黃亞芳 李 珂 李宗軍 李羅明

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

在楊梅酒和楊梅果汁飲料加工過(guò)程中，副產(chǎn)物楊梅核占楊梅鮮果重量的10%左右，而核仁占楊梅核重量的11.40%～17.86%［1，2］。楊梅核仁富含脂肪、蛋白質(zhì)、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分［3］。近年來(lái)研究［4］發(fā)現(xiàn)楊梅仁具有防治腫瘤的功效，體外抑瘤試驗(yàn)結(jié)果表明楊梅核仁提取液對(duì)803、823細(xì)胞（胃癌）均有明顯的殺傷抑制作用。楊梅核仁中油脂含量高達(dá)60%以上，楊梅仁油中脂肪酸以油酸、亞油酸為主，含量均達(dá)40%左右［5，6］；總不飽和脂肪酸達(dá)83%以上，含有0.1%左右的亞麻酸，是一種質(zhì)量很好的保健油。據(jù)統(tǒng)計(jì)［7］，中國(guó)年產(chǎn)楊梅100萬(wàn)t以上，按10%的得核率、14%的得仁率及60%的含油率計(jì)算，經(jīng)加工可得楊梅仁油8 000t以上。目前小油種如橄欖油、油茶籽油、核桃油、葡萄籽油等逐步受到消費(fèi)者青睞，市售油茶籽油、葡萄籽油、茶葉籽油價(jià)格均可達(dá)10萬(wàn)元/t以上，楊梅核仁油作為一種新型小種油，原料來(lái)源于楊梅加工副產(chǎn)物，對(duì)其充分利用對(duì)提升楊梅綜合利用價(jià)值與擴(kuò)充小種油品類意義重大。

隨著工業(yè)化的發(fā)展，生產(chǎn)中各類堅(jiān)果和油料種子如核桃、花生、菜籽等［8－10］的脫殼技術(shù)已逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化，主要包括擠壓式、撞擊式、剪切式及碾搓式剝殼機(jī)［11］，同時(shí)結(jié)合一些前期處理如干燥、冷凍等方式可提高破殼率。由于楊梅核的核仁與殼厚度比達(dá)到1∶1，核較小，且為堅(jiān)硬木質(zhì)結(jié)構(gòu)，破殼極其困難，直接阻礙了楊梅核的綜合利用。但目前關(guān)于楊梅核的破殼技術(shù)尚未有報(bào)道，市面上也沒(méi)有用于楊梅核破殼的專用設(shè)備，研究者［1，12，13］都是通過(guò)手工破殼的方法得到楊梅核仁。本研究立足于實(shí)際生產(chǎn)需求，利用自行研制的齒型對(duì)輥破殼機(jī)對(duì)楊梅核的破殼方法進(jìn)行研究，以期解決楊梅核破殼難的問(wèn)題，為楊梅核利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

楊梅核：楊梅酒制作工藝中榨汁加工后的副產(chǎn)物，湖南懷化靖州湘佰仕酒業(yè)有限公司提供。隨機(jī)取樣，經(jīng)手工破殼計(jì)算得出該楊梅核的含仁率為12%。

1.2 主要儀器設(shè)備

對(duì)輥破殼機(jī)：由對(duì)輥、調(diào)速電機(jī)、調(diào)速控制器、料斗和傳動(dòng)裝置等組成，本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)；

擦洗機(jī)：400×500型，湖南清河重工機(jī)械有限公司；

電子天平：TP－20KF型，湘儀天平有限公司；

電子天平：TP－620A型，湘儀天平有限公司；

方孔篩：1號(hào)篩（孔徑8mm）、2號(hào)篩（孔徑7mm）、3號(hào)篩（孔徑6mm），本實(shí)驗(yàn)室自制。

1.3 方法

1.3.1 清潔 使用攪拌型擦洗機(jī)將干燥后楊梅核進(jìn)行擦洗處理（150r/min，20～30min），利用楊梅核相互摩擦去除核表面的殘留肉柱，使其表面光滑。

1.3.2 篩選分級(jí) 按楊梅核的體積大小分級(jí)：將清潔后的楊梅核依次過(guò)1、2、3號(hào)篩，所得篩上物分別為一、二、三級(jí)楊梅核，去除肉柱粉塵。其中一級(jí)楊梅的最小處直徑為8～9mm；二級(jí)楊梅核的最小處直徑為7～8mm；三級(jí)楊梅核的最小處直徑為6～7mm。

1.3.3 齒型對(duì)輥式破殼機(jī)輥?zhàn)拥脑O(shè)計(jì) 根據(jù)楊梅核的大小及輥式［14］破殼機(jī)的特點(diǎn)（擠壓力使之破殼），考慮到破殼效率方面（不卡齒、破殼效率，核仁完整性），選擇輥齒為嚙合的，齒型角為20°，齒間距為3.71mm，分度圓到齒頂圓的距離為3.37mm，其他參數(shù)見(jiàn)圖1。

圖1 自行設(shè)計(jì)齒型對(duì)輥詳細(xì)參數(shù)圖Figure 1 Toothed rolls detailed Parameters Figure

1.3.4 破殼試驗(yàn) 將分級(jí)后的楊梅核分別以不同的輥間距（d）及轉(zhuǎn)速（v）進(jìn)行破殼，并分別按式（1）～（3）計(jì)算其破殼率（P1）、粉碎率（P2）及實(shí)際得仁率（P3）值，以考察破殼輥間距及轉(zhuǎn)速對(duì)破殼效果的影響。

（1）破殼轉(zhuǎn)速對(duì)破殼效果的影響：試驗(yàn)分別稱取5份處理過(guò)的一級(jí)楊梅核，每份500g，d為6.5mm，破殼轉(zhuǎn)速ν分別取90，120，150，180，210r/min等5個(gè)梯度進(jìn)行單因素破殼試驗(yàn)，觀察ν對(duì)P1、P2及P3值的影響。

（2）輥間距對(duì)破殼效果的影響：試驗(yàn)分別稱取各級(jí)處理過(guò)的楊梅核，每份500g，ν為120r/min，一級(jí)楊梅核d分別取5.0，5.5，6.0，6.5，7.0mm 5個(gè)梯度；二級(jí)楊梅核d分別取3.0，3.5，4.0，4.5，5.0mm 5個(gè)梯度；三級(jí)楊梅核d分別取3.0，3.5，4.0mm 3個(gè)梯度；分別進(jìn)行單因素破殼試驗(yàn)，觀察d對(duì)P1、P3值的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 分級(jí)情況

以20kg楊梅核經(jīng)過(guò)篩分稱重得：一級(jí)楊梅核為8.392kg，占總質(zhì)量的42%；二級(jí)楊梅核為7.879kg，占總質(zhì)量的39%；三級(jí)楊梅核為3.729kg，占總質(zhì)量的19%。

2.2 破殼轉(zhuǎn)速對(duì)楊梅核破殼效果的影響

由表1可知：隨著破殼機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷增大，楊梅核的破殼率也不斷增大，這有利于楊梅核的破殼；同時(shí)，當(dāng)破殼轉(zhuǎn)速增大時(shí)，楊梅核的粉碎率也增大，導(dǎo)致一定程度的損失；隨著破殼轉(zhuǎn)速的增大，實(shí)際得仁率先增后減，在120r/min處達(dá)到最高值11.37%，而楊梅實(shí)際含仁率為12%，兩者相差0.63%，說(shuō)明破殼效果較好。因此，后續(xù)試驗(yàn)中將破殼轉(zhuǎn)速定為120r/min。

表1 破殼轉(zhuǎn)速對(duì)破殼效果的影響Table 1 The effects of broken rotational speed on craking effect

表1還表明：實(shí)際得仁率是破殼率與粉碎率兩個(gè)因素共同作用的結(jié)果，實(shí)際獲得的核仁等于破殼得到的核仁去除被粉碎的核仁，統(tǒng)計(jì)粉碎率P2對(duì)后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)無(wú)意義，因此后續(xù)試驗(yàn)中將不對(duì)粉碎率P2值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.3 輥間距對(duì)楊梅核破殼效果的影響

2.3.1 一級(jí)楊梅核的破殼效果 由圖2可知，隨著輥間距的增大，P1、P3值不斷增大；直到輥間距超過(guò)6.5mm 時(shí)，P1、P3值急劇減少，P1值低至50.2%，P3值降低到6.05%?？赡苁禽侀g距為7mm時(shí)，對(duì)輥間的間距過(guò)大，導(dǎo)致體積稍小的楊梅核直接從對(duì)輥間隙滾過(guò)，沒(méi)有受到足夠的擠壓力使其破殼。

因此，將一級(jí)楊梅核的破殼輥間距定為6.5mm，該條件下楊梅核的破殼率高達(dá)98.75%，實(shí)際得仁率為11.62%。

圖2 輥間距對(duì)一級(jí)楊梅核P1、P3值的影響Figure 2 Impact on the first level Bayberry seeds'P1，P3values of different roller spacing

2.3.2 二、三級(jí)楊梅核的破殼效果 二、三級(jí)楊梅核在不同輥間距下的破殼效果分別見(jiàn)圖3、4。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：二級(jí)楊梅核與三級(jí)楊梅核的破殼情況大致相似，楊梅核在破殼過(guò)程中，隨著輥間距d值的增大，P1值不斷減小，而P3值呈先增后減的趨勢(shì)。這是因?yàn)槎?、三?jí)楊梅核本身的體積就相對(duì)較小，在輥間距不斷加大時(shí)，體積偏小的楊梅核就無(wú)法獲得足夠的擠壓力使其破殼，導(dǎo)致破殼率不斷降低；而實(shí)際得仁率出現(xiàn)一段增長(zhǎng)趨勢(shì)（d值在3.0～3.5），是因?yàn)樵谳侀g距適當(dāng)增大時(shí)，楊梅仁破碎率下降，實(shí)際得仁率升高。

圖3 輥間距對(duì)二級(jí)楊梅核P1、P3值的影響Figure 3 Impact on the middle－level Bayberry seeds'P1，P3values of different roller spacing

圖4 輥間距對(duì)三級(jí)楊梅核P1、P3值的影響Figure 4 Impact on the last－level Bayberry seeds'P1，P3values of different roller spacing

因此，二級(jí)楊梅核的最佳破殼輥間距為3.5mm，該條件下楊梅核的破殼率為95.98%，實(shí)際得仁率為11.21%；三級(jí)楊梅核的最佳破殼輥間距也為3.5mm，該條件下楊梅核的破殼率高達(dá)90.80%，實(shí)際得仁率為9.91%。

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

稱取不分級(jí)的二、三級(jí)楊梅核混合樣500g，d取3.5mm，ν為120r/min，進(jìn)行破殼，破殼率只有84%，比分級(jí)破殼的破殼率低。原因可能是：① 二、三級(jí)楊梅核的體形差距較大，最小處直徑差可達(dá)2mm，其他處直徑差更大；② 對(duì)輥機(jī)的棍子兩端都裝有保護(hù)彈簧，使得雙輥之間具有一定延展空間。當(dāng)體積較大楊梅核（二級(jí)楊梅核）處于對(duì)輥之間時(shí)，會(huì)使對(duì)輥的輥間距增大，導(dǎo)致體積較小的楊梅核（三級(jí)楊梅核）受到的擠壓力太小，而無(wú)法破殼。

3 結(jié)論

采用自行設(shè)計(jì)的齒型對(duì)輥機(jī)，將楊梅核篩選分級(jí)進(jìn)行破殼，綜合破殼轉(zhuǎn)速和輥間距對(duì)破殼率、粉碎率及實(shí)際得仁率等多方面因素，楊梅核仁的最佳破殼工藝為：將楊梅核過(guò)篩分級(jí)，一、二、三級(jí)楊梅核的破殼輥間距d依次為6.5，3.5，3.5mm，破殼轉(zhuǎn)速ν均為120r/min。楊梅核總體的破殼率高達(dá)96.16%，總得仁率為11.14%，楊梅核仁的利用率可達(dá)92.83%。

本試驗(yàn)立足于實(shí)際生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)了一種適用于楊梅核破殼的專用齒型對(duì)輥機(jī)，并對(duì)楊梅核的破殼方法進(jìn)行研究，初步解決了楊梅核破殼難的問(wèn)題，有利于楊梅核仁的獲取，對(duì)提升楊梅綜合利用價(jià)值與擴(kuò)充小種油品類意義重大。但關(guān)于破殼后核仁的分離技術(shù)還需進(jìn)一步研究。

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