CN106165870A - 核桃脱脂全粉及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核桃脱脂全粉及其制备方法，所述核桃脱脂全粉富含核桃蛋白、多酚类物质、粗纤维、微量元素及矿物质，核桃油脂的含量在3％以下，避免了核桃油脂氧化哈败对核桃粉品质的不良影响。采用液压冷榨和超临界CO₂萃取联合脱脂制得本品，两种方法均不会引起核桃蛋白变性，同时前处理环节不脱除核桃种仁皮，最大限度地保存了核桃种仁皮中的多酚类物质，为更好的发挥保健作用奠定了基础。可将核桃脱脂全粉应用于对色泽和风味要求不高，且具有核桃保健作用的面食或烘焙食品中，以最大限度地发挥核桃营养成分的保健作用，从而促进核桃榨油副产物的再利用，推动核桃产业的发展。

Description

核桃脱脂全粉及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及食品工程领域，具体地说，涉及一种核桃脱脂全粉及其制备方法与应用。

背景技术

核桃是国家重点支持的5大木本粮油树种之一，随着核桃产量的增加，核桃的深加工及其综合利用越来越受到人们的关注。核桃仁含有63％的油脂，其中90％以上为不饱和脂肪酸。核桃蛋白占其仁重的15％，经过榨油的核桃粕中，蛋白含量可达40％以上，其中含有8种必需氨基酸，精氨酸和谷氨酸含量都相当高，是一种优质蛋白。核桃蛋白作为核桃榨油副产物---核桃粕的主要成分，也成为人们研究和关注的重要内容。另外，核桃仁及其种皮中还含有大量的多酚类物质、纤维素、多种微量元素和矿物质。

将榨油后的核桃粕制成核桃全粉，应用在适宜的加工制品中，不但可以延长核桃加工产业链，而且使榨油副产物得到充分利用，减少资源浪费。但核桃粕制成核桃脱脂全粉存在以下几个问题：

一方面，某些制油方法会导致核桃蛋白变性，影响核桃脱脂全粉品质。

国内外核桃油提取方法较多，主要有压榨法、浸出法、水代法和超临界萃取法(王丁丁，等.核桃油研究进展[J]，2013,34(16):383-387)。压榨法是核桃油生产的主要方法，其中螺旋压榨法出油率较高，但由于榨膛内温度过高，导致核桃蛋白变性严重。有机溶剂浸出法油脂浸出率较高，但在核桃粕中会有溶剂残留，另外，经过预榨、轧坯等环节，操作过程温度超过100℃，核桃蛋白也发生了不同程度的变性。水代法工艺制油，需对核桃仁进行炒制，较高的工艺温度使得核桃蛋白部分变性而影响核桃粕的再利用(周鸿升，等.核桃油间歇式物理精炼工艺和设备选型[J],林业科技开发，2010,24(5)：94-96)。超临界流体萃取技术是以超临界流体(大多为CO₂)为溶剂，利用该状态下的流体具有高渗透能力和高溶解能力进行非极性混合物萃取分离的一项现代食品加工高新分离技术，不会引起核桃蛋白变性。而压榨法中的冷榨工艺不需要对核桃仁炒制，在低于65℃的环境下进行，对油脂品质、营养成分无影响，蛋白同样无变性现象。

另一方面，核桃粕中残油量过高，易发生氧化酸败，使核桃粉品质变劣，导致核桃粉存放期较短，不利于产品在市场上的流通。

冷榨法制油，核桃粕中的蛋白虽然没有变性，适宜开发核桃全粉，但存在出油率较低、饼粕中残油过高的问题。冷榨法制油的出油率为一般为60％-93％(王丁丁，等.核桃油研究进展[J]，2013,34(16):383-387；吴凤智,等.液压冷榨提取核桃油工艺研究[J],食品科技，2014,39(1)：182-186.)，意味着核桃粕中的残油量大约为10％-40％左右。核桃油中不饱和脂肪酸占很大部分，很容易发生氧化酸败，使核桃粉品质变劣，导致核桃粉存放期较短。陈义勇等(陈义勇，等.核桃粉的微胶囊技术制备工艺研究[J].食品研究与开发，2006,127(5)：66-69)采用喷雾干燥法制备核桃粉的微胶囊，以解决核桃粕中残油量过高的问题，但对制油前处理工艺没有进行控制，在制备过程中添加多种添加剂，制得的低脂核桃粉不宜再作为食品辅料，而是直接水溶后食用。

超临界CO₂流体萃取技术，制油后的核桃粕无溶剂残留，无变性，其工业化程度和处理量也在逐步提升。超临界CO₂流体萃取核桃油工艺条件、工艺参数已见诸报道，核桃油萃取率可达到90.87％-93.98％，(张丽，等.超临界CO₂法萃取核桃油的工艺优化及其理化特性研究[J],食品与发酵工业，2009，35(12)：70-73；朱振宝，等.超临界CO₂萃取核桃油的研究[J],中国油脂，2005,30(9)：65-67；王丰俊，等.超临界CO₂流体萃取核桃油工艺条件的研究[J].北京林业大学学报，2004，26(3)：67-80；吴彩娥，等.超临界CO₂流体技术提取核桃油的研究[J].农业工程学报，2001，17(6)：135-138.)。该方法可使核桃粕中的残油量降至8％左右，与液压冷榨相比，核桃粕中的残油量大大降低。

再一方面，核桃粕中如何尽可能多的保存核桃营养，特别是多酚类物质不受损失。

在核桃仁的加工过程中，多酚类物质及其他营养成分往往在榨油前处理、蛋白分离纯化及其他操作单元被脱除或废弃。这主要是由于多酚类物质会引起产品的褐变和涩味，影响到产品应有的感官品质。在液压冷榨法(吴凤智,等.液压冷榨提取核桃油工艺研究[J],食品科技，2014,39(1)：182-186.)和水代法制取核桃油的前处理工艺中，均采用碱液去皮的方法脱除种仁皮以达到脱除酚类物质的目的。在核桃粕提取蛋白的工艺中(赵见军，等.核桃粕中蛋白提取工艺的优化[J]，食品科学，2014,35(18):40-46)，所采用的烘干、碱溶、酸沉等系列方法，能够使核桃蛋白提取率达到67-69％，但多酚及其他营养元素也会损失殆尽。在核桃蛋白饮品(郝艳宾，等.核桃油和核桃蛋白饮料系列产品工艺的研究[J].，食品科学，2003,24(2)：103-104)、高蛋白脱脂核桃粉(温凯，等.高蛋白脱脂核桃粉生产技术研究[J].,食品工业科技，2009,30(12)：273-276)的加工中，采用热碱方法脱除种仁皮，以保证核桃蛋白饮料和核桃粉应有的乳白色的做法也很常见。

核桃种仁，尤其是种仁皮中含有多种多酚类物质(王克建,等.核桃仁中多酚类物质的液相/电喷雾质谱分析[J].，分析化学，2009,37(6)：867-872)，研究表明，核桃仁中含有鞣花酸单体、聚合鞣花酸单宁和其它酚酸类物质，具有显著的抑制低密度脂蛋白氧化的作用(Anderson K J,et al.Walnut polyphenolics inhibit in vitro human plasmaand LDL oxidation[J].Nutr.,2001,131:2837～2842)和SOD活性，并能够对克隆的癌细胞Caco-2产生凋零作用(Fukuda T,et al.Antioxidative polyphenols from walnuts(Juglans regia L.)[J].Phytochemistry,2003,63:795～801)。因此，前处理的操作单元保留核桃仁种皮，在榨油后对核桃粕进行全利用，可以最大限度的保存蛋白、多酚、纤维素、微量元素、矿物质等多种营养成分，尤其是多酚类物质会较多的保存在核桃粕中，并得到富集。另外，将核桃粕制成全粉，避免对核桃粕进行蛋白的提取和纯化，可以减少酚类物质及其它营养成分的损失。

直接将核桃粕制成核桃脱脂全粉，将会有大量的多酚类物质和其他营养成分保留在核桃全粉中。尽管有报道表明多酚类物质与蛋白的相互作用会使蛋白的生物利用率降低，但在食物中的其他物质同时也会发生作用、产生影响，而且多酚与蛋白相互作用的研究是在模拟体系中进行的，不同的消化酶、不同胃消化酶模拟模型等对体外消化率的测定结果等都有影响(阚茗铭，等.多酚-蛋白质共价作用及其对食品体系的影响研究进展[J].2015,36(1):245-249)，因此，多酚类物质与蛋白不能共存于同一食品体系的要求并不绝对。相反，也有研究表明，蛋白质能够通过疏水、氢键等弱相互作用，对植物多酚进行包载，可以有效提高植物多酚的水溶性、稳定性和生物利用率(王小永，等.蛋白质/聚糖静电复合物对植物多酚包载作用的光谱学研究[A],全国化学热力学和热分析学术会议，2014.)。因此，在多酚类物质含量丰富的核桃脱脂全粉中，利用多酚与蛋白质的相互作用改良富含这两种成分的食品的质地、加工工艺条件、工艺参数，结合多酚类物质含量较高的特点，选择性的添加到适宜的食品种类中，更好的发挥多酚物质的生物活性，比一味脱除多酚类物质以保证蛋白的生物利用率更有现实意义。

最后，核桃粕中如果含有较多的多酚类物质，容易引起产品褐变和苦涩味等问题，所制得的核桃脱脂全粉不适宜添加到对风味和色泽要求高的食品中。

因此，针对上述几方面的问题，亟需开发一种制备核桃脱脂全粉的新工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种核桃脱脂全粉及其制备方法。

本发明的另一目的是提供核桃脱脂全粉在食品加工领域中的应用。

本发明基于核桃仁营养特点，旨在最大限度的将核桃仁的营养成分保存在核桃粕中，制成核桃脱脂全粉，并使其中的残油量尽可能降低，以延长核桃脱脂全粉的保质期。为实现这一目的，本发明创造性地提出，在榨油前不对核桃仁种皮进行脱除处理，而是将核桃仁直接进行液压冷榨，并与超临界萃取相结合，以使核桃粕中的残油达到较低水平，最后通过粉碎得到核桃脱脂全粉，可按一定比例添加到面粉中制成各种面食、焙烤食品，亦可通过微胶囊化制成速溶核桃粉。

为了实现本发明目的，本发明提供一种制备核桃脱脂全粉的新方法，该方法是以带种皮的核桃仁为原料，利用液压榨油机进行压榨，得到核桃粕Ⅰ；核桃粕Ⅰ经粉碎后，进行超临界CO₂萃取，得到核桃粕Ⅱ，经粉碎、过筛，即得核桃脱脂全粉。

利用液压榨油机进行压榨的具体方法如下：将原料1-50kg置于液压榨油机内(榨膛容积为90L)，(榨膛)温度控制在30-60℃，然后进行如下操作：①压力升至5-30Mpa，维持5-20min，②然后将压力降至0Mpa，再将压力升至20-40Mpa，维持5-30min，重复①～②进行多次压榨，使核桃粕Ⅰ中的残油量达到10％-20％。

前述的方法，进行超临界CO₂萃取之前，将核桃粕Ⅰ粉碎成粒度0.3cm以下的粉粒。

然后，将1-20kg粉碎的核桃粕Ⅰ放入萃取釜中，设定温度25-50℃，打开CO₂阀门，控制流量50-500L/h，调节压力为15-40Mpa，萃取0.5-3.0h后，将萃取压力降至与分离压力一致为4Mpa，从分离釜中出料，得到核桃饼粕Ⅱ，核桃粕Ⅱ中的残油量降至0.3％-1.0％。

前述的方法，将核桃粕Ⅱ粉碎，过100-300目筛，去除硬壳碎屑等杂质，即得核桃脱脂全粉。

前述方法还包括核桃脱壳取仁后，挑选无霉变、带种皮的核桃仁，去除核桃碎壳及杂质等步骤。

本发明还提供由所述方法制备的核桃脱脂全粉。所得核桃脱脂全粉的主要理化指标如表1所示：

表1核桃脱脂全粉的主要理化指标

本发明还提供所述核桃脱脂全粉在制备食品及保健品中的应用。

本发明进一步提供由所述核桃脱脂全粉制备的食品及保健品。

本发明的核桃脱脂全粉产品色泽浅红褐色，可用于对色泽无严格要求的食品中，例如，与小麦面粉以1～50:100比例混合，用于面食如面条、挂面、馒头、饺子皮、面糊中，也可以用于焙烤食品中，如饼干、面包、桃酥、蛋糕等中。加工后的产品在颜色上会有所变化，如会使面条、挂面、馒头、饺子皮、面糊、米粥的颜色会变成浅红褐色，并且随着加热时间的延长，褐色会加深，这主要核桃脱脂全粉中富含多酚类物质造成的，这也是该产品不同于其他脱脂核桃粉的地方。多酚类物质以较高的含量存在于面食和焙烤食品中，并且通过煮、蒸、焙烤等工艺，使其在复杂的食品体系中发生了有益于健康的变化，同时涩味并不十分突出，而特有的颜色也容易让人联想起核桃特有的保健作用。并且该产品中的优质蛋白、微量元素等核桃的有益成分，同样发挥着重要作用。另外，该产品也可以通过微胶囊化技术，制成速溶核桃粉。

本发明具有以下优点：

(一)本发明的制备方法与其他液压冷榨技术相比，在进行液压冷榨前，省去了脱种仁皮的操作单元，保存了核桃种仁皮中的多酚，不但简化了工艺，而且使核桃脱脂粉中有益健康的植物多酚类物质得以保留。

(二)采用液压冷榨和超临界CO₂萃取技术相结合，与现有液压冷榨与有机溶剂浸出法结合的工艺相比，所得核桃脱脂全粉不存在蛋白变性，也没有溶剂残留，在营养和安全方面得到较大提升，并且饼粕中的残油量可降到1.0％以下，低于目前文献中记载的最低残油量3％，可最大限度的减少油脂中的不饱和脂肪酸哈败导致的核桃粉品质变劣等问题，且采用本方法制得的核桃脱脂全粉和核桃油中不存在有机溶剂残留问题，经超临界CO₂萃取可得到优质的核桃油。

(三)采用本方法制得的核桃脱脂全粉，油脂含量在1％以下，避免了高含油量核桃粉不易保存的问题，并且全面保留了核桃仁及种皮中的多酚类物质、纤维素、微量元素和矿物质，与核桃蛋白共同组成了核桃脱脂全粉，其营养价值远高于其他核桃脱脂粉，并且无需进一步加工处理就可直接添加到食品物料中。

(四)所得核桃脱脂全粉产品的应用范围较广，可应用到对色泽和风味没有高要求的面食、烘焙食品中，以最大限度地发挥核桃营养成分的保健作用，从而促进核桃榨油副产物的再利用，推动核桃产业的发展。

附图说明

图1为本发明实施例1-3中核桃脱脂全粉的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

以下实施例中涉及的材料与方法：

设备：液压榨油机(榨膛容积90L)，超临界CO₂萃取设备(萃取釜容积24L)，破碎机；

粗脂肪测定参照GB/T 14772-2008；

粗蛋白测定参照GB/T5511-2008；

粗纤维测定参照GB/T 6434-2006；

总酚含量的测定参照Folin-Ciocalteu法；

钙的测定参照GB/T 11064.5-1989；

微量元素测定采用原子吸收光谱法；

核桃粕残油量＝核桃粕含油量/核桃粕质量×100％

萃取率＝核桃油萃取质量/(核桃粕质量×核桃粕残油量)×100％

实施例1核桃脱脂全粉及其制备方法

1、核桃仁分选：核桃脱壳取仁后，挑选无霉变、带种皮的核桃仁，去除核桃碎壳及其他杂质。

2、液压榨油机压榨：使用的原料为30kg，榨膛温度控制在50℃，然后进行如下操作：①压力升至20Mpa，维持15min，②然后将压力降至0Mpa，再将压力升至30Mpa，维持20min，重复①～②，可多次压榨，核桃粕Ⅰ中的残油量达到10％。

3、核桃饼粕Ⅰ的破碎：用破碎机将核桃饼粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。

4、超临界CO₂萃取：称取15kg核桃粕Ⅰ粉，装入料筒并放入萃取釜中，开启制冷、冷循环、加热开关，设定好所需温度40℃,打开CO₂阀门、开泵运行并固定其流量400L/h，调节压力为35Mpa，萃取3.0h后，将萃取压力降至与分离压力一致(4Mpa)，从分离釜中出料，并获得核桃饼粕Ⅱ，核桃油的萃取率可达到95％，核桃粕Ⅱ的残油量可降至0.3％。

5、粉碎和过筛：将核桃粕Ⅱ粉碎、过100-300目筛，去除硬壳碎屑等杂质，即得核桃脱脂全粉。

实施例2核桃脱脂全粉及其制备方法

1、核桃仁分选：核桃脱壳取仁后，挑选无霉变、带种皮的核桃仁，去除核桃碎壳及其他杂质。

2、液压榨油机压榨：使用的原料为1kg，榨膛温度控制在30℃，然后进行如下操作：①压力升至5Mpa，维持5min，②然后将压力降至0Mpa，再将压力升至20Mpa，维持5min，重复①～②，可多次压榨，核桃粕Ⅰ中的残油量达到20％。

3、核桃饼粕Ⅰ的破碎：用破碎机将核桃饼粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。

4、超临界CO₂萃取：称取1kg核桃粕Ⅰ粉，装入料筒并放入萃取釜中，开启制冷、冷循环、加热开关，设定好所需温度25℃,打开CO₂阀门、开泵运行并固定其流量50L/h，调节压力为15Mpa，萃取0.5h后，将萃取压力降至与分离压力一致(4Mpa)，从分离釜中出料，并获得核桃粕Ⅱ，核桃油的萃取率可达到90％，核桃粕Ⅱ的残油量可降至1.0％。

5、粉碎和过筛：将核桃粕Ⅱ粉碎、过100-300目筛，去除硬壳碎屑等杂质，即得核桃脱脂全粉。

实施例3核桃脱脂全粉及其制备方法

1、核桃仁分选：核桃脱壳取仁后，挑选无霉变、带种皮的核桃仁，去除核桃碎壳及其他杂质。

2、液压榨油机压榨：使用的原料为50kg，榨油机内堂温度控制在60℃，然后进行如下操作：①压力升至30Mpa，维持20min，②然后将压力降至0Mpa，再将压力升至40Mpa，维持30min，重复①～②，可多次压榨，核桃粕Ⅰ中的残油量达到15％。

3、核桃饼粕Ⅰ的破碎：用破碎机将核桃饼粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。

4、超临界CO₂萃取：称取20kg核桃粕Ⅰ粉，装入料筒并放入萃取釜中，开启制冷、冷循环、加热开关，设定好所需温度50℃,打开CO₂阀门、开泵运行并固定其流量500L/h，调节压力为40Mpa，萃取2.0h后，将萃取压力降至与分离压力一致(4Mpa)，从分离釜中出料，并获得核桃粕Ⅱ，核桃油的萃取率可达到93％，核桃粕Ⅱ的残油量可降至0.8％。

5、粉碎和过筛：将核桃粕Ⅱ粉碎、过100-300目筛，去除硬壳碎屑等杂质，即得核桃脱脂全粉。

实施例1-3中核桃脱脂全粉的制备工艺流程图见图1。

实施例4核桃脱脂全粉的理化指标分析

实施例1-3制备的核桃脱脂全粉的主要理化指标分析结果见表2。

表2实施例1-3制备的核桃脱脂全粉的主要理化指标分析结果

实施例5核桃脱脂全粉在食品加工中的应用

实施例1-3制备的核桃脱脂全粉与面粉可按一定比例(1～50:100)混合，用于挂面、馒头、饺子皮等主食的制作，也可与专用麦粉混合用于焙烤食品中，如饼干、面包等。上述食品对色泽的要求不高，同时能够使食用者一次性大量摄入核桃多酚、蛋白等核桃营养，促进健康的效果显著。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种制备核桃脱脂全粉的方法，其特征在于，以带种皮的核桃仁为原料，利用液压榨油机进行压榨，得到核桃粕Ⅰ；核桃粕Ⅰ经粉碎后，进行超临界CO₂萃取，得到核桃粕Ⅱ，经粉碎、过筛，即得核桃脱脂全粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用液压榨油机进行压榨的具体方法如下：将原料1-50kg置于液压榨油机内，温度控制在30-60℃，然后进行如下操作：①压力升至5-30Mpa，维持5-20min，②然后将压力降至0Mpa，再将压力升至20-40Mpa，维持5-30min，重复①～②进行多次压榨，使核桃粕Ⅰ中的残油量达到10％-20％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行超临界CO₂萃取之前，将核桃粕Ⅰ粉碎成粒度0.3cm以下的粉粒。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，将1-20kg粉碎的核桃粕Ⅰ放入萃取釜中，设定温度25-50℃，打开CO₂阀门，控制流量50-500L/h，调节压力为15-40Mpa，萃取0.5-3.0h后，将萃取压力降至与分离压力一致为4Mpa，从分离釜中出料，得到核桃饼粕Ⅱ，核桃粕Ⅱ中的残油量降至0.3％-1.0％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，将核桃粕Ⅱ粉碎，过100-300目筛，即得核桃脱脂全粉。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括核桃脱壳取仁后，挑选无霉变、带种皮的核桃仁，去除核桃碎壳及杂质的步骤。

7.根据权利要求1-6任一项所述方法制备的核桃脱脂全粉。

8.权利要求7所述核桃脱脂全粉在制备食品及保健品中的应用。

9.由权利要求7所述核桃脱脂全粉制备的食品及保健品。