果品特点，综合不同的干燥研究技术对杏干果性能的影响，旨在给专业技术人员与科研人员提供参考。

1 新疆杏种植分布与主要品种特点

新疆各地杏种植面积及产量分布如表1 所示。2018 年，新疆各地杏种植面积为11.13 万 hm2，总产量为93.31万t，主要分布在喀什、伊犁、和田、阿克苏等地。其中，喀什杏种植面积最大，为4.43万hm2，产量也为最大，年产44.91万t，主要种植小白杏、赛买提杏；伊犁州种植面积为1.49万hm2，主要以吊干杏为特色种植；阿克苏地区主要种植库车小白杏作为特色品牌经营；和田地区种植面积为1.14万hm2，以胡安娜杏为主要品种种植；克州以及其他地区结合区域特点，种植各种相适宜的杏类品种。

表1 新疆各地杏种植面积及产量分布

新疆杏成熟时间较早[7]，一般为当季5 月中旬至7 月成熟上市，其中伊犁的吊干杏主要通过农艺措施，在新疆低温低湿的环境下，采取杏树上挂果自然干燥，挂果期可至7—8 月，杏果在树上干燥后呈现自然黄色透明晶体，口感较好，俗称“吊干杏”[8]。这类自然干燥方法控制复杂，成熟后干果易受虫害、病菌影响，田间管理过程长，劳动强度大，不利于大规模化生产。库车小白杏可鲜食，也可采后干燥处理，因口感较好，是新疆的著名品种。赛买提杏、胡安娜杏也是新疆的主要代表杏果，目前以鲜食为主，杏类干燥工艺与技术没有专门针对品种的干燥参数，杏干燥技术整体待深入研究发展。

2 主要果品干燥技术发展现状

2.1 干燥工艺技术的发展

杏类果品的干燥还未引起学者的广泛关注，但在相关果品研究上，已形成了较多干燥成果。其中，干果产品的物料特性与其含水率、成熟度、新鲜度、硬度、损伤程度以及抗病能力等性质有着直接或间接的联系。郝文刚等[9]在综合考虑室外气象参数、干燥物料热物性、搭建系统特性的基础上，设计搭建一种直接式太阳能干燥系统，以红薯为干燥对象对该系统进行试验分析。刘凡一等[10]在离散元接触模型基础上，通过EDEM 软件应用程序编程接口，构建了一种麦粒黏弹塑性接触模型，模拟小麦籽粒（麦粒）振动筛分过程。谢永康等[11]根据物料特性设计了一种热风对流加热装置、装料装置和称量装置，解决了现有射频干燥系统存在装料量大时射频加热不均匀、干燥过程无法实时称重等问题。ORBEGOSE M 等[12-15]针对咖啡豆的物料特性研究了干燥过程中三阶段的变化规律。于贤龙等[16]利用计算流体动力学软件Fluent 对狭缝型气流冲击管内部的流场进行数值模拟，设计了气体射流冲击联合常温通风干燥装备。郝文刚等[17]根据传热传质理论知识，建立了开放式太阳能物料干燥热湿迁移预测模型，在综合考虑太阳能辐射、室外空气温湿度和室外风速等影响因素的基础上，对模型中的参数进行选择。FILIZ 等[18]研究得出农产品物料特性的含水率与其电导率、介电常数等关系，物料的介电特性与其组织形态、化学构成、环境条件等因素有关，且不同物料的介电特性可综合反映其内在品质特征,实现部分指标的无损检测。KRASZEWSKI 等[19]对在时域和频域下的农产品（果蔬、谷物、植物、种子、肉）的微波介电特性测量技术进行了分析，得出损耗因子和介电常数依赖于物质的含水率。

综上所述，干燥技术已经有较大发展，但目前针对杏类果品的干燥方法仍较少，且结合新疆干果特点，开发适合于当地需求的杏果类干燥技术仍是重点待解决的问题。

2.2 干燥过程中检测技术的发展

损伤是水果引起品质下降的主要原因，干燥过程中对果品质量检测能使损伤果实进行筛选，以增加干果整体品质。LIN TATE 等[20]利用X 光成像技术对受病虫害损伤的桃类水果进行果品内部多剖面图像的扫描，通过对多剖面二维图像的三维图像合成方法，得到了受损水果的3D 图像检测信息，据此分析了果实内损伤程度，构建了果品的3D 损伤检测模型。

VERBOVEN PIETER[21]等采用微距（9.5 μm 以内）X 射线研究了梨果细胞组织内部孔隙空间的水气空间变化，得出了梨果在不同贮藏期的微观代谢过程。HU 等[22]年根据近红外光谱原理，设计了一种多角度的红枣内部品质检测方法，如图1 所示，这能给内部品质特征检测提供参考。RIZZOLO ANNA等[23]利用计算机断层扫描（CT）与光学断层成像技术（OCT）对干燥后的美国金冠苹果干进行了内部细观品质的分析，得出了干燥后苹果干的孔隙和脆化指数，以此来评价苹果干的香脆程度，实现了干果内部细观品质的检测。徐澍敏等[24]对陕西富士苹果不同跌落高度下的机械损度进行了CT 扫描及图像分析研究，指出了苹果在受机械损伤后的CT 值显著增强，而未受损苹果CT 值表现为略有下降 。高连兴[25]以辽宁省主栽大豆品种辽豆15、沈农8 号和开育857 为研究对象，利用体视显微镜、SEM 电镜等实验设备，对机械脱粒后的大豆内部机械损伤进行了SEM 检测与图像分析，结果表明，机械脱粒对大豆内部的损伤是以子叶裂纹、胚根等多形式存在的，机械损伤对大豆的发芽率产生严重影响，经机械脱粒后的大豆种子发芽率不足10%。杏类果品在成熟期后，果皮较薄，果肉水分较多，极易发生损伤，对采后杏果的检测处理，是必不可少的环节。目前，新疆较多的杏果在分级、检测等技术的应用上仍较少，杏果分级主要依靠人工目选分级，干燥后的杏果根据不同的糖酸比呈现颜色差异，这是目选的主要依据，有待进一步开发适合于杏干分选的分级装置。

图1 红枣内部品质模型检测装置示意图

3 新疆杏类果品干燥技术研究进展

较多学者已经研究了热风干燥、热泵、太阳能辅助干燥等方式对杏果干燥动力学特性的影响。也有学者关注了传统吊干杏方法的低温干燥性能[26]。王宁等[27]针对杏的树上吊干原理，研究了杏低温干燥特性，与传统晾晒法相比较，低温干燥工艺处理可以优化干果品质，但干燥时间长，能耗较高。闫圣坤等[28]利用热风干燥方式，对库车小白杏进行了热风干燥试验研究，构建了小白杏色泽变化的控制模型。郭晓龙等[29]研究了小白杏的变温干燥特性；杨瑞云等对小白杏干燥过程中的褐变特征进行品质调控，研究了褐变发生的原因。肉孜·阿木提研制了太阳能干燥小白杏的方法。综上，新疆杏果干燥技术仍处于发展阶段，采用的干燥技术仍是较传统的干燥技术，未能系统性的提升干果品质，形成更好的干果产品。例如低温低湿干燥技术的发展，仍是解决品质提升的关键。

目前，在新疆的伊犁地区以及新疆生产建设兵团第一师四团采用自然的独特气候条件，发展了较大的吊干杏种植。其中第一师四团总耕地面积8678 hm2，吊干杏种植面积4359 hm2。杏果的种植行距一般为4 m，杏果成熟后可将杏果放入吊干杏晾干烘房，依靠自然条件进行吊干杏，如图2所示。吊干杏花期约为4月初，成熟期为7月，成熟后树上吊干1—2月，人工从树上分3批次将成熟度较好的半干杏采摘，放入简易晾房自然干燥，这个干燥过程依靠四团自然气候环境，在低温与低湿的干燥环境中自然晾干，形成了独特的吊干杏，如图3所示。

图2 吊干杏烘房与杏园

图3 自然晾干处理的吊干杏

4 存在问题与解决策略

4.1 杏果成熟期与干燥品质的关系

新疆各地杏果成熟期不同，形成了不同的品质特征，杏果采摘时间不同，影响了干燥后干果的品质，使干果的肉质、口感、糖度与酸度等参数发生了变化，影响干燥后干果的品质。因此，研究杏果合适的采摘时间与成熟时间的判断，是形成干果品质调控的第一个关键要素。研究合适的成熟时间与干燥品质的关系是控制杏果干燥品质的关键问题。

4.2 糖酸比的干燥控制

杏果口感控制中，糖酸比是一个最关键的因素，其指标与杏果成熟度密切相关，杏果成熟度较差时，酸度值偏高，干果呈透亮晶莹色；当杏果完全成熟时，糖度值偏高，此时干燥后干果呈黑亮色。因此，目前对成熟时间的判断没有一个准确的标准，这需要对成熟度重新构建，以评价不同成熟度条件下的糖酸比指标，达到最佳口感的要求。

4.3 自然晾干处理的工艺模拟

自然晾干处理主要依靠自然环境调控，其干燥环境相对是不可控制的，气候变化将对杏果品质产生不可逆影响，从而造成果农损失。另外，在自然环境中，容易受到风沙、虫害等因素的破坏，使产品变质，这是自然干燥的缺点。因此，建议结合自然干燥的特点，探明这一低温低湿干燥过程的品质变化机理，采用干燥技术，实时模拟自然晾干过程，使吊干杏变成可调控变化的果品。

5 结语

杏是新疆具有特色的果品，目前，杏类干果产品种类较少，干燥技术急需适应性发展，开发结合新疆干果特点的干燥技术是需重点解决的问题。本文总结了多种杏的干燥技术，提炼了新疆最具代表性的吊干杏自然干燥方法，探讨了杏果成熟期与干燥品质的关系、糖酸比的干燥控制、工艺模拟等问题，结合新疆实际，提出了改进干燥技术，模拟自然晾干过程的干燥方法，可为研究新疆杏果干燥技术提供现状支持，也为杏果干果品质提升、干果种类丰富提出干燥研究方向。