背景及概述[1-2]
核桃(A8BC08D.E7BF0G.)又名胡桃,種子可食用,是優(yōu)良的樹種。中醫(yī)學上用仁入藥,性溫、味甘,具有溫肺、補腎功能,可以治療虛寒、喘咳、腎虛、腰疼等癥。核桃仁含油,含亞油酸。核桃油中有多種維生素及礦物元素,而且富含生理活性物質(zhì),在細胞修復、消炎、抗病毒、抗血栓等方面有特效。核桃油為冷壓油,香味似胡桃,無色或淡黃綠色液體。熱壓油,味辛辣,顏色帶綠光,為干性油。相對密度0.919~0.929,皂化值188~196,碘值143~148,折光率1.4808。溶于乙醇、乙醚、氯仿及二硫化碳。由核桃仁壓榨而得,核桃仁油含量約63%。用于油漆、涂料及美術(shù)油。亞油酸、亞麻酸等人體必需脂肪酸是人體合成前列腺素的前驅(qū)物質(zhì),可調(diào)節(jié)血壓、促進新陳代謝。核桃油經(jīng)動物毒性、致突變、致畸實驗已被證明無毒、無致癌成分,宜長期食用。目前,核桃油和紅花油一樣主要作為藥用油,日本已把核桃油作為高級食用保健油,在國際市場上,核桃油同橄欖油都倍受消費者青睞,市場前景廣闊,一個研究開發(fā)核桃油的熱潮已經(jīng)到來。因此,進行核桃油特性及食療價值的研究是一項極有意義的工作。
營養(yǎng)價值[2-3]
核桃仁富含脂肪、蛋白質(zhì)、礦物元素及維生素,脂肪含量達60%~70%,維生素含量見表:

蛋白質(zhì)中含有對人體健康有益的多種氨基酸,其中人體必需的8種氨基酸種類齊全且含量高:

核桃仁榨取核桃油中不飽和脂肪酸含量明顯高于一般食用油:

因此,核桃油在國際市場上備受青睞,美國宇航局還將其指定為宇航員食品,獲得了歐美國家的廣泛認可。
國際上通常以亞油酸、亞麻酸這兩種必需脂肪酸含量作為衡量油脂營養(yǎng)價值的一個重要指標,有關(guān)亞油酸、亞麻酸和油酸等不飽和脂肪酸的具體功能已有很多報道。多項研究表明,ω-6與ω-3攝入比例不科學是心腦血管疾病、糖尿病、腎虛功能損害、過敏性疾病以及癌癥等現(xiàn)代生活習慣病的重要發(fā)病因子。膳食中ω-6和ω-3攝入平衡對于防止現(xiàn)代生活習慣病至關(guān)重要。因此,聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)提出,膳食中ω-6/ω-3脂肪酸的合適比例為(5~10)∶1,2000年日本又提出更高的推薦值為4∶1,核桃油一般為4∶1,滿足此標準。長期
食用核桃油,能保護骨代謝、促進骨骼健康生長、增強健康、減弱神經(jīng)衰退和減緩腫瘤細胞的生長,同時能改善2型糖尿病患者的血脂水平、降低2型糖尿病的患病風險。
核桃油中的黃酮,能改善頭痛、耳鳴、眩暈等癥狀,減輕抑郁癥或緩和緊張,同時抑制LDL(低密度膽固醇)氧化。核桃油中豐富的磷脂,有增強細胞活性,促進造血,使皮膚光滑細膩,加速傷口愈合和毛發(fā)生長,保護腦神經(jīng)的功能。核桃油中還含有豐富的維生素E,對清除自由基、軟化血管、阻止脂褐質(zhì)色素形成、減緩“壽斑”產(chǎn)生、延緩衰老有重要作用。有研究表明,核桃油有很強的抗氧化功能,與其他油料相比,其清除自由基的能力為:核桃油>杏仁油>花生油>麻油>亞麻油>橄欖油。
提取方法[3]
國內(nèi)外對核桃油提取方法的研究較多,主要有壓榨法、浸出法、水代法和超臨界流體萃取法。在核桃油提取過程中,必須根據(jù)其特性選擇合適的制取方法,既要保持核桃油的天然品質(zhì),又要避免核桃蛋白變性。
1. 壓榨法
壓榨法是生產(chǎn)核桃油的主要方法,是利用機械的壓榨原理,將物料中的油脂一次性擠出,常用的有螺旋榨油機和液壓榨油機。根據(jù)物料壓榨前是否進行熱處理分為冷榨和熱榨兩種類型。冷榨法是在低于65℃的環(huán)境下進行,屬于物理方法,物料不加炒焙,對油脂品質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)沒有影響,營養(yǎng)成分保留完整,色澤好,但氣味較差;在國外,德國的油料冷榨技術(shù)發(fā)展較快,比如德國IBGmonforts公司開發(fā)的CA59GKOMET實驗室用冷榨機因其操作簡單、性能良好、相對體積較小,而廣泛應用在實驗室冷榨制油實驗中。熱榨法是將油料作物種子炒焙后榨取油料,氣味特香,顏色較深,產(chǎn)量較高,存留殘渣較少,但營養(yǎng)成分損失較大。兩種壓榨法均無溶劑殘留。壓榨法出油率為50%~60%,存在著餅中殘油率高、蛋白質(zhì)易變性、勞動強度大、成本高等缺點,但此法設備簡單,操作方便。由于冷榨法出油率比熱榨法低,但營養(yǎng)物質(zhì)保存良好,因此冷榨油的價格一般高出熱榨油50%左右。冷榨法更適合用于核桃油的提取。
2. 浸出法
浸出法是選用某種能夠溶解油脂的有機溶劑,經(jīng)過與油料接觸(浸泡或噴淋),使油料中的油脂被萃取出來的一種方法。我國目前大多采用正己烷浸出,適于大批量連續(xù)化生產(chǎn),出油率較高,但易引起核桃蛋白變性,且具有溶劑易燃易爆及殘留等問題。丁烷和丙烷浸出法是一種條件較溫和的制油工藝,尤其適于貴重油脂提取和低變性植物蛋白開發(fā)利用,此法較適于核桃油規(guī)?;a(chǎn),成品油品質(zhì)好,且脫脂蛋白利用率高。1989年我國已開始了這項技術(shù)研究,并很快投入實踐,現(xiàn)已應用于規(guī)?;a(chǎn)。預榨-浸出法是將壓榨法和溶劑浸出法相結(jié)合的一種方法,即在預榨過程中,緩和壓榨條件,先榨出部分油,然后再進行溶劑浸出,使油料中的油脂充分溶出,也使得脫脂蛋白易于利用。該方法結(jié)合了壓榨法和溶劑法的優(yōu)點,被現(xiàn)代制油工業(yè)廣泛應用。近年來,對溶劑法結(jié)合其他輔助技術(shù)進了大量嘗試。如溶劑法與微波、超聲波等輔助方法相結(jié)合,出油率和油的質(zhì)量都有明顯提高,但這些方法仍處于實驗室研究階段,還未應用于大規(guī)模生產(chǎn)。
3. 水代法
水代法即“以水代油”法,是我國特有的傳統(tǒng)制油工藝,即將熱水加到油漿中,使蛋白質(zhì)微粒吸水膨脹,采用振蕩方式借助其比重差進行油脂分離。本方法工藝簡單,安全可靠,但存在分離困難、蛋白質(zhì)變性、出油率低和廢水需要后續(xù)處理等問題。近年來,酶制劑被引入水代法中,以期提高出油率和蛋白質(zhì)利用率。對水酶法提取核桃油的酶進行初步選擇,認為單一用酶時中性蛋白酶效果,而復合酶效果明顯高于單一酶。研究表明,加酶和超聲處理可提高傳統(tǒng)水代法的提取率。水酶法作為一種油脂提取的新技術(shù),具有出油率高、油質(zhì)好、色澤淺、生產(chǎn)能耗低、不易造成環(huán)境污染等優(yōu)點而受到國內(nèi)外學者的重視。隨著研究不斷深入,有望開創(chuàng)核桃油加工新局面。
4. 超臨界流體萃取法
超臨界流體萃取技術(shù)是以超臨界流體(大多為CO2)為溶劑,利用該狀態(tài)下的流體具有高滲透能力和高溶解能力進行非極性混合物萃取分離的一項現(xiàn)代食品加工高新分離技術(shù)。根據(jù)核桃油品質(zhì)特性,對超臨界CO2流體萃取核桃油工藝條件進行研究,所得核桃油達到一級食用油標準,符合歐洲經(jīng)濟共同體(EEC)對核桃油的要求。吳彩娥、閻師杰等[42]提出超臨界CO2流體萃取核桃油工藝參數(shù)為:粒度30目,萃取壓強30MPa,萃取溫度45℃,分離溫度50℃,分離壓強8MPa,萃取時間5h,CO2流量40L/h,在該條件下核桃油萃取率可達93.98%,生產(chǎn)的核桃油澄清透明、色澤淡黃、無溶劑殘留,不需進一步精煉,是高品質(zhì)食用油脂產(chǎn)品。超臨界萃取法克服了溶劑提取法在分離過程中需加熱蒸餾、油脂易氧化酸敗、溶劑殘留等缺陷,也解決了壓榨法產(chǎn)油率低、精制工藝繁瑣、色澤不理想等問題。但該項技術(shù)受設備、能耗、食品安全等諸多因素限制,當前還處于實驗室階段,在實際生產(chǎn)中應用極其有限。
精煉工藝[3]
核桃油精煉是利用物理和化學方法除去核桃油生產(chǎn)過程中存在的雜質(zhì)。其主要工藝流程如下:核桃粗油→脫膠→脫酸→脫色→脫臭→干燥→核桃精煉油。
1. 除雜
在核桃油精煉過程中采用物理方法去除機械雜質(zhì),目的在于使核桃油保持澄清的外觀,目前大多采用離心和過濾的方法。
2. 脫膠
利用化學和物理相結(jié)合的方法除去核桃油中的磷脂成分。磷脂具有易溶于水、與水結(jié)合后不溶于油的性質(zhì),因此采用水化脫膠,使膠質(zhì)與水結(jié)合,利用油脂與水的密度差異將膠質(zhì)除去。但研究發(fā)現(xiàn),單純的水化脫膠不能除去油脂中難以水和的磷脂,因此,在生產(chǎn)過程中加入一定量磷酸,可使不能水和的磷脂轉(zhuǎn)化成能水和的磷脂,以除去膠質(zhì)。
3. 脫酸
主要是通過一定手段除去游離的脂肪酸,有物理和化學兩種方法。物理方法是指在一定溫度條件下,采用真空蒸餾,將游離脂肪酸從油脂中蒸餾出來?;瘜W方法是應用酸堿中和原理,在油脂中加入一定量堿,游離脂肪酸與堿發(fā)生反應,從而將游離脂肪酸分離出來。
4. 脫色
主要是除去油脂中的色素,大多采用活性炭、白藻土或凹凸棒土等物理吸附方法進行脫色。
5. 脫臭
指脫除油脂中非甘油三酸酯成分,如酮類、醛類、烴類和不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物等。脫臭的基本原理為:在一定真空度下,利用甘油三酸酯與揮發(fā)性臭味物質(zhì)揮發(fā)度的差異,讓水蒸氣通過含有臭味組份的油脂,產(chǎn)生汽-液表面接觸,水蒸氣被揮發(fā)的臭味組分飽和,并按其分壓比率逸出,從而達到脫除臭味的目的。
6. 脫蠟
指在低溫條件下,蠟質(zhì)結(jié)晶,與油脂分離,再采用過濾、離心等方法將蠟質(zhì)除去。
7. 干燥
主要目的是脫除核桃油中的水分,利用真空干燥原理進行干燥,可避免高溫對油脂中營養(yǎng)元素的破壞。
主要參考資料
[1] 化學物質(zhì)辭典
[2] 核桃油的特性及營養(yǎng)價值的研究
[3] 核桃油研究進展