黃花菜殺青脫水工藝研究進展

王 輝，李 毅*，李民山，夏蘭蘭，黨昱翔

（1.蘭州工業學院機電工程學院，甘肅 蘭州 730050；2.西安理工大學機械與精密儀器工程學院，陜西 西安 710048；3.新疆師范大學教育科學學院，新疆 烏魯木齊 830017）

黃花菜，又稱金針菜，是一種百合科萱草屬植物，具有較高的食用、藥用和觀賞價值。它的花蕾經過殺青脫水制成干菜，是很受歡迎的食品，具有健胃、利尿、通乳、健腦、延緩衰老等功效。黃花菜是我國本土培育的農作物，我國也是世界上最主要的商品黃花菜生產國。20 世紀60 年代以來，馬來西亞、馬達加斯加、日本等從中國引種黃花菜，但種植量相對較少；我國生產的黃花菜在營養及品相等方面價值較高，具有一定的出口市場。近年來，北京、上海、廣州、深圳等一線城市興起食用鮮黃花菜的熱潮，2018 年僅北京市消費鮮黃花菜就超過6 000 t，全國鮮黃花菜消費量總計2.35 萬t。鮮黃花菜消費習慣正在形成，市場開發潛力巨大。相對鮮黃花菜，目前干黃花菜市場仍然占主導地位，近幾年中國干黃花菜行業市場規模及價格走勢均持續升高，還未達到市場飽和。除國內市場外，作為特色較為鮮明的蔬菜，黃花菜還遠銷歐美、日本、新加坡、馬來西亞、泰國、印度尼西亞等幾十個國家[1]，黃花菜行業整體發展前景良好。

鮮黃花菜內含秋水仙堿，食用較多會導致食物中毒，需要對其進行殺青處理，然后脫水制成黃花菜干菜，便于長期保存。由于目前黃花菜加工設備較少，針對殺青和脫水過程中的各控制參數對黃花菜干菜制備影響效果研究不足，導致黃花菜干菜生產效率相對較低，品質良莠不齊。在黃花菜種植規模小、分布分散、交通不便的地區，還沒有形成相關鮮黃花菜收購的大型加工企業。當地農民需要自行殺青脫水，然后由干黃花菜收購商進行收購。這種方式生產能力低，無法保證黃花菜品質，經濟效益低，嚴重制約了當地黃花菜行業的發展[2]。主要原因是當地農民缺乏價格適中的黃花菜殺青脫水設備，部分地區甚至還在采用原始的鐵鍋蒸制或塑料袋悶曬方式殺青，太陽光晾曬方式脫水，遇到陰雨天氣無法生產，只能腌制處理。本文主要以黃花菜為研究對象開展調查和研究，針對影響黃花菜殺青脫水的參數，探討最佳的黃花菜殺青脫水工藝，以期解決當地農戶的黃花菜殺青脫水設備價格高昂、效率低下等問題。

1 黃花菜主要殺青方式

鮮黃花菜需通過殺青使秋水仙堿分解，防止食用后在人體內轉化為二氧秋水仙堿，導致食物中毒。但同時，殺青可破壞黃花菜中內源酶的活性，因此要防止在后續干制過程中發生酶促褐變，影響黃花菜干制品的品質。

1.1 熏蒸殺青

熏蒸殺青即利用水蒸氣發出的熱量直接噴蒸到新鮮黃花菜表面進行蒸燙殺青處理，以除去其中的秋水仙堿。在傳統的熏蒸殺青基礎上，楊帥堯[3]優化得到了最佳的熏蒸殺青條件為100 ℃、70 s，此時黃花菜的過氧化物酶活力為44.2±2.1 U/(g·min)，POD 活力降低為原來的4.97%，達到鈍化酶的要求，同時還原糖、總糖和VC 的保留量較高。庹棽[4]提出了采用熱泵代替普通水汽蒸制或者蒸汽鍋爐殺青，使熏蒸殺青的效率更高，且黃花菜更加清潔，對人體無害。目前黃花菜傳統的殺青方法仍為熏蒸殺青，其效率低，成本高，因此利用傳統的熏蒸殺青法開發黃花菜殺青的自動化設備是下一步的研發熱點。

1.2 蒸汽熱風殺青

蒸汽熱風殺青主要通過加熱產生蒸汽，將蒸汽加熱到一定溫度后，轉化為熱風，再通過烘箱內的風管均勻的送入烘箱內，對黃花菜進行殺青。王鈺[5]提出了一種雙出風口無葉風扇，空氣在底座通過風機加壓將氣流送入風圈內，氣流在狹小的出風口噴射而出，利用空氣動力學使氣流壓力變大，此設計使吹出的風更接近自然風，風力穩柔且持續，借鑒此設計，將蒸汽和熱空氣混合用于黃花菜殺青，使殺青受熱均勻，效率提高。蒸汽熱風殺青機節能環保，殺青程度均勻且自動化程度高，操作簡單，因此在我國市場上有廣闊的應用空間。

1.3 網帶連續殺青

網帶連續殺青是將黃花菜通過人工或傳送帶送入殺青機，采用蒸汽熱風進行殺青。佘小明等[6]研發的網帶連續殺青機由輸送網帶、傳動裝置、冷卻裝置、蒸汽管、汽水鍋爐及電控柜組成，當鍋爐水溫度達到70 ℃左右時，將黃花連續均勻攤布在網帶入口，以1 m2面積裝黃花菜10 kg 為宜，打開蒸汽管道的閥門，開啟輸送網帶，將黃花送進機體，有蒸汽管噴出的蒸汽對黃花進行蒸制，蒸制時間以8～10 min 為宜，然后進入冷卻區。通過軸流風機進行強制冷卻，經過實驗驗證采用網帶連續殺青機對黃花進行殺青處理，蒸汽溫度設定為80～90 ℃，殺青時間8～10 min。相比蒸汽熱風殺青機，網帶連續殺青機自動化程度更高，極大地減少了人工操作的誤差，就目前而言大型加工黃花菜企業使用該設備較多且市場前景廣闊。

2 黃花菜的主要脫水方式

新鮮黃花菜先進行殺青處理，利用各種殺青方式快速殺滅花蕾中組織細胞的活性，從而達到阻止黃花菜的呼吸消耗、酶促褐變、開花等目的，同時去除新鮮黃花菜中的有毒物質，殺青處理后的黃花菜將進行脫水。

黃花菜殺青后的脫水工藝是黃花菜制備干菜生產中的關鍵環節，同時也是耗時、耗能的生產工序。不同的脫水方法有不同的特點，得到的黃花菜干制品的品質也有差異。目前黃花菜脫水干制的常用方法主要有日曬干制法、熱風脫水法、烘干箱烘干法、微波脫水法，真空冷凍脫水法以及中波紅外脫水法。

2.1 日曬干制法

日曬干制法是利用太陽光發出的熱能，對殺青后的黃花菜進行曬干，以便長期儲存。我國大部分的黃花菜種植戶采用的干制技術比較傳統，以日曬為主，通過風干達到黃花菜脫水的目的，成本較低，但由于其干制的熱能來源于自然的太陽光照，所以受制于天氣的變化，同時日曬的干制效率較低，往往需要干制2～3 d，暴露于露天的環境下，黃花菜的衛生質量無法得到保障[7]。日曬干制法占用的土地資源較多，依賴于自然氣候，且干燥消耗的時間長，干燥規模大時操作極為不便，因此在目前市場來說使用最少。

2.2 熱風脫水法

熱風脫水法是以脫水的熱空氣為脫水介質，利用黃花菜在氣流中吸收熱量和氣流的流動，使物料內部的水分得到蒸發。熱風脫水法是目前大部分產品脫水使用的一種方法[8]，黃花菜同樣也適用于熱風脫水。熱風脫水自動化程度高，且不受制于天氣的影響，同時相對封閉的環境減少了脫水過程中的污染。但熱風脫水產熱效率低，脫水效率相對較低，且對黃花菜營養物質和品質影響較大；脫水時間長，成品效果差，因此在目前市場中，熱風脫水法使用較少。

2.3 烘干箱烘干法

烘干箱烘干是利用溫度傳感器將烘箱內部的實際溫度轉換為電信號，經過集成放大器的放大后，輸出控制信號，有效地控制電加熱絲的平均加熱功率，使烘箱內的溫度保持恒溫進行脫水。烘干箱烘干可使得黃花菜較清潔、衛生且節能，但黃花菜的成品效果差，容易出現焦黃且價格較高等問題，因此在目前市場中使用較少。

2.4 微波脫水法

微波脫水法是利用電磁輻射的強穿透性對黃花菜進行脫水，在電磁波的輻射范圍內放置黃花菜，使黃花菜溫度升高，內部水分蒸發。微波脫水法是一種輻照脫水的方法，微波脫水使物料內部產生熱，從而加快物料的脫水速率，降低脫水的能耗[9]。但由于微波脫水強穿透力的特點，使內部水分快速地遷移至物料的表面，這會使干制品產生內部過硬，而表面通常產生焦化的現象，與其他脫水方法相比具有均勻脫水的特點，但設備初始投入大，需要較高的操作水平，因此在目前市場中使用較少。

2.5 真空冷凍脫水法

真空冷凍脫水是一種利用水分升華使黃花菜脫水的新型方法。真空冷凍脫水法通過較低的溫度在不破壞物料內部組織結構的情況下，使黃花菜內部水分升華的脫水方法避免了傳統干制方法因高溫常壓而帶來的變色、變味、營養成分流失等問題，具有保持黃花菜的形、色、香、味、營養成分、復水性好等優點[10]。由于這種脫水設備的成本比較高，不利于黃花菜脫水設備的實際生產，不能被大多數消費者接受，因此在目前我國黃花菜加工行業使用較少。

2.6 中波紅外脫水法

中波紅外脫水法通過原料挑選、潔洗、燙漂、冷卻、瀝水、紅外脫水、分級、包裝等工序實現黃花菜的干制。中波紅外脫水利用紅外線可以穿透原子和分子的間隙，使原子和分子振動，產生熱能量，水分內向外遷移，提升脫水效率[3]。中波紅外脫水適用于薄層物料脫水，一般與其他脫水技術相結合，以取得更好的脫水效果。如與熱風脫水結合，紅外輻射可迅速提升加熱效率，熱風可把熱量帶入物料深處并帶走蒸發出來的水分。

因此，通過與黃花菜殺青后的脫水工藝對比得出，黃花菜脫水工藝應采用中波紅外脫水與熱風脫水相結合的脫水工藝，兩種工藝的結合使鮮黃花菜脫水效率提高，成品效果好且該工藝設備開發簡單，造價適中，操作維護容易，適合于農村散戶，具有廣闊的市場前景。

3 展望

通過黃花菜產地分布及消費市場調查，得知近年來鮮黃花菜消費習慣正在形成，市場開發潛力巨大，干菜黃花菜行業市場規模及價格走勢均持續升高，還未達到市場飽和且其制備機械自動化程度較低，黃花菜干菜的制備工藝復雜多化。因此我國黃花菜干菜制備產業應根據黃花菜制備干菜的工藝以及黃花菜種植地區的不同，設計開發較為簡單、造價適中、操作維護容易，適合于農村家用的黃花菜殺青脫水設備。在設計開發針對黃花菜制備干菜的自動化設備時，主要考慮黃花菜表面空氣流速、黃花菜與空氣接觸表面積和空氣相對濕度機械結構設計參數和電氣元件選型參數，降低對黃花菜溫度的要求，以達到節約能源、降低生產成本的目的。