劉立果等

摘要紅棗因其具有豐富的營養(yǎng)價值而受到越來越多的消費者的青睞，但紅棗不能被及時高品質(zhì)的干燥是制約其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個“瓶頸”。現(xiàn)有的干燥方法、干燥工藝及干燥設(shè)備已滯后于紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這不僅會使棗農(nóng)受到嚴(yán)重的損失，還會使紅棗的營養(yǎng)價值大打折扣。熱風(fēng)干燥是目前最可行的干燥方法，烘房經(jīng)驗干燥工藝是最常用的干燥工藝?？偨Y(jié)了近年來學(xué)者對紅棗干燥工藝的研究，分析了研究現(xiàn)狀，提出了研究中存在的問題。并且指出在現(xiàn)有烘房經(jīng)驗干燥工藝的基礎(chǔ)上，通過搭建試驗臺進(jìn)行反復(fù)的正交試驗得出滿足不同品種、不同大小、不同含水率的紅棗的多條較優(yōu)干燥工藝曲線是現(xiàn)階段提高干燥品質(zhì)和效率、節(jié)約能源、降低成本的有效方法，也是紅棗干燥的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞紅棗；干燥；工藝；現(xiàn)狀；趨勢

中圖分類號S509.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）29-292-03

紅棗是我國特有的果樹品種，已有4 000多年的栽培歷史了，世界紅棗產(chǎn)量的90%來自我國。目前全國現(xiàn)有棗樹栽培面積150多萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)300多萬t。截止到目前，新疆棗樹種植面積達(dá)到43.5萬hm2，產(chǎn)量為120萬t。紅棗正常的收獲時間是在8至10月份，在紅棗的主要種植區(qū)域陰雨天氣居多，而且若通風(fēng)不好紅棗也容易發(fā)生霉變。棗成熟之后，棗果實內(nèi)的水分很高，并且含糖量也較高，很容易感染細(xì)菌和真菌；棗果的呼吸強(qiáng)度較高，不斷釋放出因呼吸產(chǎn)生的熱量，因此在常溫下很容易腐爛發(fā)霉，不宜儲藏[2-5]。紅棗干制是目前紅棗最主要的初級加工方式，每年約有90%的鮮棗被干制。紅棗自然干燥需要較大的房舍或場地，不適合大量紅棗集中干制，并且干制過程中容易受到風(fēng)沙、細(xì)菌和昆蟲的污染等，衛(wèi)生條件較差，紅棗干制品存在一定程度的安全隱患，降低了紅棗的干制品質(zhì)。紅棗在自然干燥時要暴露在外面，會受到風(fēng)沙的污染，降低了紅棗的品質(zhì)。其次，自然干燥一般都需要1個月左右的時間，導(dǎo)致上市時間比人工干燥晚很多，嚴(yán)重地影響棗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收益。

對于紅棗干燥遇到的嚴(yán)重問題，很早以前學(xué)者們就對紅棗烘房進(jìn)行了研究。目前烘房已在全國紅棗主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了廣泛的推廣，為紅棗干燥做出了巨大貢獻(xiàn)，得到了棗農(nóng)的好評。但是，紅棗烘房也存在很多問題，對紅棗干燥的品質(zhì)產(chǎn)生一些不利影響。其中紅棗烘房干燥工藝粗糙是主要問題之一。目前紅棗烘房干燥的工藝主要是人們長期以來干燥經(jīng)驗的積累，對操作人員的經(jīng)驗技術(shù)水平要求高。

1干燥工藝研究現(xiàn)狀

現(xiàn)有的烘房經(jīng)驗干燥工藝有以下3種：①于6～8 h內(nèi)平穩(wěn)升溫至55～60 ℃，繼續(xù)在8～10 h升溫至68～70 ℃，不超過70 ℃，再延長6 h溫度逐漸下降到不低于50 ℃。烘干時間共需24 h左右。②于5～6 h內(nèi)平穩(wěn)升溫至55～60 ℃，一直維持該溫度10 h，余溫不低于50 ℃，繼續(xù)干燥3～4 h，烘干時間共需20 h左右。③于3～4 h內(nèi)急劇升溫至65～68 ℃，并繼續(xù)維持6～8 h，以后的5～6 h溫度下降到不低于50 ℃。烘干時間共計18 h左右。其中干燥工藝①較常用，工藝③不常用。不論哪種干燥工藝，在干燥過程中烘房內(nèi)的相對濕度都應(yīng)在50%～70%，相對濕度超過70%應(yīng)進(jìn)行排濕，低于50%應(yīng)停止排濕。

由于不同的熱風(fēng)干燥參數(shù)對紅棗干燥的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)成分影響很大，很多學(xué)者對不同熱風(fēng)干燥參數(shù)下紅棗的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)成分進(jìn)行了大量的研究。這些研究成果對紅棗烘房干燥工藝的優(yōu)化和干燥機(jī)干燥工藝的確定具有很大的參考價值。

陳錦屏等對紅棗干燥進(jìn)行了大量的研究，得出了一些非常有價值的研究成果：①不同熱風(fēng)干燥工藝對紅棗干燥品質(zhì)的影響，對烘房在3種干燥工藝條件下的紅棗品質(zhì)進(jìn)行了對比[8-9]。②對分別在自然干燥和熱風(fēng)干燥條件下紅棗中的維生素C、還原糖和總酸變化進(jìn)行了研究。③對在不同熱風(fēng)烘干溫度和時間條件下導(dǎo)致非酶褐變的主要物質(zhì)的變化規(guī)律及與褐變的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著干制溫度升高，時間延長，棗肉的褐變度和 5HMF含量逐漸增加，總糖、還原糖、抗壞血酸和氨基酸態(tài)氮逐漸減少；在干制溫度70 ℃時，1 7種游離氨基酸除Thr、Ser、Glu 和 Pro 外，其他氨基酸的含量均隨時間的延長呈上升趨勢[11-12]。④對在不同熱風(fēng)干燥工藝條件下紅棗中的揮發(fā)性物質(zhì)在烘干過程中的變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，新鮮成熟的團(tuán)棗的揮發(fā)性成分主要為13種酯類，以棕櫚烯酸乙酯、肉豆蔻烯酸乙酯、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯等的含量較高，且其含量隨著溫度的升高和時間的延長而逐漸略有減少；5羥甲基2呋喃甲醛和5羥基5，6二氫-麥芽酚在55 ℃以上檢出，2呋喃甲醛在65 ℃以上檢出，隨著烘干溫度逐步升高和時間增長其殘留含量逐漸增高；65 ℃烘干時干棗的品質(zhì)最好，烘干紅棗的最高溫度不宜超過70 ℃[13-15]。

魯周民等在紅棗干燥方面的主要研究成果有：①對不同熱風(fēng)干燥溫度對紅棗香氣成分的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，陜西糖心棗在50、60、70 ℃的熱風(fēng)干燥條件下干燥完成的紅棗中揮發(fā)性物質(zhì)種類分別有55、53和51種。這些揮發(fā)性物質(zhì)中均含羧酸類、醛酮類、酯類、醇類、烷烴類及少量其他物質(zhì)，其中，70 ℃時干制紅棗揮發(fā)性物質(zhì)中羧酸類和醇類量分?jǐn)?shù)較高；60 ℃時揮發(fā)性物質(zhì)中含有較多的醛酮類、酯類和烷烴類物質(zhì)。研究表明，不同溫度對干制紅棗特征香氣成分的形成有較大影響[16-17]。②對紅棗薄層干燥數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，紅棗的干燥過程可分為 2 個階段，加速期和降速期，沒有出現(xiàn)恒速期[18]。③對紅棗干燥過程中主要成分的變化動力學(xué)進(jìn)行了研究。干制過程中，紅棗水分比（MR）隨干制進(jìn)行不斷下降，干制初期 MR 下降較快，隨后下降速度變慢并逐漸趨于平緩。在不同干制條件下（50～70 ℃），紅棗中還原型維生素 C（AA）的含量均呈下降趨勢，并且溫度越高，AA 含量下降越快。在不同干制條件下（50～70 ℃）紅棗氧化型維生素 C（DHAA）的含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢[19]。

李煥榮等在紅棗干燥方面的主要研究成果有：①研究了不同干燥方法對干棗營養(yǎng)成分和香氣成分的影響。結(jié)果表明，干制方式對紅棗的營養(yǎng)成分和香氣成分有較大的影響；果膠、總酸、還原糖、總糖含量在干制后均有所下降；35 ℃干制時果膠降解量較大，還原糖、總糖、總酸含量下降幅度較低；干制方式對干棗的香氣成分影響較大，不僅表現(xiàn)在香氣成分的種類上，也表現(xiàn)在香氣成分的含量上；在加熱干制條件下采用相對較低的干制溫度，能最大限度地減少營養(yǎng)成分和揮發(fā)性成分的損失。②對不同熱風(fēng)干燥溫度對棗果實質(zhì)構(gòu)性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，干制溫度對干棗的各項質(zhì)構(gòu)參數(shù)影響較大，當(dāng)干制溫度大于40 ℃時各項參數(shù)都隨溫度升高而增大，其中硬度、脆度、黏著性的變化趨勢較為明顯，能反映出干制溫度對干棗品質(zhì)的影響。③對紅棗干制過程中可溶性糖含量變化的規(guī)律進(jìn)行了研究。干制工藝對各類糖含量的變化影響較大。熱風(fēng)干制條件下，干制溫度越高，蔗糖等非還原糖降解越快，果糖、葡萄糖及還原糖含量上升亦越快[22-23]。④以新疆優(yōu)質(zhì)哈密大棗為材料，研究了熱風(fēng)干制溫度對紅棗體積收縮規(guī)律、水分含量、干制速率、組織結(jié)構(gòu)變化等方面的影響，建立了紅棗干制過程中的收縮模型。

此外，閆忠心進(jìn)行了干制對紅棗香氣物質(zhì)和品質(zhì)影響的研究。雷昌貴對太行山婆棗烘干技術(shù)進(jìn)行了研究。梁皓等對不同干燥方式對棗果實抗氧化功效的影響進(jìn)行了研究[27]。楊艷杰等對不同干燥方法下紅棗中維生素C含量進(jìn)行了測定分析[28-29]。魯潔等研究了熱風(fēng)干燥對阜平紅棗品質(zhì)的影響并建立了其數(shù)學(xué)模型[30]。

2干燥工藝研究存在的問題

雖然目前有一些學(xué)者對紅棗干燥工藝進(jìn)行了大量的研究，但是投入的人力和物力相對較少，研究不夠系統(tǒng)，研究成果的轉(zhuǎn)化率極低。目前紅棗干燥還是主要采用自然干燥和烘房干燥2種方式。很多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，自然干燥不僅會使紅棗的營養(yǎng)成分大量損失還會存在衛(wèi)生問題，但自然干燥仍然是人們最廣泛采用的干燥方式。人們長期以來摸索出的傳統(tǒng)烘房干燥方式以及經(jīng)驗干燥工藝雖然存在不環(huán)保、勞動強(qiáng)度大等問題，但仍然是快速、有效干燥紅棗，減少紅棗損失，增加棗農(nóng)收入的最有效的干燥方式。目前模仿傳統(tǒng)烘房及其干燥工藝的新一代烘房正在被研制和應(yīng)用，可以有效地減少環(huán)保問題，降低勞動強(qiáng)度。

溫度、濕度、風(fēng)速是影響紅棗干燥的最主要因素。紅棗是一種熱敏性水果，在不同的干燥階段對溫度、濕度的要求也是不同的。在不同的干燥階段對溫度、濕度、風(fēng)速控制的是否合適、恰當(dāng)會直接影響紅棗的干燥品質(zhì)和干燥效率。對紅棗干燥工藝的研究實質(zhì)上就是在不同的干燥階段找到與之相對應(yīng)的，滿足紅棗干燥需要的較優(yōu)的溫度、濕度、風(fēng)速組合以提高紅棗干燥的品質(zhì)和效率，降低能耗。而目前不少學(xué)者對紅棗熱風(fēng)干燥工藝的研究僅局限在某一單因素作用下對紅棗干燥品質(zhì)和效率的影響。這種研究雖然可以粗略地看出某一因素的變化對紅棗干燥品質(zhì)和效率的影響，但不能反映出實際干燥過程中各因素綜合作用時對紅棗干燥品質(zhì)和效率的影響。

紅棗的品種、大小和初始含水率對紅棗干燥都有很大的影響。有些學(xué)者在做試驗時對紅棗的品種和初始含水率進(jìn)行了限定，而對紅棗的大小沒有區(qū)分。紅棗的大小不同所需要的干燥工藝也是不一樣的。

有些學(xué)者在做干燥試驗研究時采用小型恒溫鼓風(fēng)干燥箱，而小型恒溫鼓風(fēng)干燥箱一般不能設(shè)定濕度，干燥箱內(nèi)的濕度會受到干燥時棗的數(shù)量、干燥箱內(nèi)的溫度以及干燥箱內(nèi)風(fēng)速的影響。經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)，在溫度較高的條件下，當(dāng)干燥棗的數(shù)量較少時，干燥箱內(nèi)的相對濕度會很低，很難提高相對濕度。在這種情況下干燥，紅棗很容易被損壞，如圖1所示。圖1所示的是利用小型恒溫鼓風(fēng)干燥箱對山東沾化大棗進(jìn)行干燥時出現(xiàn)的問題。在曲線圖中藍(lán)色的曲線指的是干燥箱內(nèi)的溫度曲線，紅色的曲線指的是室內(nèi)的溫度曲線，綠色的曲線指的是干燥箱內(nèi)相對濕度曲線，黃色的曲線指的是室內(nèi)的相對濕度。藍(lán)色的曲線出現(xiàn)的周期性的跳躍是由于定期取出紅棗稱重造成的。從圖1中可以看出干燥箱內(nèi)的溫度平均在60 ℃，相對濕度在10%以下，最終造成了紅棗出現(xiàn)中間空的現(xiàn)象。經(jīng)過反復(fù)的試驗發(fā)現(xiàn)，即使增加紅棗的數(shù)量，由于恒溫鼓風(fēng)干燥箱不能自動加濕，干燥箱內(nèi)的濕度也很難超過空氣的相對濕度，也不能實現(xiàn)對濕度的控制?？梢姡ㄟ^搭建干燥試驗臺替代恒溫鼓風(fēng)干燥箱，實現(xiàn)溫度、濕度、風(fēng)速的連續(xù)可調(diào)是紅棗干燥研究的迫切需要。

3干燥工藝研究的趨勢

從以上存在的問題可以看出，紅棗干燥的機(jī)理是很復(fù)雜的，人們對于紅棗干燥工藝的研究還處在初級階段。目前在干燥紅棗時人們廣泛采用的仍然是長期以來積累的經(jīng)驗干燥工藝。這種經(jīng)驗干燥工藝相對較粗糙，還有相當(dāng)大的優(yōu)化和完善空間。在現(xiàn)階段為了盡快地滿足紅棗干燥和節(jié)能環(huán)保的需要，人們要加大科研的投入力度，在現(xiàn)有干燥經(jīng)驗工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究。在現(xiàn)有經(jīng)驗工藝的基礎(chǔ)上搭建溫度、濕度、風(fēng)速均可調(diào)節(jié)和設(shè)定的試驗臺，并進(jìn)行反復(fù)的正交試驗以確定出滿足不同品種、不同大小、不同含水率的紅棗的多條較優(yōu)的干燥工藝曲線。對不同品種、不同大小、不同含水率的紅棗采用相對應(yīng)的干燥工藝曲線進(jìn)行干燥可大大提高紅棗的干燥品質(zhì)和干燥效率，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

4結(jié)論

紅棗的自然干燥和烘房干燥仍然是人們最廣泛采用的2種干燥方法。人們?nèi)匀徊捎脗鹘y(tǒng)的較粗糙的經(jīng)驗工藝進(jìn)行干燥，干燥工藝相對落后，幾乎沒有新的進(jìn)展。

目前對紅棗干燥工藝研究的投入不夠大，研究的不系統(tǒng)、不深入，成果轉(zhuǎn)化率很低。

紅棗干燥機(jī)理非常復(fù)雜，需要進(jìn)行長期的研究，目前最現(xiàn)實可行的方法就是利用試驗對現(xiàn)有的烘房經(jīng)驗工藝進(jìn)行優(yōu)化。

確定出滿足不同品種、不同大小、不同含水率的紅棗的多條較優(yōu)的干燥工藝曲線實現(xiàn)精準(zhǔn)干燥以提高干燥品質(zhì)和效率，降低能耗，節(jié)約成本，是紅棗干燥的發(fā)展趨勢。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

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