核桃加工及綜合利用研究進展

宮學斌 ，王婷婷 ，宮俊杰 ，張　敏 ，趙煜煒 ，姜建波

（1.煙臺龍大核中寶食品有限公司，山東 煙臺　265229；2.山東農業工程學院，山東 濟南　251100；3.龍大食品集團有限公司，山東 煙臺　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]。核桃在我國分布廣泛，北至黑龍江，南達云南、貴州，西至新疆，東至山東、遼寧，其中安徽省亳州市三官林區被譽為亞洲最大的核桃林場。核桃為落葉喬木，核果球形，外果皮平滑，內果皮堅硬，有皺紋，呈大腦形。果仁可吃可榨油，也可入藥。配制糕點、糖果等，不僅味美，而且營養價值很高，在國外，人稱“大力士食品”“營養豐富的堅果”“益智果”；在國內有“萬歲子”“長壽果”“養生之寶”的美譽。核桃可補腎、固精強腰、溫肺定喘、潤腸通便。隨著人們生活水平的提高，對核桃及其加工品的需求逐漸增加，本文對核桃的加工及其綜合利用進行綜述，以期為核桃的進一步開發利用提供依據。

1　核桃仁的利用

1.1　核桃仁相關成分的提取和應用

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，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，具有調節人體膽固醇、治療腦血栓及動脈粥樣硬化、保護腦功能、預防神經退行性疾病、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]。

核桃油的生產工藝主要有壓榨法、有機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核桃油，壓榨壓力30MPa，壓榨時間40min，入榨水分為1.5%，出油率達93.19%，不飽和脂肪酸含量達到93.03%[4]；利用水酶法和分子蒸餾法提取富集核桃油，解決了傳統壓榨法過程中核桃粕蛋白變性大且不能充分利用等問題[5]。核桃油微囊的制備可以提高核桃油在高溫、強光照下的穩定性，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，超過國際衛生組織和國際糧農組織規定的氨基酸類人體必需量的標準值，是很好的植物蛋白來源[7]。市面上核桃蛋白的加工品多為核桃蛋白發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、凝膠強度和乳化能力，同時起到降低脂肪攝入的作用[8,9]。另外，通過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。經過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，其中復合酶水解產物的抗氧化性最強，利用這一特性核桃蛋白可作為日用化學品的抗氧化劑、發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，其對大腸桿菌、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所得的脫脂核桃餅粕中核桃蛋白性質的影響，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]對比了堿溶酸沉及酸沉法制備核桃蛋白，結果表明，二者對核桃蛋白的組成及結構物明顯影響，蛋白得率分別為90%及70%。高榮海等[12]應用超臨界CO2萃取脫脂法結合堿溶酸沉法，使得核桃蛋白的得率達到85%。敬思群等[13]優化了核桃蛋白超聲輔助提取法，其最佳工藝條件為超聲時間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到68.98%。

1.2　核桃仁加工產品

我國以核桃仁為主、輔料生產的食品多達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、風選分離技術完成核桃去殼，又運用高壓蒸汽沖洗加毛刷清掃法實現種皮的剝離，改善了烘烤法、加熱煮沸法和堿液浸泡法等傳統去皮技術去皮效率低、口味發澀、減少污水排放等缺陷，提高了生產效率。目前，核桃制品在工藝技術上還存在很多的難點，如風味保持、脂肪上浮、蛋白質沉淀等[16]。

2　核桃副產物的利用

2.1　核桃殼

2016年我國核桃產量達到106萬t，按核桃殼質量占核桃總質量的30%計算，2016年核桃殼產量約31.8萬t。核桃殼大都被當做燃料焚燒，不僅污染環境，而且也造成了極大的資源浪費。核桃殼的綜合利用在食品、化工、醫學領域都有涉及，主要有以下幾個方面。

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、金屬離子條件下穩定性較好，光照不穩定，是一種安全可食用且廉價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，可作為食品抗氧化劑[19]。核桃殼多糖、蛋白質含量較高，且富含多種礦物質元素，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，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，核桃殼通過酸解制備的木糖可以作為風味改良劑[21]。

2.1.2化工應用

核桃殼經碳化可制成活性炭，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素材料，經氨化后形成氨化木質素，含氮量4.5%～6.8%，可作為有機肥料應用于農業[23]。核桃殼焦油是核桃殼在少量空氣作氧化劑高溫熱解氣化過程中產生的，經過除雜、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[24]。另外核桃殼焦油中還含有間甲酚，用于合成殺菌劑和農藥中間體等[25]。

2.1.3醫學應用

核桃殼化學成分豐富，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]，被應用于臨床治療中。碳化后的核桃殼對細菌、病毒具有較強的吸附、固定、抑制排出能力，可治療嚴重腹瀉，且療效明顯優于思密達[28]。

2.2　核桃青皮

核桃青皮又稱青龍衣，因其化學成分多樣，在醫藥、農業、工業方面應用廣泛。核桃青皮中含有醌類、黃酮類、萜類、有機酸及其酯類等多種化學成分，具有抗腫瘤、抑菌、抗氧化等多種生物活性，被廣泛應用于臨床。其醇提物以及其石油醚、氯仿、乙酸乙酯萃取部位對SGC-7901、HepG-2、HCT-8、Capan-2 四種腫瘤細胞株均有細胞毒作用[29]。核桃青皮中的胡桃醌具有顯著抗腫瘤活性，對人體肝癌細胞SMMC 7721的抑制強度與氟尿嘧啶相仿，強于亞硝酸注射液[30]。任先偉等[31]采用管碟法和最低抑菌濃度實驗研究了核桃青皮不同極性提取物對7種細菌的抑菌活性，抑菌效果強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，對金黃色葡萄球菌的抑制效果最好。核桃青皮色素作為染發劑，與普通的氧化型染發劑相比，對頭發損傷小，且具有優良的抗紫外線性能[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，具有光穩定性及耐氧化還原性，鈣、鋅、鐵等金屬離子對其具有增色效果[33]。核桃青皮所含的次生物質具有較好的農藥活性，其水浸液對馬鈴薯晚疫病孢子和甘薯黑斑病菌孢子抑制效果達96.7%和98.7%[34]，對植物幼根的抑制作用大于對幼芽的抑制作用，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、沒食子酸、胡桃苷等多酚類成分含量最高[37]。另外還有蛋白質、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]對核桃種皮的營養和功能性成分進行含量測定，結果發現，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、保護心血管、提高認知功能、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]。基于其豐富的營養保健功能，核桃內種皮正在應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隔膜，含有黃酮、生物堿、有機酸、甾體等多種成分，臨床上常用于治療腎病、失眠多夢、牙齦出血、腰肌勞損等疾病。目前對分心木的利用較少，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℃、沖泡時間6min、加水量190mL、沖泡次數1次，該制備工藝使分心木中有效成分達到最大利用，并改善了傳統分心木泡茶的飲用品質。

3　小結

我國的核桃種植資源豐富，是世界核桃第一生產大國和第四大核桃出口國，因其營養成分豐富，核桃的開發越來越受到國內外的廣泛關注。核桃及其副產品的加工利用多樣，顯示出巨大的發展潛力，可以更大程度的將山區資源轉化成經濟優勢，同時又可以起到節約資源，保護環境的作用。但是，目前我國核桃加工技術依然滯后，是導致核桃產品種類單一、品質不齊的主要原因。所以，加強科技支撐、創新開發核桃系列產品成為我國加快核桃產業升級、推動山區經濟發展的重點。

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