內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)壓榨核桃油品質(zhì)的影響

周 曄，樊 瑋，宋曉波，張俊佩*，裴 東

（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，林木遺傳育種國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091）

內(nèi)種皮為包裹在核桃仁表面的一層薄膜，其酚類物質(zhì)含量豐富，占核桃仁總酚含量的90%以上[1]。蟲(chóng)蛀、霉變、堆漚時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等因素都會(huì)造成內(nèi)種皮的褐變以及核桃仁的哈敗。然而，在正常的采收與處理（如干燥）過(guò)程中，內(nèi)種皮中的酚類物質(zhì)也可通過(guò)酶促或非酶促途徑發(fā)生一定程度的氧化褐變，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)種皮色澤的變化。

內(nèi)種皮的色澤及其存在與否對(duì)于核桃產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要影響。例如，內(nèi)種皮色澤的深淺會(huì)影響核桃仁產(chǎn)品的感官品質(zhì)和銷售。LY/T 1922—2010《核桃仁》規(guī)定，按照內(nèi)種皮色澤可將核桃仁分為淡黃、淺琥珀和琥珀等不同等級(jí)。內(nèi)種皮的存在還會(huì)造成核桃乳產(chǎn)品風(fēng)味苦澀、顏色發(fā)暗，且易形成褐色沉淀，因此在生產(chǎn)過(guò)程中需對(duì)其進(jìn)行脫除[2]。而內(nèi)種皮對(duì)于核桃油產(chǎn)品品質(zhì)的影響仍鮮有報(bào)道。在進(jìn)行核桃油制備時(shí)，對(duì)內(nèi)種皮的處理方式也不一致。例如，徐月華[3]、朱振寶[4]等在制備核桃油時(shí)對(duì)內(nèi)種皮進(jìn)行了脫除，而楊保求[5]、夏輝[6]等則進(jìn)行了保留。明確內(nèi)種皮對(duì)于核桃油品質(zhì)的影響，對(duì)于核桃油的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)十分必要。

目前，生產(chǎn)中多采用堿液法對(duì)內(nèi)種皮進(jìn)行脫除。然而，堿液法不僅會(huì)造成核桃仁粗脂肪含量和不飽和脂肪酸含量的降低，其產(chǎn)生的廢液還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染[7-8]。研究已表明，熱燙去皮法可更好地保證核桃仁的品質(zhì)[9-10]。同時(shí)，熱燙去皮法無(wú)需化學(xué)試劑，滿足現(xiàn)今對(duì)食品安全的需求；處理后的水中含有的酚類物質(zhì)也具有再利用價(jià)值。

本研究以深色及淺色核桃仁為原料，探討了內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)壓榨核桃油顏色、營(yíng)養(yǎng)成分和穩(wěn)定性等方面的影響，旨在從原料篩選的角度為核桃油的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

所選品種為‘三臺(tái)’核桃，于2015年9月下旬完全成熟后，采收自云南省大姚縣三臺(tái)鎮(zhèn)。采收當(dāng)天立即進(jìn)行脫青皮和清洗處理。43 ℃恒溫干燥至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%～8%。選取縫合線緊密、殼面完整的核桃進(jìn)行破殼取仁。核桃仁樣品滿足GB/T 20398—2006《核桃堅(jiān)果質(zhì)量等級(jí)》中“無(wú)蟲(chóng)蛀、出油、霉變、異味”的基本要求。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（軟脂酸甲酯、棕櫚油酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯）、生育酚標(biāo)準(zhǔn)品（α-、γ-和Δ-生育酚） 美國(guó)Sigma-Aldrich公司；其余試劑均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CZR309型全自動(dòng)螺旋榨油機(jī) 廣州萬(wàn)彪通用設(shè)備制造有限公司；DHG-9203A電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；NR200型電腦色差儀 深圳三恩時(shí)科技有限公司；Model F型羅維朋比色儀 德國(guó)Tintometer有限公司；UV-2800型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海尤尼柯科技有限公司；7890A-5975C型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀Agilent科技（中國(guó)）有限公司；2695型高效液相色譜儀美國(guó)Waters科技有限公司；892型Rancimat油脂氧化穩(wěn)定性測(cè)定儀 瑞士萬(wàn)通（中國(guó)）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同色澤核桃仁的篩選

首先，采用目測(cè)法篩選出深黃偏褐的1/2核桃仁（即深色仁）和淡黃偏白的1/2核桃仁（即淺色仁）各50 g（圖1）。隨后利用色差計(jì)分別對(duì)兩者的色澤進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果以L、a、b值表示。以測(cè)得的數(shù)值范圍為界定依據(jù)，繼續(xù)對(duì)深色仁和淺色仁進(jìn)行篩選。最終選取1 200 g深色仁和1 200 g淺色仁，分別等分兩份以作為去皮組和非去皮組。

圖 1 所選深色仁（A）與淺色仁（B）Fig. 1 Dark-colored (A) and light-colored (B) walnuts

1.3.2 內(nèi)種皮熱燙脫除處理

將200 g核桃仁樣品投入1 L 100 ℃熱水中，熱燙2 min后，立即將核桃仁取出，自來(lái)水沖洗冷卻，用鑷子對(duì)內(nèi)種皮進(jìn)行脫除。利用濾紙吸干去皮核桃仁表面的水分后，置于35 ℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12 h。干燥后去皮核桃仁的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2%～7.7%，與未去皮前核桃仁的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相當(dāng)。

1.3.3 核桃油的制備

采用螺旋壓榨法制油。榨油機(jī)開(kāi)機(jī)后，預(yù)熱榨膛5 min。關(guān)閉加熱鍵。運(yùn)行電機(jī)，將敲碎的核桃仁勻速投入進(jìn)料口進(jìn)行壓榨。得到的毛油以8 000 r/min離心20 min以除去雜質(zhì)，最終得到澄清的冷榨核桃油。出油率按下式計(jì)算。

式中：mo為澄清核桃油的質(zhì)量/g；mk為壓榨所用核桃仁的質(zhì)量/g。

1.3.4 核桃油理化指標(biāo)測(cè)定

色澤（紅值、黃值）：參照GB 22460—2018《動(dòng)物刊油脂 羅維朋色澤的測(cè)定》，采用羅維朋比色計(jì)法（25.4 mm槽）測(cè)定；過(guò)氧化值：參照GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》，采用滴定法測(cè)定；酸值：參照GB 5009.229—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測(cè)定》，采用冷溶劑法測(cè)定；茴香胺值：參照GB/T 24304—2009《動(dòng)植物油脂 茴香胺值的測(cè)定》，采用比色法測(cè)定。

脂肪酸含量：采用GC-MS測(cè)定，具體參考Savag等[11]的方法。稱取20 mg核桃油置于10 mL試管，加入2 mL 0.01 mol/L NaOH-CH3OH溶液，60 ℃水浴30 min，期間每隔10 min搖晃反應(yīng)溶液10 s。取出試管，自來(lái)水沖洗冷卻，依次加入1 mL 10 g/100 mL NaHSO4溶液、1 mL 25 g/100 mL NaCl溶液、3 mL蒸餾水、1 mL正己烷。劇烈搖晃30 s，靜置，待分層后吸取上層澄清正己烷層進(jìn)行色譜分析。色譜柱：CP-Sil 88（100 m×0.25 mm，0.2 μm）；載氣為高純He，流速1 mL/min；進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣口溫度270 ℃，分流比100∶1。升溫程序：起始溫度150 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升至210 ℃，保持10 min。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間，以及各峰質(zhì)譜信息與NIST 2.0比對(duì)結(jié)果確定脂肪酸組成。按照峰面積歸一化法計(jì)算各脂肪酸的相對(duì)含量。

總酚含量：參考Slatnar等[12]的方法。將10.0 g核桃油、10.0 mL正己烷和2.0 mL 甲醇-水（體積比60∶40）加入50 mL離心管，漩渦振蕩2 min后，以3 000 r/min離心10 min。分離收集下層甲醇相。重復(fù)提取1 次，合并甲醇相，用純甲醇定容至5 mL，得到核桃油總酚提取液。于10 mL試管中加入6 mL蒸餾水、500 μL福林-酚試劑、100 μL總酚提取液，混勻，室溫避光靜置8 min。繼續(xù)加入1.5 mL 20 g/100 mL Na2CO3溶液和1.9 mL蒸餾水。混勻后40 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)靜置30 min。最終測(cè)得反應(yīng)液在725 nm波長(zhǎng)處的吸光度。以沒(méi)食子酸為對(duì)照進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。總酚含量測(cè)定結(jié)果表示為每1 g樣品相當(dāng)于沒(méi)食子酸的質(zhì)量（mg GAE/g）。對(duì)核桃仁/核桃粕中總酚的提取：稱取2.5 g粉碎后的核桃仁（粕），加入12.5 mL甲醇-水（體積比60∶40），室溫超聲30 min。重復(fù)提取一次。提取液經(jīng)合并、微孔濾膜過(guò)濾后，4 ℃下10 000 r/min離心10 min，得到核桃仁/粕總酚提取液，用純甲醇定容至25 mL。核桃仁/核桃粕中總酚含量的測(cè)定與核桃油相同。

生育酚：參考李柰等[13]的方法。準(zhǔn)確稱取1.0 g核桃油，加入1.25 mL甲醇室溫超聲20 min，重復(fù)3 次。合并上層有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去甲醇。再加入1 mL甲醇以溶解殘留的生育酚提取物。利用Merck RP-18反相色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）對(duì)所得生育酚溶液進(jìn)行高效液相色譜分析。色譜條件：進(jìn)樣量10 μL；流動(dòng)相為甲醇-水（體積比98∶2），流速1.0 mL/min；紫外檢測(cè)器波長(zhǎng)設(shè)定為295 nm。外標(biāo)法定量。

1.3.5 氧化穩(wěn)定性測(cè)定

采用兩種方法對(duì)核桃油的氧化穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定。參考朱振寶等[4]的研究，采用Rancimat加速氧化法：取核桃油3.0 g于反應(yīng)管中，吸收杯中加入50 mL超純水。儀器測(cè)定程序設(shè)定為溫度120 ℃，空氣流量20.0 L/h。氧化穩(wěn)定指數(shù)（oxidation stability index，OSI）由儀器自動(dòng)根據(jù)電導(dǎo)率曲線最大二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算得出。參考美國(guó)油脂化學(xué)家協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)采用Schaal烘箱法[14]。將50 mL核桃油置于250 mL無(wú)蓋試劑瓶，（60±1）℃烘箱中貯藏一定時(shí)間（0、12、24、36、48 h）后，測(cè)定樣品的過(guò)氧化值。采用GB/T 22327—2008《核桃油》中規(guī)定的12 meq/kg為過(guò)氧化值上限，根據(jù)回歸方程計(jì)算核桃油貨架期。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。利用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，顯著性水平設(shè)定為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)出油率的影響

圖 2 去皮前后核桃仁的出油率Fig. 2 Oil yields from peeled and unpeeled walnut kernels

由圖2可知，去皮前，深色仁與淺色仁的出油率無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；去皮后，兩者的出油率均顯著降低。核桃含油量高而纖維狀物質(zhì)很少，冷榨制油相對(duì)困難[15]。內(nèi)種皮則是核桃仁膳食纖維的主要存在部位，含量約是去皮核桃仁的5 倍[16]。因此，內(nèi)種皮的脫除降低了核桃仁的纖維素含量，從而導(dǎo)致出油率顯著減少。周伯川等[17]曾在核桃仁榨料中添加了30%的核桃殼，通過(guò)提高榨膛壓力來(lái)增加出油率。

2.2 內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)油脂顏色的影響

如表1所示，去皮前，深色仁與淺色仁的色度值差異明顯，在明度（L值）與紅綠度（a值）上具有顯著性差異；去皮后，去皮深色仁與去皮淺色仁的色度值無(wú)顯著性差異。這表明核桃仁樣品的色澤差異主要存在于內(nèi)種皮。對(duì)于花生、芝麻等以熱榨工藝為主的油料，其油脂顏色主要受炒籽過(guò)程中美拉德反應(yīng)褐色產(chǎn)物的影響[18-19]。核桃油則普遍采用冷榨法制取，因而其顏色主要受自身物質(zhì)影響。

表 1 去皮前后核桃仁表面的色澤Table 1 Surface color of peeled and unpeeled walnut kernels

表2數(shù)據(jù)顯示，深色仁油與淺仁油的顏色無(wú)顯著性差異，表明內(nèi)種皮色澤對(duì)油脂顏色無(wú)明顯影響。這可能是因?yàn)閮?nèi)種皮中色素主要由酚類氧化而來(lái)，而這類色素一般被認(rèn)為是水溶性色素[20]。另外，去皮深色仁油與深色仁油、去皮淺色仁油與淺色仁油顏色間也無(wú)顯著性差異，表明冷榨核桃油的顏色主要取決于核桃仁中的內(nèi)含物組分。推測(cè)類胡蘿卜素等脂溶性色素對(duì)核桃油顏色影響較大。另外，一些非甘三酯組分如甾醇、磷脂等在貯存與壓榨過(guò)程中發(fā)生氧化反應(yīng)，也會(huì)對(duì)油脂顏色造成影響[21]。

2.3 內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)脂肪酸的影響

表 3 去皮前后壓榨核桃油的脂肪酸相對(duì)含量及相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)Table 3 Fatty acid composition and related quality indexes of oils pressed from peeled and unpeeled walnut kernels

由表3可知，深色仁油與淺色仁油在不飽和脂肪酸含量、過(guò)氧化值、茴香胺值上均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）；去皮處理對(duì)不飽和脂肪酸的相對(duì)含量基本無(wú)影響。趙聰?shù)萚8]的研究指出，采用堿液去皮后，核桃仁中的不飽和脂肪酸顯著減少。因而利用熱燙法去皮可更好地保護(hù)不飽和脂肪酸組分。另外，吳世蘭等[7]發(fā)現(xiàn)堿液去皮后，后續(xù)的烘干過(guò)程會(huì)導(dǎo)致去皮核桃仁中過(guò)氧化值顯著升高。本研究中，經(jīng)熱燙去皮后的核桃仁經(jīng)過(guò)烘干處理，其過(guò)氧化值未出現(xiàn)顯著升高。兩者差異可能是因?yàn)樘幚頃r(shí)間與烘干溫度的不同。需要注意的是，在酸值方面，深色仁油顯著高于淺色仁油，去皮深色仁油也顯著高于去皮淺色仁油。不同于氧化酸敗，酸值的升高來(lái)源于水解酸敗。在初加工中，脫青皮不及時(shí)，以及干燥過(guò)程中局部過(guò)慢的水蒸氣擴(kuò)散速率等因素，都有可能在引起內(nèi)種皮褐變的同時(shí)促進(jìn)油脂的水解酸敗，從而導(dǎo)致酸值升高[22]。因此，內(nèi)種皮色澤的深淺與核桃仁酸值的高低具有一定聯(lián)系。

2.4 內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)抗氧化組分的影響

2.4.1 總酚含量

表 4 去皮前后核桃仁、核桃油和核桃粕中總酚含量的比較Table 4 Total phenolic contents in walnut kernels, oils, and meals before and after peeling mg GAE/g

由表4可知，淺色仁的總酚含量顯著高于深色仁（P＜0.05），這也在一定程度上證實(shí)了內(nèi)種皮色澤的加深源自其酚類物質(zhì)的氧化褐變。然而，經(jīng)壓榨后，深色仁油與淺色仁油中總酚含量均很低，而去皮處理則使得核桃油中的總酚含量幾乎為零。大量的酚類物質(zhì)被證明殘留在核桃粕中。Slatnar等[12]對(duì)不同品種核桃油中的總酚含量進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)總酚含量?jī)H為0.020～0.080 mg GAE/g，約占核桃仁總酚含量0.3%。Chang等[23]指出，去皮核桃仁中幾乎不含多酚，僅檢測(cè)到1 種二羧酸衍生物（glansreginin A）的存在。這表明核桃仁中的酚類物質(zhì)具有較大極性，因而在甘油三酯中溶解度較小。然而，也有研究者從壓榨核桃油中檢測(cè)到一定量（0.1 mg GAE/g）的總酚[24]。因此，可篩選脂溶性多酚組分含量較高的品種作為榨油品種，以提高核桃油中的總酚含量。

2.4.2 生育酚含量

表 5 去皮前后壓榨核桃油中生育酚含量的比較Table 5 Tocopherol contents of oils pressed from peeled and unpeeled walnut kernels mg/kg

研究證明，在7 種常見(jiàn)堅(jiān)果油中，核桃油的生育酚總量?jī)H低于榛子油[25]。由表5可知，深色仁油與淺色仁油在生育酚組成上無(wú)顯著性差異。去皮處理導(dǎo)致生育酚總量顯著減少，兩者的損失率均在18%左右，而帶殼核桃在4 ℃貯藏3 個(gè)月后生育酚總量的損失率在28%左右[26]。3 種異構(gòu)體中，雖然γ-生育酚的絕對(duì)損失量最大，但損失率最高的為α-生育酚，Δ-生育酚則最穩(wěn)定。Vaidya等[27]研究證明，在烘烤處理中，核桃油中最易氧化的為α-生育酚。這與依據(jù)理論計(jì)算得出的各異構(gòu)體抗氧化能力順序（α-＞γ-＞Δ-）[28]相符。然而，生育酚異構(gòu)體的抗氧化能力還會(huì)受到基質(zhì)種類（不飽和度）以及自身濃度等影響[18]。例如，在菜籽油中，當(dāng)含量均小于50 μg/g時(shí)，α-生育酚較γ-生育酚具有更強(qiáng)的抗氧化能力；當(dāng)兩者含量均大于100 μg/g時(shí)則相反[29]。

2.5 內(nèi)種皮色澤及其熱燙脫除對(duì)油脂穩(wěn)定性的影響

表 6 去皮前后壓榨核桃油穩(wěn)定性的比較Table 6 Stability of oils pressed from peeled and unpeeled walnut kernels

為了更全面地評(píng)價(jià)核桃油的穩(wěn)定性，采用Rancimat法和Schaal烘箱法，分別在120 ℃和60 ℃加速溫度下測(cè)定氧化誘導(dǎo)期和貨架期，結(jié)果如表6所示。可知，深色仁油與淺色仁油的氧化誘導(dǎo)期和貨架期無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。去皮處理導(dǎo)致氧化誘導(dǎo)期和貨架期的縮短，兩者的氧化誘導(dǎo)期分別縮短0.68、0.53 h，貨架期分別縮短5.52、3.36 h，顯著降低了核桃油的穩(wěn)定性。這可能與去皮處理使得核桃油中抗氧化組分特別是生育酚含量顯著減小有關(guān)。另外，雖然深色仁油在酸值上大于淺色仁油，但在實(shí)驗(yàn)所采用的兩種加速氧化體系下，游離脂肪酸對(duì)核桃油的促氧化效果并不顯著。

3 結(jié) 論

對(duì)于未哈敗變質(zhì)的核桃仁，內(nèi)種皮色澤的深淺不會(huì)對(duì)壓榨核桃油的顏色造成影響，因此在原料篩選時(shí)可適當(dāng)擴(kuò)大內(nèi)種皮顏色的可接受范圍。

深色仁油與淺色仁油僅在酸值上存在較小差異；而熱燙去皮會(huì)導(dǎo)致兩者的生育酚分別損失20.19%、16.33%，同時(shí)兩者的穩(wěn)定性也顯著降低。因此，在壓榨時(shí)建議對(duì)內(nèi)種皮進(jìn)行保留。

內(nèi)種皮中的纖維物質(zhì)有助于壓榨出油率的提高，因而可選擇具有較厚內(nèi)種皮的核桃品種作為榨油品種。