腰果蒸煮品質(zhì)的多尺度分析

劉義軍 朱德明 黃 暉 黃茂芳

（中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東 湛江 524001）

腰果（AnacardiumoccidentaleL.）漆樹科腰果屬常綠喬木，是中國熱帶重要干果和油料樹種，其果仁是世界著名的四大果仁（核桃、扁桃和榛子）之一，深受世界人民喜愛［1］。腰果渾身都是寶，腰果仁約含脂肪酸46%，蛋白質(zhì)21.2%，碳水化合物22.3%，每食用100g能提供2491kJ的能量。此外其包含大量人們在正常飲食不能獲取的必須氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等等［2］。腰果脂肪酸中不飽和脂肪酸占78%左右，是一種優(yōu)良的油炸油，已應(yīng)用于果蔬的膨化、拋光等，同時(shí)也是一種工業(yè)原料［3］。由于其富含豐富的不飽和脂肪酸，經(jīng)常適量的食用，有利于人體的健康。腰果殼富含豐富的腰果酸，經(jīng)過脫羧成腰果酚，是一種加工性能優(yōu)良的化工原料，可用于耐酸油漆、油墨、清漆、殺蟲劑、殺菌劑、剎車片的生產(chǎn)中等等［4－7］。

從20世紀(jì)開始就有人不斷嘗試進(jìn)行腰果的機(jī)械脫殼，并取得了一定的成功，但是脫殼效果仍然處于40%～50%左右［8］。本課題組經(jīng)過不斷的試驗(yàn)探索，發(fā)現(xiàn)脫殼率不僅與腰果加工設(shè)備的性能有關(guān)，還與腰果的外形尺寸及預(yù)處理方式有關(guān)，其中預(yù)處理蒸煮工藝對腰果脫殼率有著顯著的影響。但是仍沒有一個(gè)方法能準(zhǔn)確判斷腰果蒸煮品質(zhì)的好壞，實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于原料不一樣，如果按照已有的參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)，容易導(dǎo)致蒸煮質(zhì)量不穩(wěn)定，因此有必要對腰果的蒸煮品質(zhì)進(jìn)行多尺度研究。本試驗(yàn)擬從腰果的質(zhì)量、幾何尺寸和色差3個(gè)尺度的變化來研究腰果的蒸煮品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

腰果：產(chǎn)地西非科特迪瓦；

立式高壓蒸汽滅菌鍋：LDZX-50FB型，上海申安醫(yī)療器械廠；

色差儀：Color Xi5D型，美國X-rite公司；

電子天平：KERN EW4200-2NM 型，精密度±0.01g，德國KREN ＆Sohn GmbH公司；

游標(biāo)卡尺：SF2000型，量程0～150mm，精密度±0.01，廣陸數(shù)字測控股份有限公司；

數(shù)顯電子天平：梅特斯ACS-30型，量程0～15kg，精密度±10g，廣州廣衡電子衡器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品的預(yù)處理 準(zhǔn)確稱取B級腰果2kg，從中挑選出新鮮，表面光滑，形狀規(guī)整的腰果20顆，做上標(biāo)記，從1開始編號。首先將單顆腰果質(zhì)量、色差值、幾何尺寸進(jìn)行測量，然后與未標(biāo)記的腰果混勻均勻，置于蒸煮鍋中，蒸煮溫度1 10℃，蒸煮時(shí)間20min，冷卻至室溫，篩選出已做標(biāo)記的腰果，測量單顆質(zhì)量、色差值、幾何尺寸。

1.2.2 質(zhì)量的測定 將蒸煮后的已做標(biāo)記的單顆腰果置于電子天平上，進(jìn)行測量，并按式（1）計(jì)算吸水率。

式中：

aw——腰果的吸水率，%；

m1——蒸煮前單顆腰果的質(zhì)量，g；

m2——蒸煮后單顆腰果的質(zhì)量，g。

1.2.3 幾何尺寸的測定 按圖1所示，分別測量腰果的總腰高、總腰厚和總腰長，并按式（2）～（4）計(jì)算腰果蒸煮前后的形變度。

圖1 腰果測量部位Figure 1 Measurement locations of cashew nut

1.2.4 色差值的測定 按圖1所示，將腰果分為頭部、腰部和尾部，利用色差儀測量其各部位的色差值，L＊，a，b值。

測量方法：① 進(jìn)行黑白校正；② 選擇測量模式：MAVCal，R/T Mode：RFL，Areaview：6.00mm；③ 按照圖1所示部位進(jìn)行測量，并按式（5）計(jì)算相應(yīng)的ΔE值。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用CAXA電子圖版2011繪制腰果外形圖，SPSSV13.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行配對T檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 腰果的基本參數(shù)

由表1可知，腰果蒸煮過程中在熱蒸汽的作用下，質(zhì)量有所增加（增加了3.59%），表明蒸煮作用可以促進(jìn)水分的吸收，提高其含水量；但是蒸煮過程中腰果各部位的形變度發(fā)生了不一樣的變化，其中長度發(fā)生的形變度最大，為2.96%。其次是厚度和高度，分別為2.44%和13.4%。表明腰果蒸煮后由于熱處理作用使得外殼的結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹，主要向長度方向變化，高度變化最弱，因此腰果切割過程中以高度為指標(biāo)對腰果進(jìn)行分級［9］，其次以厚度為指標(biāo)進(jìn)行分級［10］，然后脫殼，脫殼效果較好。蒸煮過程中各位的色差都發(fā)生一定程度的變化，但是尾部、腰部和頭部的變化都比較均勻，因此衡量腰果色差變化情況可以選擇尾部、腰部和頭部任一部位作為參考。

表1 蒸煮前后的基本參數(shù)Table 1 Basic parameters after cooking

2.2 蒸煮對腰果質(zhì)量的影響

由表2可知，20個(gè)配對樣本的相關(guān)系數(shù)為0.999 8，顯著性概率P＜0.01，因此在95%的置信水平上差異顯著，即腰果蒸煮前后的質(zhì)量顯著相關(guān)，符合配對樣本T檢驗(yàn)的前提。對配對樣本進(jìn)行配對T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可知，樣本配對的顯著性概率P＜0.01，因此在95%的水平上差異顯著，即腰果蒸煮前后腰果的質(zhì)量有著顯著性差異。從統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明腰果蒸煮后腰果發(fā)生了吸水，且吸水率與單位質(zhì)量成正比（相關(guān)系數(shù)0.999）。

表2 質(zhì)量配對樣本相關(guān)系數(shù)Table 2 Mass-Paired Samples Correlations

表3 質(zhì)量配對樣本檢驗(yàn)Table 3 Mass-Paired Samples Test

2.3 蒸煮對腰果幾何尺寸的影響

由表4可知，蒸煮前后腰果總高度變化最不明顯，總厚度和總長度變化在95%的水平上差異極顯著，顯著性概率系數(shù)分別為0.000＜0.01，0.000＜0.01，表明腰果蒸煮前后總厚度和總長度按照一定的規(guī)律進(jìn)行變化，而且蒸煮前后總高度差異的關(guān)聯(lián)性較弱，r＝0.447，表明脫殼過程中總高度可以作為一個(gè)重要的指標(biāo)進(jìn)行考慮。對配對樣本進(jìn)行配對T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可知，樣本總高度，總厚度和總長度配對的概率值分別為0.948＞0.05，0.001＜0.01，0.004＜0.01，因此蒸煮前后腰果的總高度沒有明顯的差異，腰果的總厚度和總長度有著極顯著的差異。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明腰果在蒸煮后，總厚度和總長度的變化比較顯著，形變度較高，總高度的變化比較小，相關(guān)系數(shù)值表明各個(gè)部位的形變度與其本身尺寸大小相關(guān)且成正比。

表4 尺寸配對樣本相關(guān)系數(shù)Table 4 Size-Paired Samples Correlations

表5 尺寸配對樣本檢驗(yàn)Table 5 Size-Paired Samples Test

2.4 蒸煮對腰果色差值的影響

由表6可知，腰果尾部蒸煮前后L值，a值，b值和E值的概率系數(shù)分別為0.000＜0.01，0.001＜0.01，0.031＜0.01，0.000＜0.01，因此蒸煮前后腰果尾部的L值，a值，b值和E值在95%的水平上顯著相關(guān)。腰果腰部蒸煮前后L值，a值，b值得概率系數(shù)分別為0.099＞0.05，0.028＜0.05，0.239＞0.05，0.002＜0.01，因此蒸煮前后腰果腰部的L值和b值在95%的水平上顯著不相關(guān)，a值和E值在95%的水平上顯著相關(guān)。腰果頭部蒸煮前后L值，a值，b值的概率系數(shù)分別 為 0.411＞0.05，0.000＜0.01，0.062＞0.05，0.167＞0.05，因此蒸煮前后腰果頭部的L值，b值和E值在95%的水平上顯著不相關(guān)，a值在95%的水平上顯著相關(guān)。對腰果蒸煮尺寸相關(guān)變量進(jìn)行配對T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表7。由表7可知，腰果尾部L值，a值，b值和E值的概率系數(shù)分別為0.000＜0.01，0.000＜0.01，0.000＜0.01，0.000＜0.01，即腰果蒸煮前后腰果尾部的顏色變化極顯著。腰果腰部的a值和E值的概率系數(shù)分別為0.000＜0.01，0.000＜0.01，即腰果腰部的a值和總色差E值在95%的水平上差異極顯著。腰果頭部的a值概率系數(shù)為0.000，因此腰果頭部的a值在95%的水平上差異極顯著。由圖2可知，蒸煮前后的顏色確實(shí)發(fā)生了變化，L值為負(fù)，亮度變暗，a值為正，顏色偏紅，b值為正，顏色偏黃，表明腰果蒸煮后，顏色朝著變黑、變紅、變黃的趨勢變化。

表6 色差配對樣本相關(guān)系數(shù)Table 6 Color-Paired Samples Correlations

表7 色差配對樣本檢驗(yàn)Table 7 Color-Paired Samples Test

圖2 未蒸煮腰果和蒸煮腰果Figure 2 natural cashew nut and cooked cashew nut

3 結(jié)論

蒸煮從以下幾方面顯著性地改變了腰果的品質(zhì)：① 單顆腰果發(fā)生了一定程度的吸水，質(zhì)量增加，且吸水量與本身的質(zhì)量顯著性正相關(guān)；② 單顆腰果的總長度和總厚度發(fā)生了顯著性的改變，且總長度的形變度最大，總高度形變度最小；③ 單顆腰果不同部位的色差都發(fā)生了顯著性的變化，其中尾部的影響最為顯著。蒸煮后，腰果的顏色呈變暗、變紅、變黃的趨勢發(fā)生變化。

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9 劉義軍，朱德明，黃茂芳.腰果外形尺寸分布規(guī)律的確定性研究［J］.食品與發(fā)酵科技，2014（2）：48～52.

10 劉義軍，朱德明，黃茂芳.腰果二元分級理論研究［J］.食品科技，2014（6）：106～110.