鮮花椒制品的原料控制及破壁工藝研究

李佩洪 吳銀明 盛家武 陳政

摘要?研究了鮮花椒制品的原料控制及破壁工藝。結果表明，花椒制品原料采收在揮發油成分達2%以上、產量達完全成熟的80%以上時即可進行采收;鮮花椒破壁技術采用電動鋼磨進行研磨式破碎可以較好地保持產品的風味及口感。

關鍵詞?鮮花椒制品;破壁工藝;原料控制

中圖分類號?TS264.3文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）02-0201-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.02.058

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Study on Raw Material Control and Wall Breaking Technology of Fresh Pepper Products

LI Pei-hong， WU Yin-ming， SHENG Jia-wu et al

（Sichuan Institute of Plant Engineering，Zizhong， Sichuan 641200）

Abstract?The raw material control and breaking process of fresh pepper products were studied. The results showed that the raw material of pepper products can be harvested at more than 2% of volatile oil components and the yield more than 80% of fully mature. Fresh pepper breaking technology by using electric steel grinding crushing can better maintain the flavor and taste of the products.

Key words?Fresh pepper products;Wall breaking process;Material control

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim）為蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum）多年生木本植物，在全球范圍內約有250種，在我國已發現約45個種及13個變種[1]，廣泛分布于全國30多個省（市、自治區），主要以中西部省區為多，尤其在四川省西部山區。花椒是一種分布廣泛的香料、油料、藥材兼用型經濟林木。

我國是全球花椒主產國，栽培面積及產量均位居第一。截至2017年底，全國花椒種植面積超過100萬hm2，其中四川省花椒栽植范圍已擴展到21個市（州）133個縣（市、區），全省花椒面積29.33萬hm2，約占全國總產量的17.6%[2]。雖然我國是花椒主產國，但加工處于落后狀態，干花椒的加工僅占花椒產量的5%，而且加工的主要是花椒粉、花椒油等初級加工品，技術含量不高、且保質期短，價值提升不高。通過精深加工，依靠現代食品加工技術來提升產業技術水平，開發出適應市場需求的新產品是花椒產業實現產業化升級，從而提高行業經濟效益的關鍵所在。

1?材料與方法

1.1?原料、添加劑與設備

鮮花椒的產地為四川省內江市，品種為九葉青，去除短果柄、小葉等雜質。

設備：鼓風干燥機（上海恒一，BPG-9070A）;索氏提取器（上海洪紀SXT-02）;電子天平（USA.HZ）;干燥器;揮發油提取器;粉碎機（GFSJ-16、FL-250，為江陰市康和機械制造有限公司產品）;電動鋼磨（型號BJ 2200，為山東龍興化工機械集團有限公司產品）。

1.2?方法

1.2.1?取樣。

在田間標記3個較具代表性的5～6年生青鮮花椒植株，從果實膨大基本結束時開始，每周從標記樹上選取較具代表性的結果枝3～4個并采收其上的全部果實，以密封袋包裝帶回室內作為檢測樣本。

1.2.2?產量（千粒重）測定。

2016年5—9月，花椒果實進入膨大期后，果實數量已基本確定，故鮮果產量可以用鮮果的千粒重來計算。每個樣本準確稱取200 g左右不含主果梗的鮮花椒果粒作為樣品，對稱量樣品的果粒計數后，按以下公式計算千粒重：千粒重=樣品重量/果粒數×1 000。

1.2.3?干物質含量測定。

采用通風干燥箱，將獲樣品置于37 ℃下烘干24 h（種子曝露）后，再升溫至52 ℃烘干24 h，自然冷卻至室溫后稱重，按以下公式計算干物質含量：干物質含量=干果重/鮮果重×100%。

1.2.4?呈味物質含量（揮發油含量，%）測定。

由于目前國內外對花椒麻味、香味物質精確測量的技術方法尚不成熟，但花椒的揮發油含量與其麻味和香味程度呈顯著正相關，且測定方法成熟，故以揮發油含量作為花椒鮮果呈味物質含量的評判依據。準確稱取烘干樣品（整粒）50 g，精確至0.01 g，按照GB/T 17527《胡椒精油含量的測定》[3]規定的水蒸氣蒸餾法測定揮發油含量。

1.2.5?破壁技術。

細胞破壁技術采用的方法以機械破碎較為常見，通常粉碎的粒度越小其破壁率越高，有效成分釋放的速度和份量越快越多。鮮花椒由于尚未完全成熟，其木質化內果皮、種皮纖維相對較軟，破壁相對容易;但由于水分含量較高，不易通過粒度較細的粉碎機篩網，因此對不同的粉碎方式及設備進行了研究。

2?結果與分析

2.1?青花椒成熟度分析

青鮮花椒果實發育和成熟過程中，成熟前期，每7 d采收1次樣品，生產上正常采收期結束后，每14 d采收1次樣品，測定不同階段鮮果的果徑、產量（千粒重）、含水量和揮發油含量，同時對鮮果通過感官品嘗評價其麻味[4-5]。鮮花椒成熟度測評結果見表1。

測試結果（表1）表明，青鮮花椒果實自6月上旬起已具有濃烈的麻味和鮮花椒固有的香味，特征風味物質揮發油含量已在2%以上，且鮮果產量達到正常產量的80%以上，具備作為鮮花椒制品加工的原料采收條件。

2.2?原料技術要求的相關指標確定

為確保鮮花椒制品的食品安全和產品質量，以上述研究為基礎并參照相關標準[6]制定了用于加工鮮花椒的技術要求。

2.2.1?感官要求。

①外觀，顆粒飽滿，油腺凸出;

②色澤，綠色、黃綠色、鮮紅色或紫紅色;

③氣味，清香、芳香，無異嗅;

④滋味，舌感麻味濃烈，芳香味突出，無異味;

⑤雜質，無刺、無枝葉（允許有果穗柄及1～2片復葉）、無霉變和其他雜質。

2.2.2?理化指標。

水分含量≤80%;總灰分含量≤3.0%;揮發油含量≥20 mL/kg;

不揮發乙醚提取物含量≥1.6%;總砷含量≤0.07 mg/kg;

總汞含量≤0.01 mg/kg;鉛含量≤0.42 mg/kg;鎘含量≤0.11 mg/kg。

2.2.3?微生物限量。

大腸菌群數量≤300 MPN/kg;霉菌數量≤10 000 CFU/g;致病菌不得檢出。

2.2.4?污染物限量。污染物限量應符合GB2762—2017的規定。

2.2.5?農藥殘留限量。農藥殘留限量應符合GB2763—2016及國家有關規定和公告要求。

2.3?破壁工藝研究

2.3.1?不同粉碎設備粉碎效果試驗。

鮮花椒含油含水量較高，清洗后表面尚有游離水分，為保證粗粉碎作業的順利進行并達到要求粒度，清洗控干水分的鮮花椒原料應在室溫下攤晾2～3 h后再用粉碎機粉碎。

粗粉碎要求粒度不低于30目，選取錘片式粉碎機和懸片式粉碎機進行粗粉碎效果對比試驗。由表2可知，FL-250連續出料懸片式粉碎機較GFSJ-16連續出料錘片式粉碎機產能達成率高出1倍，在生產應用時可選擇前者。但2種機型用于濕物料粉碎均容易堵塞篩網，造成生產效率不高、頻繁清理篩網、增加勞動強度等問題。因此，擬將鮮花椒脫去部分水分再進行粉碎效率對比試驗。

2.3.2?不同原料含水量粉碎效果對比試驗。上述試驗表明，試樣含水量與粉碎效率成反比，試樣含水量減少50%，其粉碎效率提高了3倍（表3）。

2.3.3?原料烘干過程對鮮花椒揮發油含量的影響試驗。

取含水量62.7%的鮮花椒試樣2 kg，分成2等份，3個重復。取其中1份置于通風干燥箱于40 ℃恒溫干燥至水分含量為29%，按照GB/T 17527—2009規定的水蒸氣蒸餾法測定揮發油含量。分別測定2個試樣中揮發油的含量，將測定的烘干樣揮發油含量換算成未經烘干的鮮花椒含量，與測得的未烘干樣的揮發油含量進行對比分析。

從表4可以看出，低溫長時間烘干使鮮花椒揮發油含量損失率達到17.83%。朱羽堯等[7]研究了曬干和烘干2種處理方式下大紅袍中揮發油含量的變化，結果發現其揮發油含量分別降低16.00%和38.57%。因此，基于最大限度保持鮮花椒的青鮮味、鮮麻味的研究目標，由于烘干過程導致呈香呈味物質揮發油有一定損失，在粗粉碎效率提升與揮發油損失這一對矛盾中，最大限度地保持呈香呈味物質是矛盾的主要方面，經權衡，決定放棄依靠烘干提高粗粉碎效率的工藝，仍然采取濕物料粉碎，以實現最大限度保持呈香呈味物質的初衷。

2.3.4?濕料粉碎不同粉碎方式下粉碎效率的對比試驗。

用濕料粉碎時凡有篩網的粉碎機容易造成篩網堵塞而頻繁開蓋清理，一是粉碎效率太低，二是容易導致粉碎腔物料積存，稍有不慎會使電動機負荷過重而燒壞;無篩網粉碎機一般通過風力吹選達到粒度要求之粉料，只能粉碎水分含量在20%以下的物料，而且其粉碎后機腔尚存有未粉碎之殘渣。因此，要最大限度地保持鮮花椒青香味、鮮麻味采用濕法破碎就只能選用其他破碎方式。通過資料查閱和走訪設備廠家，選擇用研磨方式進行粗粉碎，在比較鋼磨參數及加工適應性后選用BJ2200鋼磨作為鮮花椒濕料研磨粗粉碎加工設備。

從表5可以看出，GFSJ-16錘片式粉碎機和FL-250懸片式粉碎機粉碎效率為10%和21%，BJ2200電動鋼磨粉碎效率達到90%，無篩網的研磨式破碎較之有篩網的撞擊、撕裂式破碎效率高4～8倍，且設備購置成本、運行成本較之撞擊、撕裂式破碎更低。因此，研磨式破碎更適合濕法破碎，故確定粗粉碎工序采用電動鋼磨進行研磨式破碎。

3?結論

（1）鮮花椒制品的原料采收時間為風味物質成分充分積累的前提下，越早采收越有利于加工及產品外觀品質。花椒

的化學成分主要有揮發油、生物堿、酰胺、木質素、香豆素和脂肪酸等，其風味物質主要為揮發油[8]。經測定，揮發油成分在2%以上，產量達完全成熟的80%以上時即可進行采收。

（2）鮮花椒破壁技術方法直接影響產品的風味及口感。花椒風味物質主要為揮發油，加工過程中容易揮發;麻味物質主要由酰胺類物質組成，酰胺類物質有很強的抗氧化活性[9]，在加工和儲存過程中會逐漸減少[10]。經研究，選擇濕法破壁，采用電動鋼磨進行研磨式破碎，可以提高研磨效率，減少揮發油和麻味物質的損失。

參考文獻

[1] 黃成就.中國植物志[M].北京：科學出版社，1997：8.

[2] 王麗華，趙衛紅，彭曉曦，等.四川花椒產業發展現狀及對策分析研究[J].四川林業科技，2018，39（2）：50-55.

[3] 農業部食品質量監督檢驗測試中心（湛江）.胡椒精油含量的測定：GB/T 17527—2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4] 張鳳芳.花椒麻度分級與鮮花椒油生產工藝優化[D].成都：西華大學，2015：22-26.

[5] 付陳梅.花椒麻味物質的檢測方法研究[D].重慶：西南農業大學，2004：40.

[6] 重慶驕業生物科技有限公司.花椒：GB/T 30391—2013[S].北京：中國標準出版社，2014.

[7] 朱羽堯，張國琳，錢驊，等.采收后加工對大紅袍花椒中芳香成分和麻味物質含量及組成的影響[J].中國調味品，2018，43（10）：74-80.

[8] 趙志峰.漢源花椒風味物質研究及花椒油生產工藝優化[D].成都：四川大學，2005：2.

[9] 江燕竹.花椒麻味物質的分離純化以及抗氧化性能研究[D].成都：西華大學，2016：43-45.

[10] 張希，靳岳，趙志峰，等.花椒油在貯藏過程中麻味強度及麻味物質的變化研究[J].中國調味品，2018，43（3）：23-27.