西北地區核桃青皮市場應用價值與配套加工工藝的優化設計

云建軍

(武威市涼州區黃羊鎮農業技術服務中心，甘肅 武威 733000)

1 引言

核桃又稱胡桃、羌桃，是重要的木本油料和堅果樹種，作為北方地區的主要經濟林栽培樹種之一，在特色林果業建設、農業種植結構優化、區域性小氣候建設上發揮著重要作用，在當地經濟社會發展的重要組成部分[1]。涼州區地處河西走廊中段，多種氣候條件并存，地理位置優越，區位優勢明確，是發展農業生產的絕佳地帶。為促進沿山冷涼灌區經濟產業發展，穩步推進生態立市戰略，核桃在沿山冷涼灌區得到了大面積的推廣種植，已成為當地的特色優勢主導產業之一，對當地農民經濟的發展起到了積極地推動作用[2]。核桃收獲后，核桃青皮占有核桃總質量的45%，需進行核桃外表青皮剝皮處理才能進行上市銷售，在此過程中剝下的核桃青皮通常采取陸地堆放、溝渠傾倒、地邊堆積的方式進行處理，造成污水橫流、垃圾亂堆，嚴重影響著周邊環境衛生[3]。但是核桃青皮中含有大量的多酚類、多糖類物質和鞣酸、青皮素等，在紡織染色、醫藥化工、生物肥料、農業生產上有著大量的應用，具有一定的市場開發前景[4]。

2 核桃青皮的市場應用價值分析

核桃青皮有纖維素、鞣酸和黑色素等次生物質，其有效成分包括酚類、黃酮類、香豆素類、木質素類、生物堿類、糖苷類和有機酸類，在植物保護、醫藥化工、針紡針織領域的新產品開發商具有廣泛的應用前景[5]。

2.1 具有良好的抗菌活性

核桃青皮提取物對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、甘薯黑斑病菌、小麥赤霉病菌、馬鈴薯晚病菌均有良好的抑制效果，能拒食和觸殺蘿卜蚜蟲，此外具有較強抗病毒、除草活性[6]。據研究40 mg/mL的核桃青皮乙酸乙酯提取物，對小麥紋枯、番茄灰霉、棉花立枯3種病原真菌的抑制率均為100%[7]；稀釋10倍的核桃青皮乙醇提取物能有效的抑制蘋果輪紋病菌[8]。由此表明在一定稀釋濃度下的核桃青皮具有良好的細菌抑制效果，故在一定程度上能有效防控農業細菌性病害。

2.2 抑制過氧化氫酶的活性

過氧化氫酶是一種酶類清除劑，能促進過氧化氫酶分解為分子氧和水，以此達到清除體內的過氧化氫，使細胞免于過氧化氫毒害的功效，是微生物防御功能的重要指標之一[9]。據研究在微生物培養液中加入10倍核桃青皮乙醇提取物，處理2 h，能有效抑制過氧化氫酶的活性，達到限制微生物抗逆性的目的[4]。故適宜處理的核桃青皮提取物能增強抑制微生物活性，對于控制細胞過氧化氫酶的調控具有重要的理論指導意義。

2.3 提高織染物色牢度

色牢度是評價織染效果的重要指標，也是衡量織染工藝技術水平的核心[10]。將核桃青皮素作為優質染色著色劑，具有柔軟、光亮、不脫色的優勢；在紡織生產中應用核桃青皮提取物能使直接染色和媒染染色達到3級以上，且染色織物牢度優良[11]。將核桃青皮中的黑色素抽取，進行羊毛織物的后媒法染色，上染率達到30.5%[12]。故在織染業上具有重要的染色、著色、固色的應用途徑。

3 核桃青皮配套加工工藝的優化設計

核桃青皮在剝離后成為加工廢棄物，其處置利用方式成為影響區域環境衛生、廢棄物處理的難題，制約著核桃加工生產環境和區域衛生環境的提升[3]。在加工利用途徑上，利用浸提、抽提、發酵等先進解離工藝(圖1)，萃取解離核桃青皮中有效的黑色素，鞣酸、粗纖維等有效成分，對于實現林果產品的廢棄物有效開發利用，拓寬產品開發利用途徑，具有重要的現實指導意義。

圖1 核桃青皮配套加工工藝優化設計

3.1 首次壓榨

核桃青皮的首次壓榨工藝延伸設計在核桃青皮剝離機生產工藝流程之后，即核桃青皮剝離后，隨即進入首次壓榨環節，通過螺旋榨汁機將核桃青皮中的水溶性有效成分擠出，并充分的收集榨取得液體。對于無核桃青皮剝皮機的地區，可將核桃青皮一次收集，堆積存放，采取一天一榨的方式，隨時將核桃青皮榨汁，榨取液用塑料容器就地封存。

3.2 二次發酵

微生物中的活性酶、益生菌對于植物細胞壁中的纖維素具有較強的分解能力，能使核桃青皮中富含的有效成分事項二次提取，對于提高核桃青皮中黑色素等有效物質的收集具有良好的作用。將木霉、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌按照3∶2∶1的比例混合，加入淀粉20 kg、紅糖10 kg，攪拌均勻呈糊狀[13]。壓榨后的核桃青皮殘渣與微生物菌劑充分的攪拌均勻，最上層用鐵鍬拍實呈饅頭狀，進行自然發酵60 d。在此過程中應注意發酵料堆的防水、防破壞，在自然發酵未結束之前，不得隨意開挖，防止空氣進入造成核桃青皮霉變，

3.3 溶劑萃取

將發酵好的物料通過乙醚浸提的方式將核桃青皮中的可溶性物質萃取收集[14]，在萃取過程中可采用集中開挖，一次提取的方式，防止在發酵物料堆開挖之后，加工不完，造成剩余物料廢棄。在使用乙醚等有機溶劑時要注意操作環境的通風換氣，防止大量的有機溶劑聚集造成操作人員的吸入性中毒或火災爆炸等事故。

3.4 剩余物料的使用

核桃青皮中除含有黑色素外還有部分木質素、纖維素、半纖維素、蛋白質、脂肪和氨基酸，可進行家畜飼料化應用[15]。加工完后的核桃青皮在平坦的場地進行自然晾曬或干熱烘干處理，在降低核桃青皮殘渣中有機溶劑含量的同時降低水分，防止發生霉變，引起飼喂中毒。

4 展望

核桃青皮在核桃剝皮過程中產量大，進行工業化、飼料化、染料化利用對于緩解農業生產廢棄物處置壓力、提高產業附加值具有重要意義。在做好前期加工工藝的基礎上，注重對核桃青皮提取物在染發、植保、醫藥、化工領域的開發利用，能在助推產業全面轉型升級的基礎上提升產業附加值。

4.1 進行特色染發劑的開發利用

國內對于核桃青皮中黑色素的利用主要集中在毛紡織染行業，雖用量大，但是其純植物、零添加化學成分的優勢沒有得到充分的發揮。我國人口眾多，近年來美容燙染行業的發展突飛猛進、染發劑需求量大，應在全面掌握核桃青皮中黑色素優勢特點的基礎上，加大對核桃青皮特色染發劑的開發研究，使其成為保護人民健康、引領染發美容行業新潮流的主導產品[16]。

4.2 進行特色保健食品添加劑的開發利用

隨著經濟社會的不斷發展，人們對健康的重視程度不斷加強，抗氧化性是控制衰老的基礎，合理的控制體內過氧化氫酶的含量，增強抗逆性，對于清除體內自由基，保持良好的身體健康具有重要的現實意義[17]。應用核桃青皮中黑色素還原能力強，清除自由基優勢大的條件下，加強對相關食品添加劑和特色保健小食品的開發利用，滿足廣大消費者對健康、純天然、植物元素等新型養生概念的消費需求。

4.3 注重對農業生產保護劑的開發利用

農藥等植物生長保護調節類產品是保證農作物產品的基礎，是提升農產品質量安全的基石。在化學肥料、化學農藥大量使用的背景下食用農產品安全成為了社會大眾關注的焦點。在充分利用核桃青皮提取物趨避性強、抑菌效果好的基礎上，加大對純植物殺菌劑、趨避劑、除草劑等新型農藥產品的開發[18]，在提高農作物病蟲害防治效果的基礎上，降低農產品生產環節化學類物質的添加使用量。