破局传统困局:义乌南枣加工的机械化创新之路
陈红建等
义乌南枣是浙江省传统名产,在《中国名产》中被誉为“江南枣中佳品”,清朝时曾为贡品,已有近300年历史,曾经与火腿、红糖一起被称为“义乌三宝”。上世纪开始义乌南枣一直出口港澳、东南亚等地用于药膳、煲汤等,曾是浙江省农产品中的主要出口品。义乌市产品(商品)质量监督检验研究院用高效液相色谱法测定义乌南枣中维生素C和芦丁,其含量均高于骏枣和阿克苏灰枣,因此,用义乌大枣加工的义乌南枣有较高的食用和药膳价值。
义乌南枣加工技艺于2012年列入浙江省非物质文化遗产。南枣加工技术主要采用日晒和火烘相结合的干制法。用于加工南枣的义乌大枣从膨大期进入白熟期,即果皮透白,就采摘加工,其加工方法叫“烫红”法,而果皮全红的南枣加工方法称之为“元红”法。8月处暑,义乌大枣在白熟期易遭受干旱与台风,导致其品质下降、损耗增加。古代劳动人民创造了处暑时采摘青枣加工南枣古法,只有二若枣(7月开花,10月成熟)采用元红法加工南枣。“烫红”是指青枣经高温开水短时间烫后,经过闷与日晒,枣中的糖分增加,促使表皮中叶青素和花青素转变为叶红素,由于叶红素的存在,慢慢地变成枣红色,以达到南枣应有的色泽与光亮度。烫红法工序包括选枣、烫枣、晒红、煮枣、日晒烘烤等,元红法比烫红法仅少“烫枣”一环。义乌南枣加工烫红法中烫枣环节的火候、温度、时间等技术系数难度大,九晒九烘环节不仅体力重,且受天气影响比较大,极易产生损耗。2019年通过创新改造,首创了喷淋式烫红机、清洗风干沥水一体机和连续烘干机等机械设备,并申请了实用新型专利,该技术在全市南枣加工点推广,实现义乌南枣省力省工和高效高品质提升,据统计,2022-2024年,义乌市南枣加工节省成本约1735万元,减少损耗约3305万元,提高经济效益累计5000多万元。
1 义乌南枣机械设备创新设计
1.1喷淋式烫红机
义乌南枣传统加工工艺复杂,难度大,比如南枣加工第一道工序烫枣(图1),即把备用的鲜枣果用沸腾的开水烫泡就由绿白色就变成黄白色,目前这道工艺基本都是靠技师掌握火候在铜锅中用沸水将青枣烫泡,对技师的要求很高,而且技师要长时间站在沸水旁边工作,非常危险。
图 1 传统手工加工工艺中烫率后的青枣
创新喷淋式烫红机机架上方设有与机架固定连接的传送部,传送部一端设有进料斗、另一端设有出料口,传送部中部设有喷淋部,其内安装喷淋装置,可以把备用的鲜枣果用沸腾的开水烫泡使其由绿白色变成黄白色(图2),完美地代替人工操作,不仅提高了操作人员的安全,而且大幅度降低了人工成本。
图 2 喷淋式烫红机械烫率后的青枣
1.2清洗风干沥水一体机
义乌南枣加工之前需要经过清洗,任务重,体耗大。创新清洗风干沥水一体机,依次设有一号、二号清洗槽、进料区、注水口、输送网带,清洗槽侧壁上设溢水口,清洗槽中部上方设有喷淋装置一、二和三,还合理设置了多个滚动毛刷和多个鼓泡机等,能一次完成大量枣果的清洗和风干,大大提高了效率,减少了人工支出,也保证了清洗的统一标准,减少了枣果在不同设备之间的过渡,降低了枣果的磕碰伤概率。
1.3 连续烘干机
工艺环节中人为的造成果体开裂或枣皮龟裂影响南枣外观。九烘九晒烘过程中,易遭受雷雨天气、阴天少光照等影响,严重的产生霉斑,影响质量。义乌南枣在加工过程中,九烘九晒是南枣加工过程中最繁琐、最耗体力的环节,经过白天日晒(图3),再用限定的温度用限定的时间烘焙,然后重复晒与烘工序;传统的自然日晒或炭火烘干的方法,不仅体力繁重,而且碳火火候、南枣成品前的水分含量不好控制,易出现油头、霉烂等现象,另则多次人为手动操作,现有的烘干设备大多无法实现连续生产,烘干效果较差。
图 3晒红
创新改造的连续烘干机是可分流控制、持续降温烘干的连续烘干机。其采用多层传送带式烘干网分开控制的结构,从上到下的物料传送充分利用了重力的作用,节约了能量,从上到下,枣果越来越干,温度越来越低。烘干网上下层之间前后错开,南枣从上传送带的第一层烘干网进入烘干区,可以根据温度与温度的要求任意选择使用哪几层中传送带的烘干网,最后从下传送带进入出料口完成烘干动作。多个不同的开关可以控制每层烘干网的温度,这样设计的效果不仅实现了连续式烘干,提高了烘干的效率,而且可以有效控制南枣的水分与干燥程度。
2 创新义乌南枣机械化加工工艺
在传承固有加工技艺、保持传统风味的基础上,融入创新机械设备工艺,以提高生产效率为目的,提供一种现代化、机械化、高效率、高标准的南枣的制作方法。
工艺流程为:分组机挑选级、机械清洗风干、机械自动枣果烫红、干燥(晒枣)、枣果水煮、机械枣果烘干、枣果晾晒、重复烘晒、等级规格分级、成品包装等。
2.1分级机挑选
电动分级机自动把符合加工目的、直径在2.5~3.3cm的鲜枣通过运输带送至不同规格的装置内。
2.2机械清洗风干
把挑选分级好的枣果,依次分批放入清洗风干沥水一体机的清洗槽,经过二次清洗,干净的枣果经由底部的输送网带循环输送至自动烫红机的入口处。
2.3机械自动枣果烫红
清洗干净的枣果依次分批放入喷淋式烫红机,通过喷水装置用100℃的开水把青枣烫成红色。
2.4机械枣果烘干
将沥干水分的枣果通过连续烘干机的输送网带,放入连续烘干机的不同烘干网进行不同温度烘干。
3 人工成本与品质对比
人工成本。义乌南枣加工,机械化与传统手工作坊对比,加工1t义乌南枣所用的人工分别为4人与6人,效率提高近15倍。
品质。机械化加工产生损耗(破损、发霉等)5%以下,传统手工作坊加工中产生损耗大于15%,机械化加工减少损耗在10%以上。经过综合评价,义乌南枣加工的机械创新与工艺设计,科学、省工省力、经济效益高。
4 营养价值分析
2023年义乌市农技推广服务中心对机械化加工点与手工加工点进行随机抽检,将同等重量的义乌南枣,用塑料袋密封装置,同时委托江南大学对氨基酸、蛋白质等营养成分进行检测,结果如表1。从表1看出,义乌南枣含有丰富的氨基酸、蛋白质、果糖、葡萄糖、总黄酮、维生素C和环磷酸腺苷等。机械化加工的义乌南枣的氨基酸、蛋白质、总黄酮、维生素C、环磷酸腺苷等含量高于手工加工,说明机械化加工工艺较优,而果糖、葡萄糖等含量相对较低,这可能与机械化加工工艺中枣肉的糖化温度高低和时间长短等因素相关。
表1 义乌南枣营养检测结果
注:营养物质检测方法:氨基酸检测方法为GB5009.124-2016,蛋白质含量为GB5009.5-2016(第一法),果糖含量为GB5009.8-2016,葡萄糖含量)GB5009.8-2016,总黄酮为中华人民共和国药典,维生素C含量为GB5009.86-2016,环磷酸腺苷(cAMP)为实验室自编方法。