水酶法提取核桃油工艺研究及卫生指标检测*

陈翠芹 蔡玉琳 段 爽 杨 婷 张旭光 张 锋*

（徐州工业职业技术学院，江苏徐州 221140）

水酶法提取核桃油工艺研究及卫生指标检测*

陈翠芹**蔡玉琳 段 爽 杨 婷 张旭光 张 锋***

（徐州工业职业技术学院，江苏徐州 221140）

核桃，又称胡桃，为胡桃科植物，是世界著名的“四大干果”之一。核桃仁，形状和人脑相似，素有“智慧果”、“长寿果”的美称。核桃仁含有丰富的营养成分，其主要成分是亚油酸甘油酯、亚麻酸及油酸甘油酯等人体必需的脂肪酸。水酶法是一种新兴的提油方法，可用于玉米、大豆、花生等油料种子中油脂的提取。水酶法提油是在机械破碎的基础上，使用对细胞壁组织具有降解作用的酶，破坏植物细胞壁，使油脂容易游离出来，满足植物油提取的要求。此种方法的出油率相对其他的方法都高，大大降低了原料的成本，油的感官色泽好（呈淡黄色），且不会对环境造成污染，目前已经受到了人们越来越多的关注，尤其是国内外学者的重视。本文主要研究了料液比、酶解温度、酶的种类、酶解时间对核桃油提取率的影响，最终确定水酶法提取核桃油的最佳工艺参数，以期为水酶法提取核桃油的产业化生产提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

核桃仁，市场购买无霉变、无蛀虫、新鲜优质的核桃。

乙醚、石油醚、氢氧化钠等，均为分析纯；中性蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶等；常规食品微生物检验试剂，均为生化试剂。

722s可见分光光度计；HH-4数显恒温水浴锅；FA1004电子天平；202-3BC电热恒温鼓风干燥箱；80-1离心机。

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1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

核桃仁→烘干→粉碎→缓冲液浸泡→调pH→酶解→灭酶→离心分离→上清液→溶剂萃取（100℃，10 min）→倒出上层液→干燥→核桃油

1.2.2 试验方法

1.2.2.1 单因素试验

按照基本工艺流程，分别进行料液比、酶的种类、酶解时间、酶添加量、酶解温度、离心转速对核桃油提取率影响的单因素试验。

1.2.2.2 正交试验

在单因素试验的基础上，考虑不同因素间的交互影响，筛选出对提取率影响较大的因素并设计正交试验L9（34），对水酶法提取核桃油的工艺条件进行优化研究。

1.2.3 提取率的计算

式中：M——核桃油质量，g；

N——核桃仁质量，g；

c——核桃仁中油脂质量分数，%。核桃油提取率利用理化检验国标索氏提取法测得。

1.2.4 核桃油主要卫生指标检验

酸价、过氧化值、羰基价的检验参照GB/T 5009.37—2003食用植物油卫生标准的分析方法进行。

2 结果与分析

2.1 去皮处理对核桃油提取率的影响

用1 mol/L的NaOH溶液对核桃仁进行浸泡去皮处理，烘干后粉碎，备用。分别称取20.00 g未经去皮的核桃仁粉和已支皮的核桃仁粉，按照水酶法提取核桃油的工艺进行提取，计算提油率，并进行对比分析。核桃仁去皮处理对核桃油提取率的影响结果见图1。

图1 核桃仁去皮处理对提油率的影响

由图1可知，去皮和不去皮对核桃油提取率的影响较大。核桃仁经去皮处理后提油率明显降低，可能是因为在去皮处理过程中，碱液与核桃仁中的脂肪酸发生皂化反应，从而降低了提油率。因此，在后面单因素试验中全部用未去皮的核桃仁。

2.2 料液比对核桃油提取率的影响

称取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，选用1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8（g∶mL）的料液比，按照核桃油基本工艺进行核桃油提取研究，结果见图2。

图2 不同料液比对提油率的影响

由图2可以看出，料液比对核桃油提取率的影响呈现先上升后下降的趋势。开始时，随着料液比的增加，核桃油的提取率也在升高；当料液比为1∶6时核桃油的提取率达到最大值为56.94%；随着水体积的增加，核桃油的提取率不断降低，这是因为水体积过大会导致油和水之间的乳化增厚，从而导致油脂不易分离，最终影响核桃油的提取率。

2.3 酶种类对核桃油提取率的影响

称取4份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分别选用1.5%的中性蛋白酶、1.5%的α-淀粉酶、1.5%的木瓜蛋白酶、1.5%的纤维素酶进行酶解，按照核桃油基本工艺进行提取研究，结果见图3。

图3 酶的种类对提油率的影响

由图3可以看出，由于酶活力的不同，除α-淀粉酶外，其他3种酶的作用对核桃油提取率的影响都比较显著，在这4种酶中纤维素酶和中性蛋白酶的提取率相对较高，考虑到核桃仁中蛋白质含量较纤维素含量高，因此在后续的试验中均选用中性蛋白酶进行酶解。

2.4 离心转速对核桃油提取率的影响

称取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分别选用离心机转速为 2 000 r/min、2 500 r/min、3 000 r/min、3 500 r/min、4 000 r/min进行分离，按照核桃油基本工艺进行提取研究，结果见图4。

图4 不同转速对提油率的影响

由图4可知，离心转速对核桃油提取率的影响不明显，当离心机转速3 500 r/min时，核桃油提取率最大，为49.30%。因此，试验中选取离心转速为3 500 r/min。

2.5 酶用量对核桃油提取率的影响

称取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分别加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的中性蛋白酶，按照核桃油基本工艺流程进行提取研究，结果见图5。

图5 酶用量对提油率的影响

由图5可以看出，酶用量对提取率的影响较为显著。当酶用量增加到1.5%时，提油率最高，随着酶添加量逐渐增加，提油率逐渐降低。从而得出最佳酶用量为1.5%。

2.6 酶解时间对核桃油提取率的影响

分别称取5组20.00 g粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分别选取酶解时间为1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h，按照核桃油基本工艺进行核桃油提取研究，结果见图6。

图6 酶解时间对提油率的影响

由图6可以看出，随着酶解时间的延长，核桃油提油率呈先上升后下降的趋势。当酶解时间为1.5 h时，提油率最高。

2.7 酶解温度对核桃油提取率的影响

称取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分别选取酶解温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，按照核桃油基本工艺进行提取研究，结果见图7。

图7 酶解温度对提油率的影响

由图7可知，酶解温度小于50℃时，随着温度的升高，提油率也上升，当酶解温度为50℃时，核桃油的提取率达到最高为54.29%，当温度超过50℃时，温度的升高使核桃油提取率逐渐降低。因此，酶解的适宜温度在50℃左右。

2.8 核桃油提取工艺正交试验结果

根据单因素试验结果，为了进一步考察各因素间的相互影响，设计L9（34）正交试验优化核桃油提取工艺参数，因素水平设计见表1，正交试验结果见表2。

表1 因素水平设计表

表2 正交试验结果

由表2可知，4个因素对提取率的影响大小顺序为A>C>D>B，即料液比为最主要的影响因素，其次为酶的种类、酶解时间和酶解温度。从正交试验结果提取率来看，水酶法提取核桃油的最佳工艺条件为A2B1C2D3，即料液比1∶6，酶解温度40℃，酶种类为中性蛋白酶，酶解时间2 h，此条件下核桃油提取率为54.67%。从k值来看，最佳的工艺条件是A2B2C2D2，而该处理并未出现在正交试验表中，因此对2种处理进行了验证试验，结果见表3。

表3 正交试验验证结果对比

由表3可知，核桃油提取的最佳的工艺条件是A2B2C2D2，即料液比1∶6，酶解温度50℃，酶的种类为中性蛋白酶，酶解时间1.5 h，该试验条件下的提油率为55.83%。

2.9 最佳工艺产品品质评定

按照1.2.4中方法对最佳工艺提取的核桃油和购买的核桃油成品进行检验，并将检验结果与GB 2716—2005食品植物油卫生标准中的理化指标（酸价、过氧化值）进行对比，结果见下表4。

表4 2种核桃油产品检验结果与标准对照表

3 结论

本研究通过单因素和正交试验优化得出水酶法提取核桃油的最佳工艺条件为：料液比1∶6，酶解温度50℃，酶种类为中性蛋白酶，酶解时间1.5 h，此工艺条件下，核桃油的提取率可达55.83%。

采用水酶法提油，在最佳工艺条件下提取的核桃油呈现浅黄色，质地黏稠，具有核桃应有的醇香味，对其产品检验结果与GB 2716—2005食用植物油卫生标准中理化指标（酸价、过氧化值）比较均达到了国家标准要求。

［1］王红霞，张志华，玄立春.我国核桃种质资源及育种研究进展［J］.河北林果研究，2007，22（4）：387-391.

［2］李敏，刘媛，孙翠，等.核桃营养价值研究进展［J］.中国粮油学报，2009，24（6）：166-169.

［3］王宇，丁红霞.坚果及其油类的保健作用的研究进展［J］卫生研究，2007，36（3）：391-393.

［4］赵声兰，陈朝银，葛锋，等.核桃油功效成分研究进展［J］云南中医学报，2010，33（6）：71-74.

Study on extraction of walnut oil by enzymatic hydrolysis and detection of health indicators*

CHEN Cuiqin**CAI Yulin DUAN Shuang YANG Ting ZHANG Xuguang ZHANG Feng***
（Xuzhou college of industrial technology，Jiangsu Xuzhou 221140，China）

以核桃仁为原料，水酶法为提取方法，在单因素试验的基础上，采用正交试验对核桃油的提取工艺进行了优化研究。试验结果表明，核桃油提取的最佳工艺参数为：料液比1∶6，酶解温度50℃，中性蛋白酶添加量1.5%，酶解时间1.5 h。在此工艺条件下，核桃油的提取率可达55.83%。

核桃油；水酶法；提取；酶解

This study made walnut kernel as the raw materials,and chose aqueous enzymatic method as the extraction method.The orthogonal test was developed based on one factor tests to optimize the extraction method of walnut oil.The results showed that the optimized process parameters were:1:6 liquid-solid ratio,50℃enzymatic liquefaction temperature,1.5%neutral protease,1.5 h enzyme digestion time.The walnut oil extraction rate was 55.83%under the condition.

walnut oil；aqueous enzymatic method；extraction；enzymolysis

TS225.1+9

A

1673-6044（2017）02-0022-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2017.02.008

江苏省大学生实践创新训练项目。

**陈翠芹，女，1993年出生，徐州工业职业技术学院食品营养与检测专业在读。

***张锋，通讯作者，E-mail：602311700@qq.com.

2017-03-03