CN110463771A

CN110463771A - 一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法

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Publication number: CN110463771A
Application number: CN201910878935.2A
Authority: CN
Inventors: 陈业明; 裴昊铭; 华欲飞; 孔祥珍; 张彩猛; 李兴飞
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2019-11-19

Abstract

一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，属于油料的加工技术领域。本发明将核桃仁低温浸泡、低温物理脱皮，加水磨浆和过滤得到核桃浆，离心分离得到上浮轻相，清液中间相和沉淀重相；沉淀通过水洗/不水洗、分散和喷雾干燥得到干基蛋白含量80%以上的淡粉色蛋白粉；离心所得上浮和清液可以根据实际情况和要求进行不同比例的混合，再进行调配、均质和灭菌等处理得到核桃油体相关产品。本发明的加工介质主要为水，过程绿色环保，不使用酸、碱、有机溶剂和酶制剂，在得到核桃蛋白的同时还可得到核桃油体产品，对于核桃的附加值提高和综合利用意义重大。所得核桃蛋白粉富含精氨酸，可做为一种提供精氨酸的食品蛋白原料或配料。

Description

一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，属于油料的加工技术领域。

背景技术

核桃是胡桃科植物，也称为胡桃、羌桃，有“万岁子”、“长寿果”、“养生之宝”的美誉。我国目前是世界上核桃产量最高的国家，同时也有着悠久的核桃食用历史。核桃仁含有丰富的油脂（65%-70%），还含有14%-17%的蛋白质。虽然核桃蛋白是一种缺少赖氨酸的非完全蛋白，但其含有非常丰富的精氨酸，是维持婴幼儿生长发育必不可少的氨基酸。另外，精氨酸还具有促进伤口愈合、人体除氨、提高免疫和调节血压等生理作用。因此，核桃蛋白是一种非常良好的精氨酸来源。

核桃主要的深加工方式是核桃油生产，主要采用压榨法，此法会产生大量的副产物——核桃粕，目前主要做为饲料，大大降低了核桃蛋白的经济价值。为了有效利用核桃蛋白资源，企业和科研院所对核桃粕进行了深加工研究，目前市场上已有核桃蛋白粉和核桃肽产品。由于在利用压榨法加工核桃油时，一般是使用未脱皮或部分脱皮的核桃仁，直接粉碎核桃粕可得到蛋白含量约为50%的核桃蛋白粉，不过蛋白粉颜色深——黄棕色，具有苦涩味。也有利用碱溶酸沉法提取核桃粕中蛋白质的方法，不过该方法需要在高碱性条件下提取核桃蛋白，在酸性条件下沉淀蛋白，再中和和喷雾干燥等处理来得到核桃蛋白粉；所得蛋白粉颜色很深，并且提取过程大量使用了酸和碱，对于核桃蛋白的实际运用限制很大。为了生产蛋白含量高和色泽淡的核桃蛋白产品，有企业利用亚临界萃取技术（利用有机溶剂丁烷或丙烷）萃取核桃粕的残余油脂，并同时得到核桃蛋白，蛋白含量可达60%-80%，色泽白。但是，该技术对于设备、技术和防爆要求高。对于核桃肽，在利用商品蛋白酶水解核桃破粕后，需要进行脱盐和脱色等处理，得到核桃肽依然具有较深的颜色。并且，核桃肽加工的成本较高、得率低、工艺要求高。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，所得核桃蛋白粉富含精氨酸，可做为一种提供精氨酸的食品蛋白原料或配料。

本发明的技术方案，一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，将核桃仁低温浸泡、低温物理脱皮，加水磨浆和过滤得到核桃浆，离心分离得到上浮轻相，清液中间相和沉淀重相；沉淀通过水洗/不水洗、分散和喷雾干燥得到干基蛋白含量80%以上的淡粉色蛋白粉；离心所得上浮和清液可以根据实际情况和要求进行不同比例的混合，再进行调配、均质和灭菌等处理得到核桃油体相关产品。

其主要通过核桃仁的低温物理脱皮，来避免核桃仁表皮中的酚类等成分对于核桃蛋白和油体性质的影响，使得核桃蛋白和油体更加容易提取和离心分离（蛋白沉淀，油体上浮）；沉淀经过加水分散和喷雾干燥即可得蛋白含量80%以上的蛋白粉，呈现淡粉色；也可对沉淀先进行水洗，再进行加水分散和喷雾干燥得到更加低脂含量的蛋白粉，有利于蛋白粉货架期的延长；核桃浆离心分离后所得上浮和清液可以根据实际情况和要求进行不同比例的混合，再进行调配、均质和灭菌等处理得到核桃油体相关产品。

步骤如下：

（1）核桃仁处理：将核桃仁分选、浸泡和脱皮；挑选无虫蚀和无霉变的核桃仁在4-50℃水中浸泡1-10h；随后在4-50℃下对核桃仁进行脱皮；

（2）核桃浆制取：在步骤（1）所得的脱皮核桃仁中加水，使得核桃仁：水体积比为1：5-15，磨浆1-4min，过滤得到核桃浆；

（3）核桃浆的离心分离：对步骤（2）所得核桃浆3000-10000rpm进行离心分离30s-15min，得到上浮轻相，清液中间相和沉淀重相；

（4）核桃蛋白粉的制备：将步骤（3）所得沉淀重相经过加水分散和喷雾干燥，或经过水洗、分散和喷雾干燥得到干基蛋白含量80%以上的淡粉色蛋白粉；

（5）上浮和清液的后续处理：步骤（3）所得清液加入上浮轻相，加入配料，均质、灭菌和包装得到核桃油体产品。

步骤（2）具体步骤如下：磨浆时，在脱皮核桃仁中加水，仁/水质量比为1/5-15，湿法磨浆1-4min，过滤得到核桃浆和核桃渣；对核桃渣重复磨浆步骤0-2次，加水量为核桃渣/水质量比为1/2-5，合并所得浆即为核桃浆；

步骤（3）具体步骤如下：直接利用三相离心机将核桃浆分成上浮I、清液I和沉淀I三相，或先利用卧式螺旋离心机（或管式离心机）将核桃浆分成液相I和沉淀II，再利用两相碟式离心机将液相I分成上浮II和清液II；

步骤（4）具体步骤如下：将重相沉淀水洗0-2次后用水进行稀释、离心和分散，加水量为沉淀：水质量比1：2-5；分散直至所得沉淀中固形物含量10%-30%；再进行喷雾干燥，干燥时，进风温度160-200℃，出风温度70-90℃；

处理后得到蛋白含量为80%以上（干基）和脂质含量为4%以下（干基）的淡粉色核桃蛋白粉；

利用步骤（5）具体步骤如下：利用离心所得清液调整上浮轻相的固形物含量，使固形物含量为4%-50%，加入配料，均质、灭菌（121℃、15min；或130-140℃、5-10s）和包装得到核桃油体产品。

所述配料具体为蔗糖酯、卡拉胶、蔗糖中的一种或几种。

本发明的有益效果：本发明在核桃仁浸泡、物理脱皮和磨浆制取核桃浆的过程中，不使用热、酸、碱、有机溶剂和酶试剂，因此可保持核桃蛋白和其它成分的天然状态；与未脱皮的核桃仁加工相比，脱皮处理对于核桃蛋白和油体的提取率更高，并且离心处理更容易使核桃浆中的蛋白沉淀和油体上浮；可得到蛋白含量大于80%（干基）的淡粉色蛋白粉；离心分离所得到的上浮和清液可通过制取核桃油体产品得到有效利用；本发明的加工介质主要是水，不使用有机溶剂和酶制剂，也不使用酸和碱；对于设备的要求不高；除了产生很少量的渣，核桃蛋白和脂质得到了高效利用，对于核桃深加工产业具有重要的意义。

附图说明

图1是实施例1（左）、实施例2（右）制备的上浮对比示意图。

图2是实施例1（左）、实施例2（右）制备的沉淀对比示意图。

图3是实施例4制备所得核桃蛋白粉的外观示意图。

图4是实施例5所得奶油状核桃油体样品外观示意图。

图5是实施例5所得油体饮料外观示意图。

具体实施方式

实施例1

50g带皮核桃仁在4℃下水浸泡10h，加入250g的水，磨浆2min，过滤得到核桃浆I和核桃渣I；核桃渣I加入100g水，磨浆1min，过滤得到核桃浆II和核桃渣II；核桃渣II加入100g水，磨浆1min，过滤得到核桃浆III和核桃渣III；核桃浆I、II和III合并（468g），通过分析测定，核桃蛋白的提取率为76.4%，脂质的提取率为93.3%（表1）；在4000rpm条件下离心15min得到上浮（轻相）、清液（中间相）和沉淀（重相）。所得上浮（46g）的固形物含量为67.0%，所得清液（407g）的固形物含量为1.5%，所得沉淀（15g）的固形物、蛋白质和脂质含量为39.8%、25.2%和3.3%（表1）。所得上浮状态如图1（左）所示；沉淀状态如图2（左）所示。

计算可得，沉淀中的蛋白和脂质含量分别为63%（干基）和16%（干基），蛋白质量为3.8g，即加工50g核桃仁（总共7g蛋白）可使得3.8g蛋白沉淀分离。上浮水分含量约为33%。

实施例2

50g带皮核桃仁在4℃下浸泡10h，手工脱皮后，加入250g的水，磨浆2min，过滤得到核桃浆I和核桃渣I；核桃渣I加入100g水，磨浆1min，过滤得到核桃浆II和核桃渣II；核桃渣II加入100g水，磨浆1min，过滤得到核桃浆III和核桃渣III；核桃浆I、II和III合并（480g），通过分析测定，核桃蛋白的提取率为85.2%，脂质的提取率为95.9%（表1）；在4000rpm条件下离心15min得到上浮（轻相）、清液（中间相）和沉淀（重相）。所得上浮（38g）的固形物含量为81.2%，所得清液（432g）的固形物含量为1.2%；所得沉淀（10g）的固形物、蛋白质和脂质含量为48.8%、39.9%和3.1%（表1）。所得上浮状态如图1（右）所示；沉淀状态如图2（右）所示。

计算可得，沉淀中的蛋白含量为82%（干基），蛋白质量约为4g，即加工50g核桃仁（总共含有7g蛋白）可使得4g蛋白沉淀分离；上浮水分含量约为19%；与在相同条件下加工的实施例1相比，脱皮不但有利于蛋白质和脂质的提取（表1），还有利于脂质的上浮分离（水分只有19%，而未脱皮为33%）（图1）和蛋白的沉淀分离（水分只有约51%，而未脱皮约为60%）（图2）；最为重要的是脱皮可大大增加沉淀中的蛋白含量（82%，干基），不脱皮时只有63%（干基）。

由图1可得，左图，即实施例1水分含量约为33%，有水分析出，颜色为淡粉色，质构有些硬；右图，即实施例2，水分含量约为19%，颜色为白色，质构柔软。图2中，左图水分含量约为60%，右图水分含量约为51%。

表1 实施例1（不脱皮）和2（脱皮）中相同加工工艺对于50g核桃的蛋白质和脂质提取和分离效果的相关指标

实施例3

50g带皮核桃仁在25℃下浸泡5h，手工脱皮后，加入250g的水，磨浆2min，过滤得到核桃浆I和核桃渣I；核桃渣I加入200g水，磨浆1.5min，过滤得到核桃浆II和核桃渣II；核桃浆I和II合并；在5000rpm条件下离心10min得到上浮I（轻相）、清液I（中间相）和沉淀I（重相）；沉淀I（10.5g）中加入21g的水，分散均匀，在5000rpm条件下离心10min，得到上浮II、清液II和沉淀II；在沉淀II（9.8g）中加入20g的水，分散均匀，在5000rpm条件下离心10min，得到上浮III、清液III和沉淀III（9.6g）；通过分析测定，沉淀II和III的固形物、蛋白质和脂质含量如表2所示。

与实施例2相比，水洗可有效降低沉淀中的脂质含量，但对于蛋白含量影响不大；水洗两次可使沉淀中的脂质含量减少至2.7%[干基，实施例2的沉淀中的脂质含量为6.4%（干基）]。

表2实施例3中的水洗对于核桃浆离心沉淀的成分影响

实施例4

800g带皮核桃仁在35℃下浸泡1 h，手工脱皮后，加入3600g的水，磨浆2min，过滤得到核桃浆I和核桃渣I；核桃渣I加入3600g水，磨浆2min，过滤得到核桃浆II和核桃渣II；核桃浆I和II 合并；在6000rpm条件下离心7min得到上浮（轻相）、清液（中间相）和沉淀（重相）；沉淀的质量约为200克，固形物含量约为45%；加入500g的水，分散均匀；利用喷雾干燥机进行处理（进风温度180℃，出风温度80℃），收集了76g的蛋白粉，颜色呈现淡粉色（图3）；通过分析测定（表3），蛋白粉的固形物含量为93.5%，蛋白含量为84%（干基），脂质含量为6.2%（干基），碳水化合物为3.2%（干基），灰分含量为5.4%（干基）；另外，对于该蛋白粉的氨基酸组成进行了分析，结果显示精氨酸占总氨基酸的约16%（表4）。

制备所得核桃蛋白粉的外观如图3所示，左图为大豆分离蛋白，呈现淡黄色；右图为实施例4所得核桃蛋白粉，呈现淡粉色。

表3实施例4所得核桃蛋白粉的化学组成

表4实施例4所得核桃蛋白粉的氨基酸组成

实施例5

100g带皮核桃仁在20℃下浸泡6h，手工脱皮后，加入600g的水，磨浆2min，过滤得到核桃浆I和核桃渣I；核桃渣I加入300g水，磨浆2min，过滤得到核桃浆II和核桃渣II；核桃浆I和II合并；在8000rpm条件下离心5min得到上浮（77g）、清液（866g）和沉淀（23g），其中上浮和清液的固形物含量分别为79.7%和1.2%。

将上浮分成两部分上浮I（37g）和上浮II（40g），将清液也分成两部分清液I（66g）和清液II（800g）；将上浮I和清液I混合得到混合液I（103g、固形物含量29.4%、脂质含量27.3%），将上浮II和清液II混合得到混合液II（840g、固形物含量4.9%、脂质含量4.5%）；具体的上浮和清液的分配和混合可根据实际情况和要求进行调整。

混合液I中加入0.04%蔗糖酯和0.2%的卡拉胶，均质（20MPa，2min），灭菌处理（121℃，15min）即得植物源的奶油类产品，所得奶油状核桃油体样品外观具体如图4所示，左图为侧面的外观图，右图为液面的外观图。呈现乳白色，质地与稀奶油类似，气味为淡淡的核桃味。

混合液II中加入0.04%蔗糖酯、0.2%的卡拉胶和3%的蔗糖，均质（20MPa，2min），灭菌（121℃，15min）即得核桃油体饮料。饮料外观具体如图5所示，左图为没有添加蔗糖酯和卡拉胶的样品的侧面外观图（体系不稳定，油体发生了上浮），中间图为添加了蔗糖酯、卡拉胶和蔗糖的样品的侧面的外观图（体系稳定），右图为添加了蔗糖酯、卡拉胶和蔗糖的样品的液面的外观图。呈现乳白色，气味为淡淡的核桃味，口感细腻滑爽。灭菌条件为121℃，15min。

最后需要应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：将核桃仁低温浸泡、低温物理脱皮，加水磨浆和过滤得到核桃浆，离心分离得到上浮轻相，清液中间相和沉淀重相；沉淀通过水洗/不水洗、分散和喷雾干燥得到干基蛋白含量80%以上的蛋白粉；离心所得上浮和清液可以根据实际情况和要求进行不同比例的混合，再进行调配、均质和灭菌处理得到核桃油体相关产品。

2.如权利要求1所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于步骤如下：

（5）上浮轻相和清液的后续处理：步骤（3）所得清液加入上浮轻相，加入配料，均质、灭菌和包装得到核桃油体产品。

3.如权利要求2所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（3）中直接利用三相离心机将核桃浆分成上浮I、清液I和沉淀I三相，或先利用卧式螺旋离心机或管式离心机将核桃浆分成液相I和沉淀II，再利用两相碟式离心机将液相I分成上浮II和清液II。

4.如权利要求2所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（4）中将重相沉淀水洗0-2次后用水进行稀释、离心和分散，稀释时加水量为沉淀：水质量比1：2-5；离心参数为3000rpm-6000rpm，3-15min；分散直至所得沉淀中固形物含量10%-30%；再进行喷雾干燥，干燥时进风温度160-200℃，出风温度70-90℃。

5.如权利要求2所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：步骤（5）中利用离心所得清液调整上浮轻相的固形物含量，使固形物含量为4%-50%，加入配料，均质、121℃、15min，或130-140℃、5-10s灭菌和包装得到核桃油体产品。

6.如权利要求2所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述水为去离子水、蒸馏水或净化水。

7.如权利要求5所述高蛋白含量的核桃蛋白粉的制备方法，其特征在于：所述配料具体为蔗糖酯、卡拉胶、蔗糖中的一种或几种。