核桃加工及綜合利用研究進(jìn)展

宮學(xué)斌 ，王婷婷 ，宮俊杰 ，張　敏 ，趙煜煒 ，姜建波

（1.煙臺(tái)龍大核中寶食品有限公司，山東 煙臺(tái)　265229；2.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南　251100；3.龍大食品集團(tuán)有限公司，山東 煙臺(tái)　265231）

核桃（Juglans regia L.）為胡桃科胡桃屬植物，又名“胡桃“”羌桃”，與扁桃、腰果、榛子并稱世界“四大干果”[1]。核桃在我國(guó)分布廣泛，北至黑龍江，南達(dá)云南、貴州，西至新疆，東至山東、遼寧，其中安徽省亳州市三官林區(qū)被譽(yù)為亞洲最大的核桃林場(chǎng)。核桃為落葉喬木，核果球形，外果皮平滑，內(nèi)果皮堅(jiān)硬，有皺紋，呈大腦形。果仁可吃可榨油，也可入藥。配制糕點(diǎn)、糖果等，不僅味美，而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，在國(guó)外，人稱“大力士食品”“營(yíng)養(yǎng)豐富的堅(jiān)果”“益智果”；在國(guó)內(nèi)有“萬(wàn)歲子”“長(zhǎng)壽果”“養(yǎng)生之寶”的美譽(yù)。核桃可補(bǔ)腎、固精強(qiáng)腰、溫肺定喘、潤(rùn)腸通便。隨著人們生活水平的提高，對(duì)核桃及其加工品的需求逐漸增加，本文對(duì)核桃的加工及其綜合利用進(jìn)行綜述，以期為核桃的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1　核桃仁的利用

1.1　核桃仁相關(guān)成分的提取和應(yīng)用

1.1.1核桃油

核桃仁中提煉的核桃油中含有多種生物活性物質(zhì)，除含量較多的亞油酸、α-亞麻酸、維生素E外，還含有微量的功能性成分，如神經(jīng)酸、鱈油酸、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）、角鯊烯、褪黑素、黃酮、胡蘿卜素等，具有調(diào)節(jié)人體膽固醇、治療腦血栓及動(dòng)脈粥樣硬化、保護(hù)腦功能、預(yù)防神經(jīng)退行性疾病、提高免疫力、延緩衰老等一系列作用，其中褪黑素是腦白金的主要功效成分，DHA及α-亞麻酸是腦黃金的主要功效成分[2]。

核桃油的生產(chǎn)工藝主要有壓榨法、有機(jī)溶劑浸出法和超臨界CO2萃取法等[3]。將核桃仁堿法蛻皮后利用液壓冷榨法生產(chǎn)核桃油，壓榨壓力30MPa，壓榨時(shí)間40min，入榨水分為1.5%，出油率達(dá)93.19%，不飽和脂肪酸含量達(dá)到93.03%[4]；利用水酶法和分子蒸餾法提取富集核桃油，解決了傳統(tǒng)壓榨法過(guò)程中核桃粕蛋白變性大且不能充分利用等問(wèn)題[5]。核桃油微囊的制備可以提高核桃油在高溫、強(qiáng)光照下的穩(wěn)定性，便于貯藏[6]。

1.1.2核桃蛋白

核桃蛋白中8種人體必需氨基酸含量較高，超過(guò)國(guó)際衛(wèi)生組織和國(guó)際糧農(nóng)組織規(guī)定的氨基酸類人體必需量的標(biāo)準(zhǔn)值，是很好的植物蛋白來(lái)源[7]。市面上核桃蛋白的加工品多為核桃蛋白發(fā)酵酸奶和核桃蛋白飲料，也可將脫脂核桃蛋白添加到肉制品中，作為填充劑提高肉的吸水吸油性、凝膠強(qiáng)度和乳化能力，同時(shí)起到降低脂肪攝入的作用[8,9]。另外，通過(guò)不同的蛋白酶切割可以得到具有不同的生物活性的核桃蛋白活性肽。經(jīng)過(guò)AS1398中性蛋白酶水解得到的低分子量肽制品可以改變核桃蛋白溶解度差的問(wèn)題，有助于人體的消化吸收；核桃多肽還具有明顯的抗氧化性，不同的酶通過(guò)酶解得到的蛋白多肽均有不同程度的羥自由基清除作用，其中復(fù)合酶水解產(chǎn)物的抗氧化性最強(qiáng)，利用這一特性核桃蛋白可作為日用化學(xué)品的抗氧化劑、發(fā)酵食品的原料或添加劑等；核桃蛋白酶解后還可以生成具有抑菌成分的抗菌肽，且隨水解度的增加，抑菌能力增強(qiáng)，其對(duì)大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度分別是50%、50%和60%[7]。

郭興峰等[10]比較了冷榨和熱榨對(duì)所得的脫脂核桃餅粕中核桃蛋白性質(zhì)的影響，研究表明冷榨得到的核桃蛋白的溶解性、乳化性、吸水性均優(yōu)于熱榨，適用于植物蛋白粉和乳制品中，熱榨的核桃蛋白因其高吸油性和乳化穩(wěn)定性而更適用于肉制品添加劑或脂肪替代物。毛曉英等[11]對(duì)比了堿溶酸沉及酸沉法制備核桃蛋白，結(jié)果表明，二者對(duì)核桃蛋白的組成及結(jié)構(gòu)物明顯影響，蛋白得率分別為90%及70%。高榮海等[12]應(yīng)用超臨界CO2萃取脫脂法結(jié)合堿溶酸沉法，使得核桃蛋白的得率達(dá)到85%。敬思群等[13]優(yōu)化了核桃蛋白超聲輔助提取法，其最佳工藝條件為超聲時(shí)間19min，超聲溫度46℃，液料比20:1，pH=8.6，在此條件下核桃蛋白的浸出率達(dá)到68.98%。

1.2　核桃仁加工產(chǎn)品

我國(guó)以核桃仁為主、輔料生產(chǎn)的食品多達(dá)200多種，如琥珀核桃、五香核桃、脫皮核桃仁、核桃軟糖、核桃酪、核桃罐頭、核桃乳制品等[14]。凌子等[15]研究了二次剝殼、風(fēng)選分離技術(shù)完成核桃去殼，又運(yùn)用高壓蒸汽沖洗加毛刷清掃法實(shí)現(xiàn)種皮的剝離，改善了烘烤法、加熱煮沸法和堿液浸泡法等傳統(tǒng)去皮技術(shù)去皮效率低、口味發(fā)澀、減少污水排放等缺陷，提高了生產(chǎn)效率。目前，核桃制品在工藝技術(shù)上還存在很多的難點(diǎn)，如風(fēng)味保持、脂肪上浮、蛋白質(zhì)沉淀等[16]。

2　核桃副產(chǎn)物的利用

2.1　核桃殼

2016年我國(guó)核桃產(chǎn)量達(dá)到106萬(wàn)t，按核桃殼質(zhì)量占核桃總質(zhì)量的30%計(jì)算，2016年核桃殼產(chǎn)量約31.8萬(wàn)t。核桃殼大都被當(dāng)做燃料焚燒，不僅污染環(huán)境，而且也造成了極大的資源浪費(fèi)。核桃殼的綜合利用在食品、化工、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有涉及，主要有以下幾個(gè)方面。

2.1.1食品加工

陳志勇等[17]在核桃殼50%乙醇提取物中使用石油醚萃取得到粉狀核桃殼棕色素。該色素在高溫、弱酸弱堿、金屬離子條件下穩(wěn)定性較好，光照不穩(wěn)定，是一種安全可食用且廉價(jià)易得的天然植物色素[18]。核桃殼正己烷及乙酸乙酯提取物的抗氧化能力與茶多酚相當(dāng)，可作為食品抗氧化劑[19]。核桃殼多糖、蛋白質(zhì)含量較高，且富含多種礦物質(zhì)元素，可代替棉籽殼、玉米芯、雜木屑、麥麩等作為一種新型的食用菌栽培基質(zhì)，已有研究表明核桃殼在杏鮑菇、金針菇、平菇的栽培中效果理想[20]。另外，核桃殼通過(guò)酸解制備的木糖可以作為風(fēng)味改良劑[21]。

2.1.2化工應(yīng)用

核桃殼經(jīng)碳化可制成活性炭，用于吸附廢水中的銅、汞、鉻等重金屬離子和除去工業(yè)廢氣中的惡氣硫化氫、放射性碘代甲烷、一氧化碳等[22]。核桃殼還是一種天然木質(zhì)素材料，經(jīng)氨化后形成氨化木質(zhì)素，含氮量4.5%～6.8%，可作為有機(jī)肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)[23]。核桃殼焦油是核桃殼在少量空氣作氧化劑高溫?zé)峤鈿饣^(guò)程中產(chǎn)生的，經(jīng)過(guò)除雜、真空蒸餾、冷凝等工藝制成核桃殼焦油抗聚劑，用于氯丁橡膠的生產(chǎn)[24]。另外核桃殼焦油中還含有間甲酚，用于合成殺菌劑和農(nóng)藥中間體等[25]。

2.1.3醫(yī)學(xué)應(yīng)用

核桃殼化學(xué)成分豐富，主要有氨基酸、多糖、皂甙、黃酮和香豆素等[26]，具有降脂、抗腫瘤、抗氧化、抗菌及植物激素等作用[27]，被應(yīng)用于臨床治療中。碳化后的核桃殼對(duì)細(xì)菌、病毒具有較強(qiáng)的吸附、固定、抑制排出能力，可治療嚴(yán)重腹瀉，且療效明顯優(yōu)于思密達(dá)[28]。

2.2　核桃青皮

核桃青皮又稱青龍衣，因其化學(xué)成分多樣，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、工業(yè)方面應(yīng)用廣泛。核桃青皮中含有醌類、黃酮類、萜類、有機(jī)酸及其酯類等多種化學(xué)成分，具有抗腫瘤、抑菌、抗氧化等多種生物活性，被廣泛應(yīng)用于臨床。其醇提物以及其石油醚、氯仿、乙酸乙酯萃取部位對(duì)SGC-7901、HepG-2、HCT-8、Capan-2 四種腫瘤細(xì)胞株均有細(xì)胞毒作用[29]。核桃青皮中的胡桃醌具有顯著抗腫瘤活性，對(duì)人體肝癌細(xì)胞SMMC 7721的抑制強(qiáng)度與氟尿嘧啶相仿，強(qiáng)于亞硝酸注射液[30]。任先偉等[31]采用管碟法和最低抑菌濃度實(shí)驗(yàn)研究了核桃青皮不同極性提取物對(duì)7種細(xì)菌的抑菌活性，抑菌效果強(qiáng)弱分別為乙酸乙酯部位＞氯仿部位＞正丁醇部位＞石油醚部位，其中乙酸乙酯相具有廣譜抑菌作用，對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制效果最好。核桃青皮色素作為染發(fā)劑，與普通的氧化型染發(fā)劑相比，對(duì)頭發(fā)損傷小，且具有優(yōu)良的抗紫外線性能[32]。研究表明，50%乙醇提取得到的色素含量最高，為（2.67±0.02）mg/g，具有光穩(wěn)定性及耐氧化還原性，鈣、鋅、鐵等金屬離子對(duì)其具有增色效果[33]。核桃青皮所含的次生物質(zhì)具有較好的農(nóng)藥活性，其水浸液對(duì)馬鈴薯晚疫病孢子和甘薯黑斑病菌孢子抑制效果達(dá)96.7%和98.7%[34]，對(duì)植物幼根的抑制作用大于對(duì)幼芽的抑制作用，因此可作為除草劑使用[35,36]。

2.3　核桃種皮

核桃種皮以鞣花酸、沒(méi)食子酸、胡桃苷等多酚類成分含量最高[37]。另外還有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素B、及多種微量元素，以及少量以蘆丁為主的黃酮類成分[38]。榮瑞芬等[39]對(duì)核桃種皮的營(yíng)養(yǎng)和功能性成分進(jìn)行含量測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，核桃種皮中的酚類及黃酮類成分為核桃仁中含量的12.51和1.78倍；維生素B1、磷、鈣的含量分別是核桃仁中含量的1.37、1.50、13.46倍。有研究表明，核桃種皮中的多酚類成分具有多種保健功能，如抗氧化、保肝、抗癌、保護(hù)心血管、提高認(rèn)知功能、抗菌抗病毒、抑制黑色素生成、緩解免疫毒性以及治療糖尿病等[40，41]?；谄湄S富的營(yíng)養(yǎng)保健功能，核桃內(nèi)種皮正在應(yīng)用到特殊人群的膳食，制作成具有保健效果的核桃茶以及抗衰老的化妝品等[42]。

2.4　分心木

分心木是核桃仁間的木質(zhì)隔膜，含有黃酮、生物堿、有機(jī)酸、甾體等多種成分，臨床上常用于治療腎病、失眠多夢(mèng)、牙齦出血、腰肌勞損等疾病。目前對(duì)分心木的利用較少，大多與核桃殼一起作為燃料或活性炭等，也有少量作為速溶飲品、飲用茶等[43]。劉珊珊等[44]研究了分心木袋泡茶的制備工藝，最佳制備工藝為80目粉粹、烘干溫度74℃、烘干厚度4cm、烘干時(shí)間21min，最佳袋裝工藝為木漿紙袋、分心木凈含量2g，最佳沖泡工藝為水溫75℃、沖泡時(shí)間6min、加水量190mL、沖泡次數(shù)1次，該制備工藝使分心木中有效成分達(dá)到最大利用，并改善了傳統(tǒng)分心木泡茶的飲用品質(zhì)。

3　小結(jié)

我國(guó)的核桃種植資源豐富，是世界核桃第一生產(chǎn)大國(guó)和第四大核桃出口國(guó)，因其營(yíng)養(yǎng)成分豐富，核桃的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。核桃及其副產(chǎn)品的加工利用多樣，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，可以更大程度的將山區(qū)資源轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又可以起到節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境的作用。但是，目前我國(guó)核桃加工技術(shù)依然滯后，是導(dǎo)致核桃產(chǎn)品種類單一、品質(zhì)不齊的主要原因。所以，加強(qiáng)科技支撐、創(chuàng)新開(kāi)發(fā)核桃系列產(chǎn)品成為我國(guó)加快核桃產(chǎn)業(yè)升級(jí)、推動(dòng)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。

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