核桃油的研究进展
2014-04-15代增英高克栋冯建岭李迎秋
代增英,高克栋,冯建岭,李迎秋
(齐鲁工业大学 食品科学与生物工程学院,山东 济南 250353)
核桃油的研究进展
代增英,高克栋,冯建岭,李迎秋
(齐鲁工业大学 食品科学与生物工程学院,山东 济南 250353)
核桃油中丰富的油酸、亚油酸和亚麻酸等多不饱和脂肪酸具有重要的生理作用。目前有多种提取核桃油的方法,对这些方法的优缺点进行总结,并介绍核桃油的功能特性。
核桃油;功能特性;生产方法;发展前景
在国外,核桃被称之为“长寿之果”和“健脑之果”;在我国,中医认为,核桃性温,无毒,有健胃、补血、润肺、养神等功效,具有丰富的药用价值。核桃仁含油量很高,大约在40%~65%。核桃油的提取方法有很多种,如压榨法、溶剂浸出法等。
1 生产核桃油的不同方法的对比
1.1 压榨法[1]
压榨法是一种传统的提取方法,是借助机械外力的作用,将油脂从油料料坯中挤压出的方法。我国很早就有锲式榨油的记录。现代的压榨制油一般都采用动力螺旋压榨机,操作工艺简单,配套设备少,能连续化生产,对油料品种的适应性强,生产灵活,但饼粕残油率较高,出油率低,耗能较大。
1.1.1 热榨法
工艺流程:核桃→清理、破碎→核桃仁加热→轧坯→蒸炒→沉淀毛油→成品油。
将核桃仁加热蒸炒后,在比较高的温度下,用机械法挤压榨油。该工艺的优点是出油率很高,缺点是由于进行了高温操作,油脂易氧化变质,过氧化值、酸价等严重超标,且产物核桃蛋白粕会由于变性而失去营养价值。
1.1.2 冷榨法
冷榨法的核桃仁不需要蒸炒,直接进行机械冷炸,出油率在60%~70%,一般需要经过2~3次重复压榨。间歇式物理精炼工艺是冷榨工艺的一种,主要是通过设备与工艺进行匹配和优化。采用这种方法加工核桃油,成本较低,油的品质好于热榨油和浸出油,香气和口感比超临界CO2萃取油要好。
1.2 溶剂浸出法
工艺流程:核桃仁粉碎→混合溶剂浸提(正己烷与异丙醇的比为3∶2)→抽滤→挥发溶剂→冷冻保存。
溶剂浸出法利用的是萃取的原理,是用一种或几种能溶解油脂的有机溶剂,通过接触油料,使油料中的油脂被萃取出来的方法。根据周如金、顾立军等的研究[2],可用6号溶剂(正己烷)来提取核桃油。优点是适用于大批量连续化生产,出油率较高;缺点是核桃蛋白发生变性,不太适用于核桃油料的加工。王红梅用4号溶剂(主要成分为丁烷和丙烷)来浸提核桃油[3],此方法是一种条件较温和的制油方法,尤其适合于贵重油脂的提取和低变性植物蛋白的开发利用,也较适用于核桃油的规模生产,且成品油品质好,脱脂蛋白利用率高。有机溶剂浸出法的优点是出油率高,工艺过程实现了高度自动化和连续化控制;缺点是溶剂本身易燃易爆,且提取后的油、粕中残留有机溶剂,可能会对人体健康有害[4]。
1.3 预榨浸出法[5]
随着科技的进步,溶剂浸出法得到了应用;经过进一步的发展,预榨浸出法逐渐产生。预榨浸出法结合了压榨法和溶剂浸出法。预榨时,缓和压榨条件,先榨出部分油,这些油品质高,蛋白质变性低;然后再进行溶剂浸出,使油料中的油脂充分溶
出,也使脱脂蛋白易于利用。该法保留了压榨法和溶剂法的优点,避免了其缺点,在现代制油业广泛应用。
1.4 水代法
水代法是近年来才发展起来的一项提取核桃油的新技术,是利用油料中的非油成分对油、水“亲和力”的差异和油、水比重的不同,将油脂与蛋白质等分离出来[6]。该方法是将核桃去壳后进行炒料、磨浆、兑浆搅油、振荡分油,再进行沉淀、分装,最终获得成品核桃油。此方法具有明显的优点,即温和的操作条件保证了较高的油脂品质,毛油不需要进一步精炼即可得到澄清的成品油,出油率较高,且饼粕蛋白变性少,利用率高,操作工艺简单、安全可靠,但也存在分离较困难等缺点。
1.5 水酶法
工艺流程:核桃去壳→破碎→磨浆→酶解→灭酶→离心分离→核桃油。
该方法是利用机械和生物酶解手段破坏植物的细胞结构,用水作为溶剂,将油脂从蛋白中置换出来,使其中的油脂释放出来。优点是以水为溶剂,反应温度低,条件温和,得到的核桃油品质好、蛋白质变性程度小,有利于综合利用油料中的油脂和蛋白质,耗能也低[7]。
1.6 超临界CO2萃取法
超临界CO2流体萃取技术是一种新型的分离技术,克服了溶剂提取法在分离过程中需蒸馏加热、高温油脂易氧化酸败、有溶剂残留等缺陷,也克服了压榨法产率低、精制工艺复杂、油的色泽不理想等缺点。该法利用CO2在超临界状态下可将非极性油脂浸出的原理进行制油。该工艺的优点是核桃油提取率高,油的品质不会发生改变,核桃蛋白粕中的蛋白也不会变性;缺点是对工艺和管理水平要求较高,投资较大[1]。吴彩娥等研究报道了超临界CO2流体萃取核桃油的最优参数[8]:颗粒大小是30目,提取压强是30MPa,提取温度是45℃,分离温度是50℃,分离压强是8MPa,提取时间是5h,CO2流量是40L/h。此条件下核桃油提取率可达93.98%,且得到的核桃油澄清、透明,呈淡黄色,无溶剂残留。目前受设备、能耗等因素限制,超临界萃取油脂主要集中在实验室阶段,在实际生产中应用非常有限。
2 核桃油的精炼
2.1 间歇式物理精炼工艺
工艺流程[9]:核桃毛油→粗过滤→脱胶→脱酸→脱色→精密过滤→抗氧化处理→灌装。
通过此工艺制成核桃油,不会像用化学提炼方法那样产生副产物,核桃的主要营养成分被保留,且能抑制各种组分的挥发和氧化,不会使原料中的生理活性物质损失或破坏,也没有溶剂残留,加工过程中不会进行高温反应,制取的核桃油保持了原有油脂的性质,产品质量比较容易达到出口标准。该方法还具有操作简单、便于管理、投资小、耗能低、易于吸引中小投资者目光等优点,缺点是残油率高。此问题可以通过将该工艺与水酶法生产工艺相结合的方法得到解决。
2.2 水酶法与间歇式物理精炼相结合的工艺[1]
在此工艺流程中,核桃毛油的生产应用的是水酶法,之后应用的都是间歇式物理精炼工艺。有研究显示:水酶法所得的核桃油呈黄色且澄清透明,在提取核桃油的同时蛋白质的性能被很好地保护,分离后的固体可以用来制作核桃粉、核桃乳、糕点等食品,既可以为人们提供更多的产品,又可以提高经济效益。这种生产核桃油的方法同时具备间歇式物理精炼工艺和水酶法的优点,简便安全,油脂品质高,降低了残油率,因此有很好的发展前景。
3 核桃油的功能特性
3.1 降血脂,降胆固醇
核桃油中不仅含有亚油酸、亚麻酸等人体必需脂肪酸,还含有黄酮、植物甾醇(β-谷甾醇为主),这些成分对心脑血管疾病具有良好的保健作用[10]。不饱和脂肪酸可以降低血清胆固醇,提高高密度脂蛋白水平,降低血压,减少血液中的甘油三脂含量,软化血管,因此可以预防动脉粥样硬化、心脑血管等疾病[11];黄酮具有广泛的生理作用,如抗过敏、防血栓、降低胆固醇等;植物甾醇可以抑制人体对胆固醇的吸收,促进胆固醇的分解,阻止胆固醇的合成,具有一定的抗氧化性。有研究显示,核桃油中的多不饱和脂肪酸、黄酮的含量比花生油、大豆油、玉米油等植物油中的含量高[12]。
3.2 增强免疫力,延缓衰老
核桃油含有丰富的鱼肝油萜、褪黑素、黄酮类物质和多酚类化合物。而鱼肝油萜能促进血液循环,消炎杀菌,活化身体机能细胞,修复细胞;褪黑素具有保护细胞免受氧化损伤、抗癌、调节神经活动、抗衰老等生物学功能;黄酮类物质和多酚类化合物能增强血管扩张能力、调节血脂、降低胆固醇和血糖,改善血管微循环。核桃油还可清除体内导致机体衰老的自由基,增强机体的抗氧化能力。范
学辉[13]研究指出,17ml/(kg·d)的核桃油对小鼠肝、脑组织中的T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化物质活性有显著的提高作用,当剂量达到一定程度时,抗氧化酶的活性有显著变化,从而间接说明适量核桃油有助于增强机体清除自由基的能力。
3.3 促进大脑、神经系统和视网膜发育
磷脂是组成大脑细胞和神经细胞不可缺少的物质,而核桃油中含有一定量的磷脂,因此核桃油对脑神经具有较好的保健作用;DHA,俗称脑黄金,对于人体来说是一种非常重要的多不饱和脂肪酸,可由亚麻酸分解得到,它是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素,也是大脑和视网膜的重要组成成分,在人体大脑皮层中含量高达20%,在视网膜中所占比例最大约为50%。核桃油中含有高达12.2%的亚麻酸,可有效补充DHA,提高记忆能力[10]。孕妇摄入核桃油后可根据胎儿的需求补充DHA,可以为婴幼儿智力、神经系统和视网膜发育提供营养保障。
3.4 润肠通便
核桃油中含有的亚油酸和亚麻酸被人们食用后,能增加体内双歧杆菌的含量,通过双歧杆菌将体内糖类分解为乳酸和醋酸,使肠道呈弱酸性,从而控制由有害菌引起的异常发酵,同时可以刺激肠蠕动,起到润肠通便、治疗便秘的作用,利于改善睡眠质量。
随着人们生活水平的提高,无公害且营养价值高的食品将会越来越受到人们的喜爱。核桃油以其超高的营养价值和安全绿色的提取过程,越来越受到人们的关注。在日本,核桃油已成为一种高级保健油,法国也将其作为一种高级调味品,这充分展示了核桃油广阔的发展前景。
[1]周鸿升,王希群,郭保香,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):94-95.
[2]周如金,顾立军,黎周围,等.超声强化提取核桃仁油的研究[J].食品科学,2003,(10):113-117.
[3]王红梅.核桃油、核桃乳、速溶脱脂核桃粉综合加工技术[J].粮食与油脂,2001,(1):44-45.
[4]刘广,陶长定.核桃油的生产工艺探讨[J].粮食与食品工业,2010,17(4):11-15.
[5]管伟举,陈钊,谷克仁.核桃油研究进展[J].粮食与油脂,2010,(5):40-41.
[6]刘淼,裘爱泳,苗卓,等.水代法制取核桃油工艺的研究及有效成分分析[J].中国油脂,2004,(3):13-16.
[7]温风亮,龚琴,胡兵.水酶法提取核桃油工艺[J].食品研究与开发,2010,31(10):104-106.
[8]闫师杰,吴彩娥,寇晓虹,等.提取方法对核桃油脂肪酸组分含量及质量指标的影响[J].食品工业科技,2002,(4):33-34.
[9]朱传合,万本屹,郭良文.核桃油提取和精炼研究[J].粮食与油脂,2001,(10):34-35.
[10]管伟举,陈钊,谷克仁.核桃油研究进展[J],粮食与油脂,2010,(5):39-41.
[11]Phillipson B E,Rothrock D W,Connor W E,et al.Reduction of Plasma Lipids Lipoproteins and Apoproteins by Dietary Fish Oils in Patients with Hypertrigly Ceridemia [J].N.Engl.J.Med,1985,12(3):1210-1216.
[12]赵声兰,陈朝银,葛锋,等.核桃油功效成分研究进展[J].云南中医学院学报,2010,(6):71-74.
[13]范学辉,李建科,张清安,等.核桃油对小鼠体内抗氧化酶活性及总抗氧化能力的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2004,32(11):121-122.
[责任编辑:罗 香]
The Progress of Research on W alnut Oil
DAIZeng-ying,GAO Ke-dong,FENG Jian-ling,LIYing-qiu
(School of Food and Bioengineering,Qilu University of Technology,Jinan 250353,Shandong,China)
:Walnut oil is abundant in oleic acid,linoleic acid and linolenic acid,such as the polyunsaturated fatty acid,it has important physiological functions.At present there aremany kinds ofmethods of extractingwalnut oil. This papermainly summarized the advantages and disadvantages of differentmethods of extraction walnutoil and introduced the functional properties ofwalnut oil.
walnut oil;functional properties;production method;prospects for development
TS225
A
1006-8481(2014)01-0006-03
2013-06-08
代增英(1987—),女,齐鲁工业大学食品科学与生物工程学院在读硕士研究生,研究方向:食品生物技术。