， ， ， *， 刘 扬， 范修， 沈柳杨

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

综述

坚果干燥研究现状

栗文1，2，张宏1，2，唐玉荣1，2，兰海鹏1，2*， 刘 扬1， 范修文1，2， 沈柳杨1，2

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

坚果收获后初加工中的干燥是影响坚果加工企业效益的主要因素。为解决坚果干燥难的问题，提出了一套坚果干燥工艺，从坚果干燥方法及理论的国内外发展现状和干燥技术在坚果行业的应用现状两个方面进行了探讨，综合对比了国内外研究学者的研究方法和成果，为坚果干燥工艺的研究和发展提供理论参考。

坚果；干燥技术；方法；研究现状

Abstract：The drying of nuts in the preliminary processing of nuts after harvesting is a main factor influencing the benefits of nut processing enterprises.In order to solve the difficulty in drying nuts，discussion is conducted in terms of the domestic and foreign research status of nut drying methods and theoretical innovation and the research status of drying technology in the nut industry，with the research methods and results of domestic and foreign researchers comprehensively compared，providing theoretical reference for the research and development of nut drying process.

Keywords：nut；drying technology；method；research status

坚果种类繁多，营养价值丰富，药用价值高，深受消费者的喜爱[1]。但各种坚果的果壳、果仁及干燥特性各不相同，导致其干燥的方法也不尽相同。近年来，国内外学者在坚果干燥领域做了大量的研究，但大多集中在澳洲坚果方面，而对其他坚果干燥的相关文献还鲜有报道。

1 坚果干燥现状

坚果干燥主要是通过控制外界温度，使坚果果壳和果仁受到的外界温度高于自身温度，形成内外温度差去除水分，以达到坚果储藏或食用的适宜水分。大部分的坚果还是通过自然晒干法、人工烘干法、热风干燥法和微波干燥法等传统的方式实现干燥。

1.1 自然晒干法

自然晒干法适用于北方地区的气候特征。该方法是将漂洗干净后的坚果摊放在簸箕上，首先在阳光照射不到的阴凉地方晾半天左右，待大部分水分蒸发后再摊晒(坚果不能立即在日光下曝晒，否则会导致果壳爆裂，影响坚果品质)；然后再放置到阳光下晾晒，晾晒时坚果摊放的厚度以少于两层为宜，晾晒周期一般为10天左右。在干燥过程中应经常翻动，以达到均匀干燥、色泽一致的效果。这种方法虽然经济实用，但其干燥周期长、脱水效果差、容易返潮、而且易受天气和自然环境的影响，坚果品质相对较差，自然晒干法如图1所示。

图1 自然晒干法

1.2 人工烘干法

人工烘干法[2]是将漂洗后的坚果摊放在干燥室内的架子上，然后在室内架上火炉，用炉火烘干。烘干操作过程如下：①将烤房温度控制为25～30 ℃，打开室内天窗，以去除部分水蒸气；②待烘烤到四五成干时，将烤房温度升至35～40 ℃，同时关闭室内天窗。此过程不能翻动坚果，烤烘时间大约为10 h，直到大量水气排出之后，坚果外壳表面无水时开始翻动。翻动次数要随着坚果水分的降低而逐渐增多，最后阶段每隔2 h翻动1次。其中坚果的摊放厚度以两到三层为宜，过薄易导致烧焦或裂果；过厚则不便于翻动，烘烤不均匀，致使坚果上层潮湿下层焦黑。此种方法需要熟练工操作，耗费人工、消耗资源，操作不当将直接影响坚果品质。

1.3 热风干燥法

热风干燥法[3]又称“瞬间干燥”，是在烘干室内鼓入热风使空气流动速度加快而进行干燥的现代干燥方法。热风干燥是以热空气为干燥介质，通过对流循环的方式与坚果进行湿热交换。湿热交换分两方面同时进行。一方面，物料表面的水分透过表面气膜不断地向气流主体扩散；另一方面，由于物料表面汽化的原因使物料表面与内部产生水分梯度差，外小内大，物料内部的水分逐渐向表面扩散，从而实现干燥的目的。鼓入热风的温度不能过高，应控制在40 ℃左右，否则会使坚果果实内的脂肪变质[4]。

1.4 微波干燥法

微波干燥法[5]是指借助波导装置将微波发生器磁控管接收到的电源功率转化成微波功率传送到微波加热器以达到干燥物料的目的，水分的损耗因数要比其他物质的损耗因数大得多，微波加热利用介质损耗基理使物料中水分因吸收大量的微波场能量而迅速蒸发。由于物料表面水分的迅速蒸发冷却，使物料的表面温度和水分梯度要远低于其内部的温度和水分梯度，双重作用使得物料内外产生压力梯度，在压力梯度的作用下水分从内部排到表面再被蒸发。物料的初始含水率越高，压力梯度越大，干燥速度也越快。微波干燥克服了其他干燥方法因物料表面首先干燥而形成板结硬壳阻碍水分向外移动的缺点，微波干燥法如图2所示。

图2 微波干燥法

绝大部分坚果外壳坚硬，收获后的干燥环节时间较长，费时费力，坚果的机械干燥方法尚未成熟，干燥费用也比较昂贵，因此坚果干燥成为坚果产业的一大难点，干燥方法的落后严重制约了坚果产业链的发展。

2 坚果干燥技术研究现状

坚果作为集营养、医药、经济于一体的农业物料，其干燥技术的研究对坚果产业的发展具有十分重要的意义。

国外学者Marisa M.Wall等[6]分析了干燥或焙烤过程中澳洲坚果果仁的糖分和色泽，认为澳洲坚果主要的储存技术手段是干燥，在此过程中果仁中的水分得到了有效去除，进而降低了酶的活性，抑制了化学反应在果仁内部的发生；低温干燥，果仁的糖含量对其产品质量无明显影响，高温干燥则会使果仁发生褐变反应；未完全成熟的果仁含糖量比成熟果仁的更高。J.F.Cykler[7]提出用冷冻热泵干燥系统来干燥坚果，第一步先降低空气中的含水率，然后再干燥带壳坚果，研究试验只用6 h就可将果仁的含水率从20%～30%(db)干燥至1.5%，大大减少了干燥时间，缩短了干燥周期。研究还发现该技术并未对果仁风味、色泽等品质造成太大损害。M.Tsang等[8]研究了微波干燥技术，试验表明微波干燥坚果果仁产品的质量受微波功率与坚果初始含水率影响。F.A.Silva等[9]用热风-微波相结合的方法对坚果进行了干燥，结果表明热风-微波干燥技术可以有效地减少干燥时间，缩短干燥周期。通过对坚果产品品质的检测发现，应用热风-微波干燥技术获得的果仁产品在质量上与传统工艺干燥的产品无显著差异。De la Cruz等[10]提出了含水率与温度是影响澳洲坚果长期稳定储存的主要因素。

国内学者黄克昌[11]等采用风机强制风和热风干燥为一体的筒仓干二步干燥方式，研究了澳洲坚果的干燥规律。结果表明，与传统网筛干燥方法相比，风机强制风干与热风组合的筒仓干燥，可有效地减少澳洲坚果的干燥时间，提升坚果的干燥品质。朱德泉等[12-13]分别研究了山核桃坚果的热风干燥特性和分段变功率微波干燥特性，并分别提出了相关的最佳工艺组合，为山核桃坚果的干燥和工业化生产提供了一定的理论依据。王云阳[14]对澳洲坚果进行了热风辅助射频干燥的可行性试验研究，为澳洲坚果射频干燥技术做了大量基础性的研究工作；伍沅[15]研究了控温微波干燥对花生的影响，成功地解决了花生干燥的品质问题。

国外对干燥技术的研究起步较早，发展规模较大，应用领域遍及各行各业。大量的国外学者致力于干燥技术的研究和开发，其中有很多专业公司已将干燥仪器设备实现了标准化。但干燥技术在坚果业领域的研究还是极度匮乏，所做的研究也仅限于对澳洲坚果、花生和核桃方面[16]。国内对坚果加工工艺的研究始于20世纪70年代末，基于种种原因，坚果加工工艺、干燥技术和设备等方面突破较少。国内对坚果领域的研究主要集中在选种、育种和栽培等方面，对坚果干燥技术的研究也比较匾乏，只是对板栗、核桃等传统作物稍有研究，关于其他坚果干燥技术的文献较少。

3 坚果干燥存在的问题

我国对坚果加工工艺研究起步晚，发展缓慢，很多地方还在沿用传统的干燥技术，其已不能适应我国现有坚果业选种、育种和栽培等方面的发展，不能满足坚果产品进一步加工的生产要求。

3.1 研究坚果干燥的人才匮乏

坚果干燥是摆在科研人员面前的一大难题，目前急需大批科研人员对坚果的干燥进行深入研究，开发适合我国国情的干燥工艺和技术。

3.2 干燥设备陈旧，缺乏通用性

坚果干燥设备技术含量低、规模小、机型不够成熟，大部分坚果主要还是依靠传统方法进行干燥，不仅干燥周期长、成本高，而且影响坚果品质。坚果种类繁多，性质各异，现有的干燥技术在坚果领域缺乏通用性和实用性，传统的干燥技术得到的坚果品质不高、质量差，需要根据各种不同品种的坚果进行专项的改进和创新设计。

4 未来展望

坚果是一种经济作物，具有极高的营养价值和药用价值，深受广大消费者的青睐。就巨大的市场而言，我国需要专业化、规模化、工厂化的生产和加工，坚果干燥技术的发展还需考虑以下几个方面。

4.1 增加坚果领域研发人员的数量

从政策、经济、科技等方面入手培养坚果研究人员，把人才培养放到生产发展的第一位。

4.2 加强干燥技术的创新力度

一方面学习国外先进的干燥技术，在研究我国坚果理化特性的基础上加以改进和创新，实现干燥技术的本土化；另一方面要积极研发具有自主知识产权的坚果干燥工艺。

4.3 加大力度研发干燥设备

强化坚果干燥特性理论与试验的研究力度，使之朝着集约化、智能化、一体化的方向发展，系统地开发新型干燥设备，推动坚果干燥产业的蓬勃发展。

[1] 王慧强.中国坚果资源与坚果产业研究[D].北京：北京林业大学，2006.

[2] 支虎明，康桂萍.核桃坚果仿自然温度烘烤技术研究[J].陕西农业科学，2014(1)：46-47.

[3] 于蒙杰，张学军，牟国良，等.我国热风干燥技术的应用研究进展[J].农业科技与装备，2013(8)：14-16.

[4] 郑忠福.一种新型竹帘干燥窑[J].林业机械与木工设备，2016，44(11)：43-44.

[5] 王永周，陈美，邓维用.我国微波干燥技术应用研究进展[J].干燥技术与设备，2008(5)：219-224.

[6] Marisa M.Wall，Trevor S.Gentry.Carbohydrate composition and color development during drying and roasting of macadamia nuts[J].Food Science and Technology，2007(40)：587-593.

[7] J.R Cykler.Drying high moisture wet-in-shell macadamia nuts with low temperature dehydrated air[J].American Society of Agricultural Engineers，1996，12(2)：223-227.

[8] M.Tsang，Mui Chung，Sheldon C.Furutani.Microwave drying of macadamia Nuts [J].American Society of Agricultural Engineers，1989，5(4)：565-567.

[9] F.A.Silva，A.Marsaioli Jr，G.J.Maaimo，et al.Microwave assisted drying of macadamia nuts[J].Journal of Food Engineering，2006(7)：550-558.

[10] De La Cruz，Cavaletto C，Yamamoto H.V，et al.Factors affecting macadamia nut stability[J].Food Technology，1966.

[11] 黄克昌，徐荣，郭刚军，等.用筒仓干燥方法对带壳澳洲坚果质量的研究[J].食品工业，2011(8)：4-6.

[12] 朱德泉，曹成茂，丁正耀，等.山核桃坚果热风干燥特性及其工艺参数优化[J].农业工程学报，2011(7)：364-369.

[13] 朱德泉，马锦，蒋锐，等.山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺参数优化[J].农业工程学报，2016(15)：268-274.

[14] 王云阳.澳洲坚果射频干燥技术研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2012.

[15] 伍沅.干燥技术的进展和应用[J].化学工程，1995(3)：47-56+3.

[16] Christine Sonner，Yuh‐Fun Maa，Geoffrey Lee.Spray-freeze-drying for protein powder preparation：Particle characterization and a case study with trypsinogen stability[J].Journal of Pharmaceutical Sciences，2002.

(责任编辑 王琦)

ResearchStatusofNutDrying

LIWen1，2，ZHANGHong1，2，TANGYu-rong1，2，LANHai-peng1，2*，LIUYang1，FANXiu-wen1，2，SHENLiu-yang1，2

(1.College of Mechanic and Electrical Engineering，Tarim University，Alar Xinjiang 843300，China； 2.Key Laboratory of Modern Agriculture Engineering of Colleges & Universities under the Department of Education of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Alar Xinjiang 843300，China)

2017-06-21

国家自然科学基金青年科学基金项目(31201364)；地区科学基金项目(31660475)

栗 文(1992-)，男，甘肃武威人，在读硕士，主要从事农业机械化的研究，E-mail：1073120824@qq.com。

*通讯作者：兰海鹏(1982-)，男，黑龙江巴彦人，副教授，主要从事农产品加工与贮藏的研究。

TS255.6

A

2095-2953(2017)10-0004-03