CN102696767A

CN102696767A - 一种综合利用核桃仁生产低脂核桃乳、活性肽、蛋白粉的深加工方法

Info

Publication number: CN102696767A
Application number: CN2012101969367A
Authority: CN
Inventors: 史劲松; 谢治国; 钱建瑛; 陆震鸣; 李恒
Original assignee: SICHUAN JUNYI AGRICULTURE AND ANIMAL HUSBANDRY CO Ltd; Jiangnan University
Current assignee: SICHUAN JUNYI AGRICULTURE AND ANIMAL HUSBANDRY CO Ltd; Jiangnan University
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN102696767B

Abstract

本发明致力于核桃蛋白的高值化加工，首先采用低温冷轧法分离出核桃油，获得核桃仁蛋白；再通过微粉碎和均质工艺，使可溶性蛋白溶解，制备核桃乳饮料；再对难溶性核桃蛋白进行酶法水解，通过酶法降解获得活性肽；最后将剩下的蛋白渣开发成为核桃粉，实现核桃蛋白的全值化利用。

Description

一种综合利用核桃仁生产低脂核桃乳、活性肽、蛋白粉的深加工方法

技术领域

本发明属于食品加工领域，涉及一种对核桃仁蛋白进行高效利用的方法，目标产品为核桃乳、核桃蛋白活性肽以及核桃蛋白粉，为核桃深加工产品。

背景技术

核桃是我国特色资源产业，位居世界四大坚果之首，果品营养价值及医药价值都很高，除富含蛋白质等碳水化合物外，尚含钙磷、铁、胡萝卜素疏胺素、核黄素和尼克酸等，在医药上有补气养血、润燥化痰、温肺润肠之功，为滋补良药，历来是国际贸易中的重要物资，因此倍受产区民众的青睐。食用核桃产品，可以增强大脑活动，增强记忆力，对青少年用脑过度、中老年记忆衰退的防治具有很好的效果。因而核桃素有“养身之果”、“长寿之果”、“健脑之果”美称。

核桃市场需求旺盛，发展前景广阔。我国年核桃产量36.5万吨，近年来我国培育出的许多优良新品种，多项经济指标达到了国际良种水平，我国核桃的产量和品质有了显著提高。如果进一步开展核桃深加工，那么，核桃的出口将会为国家创造更多的外汇。国外发达国家如美国早在80年代开展产业化开发，其加工工艺和产品包装等方面都很先进，核桃加工产品举不胜举，几乎渗透在生活的各个方面。而我国核桃加工产品仅停留在有琥珀核桃仁罐头、椒盐核桃仁罐头、核桃仁露露、核桃仁奶以及核桃油等形式上，与国内外一些大型加工企业相比有一定差距。因此加快核桃精深加工有着重要的现实意义。

研究发现，核桃蛋白中精氨酸含量（组成比例11.7%）远大于普通食品，是一般食品的2～3倍，即使在精氨酸含量较高的花粉食品中，其组成比例也只有4～5%，这也许是核桃养生的一个重要原因所在。众所周知，多吃精氨酸可以增加人体精氨酸代谢活性，有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。同时精氨酸也是精子蛋白的主要成分，有促进生精作用。现代研究还表明，补充精氨酸有助于机体修复，病人在进行手术前，如先补充30g的精氨酸，会使病人维持正氮平衡而易于恢复。对肿瘤病人在进行大手术前鼻饲匀膳时，补充25g的精氨酸比补充同样氮含量的甘氨酸有效得多。

核桃仁中含有丰富的优质蛋白质,谷蛋白是核桃蛋白的主要成分,但含有较多的疏水性氨基酸,溶解性差,因而限制了核桃蛋白在食品工业中的应用。因此采用蛋白酶有控制地水解得到核桃蛋白肽，可以最大程度发挥核桃的营养功能和保健作用。最新研究表明，核桃蛋白水解产物具有较高的体外抗氧化性，主要表现在对超氧阴离子自由基和羟基自由基的高清除率，尤其是小分子核桃肽的抗氧化性更强。

利用酶解作用可以将隐藏在食物蛋白序列中的活性肽释放出来，这些活性肽除营养功能外还有着广泛的生理调节功能，如降血压、阿片样活性、抗血栓、促进免疫以及促进营养物质的消化吸收等，且在体内的消化吸收性能明显优于单个氨基酸。目前，人们已经从各种乳蛋白、大豆蛋白、玉米蛋白、鱼贝类蛋白、胶原蛋白等食物蛋白的酶解产物或发酵制品中分离得到了多种生物活性肽。它们的特点是来源广泛且食用安全性高，易于进行工业化生产。

核桃蛋白多肽研究已引进国内外重视，不断有相关的研究报道，但形成产业实施的还不多。根据市场调查，市场上少量的核桃肽产品技术落后，主要表现在：（1）酶法处理仅为了提高核桃蛋白的溶解性、乳化性能，使核桃蛋白能够替代其他植物蛋白用于食品加工，主要作为食品配料使用的；（2）没有明确的组分指标和品质参数，未采用先进的精加工技术处理；（3）产品形式主要为核桃肽粉，食用不方便。

近年来，植物蛋白饮料（以豆奶、花生奶、核桃乳为代表）是我国食品饮料企业主打方向之一，核桃乳将是下一头“植物奶牛”。与此同时，动物蛋白饮料的牛奶行业陆续出现了很大、很多、连续不断的食品安全危机，进一步促使了植物蛋白饮料市场的快速崛起。然而国内一些核桃乳产品普遍存在蛋白含量低（<0.5%）、脂肪含量高（>1%）等问题。核桃乳要成为牛奶的替代品，一是要提高和改进现行产品的营养，主要是提高蛋白质含量，减少脂肪含量；二是要改善口感，开发出适合不同消费群体的系列产品。但由于核桃蛋白质溶解度较差，尤其是加工过程中采用了较多的热处理工艺，蛋白变性后溶解效果更差。核桃中含有较多的脂肪酸，达40%以上，个别厂家工艺落后，没有分离出脂肪酸，而是直接使用大量的乳化剂解决脂肪分层问题，因此很多消费者对食用核桃乳有所忌惮。由于出油率与蛋白的溶解性是一对技术矛盾，要解决好这个问题，需要采用新型的冷轧工艺进行除油，才能开发出低脂核桃乳，而且在榨油过程中，避免蛋白变性，才能使更多的蛋白溶解。

发明内容

本发明致力于核桃蛋白的高值化加工，首先采用低温冷轧法分离出核桃油，获得核桃仁蛋白；再通过微粉碎和均质工艺，使可溶性蛋白溶解，制备核桃乳饮料；再对难溶性核桃蛋白进行酶法水解，通过酶法降解获得活性肽；最后将剩下的蛋白渣开发成为核桃粉，实现核桃蛋白的全值化利用。因此，本发明技术特点具有：一是使用低温冷轧工艺和设备，榨油的同时，不破坏蛋白活性；二是联合应用了湿法超细粉碎和高压均质工艺，进一步促进蛋白的溶解；三是选择适宜的蛋白酶和酶解工艺，充分释放活性肽序列，制备出核桃功能肽；四是全值化利用，不造成资源的浪费，工艺绿色，无三废排放；五是形成良好的系统集成方案，能够进行规模化生产。

加工步骤如下：

1、采用冷轧法制备核桃油，并对毛油进行脱酸、脱胶、脱色、脱气处理，获得精制核桃油。

2、利用压榨后的料渣（主要成分为蛋白）进行低脂核桃乳生产，通过微粉碎、均质和调配，将可溶性蛋白生产成核桃乳饮料。

3、采用生物酶（主要为蛋白酶）对上步不能溶解的难溶性核桃蛋白其进行降解，获得溶解性好、低分子量的蛋白肽。为增强水解肽的活性和品质，利用超滤工艺，获得理想分子量分布的活性浓缩肽（分子量小于3000，其中短肽含量大于50%，精氨酸含量大于10%），经调配生产出口感好、功能好的活性核桃肽产品。

4、最后将剩下的蛋白渣超微粉碎，调味，烘干，加工成核桃粉。

附图说明

图1：核桃仁蛋白深加工联合生产低脂核桃乳、核桃活性肽、蛋白粉工艺路线。

具体实施方式

1、核桃仁去油冷轧加工生产。

（1）核桃仁的挑选：选择果实饱满、无虫、无霉烂变质的核桃仁。

（2）去种皮：0.6%的NaOH溶液浸泡2 h，捞出，用大量清水将脱皮的核桃仁漂洗干净。

（3）烘干：把去皮后的核桃仁烘干到水分≤5%，烘干时温度保持低于50℃。

（4）破碎：将核桃仁破碎成直径6mm±2mm的大小均匀的颗粒。

（5）榨油：用冷轧机进行榨油，螺旋转速控制低于10rmp，螺旋转速不能太快，防止产热过多破坏核桃仁中的营养成分。五批次核桃仁的出油率分别为41.4%、36.3%、37.1%39.3%、35%，平均值为37.9%，尚有15%以上的脂肪酸留在冷轧后的渣内。

（6）冷轧所得毛油可通过脱胶、碱炼、吸附、过滤等步骤得到精炼油。

2、低脂核桃乳饮料的加工生产。

（1）超细水磨：加入适量软化水，用自分式砂轮磨磨浆，分离出的渣再加水进行第二次磨浆，并将两次的浆液混合均匀。分离纱网为100目。

（2）添加辅料：按浆液总重量为100份，加入5份重量的白砂糖、0.03份重量的羧甲基纤维素钠、0.02份重量的瓜尔豆胶、0.5份重量的单甘脂、0.5份重量的S-13蔗糖酯、0.6份重量的β-环糊精，溶解、混匀后进行均质。由于添加了稳定剂羧甲基纤维素钠、瓜尔豆胶，乳化剂单甘脂、蔗糖酯，所得核桃乳放置6个月仍质地细腻均匀，未见油水分层；由于添加了β-环糊精，核桃原有的些许苦涩味被包埋了，口感清甜适口。

（3）高压均质：第一道均质压力200kg/cm²，第二道均质压力500kg/cm²。均质后料液中蛋白质和脂肪微粒细化到2μm左右，与辅料充分结合。

（4）过滤：300目板框过滤，滤渣用于下步核桃活性肽的制备。

（5）高温灭菌：将滤液灭菌，温度125~130℃，15min。

3、核桃活性肽的加工生产。

（1）取生产核桃乳步骤4中过滤出的滤渣制备核桃活性肽。

（2）将滤渣加入适量水，配成5%（质量体积比）的蛋白溶液，充分搅拌，于90℃下保持15min，使蛋白变性，调节pH到7.5。

（3）加入复合酶（木瓜蛋白酶：风味酶质量比1:1配成），用量为滤渣质量的1%，酶解3h，酶解温度50℃。酶解结束后，将温度升高至90℃，保持15min。

（4）将酶解液用分子量3kD的超滤膜过滤，收取滤液，滤渣烘干，用于制备核桃蛋白粉。

（5）将所得滤液进行浓缩，至体积减少为步骤2中蛋白溶液的1/5，进行喷雾干燥，即得核桃活性肽粉。

4、核桃活性肽的含量测定。

（1）核桃总蛋白的测定：采用凯氏定氮法测定，参照GB5009.5-85。

（2）水解度的测定：采用pH-stat法。核桃蛋白的水解度（DH）根据消耗的N阿OH的量表示，按如下公式计算：

DH=V_NaOH×α^-1×c_NaOH×h^-1/Mp×100%

其中DH——核桃蛋白的水解度，100%；

V_NaOH——碱液的体积，ml；

c_NaOH——碱液的浓度，mol/ml；

α——氨基的解离度，α=10^pH-pK/（1+10^pH-pK）；

Mp——底物中蛋白质总含量，g；

h——底物中蛋白质肽键的总数，mmol/g；

pK——α氨基的解离常数，一般以7.0为平均值进行计算。

（3）短肽得率的测定：采用三氯乙酸（TCA）可溶性氮法。

TCA-NSI=N₁/N₀×100%

其中TCA-NSI——三氯乙酸可溶性氮得率，100%；

N₁——在10%TCA中可溶性氮，mg；

N₀——原料中总氮，mg。

（4）核桃活性肽中精氨酸含量的测定：采用高效液相色谱法。

（5）检测结果见下表：

酶的种类	水解度%	短肽得率%	精氨酸含量%	口感
					木瓜蛋白酶	18.5	65.1	15.0	无特殊异味
碱性蛋白酶	25.3	78.4	16.2	稍有苦味
					酸性蛋白酶	15.7	60.2	10.3	无特殊异味
胃蛋白酶	11.9	34.8	7.3	无特殊异味
					胰蛋白酶	13.6	45.2	8.8	有类似肝腥味的不悦气味
风味酶	20.8	70.3	14.1	核桃特有的香气更浓
					复合酶	19.1	68.9	14.5	核桃味香，无异味

其中复合酶为木瓜蛋白酶：风味酶以1:1（重量比）组成。

5、核桃蛋白粉的加工生产。

（1）将核桃活性肽制备步骤4中所得滤渣烘干。

（2）按滤渣干粉重量为100份计，加入5份麦芽糊精、5份白砂糖、5份植脂末、0.5份蔗糖脂肪酸酯、0.3份多聚磷酸钠，0.05份异维C钠护色，最终所得核桃蛋白粉为乳白色至淡黄色，无异味。

（3）所得核桃蛋白粉用少量温水或热水即可溶解，口感温润清甜，汤色乳白。

6、核桃蛋白粉产品指标。

（1）水分≤5%；

（2）蛋白质≥70%；

（3）脂肪≤5%；

（4）碳水化合物≥10%；

（5）色泽气味：乳白到淡黄色，无异味，略有核桃香气。

Claims

1.一种综合利用核桃仁生产低脂核桃乳、活性肽、蛋白粉的深加工方法，其特征为：将核桃仁通过冷轧去油、渣料生产低脂核桃乳、核桃活性肽、核桃蛋白粉四个技术步骤组成，达到核桃仁的全成分利用。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征为：冷轧去油步骤中，去种皮用0.6%的NaOH溶液浸泡2 h，然后用大量清水将脱皮的核桃仁漂洗干净；烘干至水分≤5%，烘干时温度保持低于50℃；榨油后尚有15%以上的脂肪酸留在冷轧后的渣内。

3. 如权利要求1所述的加工方法，其特征为：低脂核桃乳添加辅料，按浆液总重量为100份，加入5份重量的白砂糖、0.03份重量的羧甲基纤维素钠、0.02份重量的瓜尔豆胶、0.5份重量的单甘脂、0.5份重量的S-13蔗糖酯、0.6份重量的β-环糊精，溶解、混匀后进行均质；高压均质时第一道均质压力200kg/cm²，第二道均质压力500kg/cm²；均质后用300目板框过滤，滤渣用于下步核桃活性肽的制备。

4.如权利要求1所述的加工方法，其特征为：制备核桃活性肽时加入复合酶（木瓜蛋白酶：风味酶质量比1:1配成），用量为滤渣质量的1%，酶解3h，酶解温度50℃，酶解结束后，将温度升高至90℃，保持15min；然后将酶解液用分子量3kD的超滤膜过滤，收取滤液，将所得滤液进行浓缩，然后喷雾干燥得到活性肽粉，分子量小于3000，其中短肽含量大于50%，精氨酸含量大于10%。

5.如权利要求1所述的加工方法，其特征为：制备核桃蛋白粉时，将滤渣烘干，按滤渣干粉重量为100份计，加入5份麦芽糊精、5份白砂糖、5份植脂末、0.5份蔗糖脂肪酸酯、0.3份多聚磷酸钠，0.05份异维C钠护色。