核桃加工及综合利用研究进展

宫学斌 ，王婷婷 ，宫俊杰 ，张　敏 ，赵煜炜 ，姜建波

（1.烟台龙大核中宝食品有限公司，山东 烟台　265229；2.山东农业工程学院，山东 济南　251100；3.龙大食品集团有限公司，山东 烟台　265231）

核桃（Juglans regia L.）为胡桃科胡桃属植物，又名“胡桃“”羌桃”，与扁桃、腰果、榛子并称世界“四大干果”[1]。核桃在我国分布广泛，北至黑龙江，南达云南、贵州，西至新疆，东至山东、辽宁，其中安徽省亳州市三官林区被誉为亚洲最大的核桃林场。核桃为落叶乔木，核果球形，外果皮平滑，内果皮坚硬，有皱纹，呈大脑形。果仁可吃可榨油，也可入药。配制糕点、糖果等，不仅味美，而且营养价值很高，在国外，人称“大力士食品”“营养丰富的坚果”“益智果”；在国内有“万岁子”“长寿果”“养生之宝”的美誉。核桃可补肾、固精强腰、温肺定喘、润肠通便。随着人们生活水平的提高，对核桃及其加工品的需求逐渐增加，本文对核桃的加工及其综合利用进行综述，以期为核桃的进一步开发利用提供依据。

1　核桃仁的利用

1.1　核桃仁相关成分的提取和应用

1.1.1核桃油

核桃仁中提炼的核桃油中含有多种生物活性物质，除含量较多的亚油酸、α-亚麻酸、维生素E外，还含有微量的功能性成分，如神经酸、鳕油酸、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）、角鲨烯、褪黑素、黄酮、胡萝卜素等，具有调节人体胆固醇、治疗脑血栓及动脉粥样硬化、保护脑功能、预防神经退行性疾病、提高免疫力、延缓衰老等一系列作用，其中褪黑素是脑白金的主要功效成分，DHA及α-亚麻酸是脑黄金的主要功效成分[2]。

核桃油的生产工艺主要有压榨法、有机溶剂浸出法和超临界CO2萃取法等[3]。将核桃仁碱法蜕皮后利用液压冷榨法生产核桃油，压榨压力30MPa，压榨时间40min，入榨水分为1.5%，出油率达93.19%，不饱和脂肪酸含量达到93.03%[4]；利用水酶法和分子蒸馏法提取富集核桃油，解决了传统压榨法过程中核桃粕蛋白变性大且不能充分利用等问题[5]。核桃油微囊的制备可以提高核桃油在高温、强光照下的稳定性，便于贮藏[6]。

1.1.2核桃蛋白

核桃蛋白中8种人体必需氨基酸含量较高，超过国际卫生组织和国际粮农组织规定的氨基酸类人体必需量的标准值，是很好的植物蛋白来源[7]。市面上核桃蛋白的加工品多为核桃蛋白发酵酸奶和核桃蛋白饮料，也可将脱脂核桃蛋白添加到肉制品中，作为填充剂提高肉的吸水吸油性、凝胶强度和乳化能力，同时起到降低脂肪摄入的作用[8,9]。另外，通过不同的蛋白酶切割可以得到具有不同的生物活性的核桃蛋白活性肽。经过AS1398中性蛋白酶水解得到的低分子量肽制品可以改变核桃蛋白溶解度差的问题，有助于人体的消化吸收；核桃多肽还具有明显的抗氧化性，不同的酶通过酶解得到的蛋白多肽均有不同程度的羟自由基清除作用，其中复合酶水解产物的抗氧化性最强，利用这一特性核桃蛋白可作为日用化学品的抗氧化剂、发酵食品的原料或添加剂等；核桃蛋白酶解后还可以生成具有抑菌成分的抗菌肽，且随水解度的增加，抑菌能力增强，其对大肠杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别是50%、50%和60%[7]。

郭兴峰等[10]比较了冷榨和热榨对所得的脱脂核桃饼粕中核桃蛋白性质的影响，研究表明冷榨得到的核桃蛋白的溶解性、乳化性、吸水性均优于热榨，适用于植物蛋白粉和乳制品中，热榨的核桃蛋白因其高吸油性和乳化稳定性而更适用于肉制品添加剂或脂肪替代物。毛晓英等[11]对比了碱溶酸沉及酸沉法制备核桃蛋白，结果表明，二者对核桃蛋白的组成及结构物明显影响，蛋白得率分别为90%及70%。高荣海等[12]应用超临界CO2萃取脱脂法结合碱溶酸沉法，使得核桃蛋白的得率达到85%。敬思群等[13]优化了核桃蛋白超声辅助提取法，其最佳工艺条件为超声时间19min，超声温度46℃，液料比20:1，pH=8.6，在此条件下核桃蛋白的浸出率达到68.98%。

1.2　核桃仁加工产品

我国以核桃仁为主、辅料生产的食品多达200多种，如琥珀核桃、五香核桃、脱皮核桃仁、核桃软糖、核桃酪、核桃罐头、核桃乳制品等[14]。凌子等[15]研究了二次剥壳、风选分离技术完成核桃去壳，又运用高压蒸汽冲洗加毛刷清扫法实现种皮的剥离，改善了烘烤法、加热煮沸法和碱液浸泡法等传统去皮技术去皮效率低、口味发涩、减少污水排放等缺陷，提高了生产效率。目前，核桃制品在工艺技术上还存在很多的难点，如风味保持、脂肪上浮、蛋白质沉淀等[16]。

2　核桃副产物的利用

2.1　核桃壳

2016年我国核桃产量达到106万t，按核桃壳质量占核桃总质量的30%计算，2016年核桃壳产量约31.8万t。核桃壳大都被当做燃料焚烧，不仅污染环境，而且也造成了极大的资源浪费。核桃壳的综合利用在食品、化工、医学领域都有涉及，主要有以下几个方面。

2.1.1食品加工

陈志勇等[17]在核桃壳50%乙醇提取物中使用石油醚萃取得到粉状核桃壳棕色素。该色素在高温、弱酸弱碱、金属离子条件下稳定性较好，光照不稳定，是一种安全可食用且廉价易得的天然植物色素[18]。核桃壳正己烷及乙酸乙酯提取物的抗氧化能力与茶多酚相当，可作为食品抗氧化剂[19]。核桃壳多糖、蛋白质含量较高，且富含多种矿物质元素，可代替棉籽壳、玉米芯、杂木屑、麦麸等作为一种新型的食用菌栽培基质，已有研究表明核桃壳在杏鲍菇、金针菇、平菇的栽培中效果理想[20]。另外，核桃壳通过酸解制备的木糖可以作为风味改良剂[21]。

2.1.2化工应用

核桃壳经碳化可制成活性炭，用于吸附废水中的铜、汞、铬等重金属离子和除去工业废气中的恶气硫化氢、放射性碘代甲烷、一氧化碳等[22]。核桃壳还是一种天然木质素材料，经氨化后形成氨化木质素，含氮量4.5%～6.8%，可作为有机肥料应用于农业[23]。核桃壳焦油是核桃壳在少量空气作氧化剂高温热解气化过程中产生的，经过除杂、真空蒸馏、冷凝等工艺制成核桃壳焦油抗聚剂，用于氯丁橡胶的生产[24]。另外核桃壳焦油中还含有间甲酚，用于合成杀菌剂和农药中间体等[25]。

2.1.3医学应用

核桃壳化学成分丰富，主要有氨基酸、多糖、皂甙、黄酮和香豆素等[26]，具有降脂、抗肿瘤、抗氧化、抗菌及植物激素等作用[27]，被应用于临床治疗中。碳化后的核桃壳对细菌、病毒具有较强的吸附、固定、抑制排出能力，可治疗严重腹泻，且疗效明显优于思密达[28]。

2.2　核桃青皮

核桃青皮又称青龙衣，因其化学成分多样，在医药、农业、工业方面应用广泛。核桃青皮中含有醌类、黄酮类、萜类、有机酸及其酯类等多种化学成分，具有抗肿瘤、抑菌、抗氧化等多种生物活性，被广泛应用于临床。其醇提物以及其石油醚、氯仿、乙酸乙酯萃取部位对SGC-7901、HepG-2、HCT-8、Capan-2 四种肿瘤细胞株均有细胞毒作用[29]。核桃青皮中的胡桃醌具有显著抗肿瘤活性，对人体肝癌细胞SMMC 7721的抑制强度与氟尿嘧啶相仿，强于亚硝酸注射液[30]。任先伟等[31]采用管碟法和最低抑菌浓度实验研究了核桃青皮不同极性提取物对7种细菌的抑菌活性，抑菌效果强弱分别为乙酸乙酯部位＞氯仿部位＞正丁醇部位＞石油醚部位，其中乙酸乙酯相具有广谱抑菌作用，对金黄色葡萄球菌的抑制效果最好。核桃青皮色素作为染发剂，与普通的氧化型染发剂相比，对头发损伤小，且具有优良的抗紫外线性能[32]。研究表明，50%乙醇提取得到的色素含量最高，为（2.67±0.02）mg/g，具有光稳定性及耐氧化还原性，钙、锌、铁等金属离子对其具有增色效果[33]。核桃青皮所含的次生物质具有较好的农药活性，其水浸液对马铃薯晚疫病孢子和甘薯黑斑病菌孢子抑制效果达96.7%和98.7%[34]，对植物幼根的抑制作用大于对幼芽的抑制作用，因此可作为除草剂使用[35,36]。

2.3　核桃种皮

核桃种皮以鞣花酸、没食子酸、胡桃苷等多酚类成分含量最高[37]。另外还有蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素B、及多种微量元素，以及少量以芦丁为主的黄酮类成分[38]。荣瑞芬等[39]对核桃种皮的营养和功能性成分进行含量测定，结果发现，核桃种皮中的酚类及黄酮类成分为核桃仁中含量的12.51和1.78倍；维生素B1、磷、钙的含量分别是核桃仁中含量的1.37、1.50、13.46倍。有研究表明，核桃种皮中的多酚类成分具有多种保健功能，如抗氧化、保肝、抗癌、保护心血管、提高认知功能、抗菌抗病毒、抑制黑色素生成、缓解免疫毒性以及治疗糖尿病等[40，41]。基于其丰富的营养保健功能，核桃内种皮正在应用到特殊人群的膳食，制作成具有保健效果的核桃茶以及抗衰老的化妆品等[42]。

2.4　分心木

分心木是核桃仁间的木质隔膜，含有黄酮、生物碱、有机酸、甾体等多种成分，临床上常用于治疗肾病、失眠多梦、牙龈出血、腰肌劳损等疾病。目前对分心木的利用较少，大多与核桃壳一起作为燃料或活性炭等，也有少量作为速溶饮品、饮用茶等[43]。刘珊珊等[44]研究了分心木袋泡茶的制备工艺，最佳制备工艺为80目粉粹、烘干温度74℃、烘干厚度4cm、烘干时间21min，最佳袋装工艺为木浆纸袋、分心木净含量2g，最佳冲泡工艺为水温75℃、冲泡时间6min、加水量190mL、冲泡次数1次，该制备工艺使分心木中有效成分达到最大利用，并改善了传统分心木泡茶的饮用品质。

3　小结

我国的核桃种植资源丰富，是世界核桃第一生产大国和第四大核桃出口国，因其营养成分丰富，核桃的开发越来越受到国内外的广泛关注。核桃及其副产品的加工利用多样，显示出巨大的发展潜力，可以更大程度的将山区资源转化成经济优势，同时又可以起到节约资源，保护环境的作用。但是，目前我国核桃加工技术依然滞后，是导致核桃产品种类单一、品质不齐的主要原因。所以，加强科技支撑、创新开发核桃系列产品成为我国加快核桃产业升级、推动山区经济发展的重点。

参考文献：

[1]郗荣庭.中国果树志 [M].济南:中国林业出版社核桃卷,1996.

[2] 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,2010,33(6):71-74.

[3] 闫圣坤,李忠新,杨莉玲,等.核桃及其副产品加工利用分析[J].农产品加工·学刊:2014,(7):65-67.

[4] 吴凤智,周鸿翔,柳荫,等.液压冷榨提取核桃油工艺研究[J].食品科技,2014,(1):182-186.

[5]李天兰.水酶法提取核桃油及多不饱和脂肪酸富集研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2013.

[6] 王小宁,张存劳,罗国平,等.山核桃油微囊的制备及稳定性研究[J].食品工业科技,2017,(5):214-218.

[7] 刘玲,韩本勇,陈朝银.核桃蛋白研究进展 [J].食品与发酵工业,2009,(9):116-118.

[8]Albert C M,Gaziano J M,Willett W C,et al.Nut Consumption and Decreased Risk of Sudden Cardiac Death in the Physicians'Health Study[J].Archives of Internal Medicine,2002,162:1382-1387.

[9]Cofrades S,Serrano A,Ayo J,et al.Characteristics of meat batters with added native and preheated defatted walnut[J].Food Chemistry,2008,107(4):1506-1514.

[10]郭兴峰,陈计峦,林燕,等.热榨和冷榨核桃饼粕中蛋白质提取及其性质研究 [J].农业工程学报,2012,28(18):287-292.

[11]毛晓英,华欲飞.不同提取工艺制备的核桃蛋白的组成与结构特征 [J].江苏大学学报（自然科学版）,2011,32(6):631-635.

[12]高荣海,于冬梅,刘枫.核桃蛋白质提取工艺的研究 [J].农业科技与装备,2011,(10):56-59.

[13]敬思群.响应面法超声波辅助提取核桃蛋白工艺优化[J].食品科技,2012,(2):251-255.

[14]封斌奎.核桃营养保健功能与加工技术研究进展 [J].陕西林业科技,2015,(1):10-13.

[15]凌子,朱广飞,夏鹏,等.新型核桃综合利用加工工艺技术[J].粮油加工:电子版,2014,(12):48-52.

[16]杜香莉,郭军战,冯汀.我国核桃资源的综合利用研究[J].西北林学院学报,2003,18(3):82-85.

[17]陈志勇,薛灵芬.核桃壳棕色素的提取及性能测试[J].信阳师范学院学报:自然科学版,2001,14(1):99-101.

[18]李维莉,马银海,刘增康,等.核桃壳棕色素的提取及性质研究[J].食品科学,2008,29(12):339-341.

[19]胡博路,杭瑚.核桃壳抗氧化作用的研究 [J].中国油脂,2002,27(2):22-23.

[20]秦微微,张凌.国内核桃壳综合利用技术的研究现状[J].食品工业,2012,(11):138-140.

[21]余筱洁,周存山,张有做,等.山核桃壳酸解制备木糖工艺与动力学[J].农业机械学报,2011,42(6):138-142.

[22]余琼粉,李明,宁平,等.核桃壳活性炭的制备及其在环境保护中的应用[J].化学工业与工程,2011,28(6):63-67.

[23]张小勇,张建安,韩润林,等.天然木质素原料的氨化[J].过程工程学报,2000,21(2):204-207.

[24]孙忠玺.蒸馏法制取核桃壳焦油抗聚剂的工艺 [J].生物质化学工程,1992,(5):19-21.

[25]卢仕远,杨玉琼,杜松,等.核桃壳焦油成分及其化学利用研究[J].现代农业科技,2013,(20):205.

[26]苑雅萍,赵洪云,秦香芹,等.山核桃壳化学成分的研究[J].黑龙江医药,2006,19(1):33-34.

[27]张旭,梁杏,陈朝银,等.核桃壳的化学成分及其功能活性研究进展[J].食品研究与开发,2015,36(14):143-147.

[28]罗洪.核桃壳碳化与思密达治疗严重腹泻疗效观察 [J].实用医学杂志,2011,32(22):5256.

[29]曲中原,邹翔,崔兰,等.青龙衣不同萃取部位抗肿瘤活性研究[J].上海中医药杂志,2009,(1):87-90.

[30]姬艳菊,徐巍.青龙衣提取物对人肝癌细胞株抑制作用的实验研究[J].中医药学报,2014,(5):30-34.

[31]任先伟,魏晓璐,黄鑫,等.核桃青皮提取物抑菌活性及抑菌机理研究[J].食品工业科技,2015,36(18):93-98.

[32]史宏艺,高海燕,訾慧敏.核桃青皮中色素的染色性能及成分分析[J].天然产物研究与开发,2017,(1):40-45.

[33]仲军梅,徐健新,刘玉梅.核桃青皮中蒽醌类色素提取及稳定性[J].精细化工,2014,31(4):458-462.

[34]赵岩,刘淑萍,吕朝霞.核桃青皮的化学成分与综合利用[J].农产品加工,2008,(11):66-68.

[35]张凤云,翟梅枝,毛富春,等.核桃青皮提取物对几种作物幼苗生长的影响[J].西北农业学报,2005,14(1):62-65.

[36]赵彩霞,翟梅枝,王伟,等.核桃青皮的化感作用玉次生物质对几种植物幼苗生长的影响[J].西北农业学报,2005,14(6):121-124.

[37]Jurd L.,Plant Polyphenols.I.The Polyphenolic Constituents of the Pellicle of the Walnut(juglans regia)[J].Journal of the American Chemical Society,1956,78(14):3445-3448.

[38]万政敏,郝艳宾,杨春梅,等.核桃仁种皮中的多酚类物质高压液相色谱分析[J].食品工业科技,2007,(7):212-213.

[39]荣瑞芬,历重先,刘雪峥,等.核桃内种皮营养与功能成分初步分析研究[J].食品科学,2008,29(11):541-543.

[40]张天财.鲜核桃保鲜及核桃种皮中多酚化合物的测定、纯化及功能研究[D].昆明:昆明理工大学,2014.

[41]朱亚新.核桃多酚对酪氨酸酶活性和黑色素合成的影响及其化妆品的试制[D].昆明:昆明理工大学,2016.

[42]郭慧清,张泽坤,白光灿,等.核桃内种皮多酚的研究进展及应用前景[J].农产品加工,2017,(17):36-39.

[43]张旭,曹丽娟,陈朝银,等.核桃隔开发利用的研究进展[J].湖北农业科学,2015,54(23):5793-5797.

[44]刘姗姗.分心木袋泡茶制备工艺研究 [D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2015.