楊梅核破殼設備及工藝研究

黃亞芳 李 珂 李宗軍 李羅明

（1.湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128）

在楊梅酒和楊梅果汁飲料加工過程中，副產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、維生素及礦物質等營養成分［3］。近年來研究［4］發現楊梅仁具有防治腫瘤的功效，體外抑瘤試驗結果表明楊梅核仁提取液對803、823細胞（胃癌）均有明顯的殺傷抑制作用。楊梅核仁中油脂含量高達60%以上，楊梅仁油中脂肪酸以油酸、亞油酸為主，含量均達40%左右［5，6］；總不飽和脂肪酸達83%以上，含有0.1%左右的亞麻酸，是一種質量很好的保健油。據統計［7］，中國年產楊梅100萬t以上，按10%的得核率、14%的得仁率及60%的含油率計算，經加工可得楊梅仁油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者青睞，市售油茶籽油、葡萄籽油、茶葉籽油價格均可達10萬元/t以上，楊梅核仁油作為一種新型小種油，原料來源于楊梅加工副產物，對其充分利用對提升楊梅綜合利用價值與擴充小種油品類意義重大。

隨著工業化的發展，生產中各類堅果和油料種子如核桃、花生、菜籽等［8－10］的脫殼技術已逐漸實現自動化、機械化，主要包括擠壓式、撞擊式、剪切式及碾搓式剝殼機［11］，同時結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到1∶1，核較小，且為堅硬木質結構，破殼極其困難，直接阻礙了楊梅核的綜合利用。但目前關于楊梅核的破殼技術尚未有報道，市面上也沒有用于楊梅核破殼的專用設備，研究者［1，12，13］都是通過手工破殼的方法得到楊梅核仁。本研究立足于實際生產需求，利用自行研制的齒型對輥破殼機對楊梅核的破殼方法進行研究，以期解決楊梅核破殼難的問題，為楊梅核利用提供依據。

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物，湖南懷化靖州湘佰仕酒業有限公司提供。隨機取樣，經手工破殼計算得出該楊梅核的含仁率為12%。

1.2 主要儀器設備

對輥破殼機：由對輥、調速電機、調速控制器、料斗和傳動裝置等組成，本實驗室自行設計；

擦洗機：400×500型，湖南清河重工機械有限公司；

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號篩（孔徑8mm）、2號篩（孔徑7mm）、3號篩（孔徑6mm），本實驗室自制。

1.3 方法

1.3.1 清潔 使用攪拌型擦洗機將干燥后楊梅核進行擦洗處理（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 按楊梅核的體積大小分級：將清潔后的楊梅核依次過1、2、3號篩，所得篩上物分別為一、二、三級楊梅核，去除肉柱粉塵。其中一級楊梅的最小處直徑為8～9mm；二級楊梅核的最小處直徑為7～8mm；三級楊梅核的最小處直徑為6～7mm。

1.3.3 齒型對輥式破殼機輥子的設計 根據楊梅核的大小及輥式［14］破殼機的特點（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，其他參數見圖1。

圖1 自行設計齒型對輥詳細參數圖Figure 1 Toothed rolls detailed Parameters Figure

1.3.4 破殼試驗 將分級后的楊梅核分別以不同的輥間距（d）及轉速（v）進行破殼，并分別按式（1）～（3）計算其破殼率（P1）、粉碎率（P2）及實際得仁率（P3）值，以考察破殼輥間距及轉速對破殼效果的影響。

（1）破殼轉速對破殼效果的影響：試驗分別稱取5份處理過的一級楊梅核，每份500g，d為6.5mm，破殼轉速ν分別取90，120，150，180，210r/min等5個梯度進行單因素破殼試驗，觀察ν對P1、P2及P3值的影響。

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

2 結果與分析

2.1 分級情況

以20kg楊梅核經過篩分稱重得：一級楊梅核為8.392kg，占總質量的42%；二級楊梅核為7.879kg，占總質量的39%；三級楊梅核為3.729kg，占總質量的19%。

2.2 破殼轉速對楊梅核破殼效果的影響

由表1可知：隨著破殼機轉速的不斷增大，楊梅核的破殼率也不斷增大，這有利于楊梅核的破殼；同時，當破殼轉速增大時，楊梅核的粉碎率也增大，導致一定程度的損失；隨著破殼轉速的增大，實際得仁率先增后減，在120r/min處達到最高值11.37%，而楊梅實際含仁率為12%，兩者相差0.63%，說明破殼效果較好。因此，后續試驗中將破殼轉速定為120r/min。

表1 破殼轉速對破殼效果的影響Table 1 The effects of broken rotational speed on craking effect

表1還表明：實際得仁率是破殼率與粉碎率兩個因素共同作用的結果，實際獲得的核仁等于破殼得到的核仁去除被粉碎的核仁，統計粉碎率P2對后續優化試驗無意義，因此后續試驗中將不對粉碎率P2值進行統計。

2.3 輥間距對楊梅核破殼效果的影響

2.3.1 一級楊梅核的破殼效果 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6.5mm 時，P1、P3值急劇減少，P1值低至50.2%，P3值降低到6.05%。可能是輥間距為7mm時，對輥間的間距過大，導致體積稍小的楊梅核直接從對輥間隙滾過，沒有受到足夠的擠壓力使其破殼。

因此，將一級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98.75%，實際得仁率為11.62%。

圖2 輥間距對一級楊梅核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、三級楊梅核的破殼效果 二、三級楊梅核在不同輥間距下的破殼效果分別見圖3、4。試驗數據顯示：二級楊梅核與三級楊梅核的破殼情況大致相似，楊梅核在破殼過程中，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。這是因為二、三級楊梅核本身的體積就相對較小，在輥間距不斷加大時，體積偏小的楊梅核就無法獲得足夠的擠壓力使其破殼，導致破殼率不斷降低；而實際得仁率出現一段增長趨勢（d值在3.0～3.5），是因為在輥間距適當增大時，楊梅仁破碎率下降，實際得仁率升高。

圖3 輥間距對二級楊梅核P1、P3值的影響Figure 3 Impact on the middle－level Bayberry seeds'P1，P3values of different roller spacing

圖4 輥間距對三級楊梅核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%，實際得仁率為11.21%；三級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90.80%，實際得仁率為9.91%。

2.4 驗證實驗

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

3 結論

采用自行設計的齒型對輥機，將楊梅核篩選分級進行破殼，綜合破殼轉速和輥間距對破殼率、粉碎率及實際得仁率等多方面因素，楊梅核仁的最佳破殼工藝為：將楊梅核過篩分級，一、二、三級楊梅核的破殼輥間距d依次為6.5，3.5，3.5mm，破殼轉速ν均為120r/min。楊梅核總體的破殼率高達96.16%，總得仁率為11.14%，楊梅核仁的利用率可達92.83%。

本試驗立足于實際生產需求，設計了一種適用于楊梅核破殼的專用齒型對輥機，并對楊梅核的破殼方法進行研究，初步解決了楊梅核破殼難的問題，有利于楊梅核仁的獲取，對提升楊梅綜合利用價值與擴充小種油品類意義重大。但關于破殼后核仁的分離技術還需進一步研究。

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