高军龙，赵美钰，顾晓波，曹晶晶，杨建华，邓杨勇*

1. 杭州姚生记食品有限公司（杭州 310052）；2. 杭州市临安区农林技术推广中心（杭州 311300）

山核桃（Carya cathayensisSarg.）是胡桃科山核桃属植物[1]，山核桃仁富含优质蛋白质及人体营养必需的不饱和脂肪酸、氨基酸和微量元素[2-4]。我国山核桃主要分布于浙江和安徽交界的天目山地区，其中杭州市临安区是我国最大的山核桃加工基地与集散中心，其山核桃种植面积和产量均居全国首位[5-6]。山核桃采后原料（俗称水籽，指脱蒲后经清水漂选去除浮籽但未干燥处理的山核桃坚果）的脱水干燥处理是山核桃加工贮存过程中最重要的环节之一，国内外大量研究显示，干燥工艺对坚果营养组成和贮藏特性有显著性影响[7-8]。山核桃原料的干燥程度直接影响产品的品质和贮藏期。然而，目前山核桃原料的干燥仍以日晒为主，由于环境因素的限制，加之部分农户质量意识薄弱，一些山核桃原料在尚未晒干的情况下就放在家中阴干（俗称阴干籽），此类方法干燥的原料加工后产品特有的香味寡淡，并且在贮存期间产品质量容易下降。近年来，一些企业为了克服自然干燥带来的干燥效率低、产品质量差、易污染等问题，采用烘干方式对山核桃原料进行干燥，但大多以烘干池等静态烘干方式为主，静态烘干过程中由于山核桃原料颗粒较小、堆积密度大，热源空气难以进入，而热源温度又很高，造成局部高温，使水分挥发不及时、不均匀[9]。相较于自然晾晒，采用静态烘干设备干燥的山核桃在贮藏期间劣变速率快、贮藏期短、品质低。因此，为探究适宜山核桃原料的烘干工艺，试验以去蒲后的山核桃为原料，通过每隔一定时间翻料的方式模拟动态烘干，探究不同烘干温度和烘干时间对山核桃原料水分、过氧化值及发芽率的影响，以期得到适宜山核桃原料的低温动态烘干条件。

1 材料与方法

1.1 试验原料

山核桃采自浙江省杭州市临安区。采用新采摘去蒲后的山核桃，表面无损伤、颜色和大小均匀、果粒饱满。

1.2 试验试剂

冰乙酸、三氯甲烷、碘化钾、石油醚（沸程30～60 ℃）、硫代硫酸钠、无水硫酸钠、可溶性淀粉、重铬酸钾（均为分析级，陇西科学股份有限公司）。

1.3 仪器与设备

电子分析天平（AB204-N型，上海梅特勒-托利多仪器有限公司）；电热鼓风干燥箱（101型，吴江市亚邦电热科技有限公司）；全自动电位滴定仪（FSJA5B1型，上海禾工科学仪器有限公司）。

1.4 试验方法

1.4.1 低温动态烘干

将山核桃原料分别放置在35，37和40 ℃烘箱内，每隔30 min翻1次料，并于烘制的第10，第15，第20，第22和第25小时取一定量各温度组样品，置于干燥器内冷却至室温后装入密封袋内待测。

1.4.2 自然晾晒

将山核桃原料均匀摊开，厚度为一层，放置在阳光下晾晒3 d，晾晒期间每天翻动4～6次，处理后置于密封袋内待测。

1.4.3 阴干

将山核桃原料均匀摊开，厚度为一层，进行为期10 d的阴干处理，处理后置于密封袋内待测。

1.4.4 传统静态烘干将山核桃原料均匀平铺，在40 ℃下烘制26 h，置于干燥器内冷却至室温后装入密封袋内待测。

1.4.5 水分测定参照GB 5009. 3——2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法[10]，重复测定3次。

1.4.6 发芽率测定

选取一定量干燥后的山核桃样品浸泡在自来水中，每隔24 h换1次水，浸泡48 h后，平铺于湿润的细河沙（取细腻的河沙进行润湿，手捏成团不滴水即可，平铺于盆内至厚2～3 cm）上，并覆盖一层厚2～3cm的细河沙，将沙盆置于恒温（24 ℃）驯化室内。每2 d对细河沙进行一次润湿，每5 d对细河沙进行1次翻沙工作（河沙润湿干燥后容易板结，不利于种子的呼吸和发芽）。于第10，第15，第20和第25天观察并记录种子的发芽情况，计算发芽率。

1.4.7 过氧化值测定

参照GB 5009.229——2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》第一法规定的方法[11]，重复测定3次。

1.5 数据处理

试验数据采用Excel 2010进行分析和图表绘制。

2 结果与讨论

2.1 不同低温动态烘干条件下山核桃原料的水分

山核桃原料中水分主要存在于山核桃果壳和山核桃仁中，试验在对山核桃原料水分的测定中发现，带壳山核桃原料和脱壳山核桃果仁的水分存在显著差异，经测定初始带壳山核桃原料水分为27.14%，脱壳山核桃果仁的水分为19.46%。图1为采用低温动态烘干法干燥山核桃原料过程中不同温度和时间下山核桃原料的水分变化趋势图。山核桃原料在干燥过程中主要分为加速干燥和恒速干燥阶段，加速干燥阶段，在相同时间内烘干温度越高，山核桃原料和山核桃仁的水分下降越快，恒速干燥阶段，同一温度下随着干燥时间的增加，水分变化较为缓慢[12]。如图1所示，在烘干的第15小时后水分下降速度减慢。这是因为在恒速干燥阶段，山核桃果仁内部水分比较低，热量主要用于山核桃果仁内部一些结合水的蒸发[13]，因此水分下降速率减慢。试验中烘干温度40 ℃、烘干时间25 h时山核桃原料和仁的水分达最小值，分别为4.85%和8.89%。

图1 不同温度和时间烘干山核桃全果和去壳后山核桃仁水分

2.2 不同低温动态烘干条件下山核桃原料的发芽率

由图2可见，随着烘干时间和温度的增加，山核桃原料的发芽率呈先增加后下降趋势，这可能是因为随着烘干时间和温度的增加，山核桃内部水分逐渐降低，同时呼吸速率下降，营养物质消耗较少，有利于山核桃种子的萌发[14]，然而随着烘干温度和时间继续增加，山核桃中的水分继续下降，水分过低时，可能引起山核桃仁内部分结合水的丧失，破坏其生命结构使得发芽率降低。有研究表明，种子内部急剧失水时会引起种子细胞膜脂过氧化，使细胞膜和呼吸结构受损、代谢异常等，最终使种子活力下降，并且随着失水的继续，这些变化将进一步加剧，一旦超出细胞内部的保护物质和保护酶的调控能力，将会造成代谢机构破坏，从而导致细胞死亡[15]。吕彤等[16]研究表明，种子的脱水时间越长，种子内部含水量越低，发芽率和发芽势随之降低，种子脱水24 h以上种子萌发率及发芽势均受到明显抑制。在试验中，当烘干温度37℃、时间15 h时山核桃具有最高的发芽率，25 d时发芽率为55.00%。

图2 不同温度和时间下烘干山核桃发芽率

2.3 不同低温动态烘干条件下山核桃原料的过氧化值的变化

如图3所示，随着烘干温度和时间的增加，过氧化值逐渐增加，在烘干的第20小时后山核桃原料的过氧化值增加速率较快，这可能是由于一些山核桃原料外壳因持续受热破裂，使传热速率加快，加剧了油脂的氧化[17]。同时在相同的烘干时间内，烘干温度越高，过氧化值越大，这可能是因为温度较高的环境，更容易加快油脂氧化的速度，最终使得过氧化值增加[18]。然而试验中过氧化值的范围为0.002～0.006 g/100 g，符合国标要求（≤0.08 g/100 g）[19]，在40 ℃烘制25 h后过氧化值相对较高，为0.006 g/100 g。

图3 不同温度和时间下烘干山核桃过氧化值

烘干温度较低，山核桃原料的烘干时间较长、烘干效率较低；高温烘干虽然可以在较短时间达到低温烘干的效果，但是高温会加快山核桃原料的油脂氧化，使得过氧化值增加，并且较高温度可能会影响种子的发芽率。综合在不同烘干温度和时间下山核桃原料中的水分、发芽率和过氧化值变化趋势，得出较适宜山核桃原料的低温动态烘干条件：干燥温度37 ℃、干燥时间15 h。

2.4 不同方式干燥山核桃水分对比

对低温动态烘干（37 ℃、15 h）、传统静态烘干、自然晾晒和阴干4种干燥方式下干燥的山核桃原料和山核桃仁进行水分的测定，结果显示（图4），传统静态烘干组水分最低，这是因为传统静态烘干组相较于其他组干燥温度较高、时间较长，而传统静态烘干组与低温动态烘干组水分差异较小。

图4 不同干燥方式烘干山核桃水分

2.5 不同方式干燥山核桃发芽率对比

如图5所示，在不同试验时间内晒干组发芽率均高于低温动态烘干组、传统静态烘干组和阴干组，一方面可能是前期处理后的山核桃水分较大，直接在阳光下暴晒会使得山核桃壳出现裂缝[20]，在一定程度上减少山核桃在发芽过程中的阻力，另一方面可能是晒干组水分较高有利于种子萌发。有研究表明种子含水量是影响发芽率的重要因素，在相同的土壤环境下，种子本身含水量越高越有利于萌发，但如果种子含水量过高则会使呼吸作用加强，从而导致种温升高、种子出汗结露甚至霉变，严重影响种子的发芽率[21]，这与试验结果基本一致。

图5 不同干燥方式下烘干山核桃发芽率

图6 不同方式干燥山核桃原料贮藏期过氧化值

2.6 不同方式干燥山核桃过氧化值变化

过氧化值是衡量山核桃中油脂早期氧化程度的重要指标[22]，在贮藏过程中因受贮藏条件（如水分、温度、时间等）和自身条件（含水量等）的影响，山核桃原料的过氧化值会受到不同程度的影响。研究表明，初始水分越高则在贮藏过程中过氧化值上升越快，这可能是因为水分越高，微生物生长越旺盛，在微生物的作用下脂解酶活性被进一步激活，从而加快脂肪的酸败[23]。赵文革等[24]同样研究表明，随着贮藏时间的延长，核桃坚果中过氧化值不断增加，且随温度升高而迅速增加，并且其变化规律符合一级化学反应动力学模型。在180 d的贮藏过程中，随着贮藏时间的增加，过氧化值均有所上升，其中上升速度最快的为阴干组，而自然晾晒组和低温动态烘干组过氧化值上升较为缓慢。

3 结论

试验通过对不同烘干温度和时间下山核桃原料中的水分、发芽率和过氧化值变化趋势进行研究，试验发现最适宜山核桃原料低温动态烘干的条件为干燥温度37 ℃、干燥时间15 h，此条件下带壳山核桃原料水分为9.95%，去壳后果仁水分为5.89%，山核桃原料发芽率为55.00%，过氧化值为0.003 g/100 g。同时，与自然晾晒、阴干和传统静态烘干比较发现，低温动态烘干山核桃原料具有较低的水分含量及较高的发芽率，且在贮藏的6个月中过氧化值较低。