引言

香榧是紅豆杉科，榧屬常綠喬木，是世界稀有的經濟樹種，分木榧、細榧、麻匪等。浙江省香榧主要以細榧為主，其營養豐富，種仁不飽和脂肪酸、蛋白質含量高，并含有 17 種氨基酸、19 種礦物元素，為干果中的珍品［1］。香榧\\( 下稱細榧\\) 種子外有一層很厚的肉質化假種皮，據研究報道曾發現該植物中存在抗腫瘤和抗艾滋病毒活性、二萜類成分［4］，是一種名貴中藥材［2 －5］。近幾年來，在國家林業局及各省林業廳的大力推動下，有關市縣及部門把發展香榧生產作為山區調整、優化農業產業結構和興林富民的主要工作來抓，使細榧產業發展迎來了新的機遇。目前，香榧產業在基地化造林、規?；耘?、品牌化經營等方面有了很大的發展。至 2013 年，浙江省種植面積已達 2 萬hm2多，年產 2 000t 余，全國年產值已達幾十億［6］。自20 世紀 80 年代以來，國內眾多農林專家、學者對其生境因子及條件、空間分布信息提取、栽培技術、病蟲害機理與防治、果品成分及品質等進行了研究與開發;但是，對細榧果加工及分級等方面的研究較少，使得香榧的選育與栽培、細榧加工及產業發展等研究缺乏具體針對性，不利于確定其經濟價值也無法建立有效的細榧分級機制，從而引導市場消費、規范香榧生產與流通行為、形成優質優價體系，提高細榧產品的安全及保健性能、香榧產業的綜合效益和國際市場競爭力。而要對香榧加工與分級進行深入研究，必須掌握細榧物質特性，包含香榧的外形參數及力學特性等，從而為香榧加工及分級方法研究建立理論依據。宋惠芝等測定了一個產區香榧的物理特性，測定了不同含水率香榧堅果和內仁的破壞力及變形量并確定香榧堅果和內仁的破壞能、剛性量，具有很好的參考和借鑒意義［7］。據此，陳銳等開發了香榧去皮設備［8］。

但是，由于不同地域香榧特性及其品質差異不同，需要來自不同產區的香榧外形及其力學特性數據。由于香榧堅果加工過程中首先需要去除通過堆漚后熟處理過的外假種皮，因此，去皮設備研制需要確定香榧果皮的變形量不大且產生局部裂紋點多、裂紋點易擴展的最佳施力方向、施力位置及施力大小，以達到香榧果皮分離而果仁不碎，為設備研制提供理論基礎。而這需要確定香榧青果的力學特性。另外，從提高香榧綜合生產能力、建設現代農業的高度出發，不僅需要認識到香榧質量分級的重要性，而且也要為其質量等級化提供政策保證，以加快推進細榧質量標準的設計及實施工作。但是，現存的香榧加工前后的等級評定方法是一種人為的、主觀、定性而非客觀定量的評價方法，不僅效率低，難以保證公平和公正，而且還存在相當大的誤差。要解決這些問題，必須掌握香榧外形及其物性參數，從而為香榧\\( 下稱細榧\\) 采收、去皮及炒制加工、品質檢測與分級評價提供依據。

1 實料與方法

1． 1 實驗設備與細榧青果原料

試驗設備采用美國 FTC 公司的 TMS － PＲO 食品物性分析儀\\( 質構儀\\) 。細榧外形尺寸測量采用精度為 0． 02mm 的游標卡尺。細榧青果及去皮堅果\\( 去皮后\\) 質量采用電光分析天平測量，設備精度為 0． 001g。

試驗用細榧鮮果樣品分別產自浙江省的嵊州、紹興以及臨安3 個地方，購于3 個產區的農戶家中，先對細榧鮮果進行手工篩選，剔除表面有腐爛、損傷、裂開、病蟲害的細榧，樣品共 300 顆\\( 各 100 顆\\) 。

首先，用精度為 0． 02mm 的游標卡尺測量 3 個產區細榧青果和去皮后堅果的外形尺寸，并用電子天平測量經過篩選的 300 粒細榧青果質量; 隨后去除假種青皮獲得細榧堅果，測量其質量和三軸尺寸等物理參數。在力學測試中，一部分抽樣細榧樣品測試選用了TPA 全質分析方法，另外一部分抽樣細榧樣品進行擠壓及剪切試驗。

1． 2 細榧青果抽樣測量

用游標卡尺對細榧青果的三軸尺寸進行測定，即長軸尺寸、短軸尺寸、斜軸尺寸，單位為㎜。三軸尺寸的定義及測量方法參考文獻［7，9 －10］。對 3 個產區細榧進行抽樣測量，抽樣分布結果如圖 1 ～ 圖 5 所示?！?-3】

3 個產區細榧青果抽樣外形尺寸結果如 表 1 所示，去皮細榧抽樣外形尺寸結果如表 2 所示?！?】

以上 3 個細榧產區的隨機抽樣樣品中，測量了 3個區域每個樣品 3 個方向的外形尺寸和質量。從上述圖表中可以看出，每種樣品間的外形尺寸和質量差異較大，長軸主要分布在 28 ～ 31 ㎜，短軸主要分布在 18～ 20 ㎜，斜軸主要分布在 15 ～ 17 ㎜。根據該分布圖，可以以此為基礎制定參考標準。從表 3 ～ 表 4 可知，3個產區的細榧青果及其果仁的各外形尺寸與其質量間相關系數也有區別，嵊州細榧青果樣品外形飽滿，而紹興細榧青果樣品外形修長，臨安細榧青果矮壯。綜合考慮，可以將細榧青果及果仁的短軸尺寸作為該分級依據之一?！?】

1． 3 細榧青果及堅果的物質特性測定

細榧去皮機理研究及其機械設計需要掌握細榧果皮的變形量不大且產生局部裂紋點多、裂紋點易擴展的最佳施力方向、施力位置及施力大小。因此，需要進行細榧青果的力學測試。另外，防止去皮時破壞假種皮內的堅果\\( 否則影響后期加工的品質和口感\\) ，也對堅果\\( 去皮后\\) 進行了力學特性測試。

根據細榧去皮預實驗，細榧在質構儀上進行壓縮實驗、實驗設備采用美國進口的 TMS － PＲO 食品物性分析儀\\( 質構儀\\) ，一部分抽樣細榧樣品測試選用了TPA 全質分析方法，形變 50% 連續擠壓 2 次，主要反映樣品的彈性、擠壓硬度、破壞力、破壞能、內聚性和粘附性等，試驗探頭采用高精度全質分析檢測探頭。另外一部分抽樣細榧樣品采用擠壓及剪切試驗，擠壓探頭為 6mm 圓柱探頭，壓縮的速度為 60mm/min，剪切探頭為 80 ㎜的切割刀刃。在此主要考慮壓縮載荷、變形量、軸向和橫向的破壞能\\( 單位為 mJ\\) 、破壞力\\( 單位為 N\\) 、剪切力做功\\( 單位為 mJ\\) 、粘附性\\( 單位為 mJ\\) 及硬度\\( 單位為 N\\) 等重要衡量指標［7，11］?！?】

1． 3． 1 細榧青果的物質特性參數產自嵊州 8 個細榧樣品 TPA 全質曲線如圖所 6示。采收堆漚后熟處理后的細榧青果及堅果\\( 去皮后\\) 的部分物性參數如表 5 所示?！?】

1． 3． 2 細榧堅果的物質特性參數多年細榧粗加工經驗表明，細榧去皮加工過程中，如果破壞了堅果殼則會造成炒制加工后的細榧有股澀味，口感差，品質明顯下降。為此，測量了人工去皮后細榧堅果的部分物性參數，以作為產品開發的依據之一，部分參數如表 6 所示?！?】

2 結果與分析

2． 1 細榧青果及其堅果外形尺寸分布與去皮方法

農產果品的常見去皮方法有基于常規堆漚預處理的手工脫皮［12］，少部分的蒸汽、烘烤、微波去皮［13 －14］，化學堆漚脫皮［15 －16］及機械脫皮［17 －23］。

目前，主要以機械去皮為主，常見有基于鋼絲刷刷皮、柵條刮削、割刀割皮及柵條滾筒、剝皮輥擠壓脫皮等方法。但無論哪種去皮方法都需要綜合考慮細榧品種、形狀、尺寸、殼厚、成熟度及含水率等參數。

因此，需要對青細榧的物質特性進行系統測試分析，結合表 5 和表 6 可知，剪切做功比擠壓試驗破壞能要小，細榧青果軸向施力比橫向施力效果要好，但細榧堅果軸向硬度也較低。因此，施力方向、位置及力度要合適。如果對細榧青果施以橫向和軸向兩個不同方向同時施加擠壓和剪切力，效果應該比較好。因此，可以采用擠壓和剪切力共同作用的機理來設計細榧去皮設備。另外，細榧青果去皮還需考慮其粘附性，且去皮設備應有清洗裝置。

2． 2 細榧青果及其堅果外形尺寸分布與分級方法

目前，國內外果品的采后分級，主要有按質量、大小、色度等方面的分級，且以大小分級為主。因此，可以根據細榧的外形尺寸進行初步分級。而細榧青果類似圓柱形，其外形尺寸有長軸、短軸和斜軸 3 種，從圖 1 ～ 圖 5 可以看出，3 個產區細榧青果的長軸主要分布在 27 ～31mm，短軸主要分布于 18 ～ 22mm，斜軸主要分布于 15 ～ 18mm; 去皮后細榧堅果長軸主要分布在 26 ～30mm，短軸主要分布在 12． 5 ～14． 5mm。除了產自紹興的，無論青果或者堅果基本呈正態分布。從表 1、表 2 可知，3 個產區抽樣中，嵊州細榧青果較大，但大小不均; 紹興細榧大小較勻且平均值最大; 而臨安細榧青果較小。從表 4、表 5 可知，細榧青果和堅果的 3 個外形尺寸與質量之間的相關性不一，綜合來看，短軸與質量相關系數最大，長軸次之，斜軸最小。因此，細榧青果及其堅果的大小分級機械設備可以根據其短軸尺寸來設計。

2． 3 討論

本文對產自 3 個不同地域的細榧進行了外形參數及其物質特性測量，其結果表明具有一定的地域差異，特別是外形參數方面。在物質特性方面，由于 3個地域抽樣細榧的收獲時間不一致，臨安的稍遲，紹興和嵊州的經過了堆漚和后熟處理。因此，臨安橫向硬度值較低而軸向硬度值較高，但可以看出堆漚和后熟預處理的細榧內部物質特性變化趨勢，而這對細榧后期加工及工藝優化仍具有借鑒及參考意義。另外，細榧是一種重要的農特產品及地理標志產品，僅僅根據細榧的初級分級方法\\( 如基于細榧短軸大小\\) 是不能體現出地域差異的。因此，后期加工技術及分級方法研究中應該解決這個問題，這對引導市場消費、規范細榧生產與流通行為、形成優質優價體系，提高細榧產業的健康發展具有重要意義。

3 結論

本文主要對產自紹興、嵊州和臨安的細榧進行了物質特性\\( 外形參數及其物理特性\\) 測量。實驗結果表明: 外形尺寸中細榧短軸尺寸大小與其質量之間的相關性最高。因此，細榧初級方法可以根據短軸尺寸來分級; 另外，對細榧青果的軸向施以擠壓和剪切力可以取得良好的去皮效果而且不易破壞其堅果殼。

參考文獻:

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［6］ 曾晨路． 浙江省榧種植“版國”南擴我市計劃到 2015 年突破萬畝［EB/OL］． 2011 － 09 － 25．
［7］ 宋慧芝，張京平，何勇． 細榧青果的物理特性和其堅果力學特性研究［J］． 農機化研究，2011，33\\( 11\\) : 170 － 173．
［8］ 陳銳，宋慧芝，張京平． 細榧脫除假種青皮工藝與技術的研究［J］． 農業裝備技術，2011，37\\( 1\\) : 17 －18