王海鸥,胡志超,陈守江,扶庆权,张 伟,王蓉蓉,谢焕雄
收获时期及干燥方式对花生品质的影响
王海鸥1,2,胡志超1,3,陈守江2,扶庆权2,张 伟2,王蓉蓉2,谢焕雄1,3※
(1. 农业部现代农业装备重点实验室,南京 210014; 2. 南京晓庄学院食品科学学院,南京 2111711; 3. 农业部南京农业机械化研究所,南京 210014)
为探索不同收获期和后熟干燥方式对花生品质的影响,该研究以泰花5号花生为试验对象,采用在株晾干法、鲜摘晾干法、鲜摘催干法3种方法对3个时期收获的花生进行后熟干燥品质对比测试分析。结果表明,在同一收获期中,在株晾干法花生百果质量、百仁质量显著高于其他2种方法,该后熟干燥方法的增重作用随收获期提前而更明显(<0.05);但在相同后熟干燥方法中,提前2周收获的干燥荚果百果质量、百仁质量均显著低于前1周和原定收期收获的花生荚果(<0.05)。自然晾晒干燥期间,在株晾干花生果壳、果仁含水率均高于同期鲜摘晾干果壳、果仁含水率,两种晾干方式含水率差异在初期逐渐增加、随后逐渐减小直至达到相当的最终含水率。鲜摘晾干和鲜摘催干果仁粗蛋白、粗脂肪均未见显著差异(>0.05),而在株晾干果仁粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了3%、2%左右;而收获期越早,果仁粗蛋白和粗脂肪含量越低。在果仁不饱和脂肪酸总相对含量上,鲜摘晾干、在株晾干果仁与新鲜果仁未见差异(>0.05),但机械催干果仁显著低于新鲜果仁(<0.05)。在果仁氨基酸组成方面,经3种不同后熟干燥方法后,8种主要氨基酸及氨基酸总含量均呈现在株晾干含量最高、鲜摘晾干其次、机械催干最低的差异(<0.05)。在株晾干花生果柄横断面显微结构观察表明,果柄在干燥初期仍保留对水分、养分等物质输导、贮藏的空间通道,为荚果的物质代谢和积累提供必要条件。该研究结果为花生生产实践提供参考。
干燥;品质控制;收获;花生;后熟
花生是中国最具国际竞争力的优质优势油料作物和食品蛋白重要资源,常年种植面积400多万hm2,产量和种植面积一直分别位居世界第一和第二位,在世界花生产业发展中占有重要地位[1-4]。花生由种到收经历苗期、花针期、结荚期和饱果期4个阶段,生育期约130~150 d[5-6]。花生收获过早,荚果代谢积累物质不足,多数荚果未充分成熟,秕果多,产量低,品质差;收获过晚,果柄易霉烂,饱果脱落,甚至荚果变质腐烂,影响产量及品质。而中国花生种植通常采用与小麦、水稻、玉米等其他作物进行轮作的种植制度,因此花生收获时期确定也要兼顾轮作茬口的农时要求[7-8]。花生从田间挖掘收获后其荚果含水率一般为50%左右,且尚未完全成熟,需要将其降到8%以下才能进行安全贮藏和流通[9-10]。在花生采后干燥过程中,花生荚果生理代谢过程仍然继续进行,这段时期的变化实质是成熟过程的延续,最终才能形成具有一定品质特性的花生果仁商品[11-13]。因此,花生采后干燥是花生生产中衔接产中产后的必要生产工序,花生收获期(成熟度)和采后干燥方法是影响花生最终品质的重要因素。
现有的花生生产体系中主要存在3种采后干燥方式:第1种为“在株晾干法”,即花生挖掘收获后将荚果留在母株上进行自然晾晒完成干燥;第2种为“鲜摘晾干法”,即花生挖掘收获后将荚果与母株分离,然后自然晾晒完成干燥;第3种为“鲜摘催干法”,即花生挖掘收获后将荚果与母株分离,然后利用干燥设备进行催干完成脱水干燥[9-10]。上述3种花生采后干燥模式在中国花生产区都存有一定比例。
目前已有部分学者开展了花生干燥探索研究,多集中于花生制品的品质及花生干燥效率等问题,其中:陈培军[14]对花生收获成熟度的判断、适期收获、及时干燥等方面进行阐述;纵伟等[15]研究热风干燥、真空干燥、微波干燥和微波结合真空干燥对花生蛋白功能特性的影响;刘丽等[10]对花生干燥贮藏方法的应用及研究现状进行调研总结;颜建春等[16]对花生箱式干燥设备干燥过程特性进行了数值模拟和试验研究。确定花生收获时期、选择采后干燥方法是花生生产实践中的重要问题,而目前综合考虑收获时期及采后干燥方法对花生最终品质影响研究尚未见相关报道。
本研究以典型品种花生为试验对象,在不同时期进行挖掘收获,再采用在株晾干法、鲜摘晾干法、鲜摘催干法3种方法进行干燥试验,开展百果质量、百仁质量、含水率变化、粗蛋白、粗脂肪、脂肪酸、氨基酸、果柄显微结构等测试分析,探讨收获期及采后干燥方式对花生品质的影响,以期为花生生产实践提供参考。
花生品种泰花5号采收于国家花生产业技术体系南京试验基地;甲醇钠、氯化钠、石油醚、盐酸等分析试剂均为分析纯,购于国药集团。
DHG-9070B电热恒温鼓风干燥箱,上海申贤恒温设备厂;Kjeltec-2300全自动型定氮仪,瑞典FOSS公司;SXT-06索氏提取器,上海洪纪仪器设备有限公司;6890N气相色谱仪,美国安捷伦科技有限公司;835-50氨基酸自动分析仪,日本Hitachi公司;EVO-LS10型扫描电子显微镜,德国ZEISS公司。
1.2.1 花生收获期确定及试验采样
本试验花生样本采样于国家花生产业技术体系南京试验基地(江苏省农业科学院六合基地)的花生种植试验田,花生生长期间采用统一的水肥管理条件,种植品种为泰花5号,播种于2016年5月10日,生育期为130 d左右,根据花生植株、荚果长势形态来预期判断花生适宜收获时期,结合该批播种花生实际长势及以往经验,该批花生的原定收期确定为9月20日。本试验为了研究不同收获期对后续花生品质影响,分3个时间批次进行人工挖掘收获花生,收获时间分别确定为原定收期(9月20日)、前1周(9月13日)、前2周(9月6日)3个时间批次。在花生试验田中随机划分长宽尺寸为10 m×5 m的小区3块,3个收获时间批次分别采收花生植株60株,其中每块小区内均随机挖掘20株花生,清除花生根系及荚果上附着的土块,用网带收集采收的花生植株样本待后续处理。
1.2.2 荚果采后干燥方法
将每个时间批次收获的60株花生植株样本随机分成3组,每组各有20株花生,分别采用如下3种方法进行采后干燥,试验各重复3次。
1)在株晾干法
选用通风光照条件好的场地作为晾晒地点,白天将花生植株在地上条铺,使根、果向阳,晚间收回至室内摊放在通风条件良好的场所,荚果留在母株上完成干燥,时间持续7 d,干燥终水分控制在8%以下。3个时间批次晾晒期间,自然气候条件如表1所示。若当日白天为雨天时,则将花生植株留在室内。
表1 花生自然晾干期间的气候条件
2)鲜摘晾干法
鲜摘晾干与在株晾干同步进行。从花生植株上摘下荚果,将荚果在筛网上平铺一层,置于上述花生晒场上进行自然晾晒,晚间收回至室内摊放在通风条件良好的场所,时间持续7 d,干燥终水分控制在8%以下。气候条件及相应操作同表1。
3)鲜摘催干法
从花生植株上摘下荚果,将荚果在网盘上平铺一层,置于鼓风干燥箱内,干燥温度设为40 ℃,风速为0.5 m/s,持续烘干直至含水率在8%以下[16]。
1.2.3 测定指标
1)百果质量和百仁质量
从上述各批次干燥的花生荚果中剔除干瘪果、腐烂果等异常样品,随机选取100颗双粒形态的花生荚果作为测试对象,用电子天平测定百果质量,重复测定5次取其平均值;再手工剥去花生果壳,获得花生果仁,随机选取100粒果仁用电子天平测定百仁质量,重复测定5次取其平均值。花生在3个收获期刚采收后,用同样的方法测定鲜果的百果质量、百仁质量。
2)自然晾干方式下果壳、果仁含水率
在采后干燥期间,每天随机选取10颗花生荚果测定2种自然晾干法中花生果壳、果仁的湿基含水率,水分测定依据GB5009.3-2010标准中的直接干燥法[17],重复测定3次取平均值。
3)果仁粗蛋白含量
干燥结束后,随机选取10粒花生果仁,依据GB/T 5009.5-2010标准中的凯氏定氮法[18]测定花生果仁中粗蛋白含量,重复测定3次取平均值。
4)果仁粗脂肪含量
干燥结束后,随机选取10粒花生果仁,依据GB/T 14772-2008标准中的索氏抽提法[19]测定花生果仁中粗脂肪含量,重复测定3次取平均值。
5)果仁脂肪酸测定
干燥结束后,随机选取10粒花生果仁,参照迟晓元等[20]的方法使用6890N气相色谱仪测定花生果仁中脂肪酸组成。色谱柱为FFAP,检测器为氢火焰离子化检测器,分流比为20∶1;进样口温度250 ℃,柱温150~230 ℃程序升温,升温速率为20 ℃/min,检测器温度250 ℃,自动打火5 min后可进样;尾吹气为高纯氮气,流量40 mL/min,氢气流量45 mL/min,空气流量450 mL/min,进样量lL。采用面积归一法计算各种脂肪酸的相对含量。
6)果仁氨基酸组分测定
干燥结束后,随机选取10粒花生果仁,氨基酸组分利用全自动氨基酸分析仪测定,称取0.1 g脱脂后的花生果仁粉末样品于安瓿瓶中,准确加入6 mol/L HCl 10 mL,封口后于110 ℃烘箱内水解24 h,冷却后用水定容至50 mL,用0.45m水相滤头过滤200L溶液于大口离心管中,再次放入60 ℃烘箱里浓缩至没有任何液体后,加入0.02 mol/L HCl 1 mL混匀,制得样品溶液上机测定各种氨基酸含量。
7)花生果柄微观结构扫描电镜观察
利用扫描电子显微镜观察在株晾干法的花生植株上花生果柄微观结构。分别在挖掘收获后鲜活状态及干燥结束后对连接荚果及植株的花生果柄进行采样,用体积分数3%戊二醛(pH值7.2)固定48 h,然后用30%~100%乙醇进行梯度脱水,每级15 min。75%叔丁醇过渡干燥,100%叔丁醇置换2次,用100%叔丁醇将样本0~4 ℃冷藏固化10 min,待完全固化后置真空干燥器内抽真空干燥2~3 h。在花生果柄距离荚果连接端1 cm处制取横断面观察样本,用碳导电胶将横断面观察样本粘在样品托上,采用离子溅射仪在横断面观察样本上喷金,扫描电镜观察拍照。
1.2.4 数据处理
采用统计分析软件SPSS11.9对试验数据进行方差分析,采用Duncan’s法进行多重比较,显著性水平<0.05。
百果质量和百仁质量是反映花生产量的重要指标,结果如图1所示。原定收期、前1周和前2周收获的花生荚果经3种方法干燥后百果质量和百仁质量均表现出类似的差异。刚挖掘出土的鲜嫩花生荚果含水率高,百果质量、百仁质量明显高于3种干燥荚果(<0.05),而在株晾干百果质量和百仁质量也显著高于鲜摘晾干、鲜摘催干(<0.05),后两种干燥方法的百果质量、百仁质量未见显著差异(>0.05)。在前2周收获的在株晾干花生百果质量、百仁质量分别比鲜摘晾干高出8%、6%(<0.05),而前1周收获的在株晾干花生百果质量、百仁质量均比鲜摘晾干高出5%(<0.05),原定收期收获的花生百果质量、百仁质量均比鲜摘晾干高出4%(<0.05),表明花生收获后荚果在植株上完成干燥,对花生荚果和果仁都具有一定程度的增重作用,而且这种增重效应随着收获期的提前而越明显(<0.05)。花生荚果在株晾晒后熟有助于植株中水分和养分继续向花生荚果转移,进而有利于维持花生荚果中物质代谢水平和积累[10]。
注:上标不同小写字母表示在同一收获期差异显著,下同。
Note: Different letters in the same harvesting date indicate significant differences (<0.05), the same as below.
图1 不同干燥方式下的花生百果质量和百仁质量
Fig.1 Mass per 100 peanut pods and mass per 100 peanut kernels of different drying methods
从图1中还可发现,就同一种花生干燥方法而言,花生收获期越早,其百果质量和百仁质量越低,尤其是提前2周收获的花生鲜果及3种干燥荚果的百果质量、百仁质量均显著低于前1周和原定收期收获的花生荚果(<0.05)。结果表明,花生在原定收期的基础上提前2周收获,人为减少了花生生长发育期,挖掘出土后失去了土壤中原有的养分代谢环境条件,对收获鲜摘时、完成干燥后的花生百果质量、百仁质量产量指标均有不同程度的减少。花生生产实践中,可在原定收期的基础上适当提前收获花生,且采用在株晾干法对花生进行干燥处理,花生荚果在植株上可延长后熟代谢过程,一定程度上弥补因提前收获而造成的产量损失。
3个时间批次收获的花生果壳、果仁含水率在鲜摘晾干和在株晾干过程中的变化如图2所示。收获时花生果壳与果仁的含水率与花生生长发育期、气候状况及田间管理等因素密切相关。有研究表明,花生在饱果成熟期对水分需求量逐渐减少,花生荚果含水率也随着成熟收获期邻近而减少[21-22],这也在图2中获得证实:在提前2周和1周收获时花生果壳含水率为49.05%、50.19%,而果仁含水率分别为33.07%、27.67%;而在原定期收获时,花生果壳、果仁含水率分别为36.29%、27.42%。
图2 自然晾干方式下的果壳、果仁含水率变化
花生荚果在自然晾干期间的水分变化与气候条件有着紧密联系。考虑到晾干期间特殊天气影响,提前2周收获的花生在第1天由于遇到阵雨天,未受阳光晾晒,此段荚果含水率下降相对较缓,尤其是果仁含水率变化很小;提前1周收获的花生在第3、4天连续2 d遇到雨天,也未经阳光晾晒,所以荚果含水率(尤其是果仁含水率)在此间下降较为缓慢。但就总体变化而言,3个时期收获的花生果壳和仁果含水率在两种自然晾晒模式下均表现出类似的规律:在株晾干花生荚果脱水相对较慢,果壳、果仁含水率均高于同期的鲜摘晾干果壳、果仁含水率,两种晾干方式下的含水率差异在干燥初期逐渐增加,而在干燥后期逐渐减小直至最终含水率相当。
收获后的花生植株茎叶和根系均为鲜活状态,含水率较高并保持着生理代谢活动。而在株晾干法中的花生荚果脱离土壤后通过果柄与花生植株相连,在晾晒干燥初期荚果和植株之间仍能维持一定的水分运输作用,起到了延缓荚果脱水干燥进程的效果,荚果含水率显著高于鲜株摘果荚果含水率(<0.05)。而随着干燥的进行,尤其是干燥后期花生植株茎叶和根系自身失水干枯,花生植株与荚果之间的水分运输动力和通道不再具备,所以荚果含水率逐渐趋近于鲜摘晾干的荚果含水率。
蛋白和脂肪是构成花生仁的主要物质组分,一般贮藏商品化花生仁中蛋白质质量分数为24%~36%,脂肪质量分数为44%~52%,两者质量分数共占花生仁的80%左右[20,23]。本试验对不同干燥方式获得的花生果仁中粗蛋白和粗脂肪进行了测定,结果如图3所示。花生刚收获后的新鲜果仁由于初始含水率远高于干燥后的果仁,因此鲜果仁的粗蛋白质含量、粗脂肪含量均显著低于3种干燥后的干果仁(<0.05)。而经过3种方式干燥后的干果仁最终含水率均维持在6%左右,其粗蛋白和粗脂肪含量在干燥方式之间具有可比性,并呈现出类似规律的差异性:3个时间批次收获的花生荚果经鲜摘晾干和鲜摘催干2种方法干燥后,获得的2种花生果仁的粗蛋白和粗脂肪含量均未见显著差异(>0.05);而与鲜摘晾干果仁相比,在株晾干的果仁粗蛋白和粗脂肪含量分别增加了3%、2%左右(<0.05)。由此可见,花生收获后荚果在植株上完成干燥更有利于花生果仁中的蛋白质、脂肪代谢积累,提高花生的营养食用价值和加工价值。
对于同一种采后干燥方法而言,花生收获期越早,其粗蛋白和粗脂肪含量越低,与百果质量、百仁质量表现出相同的变化规律,表明过早的提前收获花生,缩短了花生在土壤中正常的生长成熟期,减少了果仁中蛋白和脂肪的物质代谢积累。
脂肪酸组成对花生果仁营养品质和加工特性都有着非常重要的影响,是油料品质评价中的重要指标[24]。本试验中花生果仁主要脂肪酸测定结果见表2所示。8种主要脂肪酸的相对含量由高到低分别是油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、二十二烷酸、花生酸、二十四酸、二十碳烯酸,其中油酸、亚油酸、二十碳烯酸均为不饱和脂肪酸,对维持人体健康有很大益处。从3个主要不饱和脂肪酸的每百克质量分数来看,3个时间批次收获花生果仁呈现出了类似的规律。就不饱和脂肪酸总相对含量而言,刚收获的新鲜果仁最高,鲜摘晾干和在株晾干果仁与新鲜果仁未见差异(>0.05),但机械催干仁果显著低于新鲜果仁(<0.05)。花生果仁中的脂肪酸在脱水干燥过程中由于受到温度、氧气的作用,均会发生不同程度的氧化损失。油酸分子含有1个碳碳双键;亚油酸分子含有2个碳碳双键;二十碳烯酸也含有1个碳碳双键;不饱和脂肪酸中由于碳碳双键的存在,其稳定性要低于没有碳碳双键的饱和脂肪酸,更容易发生自动氧化损失[25]。鲜摘晾干和在株晾干均是在太阳光自然晾晒条件下完成,是白天受热脱水、夜间均湿的间歇式、缓慢的干燥方式,其干燥条件相对温和、持续时间长达1周,具有一定的后熟作用,不饱和脂肪酸氧化损失较小。而机械催干是在40 ℃热风持续作用下以较快的速度脱水干燥,温热条件较为强烈,不饱和脂肪酸氧化损失相对较多,因此机械催干果仁不饱和脂肪酸相对含量最低。
图3 不同干燥方式下的花生果仁粗蛋白和粗脂肪质量分数
表2 不同干燥方式下的果仁脂肪酸组成
花生果仁中氨基酸的测定结果见表3所示。花生含有人体所必需的8种氨基酸,含量较高的主要氨基酸是谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、天门冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、甘氨酸(Gly)、苯丙氨酸(Phe)、丝氨酸(Ser),约占氨基酸总量的70%[26-27]。在前2周、前1周、原定收期收获的花生,经3种不同采后干燥方法后,各种主要氨基酸及氨基酸总含量均呈现出类似的规律,在株晾干含量最高,其次是鲜摘晾干,而机械催干最低,具有显著的差异(<0.05)。氨基酸是蛋白质的基本构成单位,各种氨基酸在构成蛋白质的同时相互转化,处于动态变化之中。试验中测得花生果仁中氨基酸总含量与粗蛋白含量相关系数为0.965,极显著相关(<0.01),表明氨基酸总量与粗蛋白密切相关。
在植物体的氮代谢过程中,无机氮主要通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶循环同化铵态氮(NH)为谷氨酸和谷氨酰胺,再通过各种转氨酶作用转化为其他必需或非必需氨基酸,为蛋白质合成提供前体物质[26-27]。因此,蛋白质与氨基酸含量与这些氮代谢关键酶的活性有着密切的联系。与其他干燥方法相比,在株晾干法中的花生荚果在晾晒干燥初期仍能维持一定的水分供给和养分代谢作用,而且7 d的干燥过程是在昼夜温差交替的温和条件下进行,水分脱除速度相对缓慢,因此这些氨基酸代谢酶活性相对较高,蛋白质、氨基酸积累较多。而在机械通风干燥中的花生荚果受热温度比两种自然晾晒法要高、脱水速度快,高温和低水分含量会降低氨基酸代谢酶活性,蛋白质、氨基酸积累相对较少。
表3 不同干燥方式下的花生果仁氨基酸分析
花生挖掘收获后在地上条铺进行在株晾干法干燥过程中,花生荚果始终通过果柄与花生植株相连接。花生果柄在生育前期称为子房柄、果针,是花生生产发育过程一个重要的器官[28-29]。花生果针入土后果柄即停止生长,在土壤中能吸收土壤中的水分和矿质营养供荚果发育需要。而果针本身具有贮藏和运输养分的作用,光合产物通过果针运输到荚果和种子或在果针中暂时贮藏起来[29]。花生刚收获后植株茎叶茂盛、含水率较高,在地面上条铺干燥的初期花生植株仍呈鲜活状态,维持一定程度的光合代谢作用,但随着植株晾晒蒸腾失水的持续作用,花生植株逐渐脱水发蔫干缩,生命代谢作用渐止。
花生果柄质构与花生茎秆相似,观察发现,花生果柄经在株晾干后,其外观由初始的粗壮饱满状态变成干瘪皱缩状态。刚收获鲜活状态和干燥结束后果柄横断面整体结构50倍扫描电镜观察如图4所示。果柄横断面构造呈近椭圆形,分为皮层、维管组织(木质部)、髓腔3个部分[30]。维管组织位于皮层内圈,由紧密分布的维管束构成,维管束主要起输导水分、养分及支持植物体的作用。髓腔位于中心部位,基本由薄壁细胞构成,也分散着一些维管束,其主要作用是贮藏养料。由图4可知,刚收获时花生果柄髓腔组织中充满了薄壁细胞和维管束,结构完整;但干燥结束后这些中心细胞髓组织会部分发生干缩解体而呈现中空状态。主要原因可能是花生植株随着晾晒的持续逐渐失水干死,光合产物合成少,花生荚果呼吸作用持续消耗营养导致果柄髓腔中空。
1.皮层;2.维管组织;3.髓腔
花生果柄横断面的维管组织500倍扫描电镜观察如图5所示,刚收获时花生果柄维管组织中的维管束导管直径大,形态相对圆整饱满,仍保留对水分、养分等物质的输导通道;而干燥结束后维管束更为致密,导管直径变小、皱缩变形严重,物质输导通道空间变窄或散失。花生果柄在干燥前后的显微结构差异与果柄表观形态相对应,呈现由饱满到干瘪的形态变化。在花生植株在株晾干初期,花生果柄含水率高,维管组织中的维管束以及髓腔中的细胞组织形态使得花生植株和花生荚果之间的生命通道仍呈开启状态,具备水分、养分的输送和贮藏功能,这为在株干燥期间花生荚果的物质代谢和积累提供必要条件,进而使得该采后干燥方法中的花生荚果和果仁产量均高于其他两种干燥方式。
图5 在株晾干法花生果柄横断面维管组织扫描电镜图(×500倍)
1)试验研究发现,在相同收获期中,相对于鲜摘晾干法和鲜摘催干法而言,在株晾干法对花生荚果和果仁具有一定程度的增重作用,而且这种增重效应随着收获期的提前而越明显(<0.05);提前2周收获的3种干燥荚果百果质量、百仁质量均显著低于前1周和原定收期收获的花生荚果(<0.05)。花生生产实践中,可适当提前收获花生,且采用在株晾干法对其进行干燥,一定程度上弥补因提前收获而造成的产量损失。
2)两种自然晾晒方式相比,在株晾干花生荚果脱水相对缓慢,果壳、果仁含水率均高于同期的鲜摘晾干果壳、果仁含水率,两种晾干方式含水率差异在干燥初期逐渐增加,而在干燥后期逐渐减小直至最终含水率相当。
3)在果仁粗蛋白、粗脂肪指标上,鲜摘晾干和鲜摘催干果仁均未见显著差异(>0.05),而在株晾干果仁粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了3%、2%左右(<0.05);而收获期越早,果仁中蛋白和脂肪的物质代谢积累越少,其粗蛋白和粗脂肪含量越低。在果仁不饱和脂肪酸总相对含量上,鲜摘晾干、在株晾干果仁与新鲜果仁未见差异(>0.05),但机械催干仁果显著低于新鲜果仁(<0.05)。在果仁氨基酸组成方面,经3种不同采后干燥方法后,8种主要氨基酸及氨基酸总含量均呈现在株晾干含量最高、鲜摘晾干其次、机械催干最低的差异(<0.05)。
4)在株晾干花生果柄横断面显微结构扫描电镜观察表明,在株晾干法中花生果柄维管和髓腔组织在干燥初期仍保留对水分、养分等物质输导、贮藏的通道空间,为在株后熟干燥期间花生荚果的物质代谢和积累提供必要条件。
[1] 高连兴,陈中玉,Charles Chen,等. 美国花生收获机械化技术衍变历程及对中国的启示[J]. 农业工程学报,2017,33(12):1-9.
Gao Lianxing, Chen Zhongyu, Charles Chen, et al. Development course of peanut harvest mechanization technology of the United States and enlightenment to China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(12): 1-9. (in Chinese with English abstract)
[2] 魏海,谢焕雄,胡志超,等. 花生荚果气力输送设备参数优化与试验[J]. 农业工程学报,2016,32(2):6-12.
Wei Hai, Xie Huanxiong, Hu Zhichao, et al. Parameter optimization and test of pneumatic conveying equipment for peanut pods[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(2): 6-12. (in Chinese with English abstract)
[3] 关萌,沈永哲,高连兴,等. 花生起挖晾晒后的果柄机械特性[J]. 农业工程学报,2014,30(2):87-93.
Guan Meng, Shen Yongzhe, Gao Lianxing, et al. Mechanical properties of peanut peg after digging and drying[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(2): 87-93. (in Chinese with English abstract)
[4] 王建楠,谢焕雄,胡志超,等. 甩盘滚筒式花生种子机械化包衣工艺参数优化[J]. 农业工程学报,2017,33(7):43-50.
Wang Jiannan, Xie Huanxiong, Hu Zhichao, et al. Parameter optimization on mechanical coating processing of rotary table-roller coating machine for peanut seeds[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(7): 43-50. (in Chinese with English abstract)
[5] 李晓丹,曹应龙,胡亚平,等. 花生种子发育过程中脂肪酸累积模式研究[J]. 中国油料作物学报,2009,31(2):157-162.
Li Xiaodan, Cao Yinglong, Hu Yaping, et al. Fatty acid accumulation pattern in developing seeds of peanut[J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2009, 31(2): 157-162. (in Chinese with English abstract)
[6] 张恒悦. 花生果实发育过程中贮藏物质的积累与动态[J]. 山东农业大学学报:自然科学版,1990(3):57-66.
Zhang Hengyue. Accumulation and variation of reserves during fruit development in peanut[J]. Journal of Shangdong Agricultural University: Natural Science, 1990(3): 57-66. (in Chinese with English abstract)
[7] 顾峰玮,胡志超,陈有庆,等. 洁区播种思路下麦茬全秸秆覆盖地花生免耕播种机研制[J]. 农业工程学报,2016,32(20):15-23.
Gu Fengwei, Hu Zhichao, Chen Youqing, et al. Development and experiment of peanut no-till planter under full wheat straw mulching based on “clean area planting”[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(20): 15-23. (in Chinese with English abstract)
[8] 秦文利,刘忠宽,智健飞,等. 花生/黑麦一年两作条件下黑麦适宜播期的研究[J]. 河北农业科学,2016,20(6):27-31.
Qin Wenli, Liu Zhongkuan,Zhi Jianfei, et al. Study on the appropriate sowing date of rye in the rotation of peanut and rye during one year[J]. Journal of Hebei Agricultural Sciences, 2016, 20(6): 27-31. (in Chinese with English abstract)
[9] 颜建春,吴努,胡志超,等. 花生干燥技术概况与发展[J].中国农机化,2012(2):10-13.
Yan Jianchun, Wu Nu, Hu Zhichao, et al. Overview and development of peanut drying technology[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2012(2): 10-13. (in Chinese with English abstract)
[10] 刘丽,王强,刘红芝. 花生干燥贮藏方法的应用及研究现状[J]. 农产品加工,2011(8):49-52.
Liu Li, Wang Qiang, Liu Hongzhi. Application and its present on method for drying storage of peanut[J]. The Processing of Agricultural Products, 2011(8): 49-52. (in Chinese with English abstract)
[11] Vercellotti J R, Sanders T H, Chung S Y, et al. Carbohydrate metabolism in peanuts during postharvest curing and maturation[J]. Developments in Food Science, 1995, 37: 1547-1578.
[12] Pattee H E, Johns E B, Singleton J A, et al. Composition changes of peanut fruit parts during maturation[J]. Peanut Science, 1974, 1(2): 57-62.
[13] Sanders T H, Vercellotti J R, Bett K L, et al. The role of maturation in quality of stackpole-cured peanuts[J]. Peanut Science, 1997, 24(1): 25-31.
[14] 陈培军. 花生适期收获与及时干燥[J].科技致富向导,2001(10):10.
[15] 纵伟,陈怡平. 不同干燥方法对花生蛋白功能特性的影响[J]. 食品工程,2007(3):48-50.
Zong Wei, Chen Yiping. Effect of different drying methods on functional properties of peanut protein power[J]. Food Engineering, 2007(3): 48-50. (in Chinese with English abstract)
[16] 颜建春,胡志超,谢焕雄,等. 花生荚果薄层干燥特性及模型研究[J]. 中国农机化学报,2013,34(6):205-210.
Yan Jianchun, Hu Zhichao, Xie Huanxiong, et al. Studies of thin-layer drying characteristics and model for peanut pods[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2013, 34(6): 205-210. (in Chinese with English abstract)
[17] 食品安全国家标准食品中水分的测定:GB 5009.3-2010[S].
[18] 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定:GB 5009.5-2010[S].
[19] 食品中粗脂肪的测定:GB/T 14772-2008[S].
[20] 迟晓元,郝翠翠,潘丽娟,等. 不同花生品种脂肪酸组成及其积累规律的研究[J]. 花生学报,2016,45(3):32-36.
Chi Xiaoyuan, Hao Cuicui, Pan Lijuan, et al. Fatty acid accumulation pattern in different types of peanut[J]. Journal of Peanut Science, 2016, 45(3): 32-36. (in Chinese with English abstract)
[21] 万书波,王才斌,卢俊玲,等. 连作花生的生育特性研究[J]. 山东农业科学,2007(2):32-36.
[22] 丁红,张智猛,戴良香,等. 干旱胁迫对花生生育中后期根系生长特征的影响[J]. 中国生态农业学报,2013,21(12):1477-1483.
Ding Hong, Zhang Zhimeng, Dai Liangxiang, et al. Effects of drought stress on root growth characteristics of peanut during mid-to-late growth stages[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2013, 21(12): 1477-1483. (in Chinese with English abstract)
[23] 郝莉花,陈复生,刘昆仑,等. 不同品种花生油脂体粒径电位和蛋白质组成的分析[J]. 农业工程学报,2016,32(18):279-284.
Hao Lihua,Chen Fusheng,Liu Kunlun, et al. Analysis of sizes, zeta potential and protein component of oil bodies extracted from different peanut varieties[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(18): 279-284. (in Chinese with English abstract)
[24] 王传堂,唐月异,王秀贞,等. 5个高油酸花生新品种的产量表现和子仁脂肪酸组成[J]. 山东农业科学,2016,48(7):60-62.
Wang Chuantang, Tang Yueyi, Wang Xiuzhen, et al. Yield performance and seed fatty acid composition of 5 new high-oleic peanut cultivars[J]. Shangdong Agricultural Sciences, 2016, 48(7): 60-62. (in Chinese with English abstract)
[25] 王文倩,王晗琦,陈文,等. 不同干燥方法对核桃品质及不饱和脂肪酸稳定性的影响[J]. 食品科学技术学报,2015,33(1):59-65.
Wang Wenqian, Wang Hanqi, Chen Wen, et al. Effects of different drying methods on quality of walnuts and stability of unsaturated fatty acids[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 33(1): 59-65. (in Chinese with English abstract)
[26] 杨庆利,张初署,曹玉良,等. 花生种子蛋白质含量与氨基酸组分相关和通径分析[J]. 华北农学报,2009,24(增刊1):72-74.
Yang Qingli, Zhang Chushu, Cao Yuliang, et al. The correlation and path analysis between protein content and amino acids composition in peanut seed[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2009, 24(Supp1): 72-74. (in Chinese with English abstract)
[27] 张智猛,万书波,宁堂原,等. 氮素水平对花生氮素代谢及相关酶活性的影响[J]. 植物生态学报,2008,32(6):1407-1416.
Zhang Zhimeng, Wan Shubo, Ning Tangyuan, et al. Effects of nitrogen level on nitrogen metabolism and cor- relating enzyme activity in peanut[J]. Acta Phytoecologica Sinica, 2008, 32(6): 1407-1416. (in Chinese with English abstract)
[28] Yang Ranbing,Xu Yufeng,Liang jie,et al. Tests and analyses of mechanical properties of peanut root, stem and nut node in mechanical harvest[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2009, 25(9): 127-132. (in English with Chinese abstract)
[29] 李长生,夏晗,赵传志,等. 花生果针离体培养研究[J]. 山东农业科学,2015(6):8-11.
Li Changsheng, Xia Han, Zhao Chuanzhi, et al. Study on peg culture in vitro of peanut[J]. Shangdong Agricultural Sciences, 2015(6): 8-11. (in Chinese with English abstract)
[30] 李海芬,李合英,陈小平,等. 花生果针细胞显微和亚显微结构特征[J]. 热带作物学报,2013,34(3):501-503.
Li Haifen, Li Heying, Chen Xiaoping, et al. Microscopic and submicroscopic structure of peanut (L.) gynophores[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2013, 34(3): 501-503. (in Chinese with English abstract)
王海鸥,胡志超,陈守江,扶庆权,张 伟,王蓉蓉,谢焕雄. 收获时期及干燥方式对花生品质的影响[J]. 农业工程学报,2017,33(22):292-300. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.038 http://www.tcsae.org
Wang Haiou, Hu Zhichao, Chen Shoujiang, Fu Qingquan, Zhang Wei, Wang Rongrong, Xie Huanxiong. Effects of different harvesting dates and drying methods on peanut quality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(22): 292-300. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.038 http://www.tcsae.org
Effects of different harvesting dates and drying methods on peanut quality
Wang Haiou1,2, Hu Zhichao1,3, Chen Shoujiang2, Fu Qingquan2, Zhang Wei2, Wang Rongrong2, Xie Huanxiong1,3※
(1.210014,; 2.211171,; 3.210014,)
Peanut is viewed as one of the most important oil crops and food protein resources in China. Its production and planting area have been ranked the first and second in the world, respectively. The post-harvest drying of peanut is an indispensable process in its produce system. It is an important task to determine when to harvest and how to dry peanuts in practice, which will affect the final quality of peanut products. In order to investigate the effects of different harvesting dates and post-ripening drying methods on the quality of peanut, 3 drying modes including sun-drying of pods on plants, sun-drying of picked pods and air-drying of picked pods were adopted for Taihua-5 peanuts which were harvested on the original harvesting date, 1 week earlier and 2 weeks earlier, respectively, and the peanut qualities were analyzed. The results showed that hundred-pod weight and hundred-kernel weight of dried peanuts with the method of sun-drying of picked pods on plants were both higher than the other 2 methods, and the weight-increasing effect was more obvious for earlier harvesting date (<0.05). As far as the same post-ripening drying method was concerned, hundred-pod weight and hundred-kernel weight of dried peanuts harvested 2 weeks earlier were significantly lower than the one week earlier and the original harvesting date (<0.05). During the sun-drying period, the water content of peanut shells and kernels with the method of sun-drying of pods on plants were significantly higher than that with the method of sun-drying of picked pods. The difference in water content between the 2 methods was increased in the early stage of drying, and then gradually decreased until almost the same final moisture content was reached (<0.05). No significant difference was observed for both crude protein content and crude fat content of dried kernels between the 2 methods of sun-drying of picked pods and air-drying of picked pods (>0.05). However, the 2 indicators under the method of sun-drying of pods on plants were increased by 3% and 2%, respectively. The earlier the harvest date, the lower the crude protein and crude fat content. There was no significant difference in the total relative content of unsaturated fatty acids in the fresh-harvested kernels, dried kernels with sun-drying of pods on plants and dried kernels with sun-drying of picked pods (>0.05), however, that indicator with the method of air-drying of picked pods was significantly higher than the fresh-harvested kernels (<0.05). The contents of 8 major amino acids and the total amino acids content in peanut kernels with 3 post-ripening drying methods were ranked in descending order as sun-drying of pods on plants, sun-drying of picked pods and air-drying of picked pods (<0.05). Electron microscopy photos of cross section of peanut pedicel with the method of sun-drying of pods on plants indicated that the peanut pedicel remained the channel space for the transportation and storage of water and nutrients in the early stage of drying, which provided the necessary conditions for the metabolism and accumulation of peanut pods. The results of the study can provide reference for peanut production practice.
drying; quality control; harvesting; peanut; ripening
10.11975/j.issn.1002-6819.2017.22.038
TS255.3
A
1002-6819(2017)-22-0292-09
2017-08-14
2017-11-09
农业部现代农业装备重点实验室开放课题(201604002);国家自然科学基金资助项目(31301592);中国农业科学院科技创新工程(农产品分级与贮藏装备创新团队);常州市科技支撑计划(农业)项目(CE20152017)。
王海鸥,安徽桐城人,副教授,博士,主要从事食品冷冻与干燥技术研究。Email:who1978@163.com。中国农业工程学会高级会员(E041200664S)。
谢焕雄,广西浦北人,研究员,主要从事农产品加工技术与装备的研究。Email:who1978@163.com。中国农业工程学会高级会员(E041200496S)