核桃機(jī)械深加工工藝與關(guān)鍵技術(shù)研究

王海燕

（呂梁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西呂梁 033000）

0 引言

核桃是胡桃科胡桃屬植物，是深受人們喜愛的堅(jiān)果類食品之一。核桃仁是核桃果實(shí)的主要應(yīng)用部位，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)素，每百克含蛋白質(zhì)15～20 g，富有人體所需的鈣、磷、鐵等多種微量元素和礦物質(zhì)，可以制成多種多樣的食品和保健品。核桃仁經(jīng)過特殊工藝可以制成營(yíng)養(yǎng)成分高的核桃油、核桃粉及核桃飲料，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的核桃青皮和核桃殼也在醫(yī)藥、化工等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

1 核桃仁的深加工工藝與技術(shù)

1.1 核桃油

近年來，植物油越來越受到人們的青睞，其中核桃油作為一種珍貴的營(yíng)養(yǎng)油，很多國(guó)家已經(jīng)將其作為高檔食用保健油。核桃油中含有多種對(duì)人體有益的元素，如黃酮、維生素E和鐵等，并且其亞麻酸含量高于其他常見的植物油。目前，核桃油的機(jī)械加工有很多種方法，主要有壓榨法、浸出法、超臨界流體萃取法、精煉技術(shù)和防氧化技術(shù)等，其中壓榨法運(yùn)用的較為廣泛。

1.1.1 壓榨法。壓榨法是利用機(jī)械壓榨原理將核桃中的油脂擠出，常用的壓榨法有螺旋榨油機(jī)壓榨和液壓榨油機(jī)壓榨，根據(jù)核桃在壓榨前是否進(jìn)行熱處理分為熱榨和冷榨兩種類型。運(yùn)用液壓榨油機(jī)壓榨的方法對(duì)核桃進(jìn)行壓榨是在低于65℃的條件下進(jìn)行的，不僅可以保留核桃油中完整的營(yíng)養(yǎng)成分，還可以使油餅中的蛋白質(zhì)不發(fā)生變質(zhì)。但是氣味較差，且勞動(dòng)強(qiáng)度變大，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)[1]。

螺旋榨油機(jī)壓榨法對(duì)核桃進(jìn)行加工時(shí)，在螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下不斷將核桃推入螺旋榨油機(jī)的壓榨區(qū)域內(nèi)，由于螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)使內(nèi)部形成壓力不斷擠壓核桃，螺旋桿的同向運(yùn)動(dòng)將擠壓出的油通過縫隙流出，剩余的核桃殘?jiān)^續(xù)進(jìn)行擠壓，最終形成油餅從榨油機(jī)的出餅端排出，擠壓出的油通過過濾網(wǎng)收集到容器中。由于壓榨過程中溫度若較低，會(huì)使核桃的油脂粘稠度變大，從而導(dǎo)致流動(dòng)性差引起出油困難的現(xiàn)象，且榨油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)易出現(xiàn)問題。因此在螺旋榨油機(jī)壓榨過程中，在壓榨機(jī)內(nèi)部需要保持適當(dāng)?shù)臏囟?，使得核桃保持必要的可塑性且降低油脂的粘稠度，提高油餅的出油率，減少物料的浪費(fèi)。采用螺旋榨油機(jī)的壓榨方法雖然可以使壓榨過程規(guī)?；a(chǎn)，但由于壓榨過程壓榨機(jī)內(nèi)部的溫度過高，容易使核桃油餅中的蛋白質(zhì)發(fā)生變質(zhì)，微量元素流失，導(dǎo)致生產(chǎn)出的核桃油缺少應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)成分。

壓榨法生產(chǎn)核桃油的加工工藝流程為：核桃仁→預(yù)處理→壓榨→毛油→精煉提取→成品核桃油。

1.1.2 浸出法。浸出法是利用油脂能夠和有機(jī)溶劑相互溶解的性質(zhì)，將核桃油料破碎壓成胚片或者膨化后，用常用的正己烷等有機(jī)溶劑將核桃油料中的油脂萃取溶解出來的一種方法。這種方法生產(chǎn)效率較高，適用于工廠大批量的生產(chǎn)，但容易引起蛋白質(zhì)的變性，且得出的毛油普遍含有磷脂、游離脂肪酸及農(nóng)藥殘留物，不能直接食用，必須通過一系列的精煉工序后才能夠得到可供人們食用的核桃油。丁烷和丙烷浸出法則是一種較為溫和的制油工藝，其成油的品質(zhì)較好，且脫脂蛋白利用率高，適用于規(guī)范化地進(jìn)行核桃油的生產(chǎn)。

預(yù)榨－浸出法是將壓榨法與浸出法結(jié)合在一起的一種方法，即首先在壓榨過程中榨出一部分的油，再用溶劑進(jìn)行浸出，使油料中的油脂能夠充分的溶出。這種方法將壓榨法和浸出法的優(yōu)點(diǎn)充分結(jié)合在一起，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的制油工藝中。

浸出法生產(chǎn)核桃油的加工工藝流程為：核桃仁→預(yù)處理→溶劑提取→脫除溶劑→毛油→精煉提取→成品核桃油。

1.1.3 超臨界流體萃取法。超臨界流體萃取法是利用超臨界流體作為溶劑，一般運(yùn)用CO2為超臨界流體，從固體或液體中萃取出某種有效組分，并進(jìn)行分離的一種方法。運(yùn)用超臨界流體萃取法具有物料不會(huì)發(fā)生相變、節(jié)約能源、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單、萃取效率高且產(chǎn)出油質(zhì)量好、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，克服了壓榨法產(chǎn)油率低，制作工藝繁瑣且成品質(zhì)量不理想等缺點(diǎn)。但也有其局限性，超臨界流體萃取設(shè)備屬于高壓設(shè)備，投資成本較高，目前只處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，大規(guī)模的生產(chǎn)使用仍然有限。

在運(yùn)用超臨界流體萃取法萃取核桃油的過程中，提取率可達(dá)到93%，生產(chǎn)出來的核桃油質(zhì)量澄清透明、色澤淡黃，并且無溶劑殘留，不需要進(jìn)行下一步的精煉提取，就可以獲得可以食用的核桃油。

超臨界流體萃取核桃油的加工工藝流程為：核桃仁→除雜→清洗→烘干→粉碎→過篩→稱量→裝料→萃取→減壓分離→成品核桃油。

1.1.4 核桃油精煉技術(shù)。核桃油精煉技術(shù)是采用物理和化學(xué)的方法去除毛油中的雜質(zhì)，使產(chǎn)出的毛油可以提煉出可食用的核桃油，一般有脫膠、真空干燥、脫色、脫臭、脫酸等流程。脫膠是利用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法去除毛油中的磷脂成分，其中磷脂具有易溶于水、難溶于油的性質(zhì)，因此采用水化脫膠的方法，使膠質(zhì)先與水結(jié)合，再利用油脂與水的密度不同的特點(diǎn)，將膠質(zhì)去除，從而提煉出可食用的核桃油。真空干燥是為了除去核桃油中的水分，運(yùn)用真空干燥的方法，可以避免高溫對(duì)核桃油中營(yíng)養(yǎng)成分的破壞。脫色的目的是除去核桃毛油中的色素，可以采用活性炭吸附的方法。脫臭主要是除去毛油中非甘油三酸酯的成分，比如酮類、醛類、烴類等物質(zhì)，是利用甘油三酸酯與揮發(fā)性臭味物質(zhì)揮發(fā)度的差異，讓水蒸氣通過有臭味組分的毛油，從而產(chǎn)生汽－液表面接觸，水蒸氣最終被揮發(fā)的臭味組分所飽和，按照其分壓的比例排除，最終達(dá)到給毛油脫臭的目的。脫酸是指除去毛油中游離的脂肪酸，運(yùn)用物理的手段是在一定的溫度下采用真空蒸餾的方法，使游離脂肪酸從毛油中揮發(fā)出來；運(yùn)用化學(xué)的手段是在毛油中加入適當(dāng)?shù)膲A，運(yùn)用酸堿中和的原理，使游離脂肪酸與堿發(fā)生反應(yīng)，從而將游離脂肪酸分離出來。

核桃油精煉加工工藝流程為：核桃仁原料→脫殼→破碎→加熱→壓榨→核桃毛油→粗濾→脫膠→脫酸→脫色→真空干燥→精濾→抗氧化→灌裝→成品核桃油。

1.1.5 核桃油防氧化技術(shù)。由于核桃油中的不飽和脂肪酸含量較高，因此在生產(chǎn)加工以及后期貯藏的過程中容易出現(xiàn)酸敗現(xiàn)象，產(chǎn)生過氧化物，進(jìn)而降解成揮發(fā)性混合物，并伴隨著難聞的氣味，因此在生產(chǎn)過程中提高核桃油的防氧化性十分重要。在現(xiàn)代的生產(chǎn)過程中，一般加入一些常用的抗氧化劑，如特丁基對(duì)苯二酚、維生素E和C等。此外，還可以采用一些排出氧氣、冷藏貯存、加入茶多酚及不透明包裝等能夠一定程度上防氧化的技術(shù)措施[2]。

1.2 核桃粉

在核桃仁榨油后產(chǎn)生的油餅中，存在大量的蛋白質(zhì)和微量元素，對(duì)人體具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，符合核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，具有非常好的發(fā)展前景。

1.2.1 關(guān)鍵技術(shù)。核桃粉的生產(chǎn)技術(shù)一般分為噴霧干燥法和超微粉碎法兩種。噴霧干燥法是目前最主要采用的加工方法之一，運(yùn)用這種方法生產(chǎn)出的核桃粉顆粒蓬松多孔，流動(dòng)性好、溶解性好，在沖調(diào)時(shí)能夠快速溶解不易結(jié)塊分層。超微粉碎法生產(chǎn)核桃粉的加工工藝較為簡(jiǎn)化，能夠節(jié)省一定的投資成本，并且運(yùn)用這種方法加工的核桃粉表面吸附能力強(qiáng)，具有更好的分散性和溶解性，更易于人們消化和吸收。這兩種加工方法相比，超微粉碎法能夠降低生產(chǎn)成本，較噴霧干燥法更有應(yīng)用前景。

1.2.2 產(chǎn)品。風(fēng)味速溶核桃粉：核桃仁→冷榨→油餅→粉碎→調(diào)配（乳化劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、調(diào)味劑）→磨漿→過濾→均質(zhì)→噴霧干燥→集粉→包裝→風(fēng)味速溶核桃粉成品。微膠囊速溶核桃粉：核桃仁→冷榨→油餅→粉碎→過篩→調(diào)配（乳化劑、穩(wěn)定劑、水）→磨漿→過濾→均質(zhì)→微膠囊包裝→噴霧干燥→集粉→包裝→微膠囊速溶核桃粉成品。核桃油餅蛋白提取：冷榨核桃油餅→粉碎→烘干→過篩→浸泡→調(diào)節(jié)酸堿度（加入堿性溶液使產(chǎn)品呈堿性）→超聲波處理，攪拌60 min→4000轉(zhuǎn)/min，離心20 min→去油層和下層沉淀→過濾→調(diào)節(jié)酸堿度（加入1 mol/L的鹽酸溶液），攪拌→4000轉(zhuǎn)/min，離心20 min→水洗沉淀層至呈中性→冷凍干燥→核桃蛋白成品。

1.3 核桃飲料

隨著人們對(duì)健康飲食的日益關(guān)注，植物蛋白飲料在市場(chǎng)上的需求越來越高。其中，以核桃為原材料的蛋白飲料因富含豐富的蛋白質(zhì)和微量元素，且易于吸收和消化，被嬰幼兒、青少年和中老年人廣泛飲用。然而，核桃仁表面有一層褐色的外皮，具有苦澀的口感，會(huì)影響到飲料的口感和味道，并且由于核桃飲料具有豐富的蛋白質(zhì)，在貯藏期間容易出現(xiàn)沉淀、分層等現(xiàn)象，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在加工過程中的去皮、磨漿、調(diào)配等環(huán)節(jié)尤為重要[3]。

1.3.1 生產(chǎn)加工工藝流程。核桃仁→預(yù)處理→去皮脫澀→磨漿→調(diào)配→均質(zhì)→滅菌→罐裝密封→冷卻→檢驗(yàn)→核桃飲料成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)。原材料選擇及預(yù)處理。首先選擇新鮮、果實(shí)飽滿、無病蟲害、無腐爛變質(zhì)的核桃果仁，用流水洗去雜質(zhì)、浮皮；第一，去皮脫澀。用1%的氫氧化鈉和0.3%的脫皮劑調(diào)配成混合脫皮溶液放置于夾層鍋中，提高溫度至90℃左右，放入核桃仁。3～5 min之后取出，用流水沖洗去皮；第二，磨漿。將已經(jīng)去皮脫澀的核桃仁按照1：10的比例加入60～70℃的熱水中，用機(jī)器進(jìn)行粗研磨，研磨完成后進(jìn)行初步過篩取出渣滓，再用膠體磨細(xì)磨2次以上，過篩得到核桃漿液；第三，調(diào)配、脫氣。加入一定的食品添加劑使核桃飲料具有一定的風(fēng)味，并且更利于保藏。將白砂糖、乳化劑和穩(wěn)定劑用70～90℃的熱水充分溶解后，邊攪拌邊均勻加入。運(yùn)用真空脫氣機(jī)進(jìn)行脫氣；第四，均質(zhì)。將混合溶液放入均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)；第五，滅菌、罐裝密封。將混合溶液進(jìn)行高溫滅菌，再在85℃的溫度下進(jìn)行無菌罐裝，最后進(jìn)行密封；第六，冷卻、檢驗(yàn)。在罐裝后進(jìn)行冷卻至40℃左右，進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可裝箱。

2 核桃青皮的深加工工藝與技術(shù)

2.1 核桃青皮脫除

2.1.1 物理特性。核桃青皮為肉質(zhì)果皮，當(dāng)核桃果實(shí)未成熟時(shí)，其青皮會(huì)與果實(shí)緊密粘合在一起，難以去除；當(dāng)核桃果實(shí)成熟后，青皮會(huì)出現(xiàn)一些裂紋，也不會(huì)再與內(nèi)部的果實(shí)粘合，易于去除。理想去除青皮的效果是使核桃受到一定機(jī)械外力的作用，產(chǎn)生裂紋脫除，而保持核桃殼完整不破裂[4]。

2.1.2 脫皮裝置。在核桃青皮的脫皮裝置中，刮削式機(jī)械裝置最為常見，根據(jù)刮削部件運(yùn)動(dòng)方式的不同分為滾筒式刮削與鏈板式刮削。另外，還有兩種核桃的脫皮裝置如切割式裝置、擠壓式裝置等。

2.2 單寧提取工藝流程

核桃青皮→45℃風(fēng)干→粉碎過篩→干粉貯存→溫水浸泡→離心→真空抽濾→減壓濃縮→真空干燥→單寧粗品→純化→包裝→成品。

2.3 黃酮提取工藝流程

核桃青皮→45℃風(fēng)干→粉碎過篩→70%乙醇回流提取→真空抽濾→合并濾液→減壓濃縮→粗提取液→柱層析純化分離→包裝→成品。

2.4 胡桃醌提取工藝流程

核桃青皮→陰干→粉碎過篩→75%的乙醇溶液浸提→超聲波處理→減壓蒸餾→鹽析→真空干燥→粗品→純化→包裝→成品。

3 核桃殼的深加工工藝與技術(shù)

3.1 物理特性

由于目前我國(guó)對(duì)核桃產(chǎn)品的需求量越來越大，導(dǎo)致產(chǎn)出的核桃殼越來越多，且核桃殼的硬度較大，不易碎，因此處理起來比較麻煩，主要作為廢棄物和燃料使用，對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。但是，核桃殼質(zhì)地堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)緊密，含有大量的木質(zhì)素和纖維素，可以加工成為活性炭。

3.2 超微粉碎技術(shù)

對(duì)于核桃殼的加工是主要通過超微粉碎技術(shù)，在核桃破殼后，根據(jù)核桃殼顆粒的粒徑與分布差異，將粉碎過程分為粗破碎、細(xì)破碎、微粉碎和超微粉碎四種。在運(yùn)用超微粉碎技術(shù)時(shí)，需要經(jīng)過除雜、清洗、烘干等步驟。目前核桃殼破碎機(jī)主要有擠壓、撞擊兩種形式。

4 其他核桃制品深加工思路

除了以上的核桃油、核桃粉、核桃飲料以及核桃青皮、核桃殼等深加工產(chǎn)品外，核桃深加工產(chǎn)品還可以在醫(yī)藥、化工等方面進(jìn)行應(yīng)用。核桃木、核桃葉、核桃花等資源正在不斷更新開發(fā)出一系列的核桃加工產(chǎn)品，如核桃手工藝品、核桃糕點(diǎn)及甜品等，還可以作為粘合劑和填充劑使用，為人們的日常生活帶來便利[5]。

5 結(jié)語

中國(guó)是世界上核桃起源中心之一，是世界上核桃生產(chǎn)第一大國(guó)，擁有最大的種植面積和產(chǎn)量，核桃深加工產(chǎn)物具有一定的營(yíng)養(yǎng)、保健價(jià)值，通過對(duì)核桃產(chǎn)品機(jī)械深加工工藝和關(guān)鍵技術(shù)的調(diào)整，可以進(jìn)一步改善生產(chǎn)過程中勞動(dòng)力消耗大、生產(chǎn)效率低的問題，為人們提供更多具有核桃風(fēng)味的食品，并且在更多行業(yè)中充分地發(fā)揮核桃產(chǎn)品自身的附加價(jià)值，將我國(guó)巨大的自然資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。