我国核桃资源的综合利用研究.pdf

我国核桃资源的综合利用研究 y 杜香莉1, 郭军战1, 冯 汀2 ( 1. 西北农林科技大学, 陕西 杨陵 712100; 2. 南京林业大学, 江苏 南京 210037) 摘 要: 综述了我国近年来对核桃叶、 花、 果实、 枝条及木材的综合利用研究。并为今后综合开 发核桃资源提出了以下对策: 加快核桃加工利用专利技术成果的转让; 进一步研究和分析核桃 仁的营养和药用成分, 为核桃保健食品的开发提供理论依据; 加强核桃深加工品的研究工作, 探索新工艺、 新方法, 为生产新的产品提供技术条件。 关键词: 胡桃; 综合利用; 成份分析 中图分类号: S792. 130. 8 文献标识码:A 文章编号: 1001 -7461( 2003) 03 -0082 -04 On Comprehensive Utilization of Walnut Resources in China DU Xiang -li1, GUO Jun -zhan2, FENG Ting 2 (1. NW Sci - Tech Univ. of Agr. and For. , Yangling , Shaanxi 712100, China; 2. Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China) Abstract: Studies on utilizations of leaf, flower, nut, branch andwood of walnut are reviewed countermeasures are pro - posed as follows speed up the step of transfering of walnut patent techniques in process and utilization; more studies and analysis on nourishment and medicine value should be made; studies on fine process such as new craftwork and new methods should be stengthened so as to offer better conditions to new products production. Key words: walnut; comprehensive utilization; elements analysis 核桃是一种木本油料植物, 其果实是世界四大 名干果之一。核桃干果除含有营养价值极高的油脂 外, 还含有优质蛋白质, 其可消化率达 87. 2 % , 所含 的18 种氨基酸中人体所需的 8 种必需氨基酸含量 合理, 所以是一种很好的蛋白质源。据分析1, 1 kg 核仁的营养价值相当于 3 kg 瘦肉, 5 kg 鸡蛋或9. 5kg 牛奶。我国年产核桃居世界第 2 位, 因此近年对核 桃仁的应用与研究已进入深加工阶段。随着科学技 术的发展和人类生活水平的提高, 人们对核桃资源 的开发利用研究已不仅是以核桃仁为主, 在核桃树 的叶、 花、 核桃果实的青皮、 硬壳的应用研究上都已 有了新的进展。因此, 核桃树全身都是宝, 对核桃资 源进行全树的开发有着广阔的前景。 1 核桃仁的研究 我国授权核桃破壳取仁设备及方法的专利有 10 多项。近年来, 在对核桃仁的加工利用方面亦获 得不少的研究成果。主要研究包括核桃仁的成分分 析和核桃仁的加工利用。 1. 1 核桃仁的成分分析 据分析, 核桃出仁率约为 50 %。核桃仁内含有 丰富的营养成分, 其中有 60 % 70 % 的脂肪, 含油 率比大豆、 芝麻、 花生、 油菜籽均高; 15 % 20 % 的 蛋白质, 10 %左右的碳水化合物, 6. 7 % 纤维素、 灰 份和水分, 如磷、 钾、 镁、 钙、 铁、 硒等、 Ve 和 Vp 以及 肌醇、 咖啡酸等2。核桃仁脂肪中含有90 %的亚油 酸和油酸, 这些是人脑细胞结构脂肪的良好来源, 所 以核桃仁是优势无比的天然/ 脑黄金04。 1. 2 核桃仁的加工利用 1. 2. 1 核桃仁的直接食用及粗加工 核桃仁营养 丰富, 加之口感香脆, 我国每年的鲜核桃销售量很 大。但是核仁除可直接食用, 还可以烹制出很多佳 肴。曾报道有/ 核桃腰花0、 / 核桃鸡丁0等, 最新又烹 制出/ 桃仁龙凤饼0、 / 奇妙桃仁鱼卷0、 / 桃仁香蕉狮 子头0、 / 拔丝果味核桃枣0、 开口核桃、 多味核桃和多 种核桃罐头 3, 为核桃仁的粗加工增添了新的成分, 西北林学院学报 2003, 18(3) : 82 85 Journal of Northwest Forestry University y 收稿日期: 2002 -07 -09 作者简介: 杜香莉( 1963 -) , 女, 陕西渭南人, 副研究馆员, 主要从事图书情报工作 并且蜂蜜核桃罐头的制备方法已申请了专利。 1. 2. 2 核桃仁的深加工 ( 1) 核桃油 核桃仁脂肪含量 60 % 70 %, 居 所有木本油料之首, 被誉为/ 树上的油库0。由核桃 仁提炼的核桃油含亚油酸 64. 6 %、 油酸 16. 3 %、 亚 麻酸 11. 2 % 。所以, 用核桃仁加工成的核桃油是一 高价值保健油, 在经济发达的国家视核桃油为保健 专用油, 国际市场价高达 8 000- 10000 美元/ t, 且供 不应求, 我国在核桃油的研究与应用上已做了许多 工作。 目前, 生产核桃油的方法多采用冷榨法, 但由于 此法出油率低, 不适合规模化生产。传统的预榨浸 出工艺也由于螺旋压榨机榨膛形不成压力, 根本无 法预榨。研究认为4,5, 用丁烷和丙烷配成的溶剂 低温浸出核桃油是比较理想的新方法, 它打破了核 桃油不能浸出的定论, 并在营养油保质方面有着得 天独厚之处, 不仅造价低、 工艺成熟, 而且无/ 三废0 污染。研究表明6, 碱液浓度 12. 62 % 、 碱炼沉淀时 间4 h, 水化热水加量 3 % 5 % , 水化时间 1 2 h, 真空干燥 1 h, 脱色温度 100 e , 时间 30 min, 是比较 理想的核桃油提取工艺条件。 由于核桃油富含不饱和脂肪酸, 在加工、 贮藏及 销售过程中极易氧化酸败变质, 有时提取不到一个 月就发现有败坏现象。因此, 为了有效地延长核桃 油的保质期, 人们做了不少研究。赵声兰研究表 明7, 温度和时间对核桃油自氧化的影响高度显著, 且温度大于时间的影响, 因此, 核桃油应尽量在低温 下贮藏。樊建等8通过 3种脱胶处理对无水乙醚提 取核桃油氧化稳定性影响进行了研究, 结果表明, 85 %磷酸脱胶处理的核桃油氧化稳定性优于盐析及明 矾胶处理的样品; 同时 2, 6- 二叔丁基对甲酚在 3 种脱胶油中的抗氧化效果均优于维生素 E。另外, 通过对核桃油的毒性实验表明9, 核桃油安全无毒、 可靠, 可以长期食用。 ( 2) 核桃营养保健品 国内申请有核桃乳、 核桃 汁、 核桃露、 速溶核桃粉、 核桃酒等营养保健品制备 专利, 但到目前为止, 核桃饮品在国内市场上还不多 见, 原因是多方面的, 主要是在生产工艺技术上还存 在一些难点, 如核桃去皮、 风味保持、 脂肪上浮、 蛋白 质沉淀等。我国近年来对此类产品已做了深入的研 究。 核桃乳及其加工品研究表明10, 11, 核桃仁用 3 %的NaOH 溶液去除皮后, 在 0. 5 %的 NaOH 和0. 02 %的Na2SO3溶液中护色漂白 4 h, 用 85e 以上热磨 的方法可明显改善饮料的色泽和风味, 由此摸索出 了一套产品符合质量指标要求的核桃乳生产工艺。 对花生核桃乳的稳定性研究表明12, HLB 值在 8. 5 9. 5 之间对花生核桃的乳化效果最好; GMS 和 SE 的配比为 3B2; 最佳乳化稳定剂组合为海藻酸钠 0. 5 % 、 黄原胶 0. 2 % 、 GMC+ SE( 3B2) 0. 3 %, 能很好地 保持花生核桃乳的稳定性及各种性状。核桃乳双歧 杆菌酸奶是酸奶的一个新品种, 具有不同于普通酸 奶的补脑、 驻颜益寿的特色13。研究表明, 核桃乳 在添加 15 % 的情况下, 对双歧杆菌无不良影响, 同 时可增加酸奶的风味及营养。崔莉等14研究表明, 核桃蛋白质的变性温度为 67. 05 e , 远远低于其它 植物蛋白质; 核桃蛋白质大部分不溶于水, 溶于稀 碱, 但适当提高温度可促使核桃蛋白质溶解; 核桃蛋 白质的乳化性与其溶解度密切相关, 此项研究解释 了核桃蛋白质的溶解性和乳化性在不同条件下规律 性变化, 为核桃乳饮料的研制提供了充分的理论依 据。核桃冰淇淋是近年来开发的一种时尚饮品, 研 究表明 15,16, 利用通常的操作方法, 加入 10 %核桃 乳固形物, 可生产核桃冰淇淋; 其最佳工艺条件为, 碱液浓度1 % 1. 5 % , 温度为 95 e 100 e , 时间 为 1. 5min; 最佳配料为, 核桃乳固形物 10 %、 蔗糖 6 % 、 淀粉糖浆 6 % , 人造奶油8 %, 明胶 0. 4 %、 海藻 酸钠0. 15 %、 单甘酯 0. 1 % ; 通过添加风味改良剂 可使风味更加丰富。核桃酱亦是新开发的一种营养 品, 研究表明17, 在生产过程中去衣再烘烤, 可较好 的保留产品香气; 黄原胶在核桃酱中不仅有提高增 稠作用, 同时还有乳化稳定作用, 其使用量为 0. 4 % , 乳化剂用量为 0. 3 %, HLB 值应大于 9 较理想。 核桃渣的再利用目前在核桃制品的生产和开发 中, 打浆处理过程所余留的核桃渣中还含有较丰富 的蛋白质等营养成分, 通常仅作为饲料用, 如何能在 打浆处理过程中最大限度地提取核桃仁中营养成 分, 尽量减少核桃渣中营养成分的量, 是提高核桃仁 利用率的关键。为此, 李涛18采用二次旋转响应表 面实验设计, 对核桃打浆工艺条件进行了系统研究, 得出了以核桃蛋白质溶出率为指标, 打浆温度、 pH 值为变量的二次回归数学模型, 并利用所得模型求 得打浆适宜温度为 78e , pH 值为 7. 6 7. 7; 在最佳 打浆条件下, 进一步研究了打浆次数对核桃蛋白质 溶出率的影响, 从生产成本考虑, 实际生产过程中宜 控制 2 3 次打浆, 蛋白质溶出率达 80 % 90 %。 这些为核桃制品的有效生产提供了理论依据。 83 第 3 期 杜香莉等 我国核桃资源的综合利用研究 2 核桃青皮、 果壳、 叶和花的研究 2. 1 核桃青皮 现代化学药物大部分具有较大的副作用, 从天 然植物中寻找并研制理想的镇痛药物, 一直是国内 外科学研究的热点。早在我国的5本草纲目6中就记 载着青核桃具有止痛作用。20 世纪 50 年代国内外 民间用青核桃泡酒剂治疗胃痛、 痛经、 癌症痛等, 以 代替吗啡、 阿片酊等止痛药, 已收到了良好的止痛效 果19 21。 动物实验表明 22, 青核桃中含有的无机钾盐是 镇痛的活性成份, 对大鼠丘脑束旁核痛反应神经元 电活动有显著影响; 青核桃无机盐可提高小鼠脑内 K+/ Ca2+比值, 使小鼠脑内 5- HT 含量增加, 在中枢 神经系统作用下, 激发某些神经元使之释放递质等 调制了痛觉反应, 这一止痛机理不仅与国外临床观 察取得了较一致的结果, 而且提出了/ 钾能镇痛0的 新论点。 采用 BSLB( brine shrimp lethelity bioassay) 法对核 桃青皮提取的活性成分进行初步筛选的结果表 明23, 其醋酸乙酯提取物均具有较明显的细胞毒 性, 可望进一步研究制成新的抗肿瘤药物。 现今, 人们都渴望食用绿色食品, 因而天然色素 以其安全无毒和营养价值引起了食品工业的重视, 并有代替合成色素的趋势, 成为食品添加剂中的一 枝新秀。开发天然食用色素的研究与日俱增。研究 表明24, 晾干的核桃外果皮中棕褐色色素含量高, 且提取工艺简单; 60e 的热纯水为最佳的提取剂; 并 证明该色素水溶性、 耐热性、 耐光性较好, 可用于软 糖、 果冻、 蛋糕等食品着色。 2. 2 核桃壳 核桃壳质地厚实坚硬, 是生产木炭和活性炭( 医 用、 食品) 的最佳原料。研究认为25, 核桃壳是一种 制取不定型颗粒活性炭的原料, 其综合得率为 12 % 16 % , 这为开发新的果壳活性炭开辟了新的途 径。 据分析 26, 核桃壳中含核桃醌、 氢化胡桃醌、 B - 葡萄糖甙、 鞣质、 没食子酸等, 因此可以作药用。 我国获准了一项/ 一种用熏蒸法治疗近视的核桃壳 眼镜0实用新型专利权, 其特征是在镜框上嵌有一个 由核桃壳做的半球形镜盒, 镜盒内装有艾轴和可燃 烧艾条, 镜盒底部置有一药垫, 治疗时, 将艾条点燃, 药垫上所浸的治疗近视的药物通过加热薰蒸眼部, 使近视眼得到治疗。据报道 27, 核桃壳眼镜灸治疗 近视眼主要是由于核桃壳含有丰富的钙、 磷、 铁等微 量元素及胡萝卜素、 核黄素、 维生素 E 等; 核桃壳的 灸治作用是否通过提高自身的调节能力还有待于进 一步研究。 研究认为28, 以核桃壳为原料提取食用棕色 素, 不仅来源广泛, 而且提取后的残渣仍可用于活性 炭的制取, 是提高核桃壳利用率的有效途径; 以含水 乙醇为溶剂提取效果较好, 操作简便; 核桃壳棕色素 带有淡淡的香味, 并具有良好的耐热性和抗氧化性; 关于核桃壳棕色素的结构及作为天然色素的类属, 以及提取成本核算等内容, 有待于进一步探讨。 2. 3 核桃叶、 花及核桃木、 核桃枝 2. 3. 1 核桃叶 核桃叶中含有大量的 Vc、 Vb、 Ve 胡萝卜素、 挥发油( 香精油) 、 鞣质、 染色物质、 以及核 桃醌、 胰岛素多糖、 有机酸、 无机盐、 高抗炎作用的多 酚复合物等多种生物化学成分等, 具有促进肌体强 壮, 对患维生素缺乏症、 喉头炎、 淋巴结、 甲状腺肿 大、 结核病、 黄胆病、 妇科病、 皮肤病等均有较好疗 效。核桃叶不同溶剂提取物均对油脂的氧化有一定 的抑制作用, 其中以 70 % 丙酮提取物效果最好, 其 抗氧化的主要成分有鞣质类、 黄酮类、 植物甾醇及萜 类 29。对核桃叶中黄酮类物质的提取方法研究表 明, 在综合考虑提取时间、 溶剂用量、 提取得率等因 素后, 70 %乙醇回流法是提取核桃叶总黄酮的最好 方法30, 这为核桃叶的综合利用提供了科学依据。 2. 3. 2 核桃花 我国核桃花的量大, 民间除少量用 作蔬菜食用、 药用或少作饲用, 大部分核桃花都被浪 费掉。对核桃营养成分进行的系统分析与研究表 明, 核桃花营养丰富和全面, 特别是蛋白质高达 21 % ,K、 Fe、 Mn、 Zn、 Se 及 B- 胡萝卜素、 Vb2、 Ve、 Vc 等 含量也较高 31, 是一种很好的天然营养保健食品资 源。对核桃花蛋白质提取条件进行的初步研究表 明, 核桃花蛋白质在碱性溶液中抽提率较大, 在酸性 溶液中最小; 温度对其影响不大; 在 Na+、 K+溶液中 的抽提率明显大于 Ca2+ 32, 这亦为核桃花的进一步 综合利用提供了科学的依据。 2. 3. 3 核桃木和核桃枝 核桃木材结构细微、 纹理 美观, 受振不裂, 是高级家具和军事用材。李生 正 23等用 BSLB法研究表明, 核桃枝醋酸乙酯提取 物具有较明显的细胞毒性, 验证了核桃枝具有抗食 道肿瘤的作用。 3 我国核桃资源的综合利用对策 我国核桃综合利用研究成果已有不少, 但多数 84 西北林学院学报 18 卷 都没有投入生产, 核桃资源的利用仍以干果及其粗 加工品为主, 上市的核桃粉、 核桃乳等其它加工食品 很少。这极大地减低了我国核桃的经济价值。为了 加快我国科研成果的转化, 提高我国核桃资源的利 用率, 现提出以下综合利用对策: ( 1) 加快核桃加工 利用专利技术的转让。我国目前有关核桃专利已有 不少, 但真正投入生产的并不多, 因此在核桃加工方 面应集中资金, 扶持重点企业, 推进产业化进程。 ( 2) 进一步研究和分析核桃仁的营养和药用成分, 为 核桃保健食品的开发提供理论依据。( 3) 加强核桃 深加工品的研究工作, 探索新工艺、 新方法, 为生产 新的产品提供技术条件。目前核桃深加工品的生产 还未形成规模, 主要原因是生产技术上还存在一些 问题。比如, 核桃油是一种很有发展前途的新型营 养保健品, 对于拓展对外贸易、 出口创汇具有良好的 经济和社会效益, 但我国的核桃油的开发还处于起 步阶段。因此这是科研领域的一个主攻方向。( 4) 加快核桃资源综合开发利用步伐, 提高核桃的利用 价值。根据分析, 核桃除果仁以外, 它的全身都是 宝, 但目前在对其它部分利用研究上都是刚起步, 只 做了一些基础研究, 还没有形成规模化生产的氛围。 因此核桃青皮、 果壳及树叶等这一未开发资源, 应引 起有关部门的高度重视。 参考文献: 1 中南林学院. 经济林栽培学 M . 北京: 中国林业出版社, 1989. 149. 2 许维升. 核桃优良品种及其丰产优质栽培技术 M . 北京: 中 国林业出版社,1998. 3 张仲欣. 开口核桃烘干工艺试验研究 J . 农业工程学报, 1999, 15( 4) : 254 -256. 4 端木凡林, 樊云霞, 阴景喜, 等. 核桃油及核桃脱脂蛋白粉制取 工艺 J . 中国油脂, 1999, 24(6) : 20 -21. 5 闫开明. 核桃油、 速溶核桃粉综合加工新工艺 J . 西部粮油科 技, 2000, 25( 2) : 5 -26. 6 万本屹, 董海洲. 核桃油精炼工艺的研究 J . 西部粮油科技, 2001, 26( 2) : 8 -20. 7 赵声兰, 李涛, 蔡绍芬, 等. 核桃油自氧化及其抗氧化的实验研 究 J . 食品工业科技, 2001, 22( 2) : 27 -29. 8 樊 建, 陈朝银, 赵声兰, 等. 核桃蛋白质提取条件的初步研究 J . 西南农业大学学报, 2000, 22( 3) : 246 -248. 9 王志平, 杨栓平, 李文德. 核桃油毒性实验研究 J . 山西临床 医药, 2000, 9( 10) : 750 -752. 10 刘金福, 王浩田, 刘坤明. 核桃乳饮料生产工艺研究 J . 天 津农学院学报, 2000,7( 1) : 8 -11 . 11 许效群, 刘喜文, 卢耀环. 全脂核桃乳生产工艺的研究 J . 山 西农业大学学报, 2000,20( 3) : 265 -268. 12 陈 敢, 马世成. 花生核桃乳稳定性研究 J . 中国乳品工业, 2000, 28( 3) :11 -13. 13 苏槟楠, 萧晋川, 王光焕. 核桃乳双歧杆菌酸奶的研究 J . 科 技情报开发与经济, 2000, 10( 4) : 50. 14 崔 莉, 葛文光. 核桃蛋白质功能性质的研究 J . 宁夏农学院 学报, 1999, 20(4) : 44 -48. 15 刘福林, 翟胜江, 杨文侠. 核桃冰淇淋的研制 J . 中国乳品 工业, 1999, 27( 3) : 19 -21. 16 张希琴, 胡迎芬. 核桃冰淇淋的生产 J . 应用科技, 2000, 27 ( 1) :23. 17 林家莲, 杨荣华, 周凌霄. 核桃酱生产工艺及稳定性的研究 J . 食品与发酵工业, 2000,26(2) : 80 -82. 18 李 涛, 赵声兰, 陈朝银, 等. 核桃打浆工艺条件研究 J . 食品 科学, 2000, 21( 12) :70 -72. 19 赵基嘉. 介绍用核