CN109924262A - 一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法，以核桃油加工的副产物——脱脂核桃饼粕为原料，针对其中主要营养组分，如蛋白质、碳水化合物的基本特点，采用酶解方法水解其中的碳水化物，将其从水不溶性变为水溶性，然后利用酵母或乳酸发酵的方法在对淀粉水解后产生的葡萄糖进行发酵利用，最后采用传统的方法进行固液分离，得到纯度较高的核桃蛋白粉和核桃饮料两种产品。采用该方法可以将脱脂核桃粉的利用率从57％提高到100％。

Description

一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法

技术领域

本发明涉及食品领域，具体涉及一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法。

背景技术

核桃(Juglans Regin Linn.)属胡桃科植物，其种子与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名 的“四大干果”。核桃仁中含有丰富的油脂(65％-70％)、蛋白质(14.6％-19.0％)、碳水化合 物(5.4％-10.0％)、维生素和矿物质等营养组分。核桃仁富含油脂，其中不饱和脂肪酸含量 高达90％以上，其中亚油酸、亚麻酸含量在70％以上。因此，核桃除了作为坚果食用外，提 取核桃油，也是核桃产业的重要组成部分。

经脱脂后的核桃饼粕中，蛋白质含量较高(50％-70％)，碳水化合物(10％-13％)是一 种优质的膳食蛋白资源。核桃蛋白由四种组成：清蛋白(6.81％)、球蛋白(17.57％)、醇 溶蛋白(5.33％)和谷蛋白(70.11％)。在核桃总蛋白中，清蛋白和球蛋白属于水溶性蛋白， 两者之和约为24.38％，谷蛋白和醇溶蛋白属于水不溶性蛋白质，共计约75.44％。由于核桃 蛋白中75％以上的都是水不溶性蛋白质，因此，目前核桃饼粕中蛋白质的提取和利用多采用 酶解的方法，以核桃饼粕为原料，提取其中的蛋白质或各种肽类。但是即便如此，也只能利 用脱脂核桃饼粕的60％左右。

按年产量375万吨计算，若其中100万吨核桃用于加工核桃油，可得到约65万吨核桃油， 同时产生约35万吨饼粕，其中蛋白质含量50％-70％，即便采用酶法提取，也只能得到20万 吨的核桃蛋白粉，利用率只有57％。因此，如何高效利用脱脂核桃饼粕资源，是目前核桃深 加工产业面临的重要课题之一。

截止2019年2月3日，从中国科技期刊数据库(CNKI)中没有发现有个核桃仁中淀粉的相关研究报道，虽有数篇文献提及核桃仁中含有一定量的碳水化合物，但并未指出是哪种 碳水化合物，也未发现有对此类碳水化物分析处理的相关研究。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的不足，旨在提供一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步 加工方法。本发明方法绿色环保，工艺简单，核桃蛋白粉和饮料同步完成，原料实现100％ 利用，无废渣、废水产生。

本科研团队研究发现，一般核桃仁中含有约5％-10％的碳水化合物，其中以淀粉为主。 脱脂后，核桃饼粕中淀粉含量可达到10％-13％。淀粉是一种多糖，它的存在，不仅降低了核 桃饼粕中蛋白质的相对含量，也会影响核桃蛋白粉的功能性质。基于此，本发明针对脱脂核 桃饼粕中各营养组分的特点，核桃蛋白的基本性质以及核桃中淀粉的特性，研发了本技术。

本发明高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法，包括如下步骤：

步骤1：糊化处理

将脱脂核桃饼粕粉碎并过60-100目筛网，所得脱脂核桃粉按照1:8-15的质量比加水，在 95-100℃下加热糊化15-30min；本步骤中采用的糊化处理，主要是针对脱脂核桃饼粕中残留 的淀粉，分析显示，脱脂核桃粉中淀粉含量最高可达10％-13％。因此糊化处理时，加水量不 能太少。据试验，脱脂核桃粉与水的比例应为1:8-15，糊化时间15-30min，这样才能保证脱 脂核桃粉中的淀粉能够充分糊化。

步骤2：糖化处理

待步骤1糊化的核桃粉冷却至50-60℃时，依次加入核桃粉质量0.8％-1.2％的淀粉脱支酶 和糖化酶(两种酶加入量各为0.8％-1.2％)，酶解2-4h；步骤2中的糖化处理，是利用淀粉脱 支酶和糖化酶对已经糊化的淀粉分子进行水解。其中，淀粉脱支酶主要水解的是支链淀粉分 支处的α-1,6糖苷键，再利用糖化酶水解α-1,4糖苷键，这样就可以是淀粉充分水解为葡萄糖， 并减少产物中糊精的量。淀粉脱支酶和糖化酶加入时，要注意糊化后的体系温度不能太高。 50-60℃时，依次加入核桃粉质量0.8％-1.2％的淀粉脱支酶和糖化酶，酶解2-4h。该步骤是将 脱脂核桃粉中糊化的淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖等低聚糖。经过步骤1和2，脱脂核桃粉中 不溶性的淀粉就转变为水溶性且具有甜味的低聚糖，而进入液相。既提高了固相核桃粉中蛋 白质的含量，也增加了液相的甜味。

步骤3：发酵处理

待步骤2糖化处理结束后，加入核桃粉质量1％-2％的酿酒酵母，在25-30℃下发酵3-6 天；或者加入核桃粉质量0.5％-1.5％的活性乳酸菌，在25-30℃下发酵6-10h；经步骤2的糖 化处理后，体系中原来的淀粉转变为可以为微生物利用的单糖和低聚糖，因此，加入核桃粉 质量1％-2％的酿酒酵母，利用酵母将淀粉糖化后产生的葡萄糖转变为乙醇，同时酵母生长繁 殖过程中，也会分泌胞外蛋白酶以利用体系中的蛋白质，将其转变为氨基酸或肽。因此，经 酵母发酵后，体系中会产生一定量的乙醇和少量的氨基酸和肽，这些都是人体易于消化和吸 收的营养物质。根据脱脂核桃粉中淀粉的含量多少，来确定适宜的酵母用量和发酵时间，一 般是在25-30℃下发酵3-6天。另外，也可以加入核桃粉质量0.5％-1.5％的高活性乳酸菌，乳 酸菌会利用体系中的葡萄糖，将其转化为乳酸，同时，乳酸菌在生长繁殖过程中，也会产生 胞外蛋白酶，使体系中的蛋白质适度降解为肽或氨基酸。因此，经乳酸菌发酵后，体系中会 产生一定量的乳酸和少量的氨基酸和肽，这些也都是人体易于消化和吸收的营养物质。一般 根据体系中葡萄糖的含量多少，在25-30℃下发酵6-10h即可产生适宜的酸度。

步骤4：固液分离

待步骤3发酵结束后，采用离心或过滤的方法进行固液分离，所得沉淀经水洗、干燥后 即可获得高纯度核桃蛋白粉，其中蛋白质含量在80％以上；液相经高温杀菌和常规的糖、酸 调味后，可以得到含少量乙醇的核桃饮料1，或者是含有一定乳酸的核桃饮料2(根据步骤3 的处理方法不同可获得不同的核桃饮料1或核桃饮料2)。这两款饮料中均含有丰富的糖类、 氨基酸和矿物质等营养物质。步骤4中的固液分离方法，目前生产中常用的是离心或板框压 滤，这些都是常规的固液分离技术，但是在本发明中，该步骤对核桃蛋白粉和核桃饮料这两 个产品来讲是非常关键的步骤。所得沉淀经水洗、干燥后即为高纯度核桃蛋白粉，其中蛋白 质含量在80％以上。液相经高温杀菌和糖、酸调味后，即为核桃饮料，其中含有丰富的糖类、 氨基酸和矿物质等营养物质。含醇核桃饮料和乳酸核桃饮料，均呈淡黄色，口感醇香、清爽， 酸甜适度，营养丰富。

步骤4得到的高纯度核桃蛋白粉，呈乳白色、口感清香，蛋白质含量80％以上(氮换算 系数6.25)，水分含量低于12％。可作为营养补充剂直接食用，也可以作为蛋白质强化剂添 加于各类食品中。

本发明目的在于提高核桃饼粕资源的综合利用率，提高核桃产业的经济效益。本发明对 所得核桃蛋白粉和两种核桃饮料的基本理化性质进行了分析。结果表明，采用本发明方法， 所得核桃蛋白粉的纯度在80％以上。所得核桃饮料1是一种含少量酒精的营养性饮料，其中， 酒精含量2％-5％(v/v，20℃)，总糖含量8％-15％，总蛋白质含量2％-6％，总可溶性固形物 含量25％以上；核桃饮料2为一种乳酸型营养饮料，其中乳酸含量0.5％-1.2％，总糖含量 10％-20％，总蛋白质含量2％-6％，总可溶性固形物含量15％-25％。

本发明方法绿色环保，工艺简单，易于实现产业化。核桃蛋白粉和饮料同步完成，原料 实现100％利用，无废渣、废水产生。

本发明的有益效果体现在：

本发明以核桃油加工的副产物——脱脂核桃饼粕为原料，针对其中主要营养组分，如蛋 白质(50％-70％)、碳水化合物(10％-13％)的基本特点，采用酶解方法水解其中的碳水化 物(以淀粉为主)，将其从水不溶性变为水溶性，然后利用酵母和乳酸发酵的方法在对淀粉 水解后产生的葡萄糖进行发酵利用，然后采用传统的方法进行固液分离，得到纯度较高的蛋 白粉和核桃饮料两种产品。采用该方法可以将脱脂核桃粉的利用率从57％提高到100％。

附图说明

图1为本发明的基本工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例是为了更好的解释本发明工艺，并不作为对本发明工艺的限制。

实施例1：

本实施例中高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法如下：

1、糊化处理：脱脂核桃饼粕粉碎、过100目筛网后，称取100kg脱脂核桃粉，放入双层 不锈钢提取罐中，加入1000kg水，搅拌均匀，加热，在95-100℃下加热糊化30min。

2、糖化处理：待糊化的核桃粉冷却至50-60℃时，依次加入核桃粉质量1.0％的淀粉脱支 酶和1.2％糖化酶，搅拌、酶解3h。

3、发酵处理：糖化处理结束后，再加入核桃粉质量1％的酿酒酵母，在28℃下发酵5天。

4、固液分离：待发酵结束后，采用半框压滤的方法进行固液分离。所得沉淀水洗2-3遍， 干燥后，即可得到高纯度核桃蛋白粉约60kg，其中蛋白质含量在81.7％，水分含量11.5％。 板框压滤后，得到约700-750kg滤液，分别加入蔗糖70-75kg、柠檬酸7kg、柠檬香精700g、 苯甲酸钠140g、山梨酸钾140g等配料，搅拌均匀，经高温杀菌后，即可得到核桃低醇饮料。 除了乙醇以外，其中含有丰富的糖类、氨基酸、蛋白质和矿物质等营养物质，是一款营养型 核桃饮料。

实施例2：

本实施例中高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法如下：

1、糊化处理：脱脂核桃饼粕粉碎、过100目筛网后，称取100kg脱脂核桃粉，放入双层 不锈钢提取罐中，加入900kg水，搅拌均匀，加热，在95-100℃下加热糊化30min。

2、糖化处理：待糊化的核桃粉冷却至50-60℃时，依次加入核桃粉质量1.0％的淀粉脱支 酶和1.2％糖化酶，搅拌、酶解4h。

3、发酵处理：糖化处理结束后，再加入核桃粉质量1.2％的乳酸菌，在28℃下发酵10h。

4、固液分离：待发酵结束后，采用半框压滤的方法进行固液分离。所得沉淀水洗2-3遍， 干燥后，即可得到高纯度核桃蛋白粉约60kg，其中蛋白质含量在80.6％，水分含量11.2％。 板框压滤后，得到约600-650kg滤液，分别加入蔗糖60-65kg、柠檬酸6kg、柠檬香精600g、 苯甲酸钠120g、山梨酸钾120g等配料，搅拌均匀，经高温杀菌后，即可得到核桃乳酸饮料。 除了乳酸以外，其中含有丰富的糖类、氨基酸、蛋白质和矿物质等营养物质，是一款营养型 核桃饮料。

下表1是采用本发明方法所得核桃蛋白粉和核桃饮料的主要营养组分含量数据。

表1

从表1中数据可以看出，与原料脱脂核桃粉相比，经处理后所得核桃蛋白粉中蛋白质含 量从原来的68.04％升高到80.57％，合干基90.73％，达到了分离蛋白的水平。此外，由于淀 粉脱支酶和糖化酶的水解，核桃蛋白粉中的总糖含量从13.28％降低至2.04％，可明显降低蛋 白粉在贮藏期间的非酶褐变。另外所得核桃低醇饮料和核桃乳酸饮料两种产品中，可溶性蛋 白质、总糖和矿物质等营养组分含量丰富，可作为运动型饮料，及时补充机体能量和营养。

Claims (5)

1.一种高纯度核桃蛋白粉和核桃饮料的同步加工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：糊化处理

将脱脂核桃饼粕粉碎并过60-100目筛网，所得脱脂核桃粉中加水，在95-100℃下加热糊化15-30min；

步骤2：糖化处理

待步骤1糊化的核桃粉冷却至50-60℃时，依次加入淀粉脱支酶和糖化酶，进行酶解；

步骤3：发酵处理

待步骤2糖化处理结束后，加入酿酒酵母，在25-30℃下发酵3-6天；或者加入活性乳酸菌，在25-30℃下发酵6-10h；

步骤4：固液分离

待步骤3发酵结束后，采用离心或过滤的方法进行固液分离，所得沉淀经水洗、干燥后即可获得高纯度核桃蛋白粉，其中蛋白质含量在80％以上；液相经高温杀菌和常规的糖、酸等调味后，得到核桃饮料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤1中，向脱脂核桃粉中加水的质量比为1:8-15。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤2中，淀粉脱支酶和糖化酶的添加量分别为核桃粉质量的0.8％-1.2％。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：

步骤2中，酶解温度为50-60℃，酶解时间为2-4h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，酿酒酵母的添加量为核桃粉质量的1％-2％；活性乳酸菌的添加量为核桃粉质量的0.5％-1.5％。