















摘要 [目的]優化檳榔白果加工工藝,評價其品質特征。[方法]在單因素試驗的基礎上,通過正交試驗優化檳榔殺青、干燥、篩選工藝;按照地方標準和國家標準,測定檳榔白果理化和微生物指標。[結果]檳榔鮮果殺青條件為上樣量8 000 kg,料液比2∶1(kg∶L),殺青時間40 min。檳榔鮮果干燥條件為溫度60" ℃,上樣量3 100 kg,干燥時間85 h。檳榔白果篩選條件為上樣量600 kg,上樣速度10 kg/min,拍照時間0.9 s,在此條件下選果準確率達到(92.85±0.78)%。在此條件下,檳榔白果含水率、Pb含量、As含量、菌落總數、霉菌數量依次為(17.62±0.76)%、(0.02±0.00)mg/kg、(0.08±0.00)mg/kg、(120.00±5.00)CFU/g、(10.00±1.00)CFU/g;Hg、苯并芘、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均未檢出。[結論]按照檳榔殺青、干燥、篩選工藝條件加工檳榔白果是可行的。
關鍵詞 檳榔;加工;優化;品質
中圖分類號 TS255 文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2025)06-0170-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.040
Optimization of Processing Technology and Quality Evaluation of Areca Nut White Fruits
WEI Wei WANG Wei-qing2,DUAN Zhou-wei3 et al
(1.Wuzhishan Agricultural and Rural Comprehensive Service Center,Wuzhishan,Hainan 572200;2.Wanning Betelnut and Tropical Crop Industry Bureau,Wanning,Hainan 571599;3.Institute of Processing amp; Design of Agro-products,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou,Hainan 571100)
Abstract [Objective]The aim of this study was to optimize the processing technology of areca nut white fruits and assess its
quality characteristics.[Method] Based on the single factor tests,the deactivation,drying,and screening processes of areca nut white fneits were optimized by the orthogonal test.According to the local and national standards,the physical,chemical,and microbial indices of areca nut were determined.[Result]The deactivation conditions of fresh areca nuts were sample-loading quantity 8 000 kg,material-liquid ratio of 2∶1(kg∶L),the deactivation duration of 40 min.The drying conditions for areca nuts were temperature of 60 ℃,sample-loading quantity 3 100 kg,the drying duration of 85 h.The screening conditions of areca nuts white fruis were sample-loading quantity 600 kg,sample-loading speed of 10 kg/min,and the photography time of 0.9 s,the accuracy rate of screening areca nuts achieved (92.85±0.78)%.Under these conditions,the moisture content of areca nuts white fruites was (17.62±0.76)%, the content of Pb and As were (0.02±0.00) and (0.08±0.00) mg/kg,respectively.The total bacterial count and mold number were (120.00±5.00) and (10.00±1.00) CFU/g,respectively.Hg,benzopyrene,coliform bacteria,Staphylococcus aureus,and Salmonella sp.were not detected.[Conclusion]It was feasible to process areca nut white fruits according to the deactivation,drying,and screening technologies.
Key words Areca nut;Processing;Optimization;Quality
檳榔為棕櫚科植物檳榔(Areca catechu Linn.)的果實,是我國四大南藥之首。傳統中醫認為,檳榔具有驅蟲破積、降氣行滯、行水化濕的功效。現代研究表明,檳榔含有生物堿、黃酮類、單寧類、酚酸、原花青素、多糖等[1-3]多種生理活性物質,具有抗炎、抗氧化、抗抑郁、緩解疲勞、改善腸胃功能、調節血糖水平等作用[4-11],具有良好的藥用價值。
海南是我國檳榔的最大產地,主要分布于萬寧、瓊海、陵水等地。據統計,2022年全省檳榔種植面積20 多萬hm2,鮮果產量58萬~90 萬t,初加工產品檳榔干果產量20萬t,成為海南省農民的主要收入來源之一。近年來,檳榔產業發展迅速,在農業增效、農民增收方面發揮了重要作用。然而,檳榔白果加工過程中存在工藝流程不規范、產業化工藝條件未優化等問題,影響了檳榔白果的加工質量與效率。筆者優化了檳榔青果殺青、干燥、篩選等工藝條件,評價其品質特征,以期進一步提高檳榔初加工技術水平。
1 材料與方法
1.1 試驗材料 檳榔鮮果采摘于萬寧市后安鎮。檳榔殺青機、烘干機、傳輸帶、篩選機均為海南宏創高達科技有限公司公司產品。
1.2 試驗方法
1.2.1 工藝流程。檳榔鮮果→挑選→殺青→干燥→篩選→包裝→儲藏。
1.2.2 質構指標的測定。采用質地剖面分析二次方法,測定檳榔樣品的硬度、彈性和咀嚼性[12]。測量前探頭下降速度30 mm/s,測試速度30 mm/s,下壓形變30%,觸發力1 N,探頭為圓盤式擠壓探頭。
1.2.3 同一類果形特征率的測定。同一類果形特征率(簡稱特征率)按照DB 46/T 543—2021《檳榔》標準方法測定。
1.2.4 缺陷果率的測定。通過目測將病蟲果和畸形果撿出。 缺陷果率按公式B=M1/M2×100%計算。式中:B代表缺陷果率,單位%;M1為單項不合格果質量,單位為g;M2為樣品果質量,單位為g。
1.2.5 鮮果殺青工藝。
1.2.5.1 單因素試驗。在100" ℃水浴條件下,設定檳榔殺青基本條件:上樣量8 000 kg,料液比2∶1(kg∶L),殺青時間40 min,固定其他條件,依次考察上樣量(6 000、7 000、8 000、9 000、10 000 kg),料液比(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3)、殺青時間(20、30、40、50、60 min)對檳榔硬度與果蒂脫落率的影響。
1.2.5.2 正交試驗。在單因素試驗的基礎上,選取上樣量、料液比、殺青時間3個因素進行正交試驗,因素與水平設計如表1所示。
1.2.6 鮮果干燥工藝。
1.2.6.1 單因素試驗。取殺青后的檳榔鮮果,設定檳榔干燥基本條件如下:溫度60" ℃,上樣量3 100 kg,干燥時間85 h,固定其他條件,依次考察干燥溫度(50、55、60、65、70 ℃),上樣量(2 500、2 800、3 100、3 400、3 700 kg),干燥時間(75、80、85、90、95 h)對同一類果形特征率和缺陷果率的影響。
1.2.6.2 正交試驗。在單因素試驗的基礎上,選取溫度、上樣量、干燥時間3個因素進行正交試驗,因素與水平設計如表2所示。
1.2.7 檳榔白果選果工藝。
1.2.7.1 單因素試驗。取干燥后的檳榔干果,設定檳榔選果基本條件:上樣量600 kg,上樣速度10 kg/min,拍照時間0.9 s,固定其他條件,依次考察上樣量(400、500、600、700、800 kg),上樣速度(6、8、10、12、14 kg/min),拍照時間(0.7、0.8、0.9、1.0、1.1 s)對選果準確率的影響。
1.2.7.2 正交試驗。在單因素試驗的基礎上,選取上樣量、上樣速度、拍照時間3個因素進行正交試驗,因素與水平設計如表3所示。
1.2.8 檳榔干果質量檢測。
按照DB 46/T 543—2021《檳榔》標準方法,測定檳榔白果含水率、汞含量、鉛含量、砷含量、苯并芘含量、菌落總數、大腸菌群數、霉菌數量、金黃色葡萄球菌數量、沙門氏菌數量。
2 結果與分析
2.1 鮮果殺青工藝
2.1.1 鮮果上樣量對檳榔鮮果殺青效果的影響。由圖1可知,隨著上樣量的增加,檳榔硬度逐漸增加,果蒂脫落率逐漸降低;當上樣量為8 000 kg時,若再繼續增加上樣量,硬度明顯增大,檳榔果蒂脫落率變化不大。綜合考慮檳榔硬度、果蒂脫落率與加工效率,上樣量選擇8000 kg為宜。
2.1.2 料液比對檳榔鮮果殺青效果的影響。檳榔殺青常采用沸水蒸煮方式,料液比與殺青效果密切相關。由圖2可知,隨著料液比的減小,檳榔硬度逐漸減小,果蒂脫落率逐漸增大;當料液比為2∶1時,若再繼續減小料液比,檳榔果蒂脫落率明顯增加,但硬度變化不大。綜合考慮檳榔硬度、果蒂脫落率與加工效率,殺青料液比選擇2∶1為宜。
2.1.3 殺青時間對檳榔鮮果殺青效果的影響。由圖3可知,隨著殺青時間的延長,檳榔硬度逐漸降低,果蒂脫落率逐步增加。當檳榔鮮果殺青時間為40 min 時,若再繼續增加殺青時間,檳榔硬度變化不大,果蒂脫落率明顯增加;當殺青時間為60 min 時,果蒂脫落率升至(6.58±0.21)%。考慮到煮沸后的檳榔硬度小且果蒂脫落率低,煮沸時間選擇40 min為宜。
2.1.4 正交試驗結果。由表4可知,影響檳榔硬度的3個因素次序為Agt;Bgt;C,最優水平為A1B2C3;影響檳榔果蒂脫落率的3個因素次序為Cgt;Bgt;A,最優水平為A3B2C1。考慮到因素A對檳榔硬度的影響最大,對檳榔果蒂脫落率有一定影響,其中A1果蒂脫落率最高,A3硬度最高;因素C對檳榔果蒂脫落率的影響比硬度大,且C1硬度最高,C3果蒂脫落率最高。綜合考慮硬度和果蒂脫落率,選擇 A2和C2較為適宜,即A2B2C2。按照A2B2C2條件進行驗證性試驗,檳榔硬度為(148.32±5.76)N,果蒂脫落率為(1.08±0.08)%,綜合指標均優于正交試驗結果,說明檳榔殺青條件采用A2B2C2可行,即為檳榔上樣量8 000 kg,料液比2∶1,殺青時間40 min。
2.2 鮮果干燥工藝
2.2.1 溫度對檳榔鮮果干燥效果的影響。同一類果形特征率越高,檳榔干果品質越好。缺陷果率越低,檳榔干果品質越好。由圖4可知,當溫度低于60 ℃時,隨著溫度的升高,同一類果形特征率增加,缺陷果率降低;當溫度高于60 ℃時,隨著溫度的升高,同一類果形特征率降低,缺陷果率增加;當溫度為60 ℃時,同一類果形特征率最高,缺陷果率最低。這可能是因為溫度是影響干燥效果的關鍵因素,溫度過高或過低都會影響檳榔果收心效果和紋路形成,進而影響檳榔同一類果形特征率和缺陷果率。因此,干燥溫度選擇60 ℃為宜。
2.2.2 上樣量對檳榔鮮果干燥效果的影響。由圖5可知,當上樣量小于3 100 kg時,隨著上樣量的升高,同一類果形特征率增加,缺陷果率降低;當上樣量大于3 100 kg,隨著上樣量的增加,同一類果形特征率降低,缺陷果率增加;當上樣量為3 100 kg時,同一類果形特征率最高,缺陷果率最低。這可能是因為上樣量影響檳榔鮮果干燥效果,上樣量過高或過低都會影響檳榔果收心效果、紋路形成,進而影響檳榔同一類果形特征率和缺陷果率。因此,上樣量選擇3 100 kg為宜。
2.2.3 干燥時間對檳榔鮮果干燥效果的影響。由圖6可知,當干燥時間少于85 h時,隨著干燥時間的增加,同一類果形特征率增加,缺陷果率降低;當干燥時間大于85 h時,隨著干燥時間的增加,特征率和缺陷果率均變化不大;當干燥時間為85 h時,同一類果形特征率最高,缺陷果率最低。這是因為干燥時間主要影響檳榔水分含量,干燥時間為85 h時檳榔干燥效果趨于穩定。在保證干燥效果的情況下,干燥時間越短,成本越低,效率越高。因此,干燥時間選擇85 h為宜。
2.2.4 正交試驗結果。由表5可知,影響檳榔同一類果形特征率的3個因素次序為Bgt;Agt;C,最優水平為A2B2C3;影響缺陷果率的3個因素次序為Bgt;Agt;C,最優水平為A2B2C2。考慮到C3特征率稍優于C2,C2缺陷果率優于C3,且干燥時間越短,越有利于產業化應用。綜合特征率、缺陷果率和生產實際應用等因素,選擇C2較為適宜,即A2B2C2。按照A2B2C2條件進行驗證性試驗,特征率為(90.78±2.47)%,缺陷果率為(7.02±0.52)%。最終確定檳榔干燥的最優條件為溫度60" ℃,上樣量3 100 kg,干燥時間85 h。
2.3 檳榔白果選果工藝
2.3.1 上樣量對檳榔白果選果效果的影響。
由圖7可知,當上樣量少于600 kg時,隨著上樣量的增加,檳榔白果選果準確率變化不大;當上樣量大于600 kg時,隨著上樣量的增加,檳榔白果選果準確率迅速下降。在保證準確率的前提下,上樣量越大,選果準確率越高,越利于生產應用。因此,檳榔白果選果上樣量選擇600 kg為宜。
2.3.2 上樣速度對檳榔白果選果效果的影響。由圖8可知,當上樣速度低于10 kg/min時,隨著上樣速度的增加,檳榔白果選果準確率變化不大;當上樣速度大于10 kg/min時,隨著上樣速度的增加,檳榔白果選果準確率迅速下降。在保證準確率的前提下,上樣速度越快,選果準確率越高,越利于生產應用。因此,檳榔白果選果上樣速度選擇10 kg/min為宜。
2.3.3 拍照時間對檳榔白果選果效果的影響。由圖9可知,當拍照時間短于0.9 s時,隨著拍照時間的增加,檳榔白果選果準確率迅速增加;當按照時間大于0.9 s時,隨著拍照時間的增加,檳榔白果選果準確率變化不大。在保證準確率的前提下,拍照時間越短,選果準確率越高,越利于生產應用。因此,檳榔白果選果拍照時間選擇0.9 s為宜。
2.3.4 正交試驗結果。由表6可知,影響檳榔白果選果準確率的3個因素次序為Agt;Bgt;C,最優水平為A2B2C3。考慮到C3選果準確率僅稍優于C2,且拍照時間越短,選果效率越高,因此選擇C2較為適宜,即A2B2C2。按照A2B2C2條件進行驗證性試驗,檳榔選果準確率為(92.85±0.78)%。最終確定檳榔干果選果的最優條件為上樣量600 kg,上樣速度10 kg/min,拍照時間0.9 s。
2.4 檳榔干果品質測定。由表 7可知,經殺青、干燥、篩選工藝制得的檳榔白果含水率、Pb含量、As含量、菌落總數、霉菌數量依次為(17.62±0.76)%、(0.02±0.00) mg/kg、(0.08±0.00)mg/kg、(120.00±5.00)CFU/g、(10.00±1.00)CFU/g;Hg、苯并芘、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均未檢出,符合DB 46/T 543—2021《檳榔》標準要求。這說明采用此工藝條件加工檳榔白果是可行的。
3 結論
檳榔鮮果殺青、干燥和篩選是檳榔白果加工過程中的關鍵步驟。該試驗在單因素試驗的基礎上,通過正交試驗,優化關鍵控制點工藝條件。殺青可以起到軟化檳榔組織,去除澀味的作用。硬度是評價檳榔軟化程度的重要指標,硬度越小,軟化效果越好。檳榔果蒂脫落率影響干果紋路收縮以及后期加工風味的呈現,果蒂脫落率越低,越有利于檳榔的后續加工。采用硬度和果蒂脫落率作為評價指標,優化檳榔殺青工藝條件為溫度100 ℃,上樣量8 000 kg,料液比2∶1,殺青時間40 min。同一類果形特征率和缺陷果率能直觀反映檳榔干果形態和干燥效果。以特征率和缺陷果率為評價指標,優化檳榔干燥工藝條件為溫度60" ℃,上樣量3 100 kg,干燥時間85 h。準確率是衡量檳榔白果選果效果的重要指標,以準確率為評價指標,優化檳榔白果篩選條件為上樣量600 kg,上樣速度10 kg/min,拍照時間0.9 s,此條件下檳榔選果準確率達到(92.85±0.78)%。
采用上述工藝條件,制得的檳榔白果含水率、Pb含量、As含量、菌落總數、霉菌數量分別為(17.62±0.76)%、(0.02±0.00)mg/kg、(0.08±0.00)mg/kg、(120.00±5.00)CFU/g、(10.00±1.00)CFU/g;Hg、苯并芘、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均未檢出,這與張容鵠等[13]對檳榔白果的測定結果相似,符合DB 46/T 543—2021《檳榔》標準要求,說明采用檳榔鮮果殺青、干燥和篩選工藝條件加工白果是可行的。該研究可為檳榔白果加工降耗增效提供科學支撐。下一步將重點圍繞檳榔精深加工方面,繼續改進檳榔加工設備,創新加工技術,生產品質更優的檳榔產品,以進一步提高檳榔的經濟價值。
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基金項目 海南省重點研發計劃項目(ZDYF2021XDNY151);海南省屬科研院所技術創新項目(FW20230002)。
作者簡介 魏蔚(1989—),男,福建寧德人,農藝師,從事農產品種植與加工研究。*通信作者,研究員,碩士,從事農產品加工與資源綜合利用研究。
收稿日期 2024-04-14;修回日期 2024-05-11