西北地区核桃青皮市场应用价值与配套加工工艺的优化设计

云建军

(武威市凉州区黄羊镇农业技术服务中心，甘肃 武威 733000)

1 引言

核桃又称胡桃、羌桃，是重要的木本油料和坚果树种，作为北方地区的主要经济林栽培树种之一，在特色林果业建设、农业种植结构优化、区域性小气候建设上发挥着重要作用，在当地经济社会发展的重要组成部分[1]。凉州区地处河西走廊中段，多种气候条件并存，地理位置优越，区位优势明确，是发展农业生产的绝佳地带。为促进沿山冷凉灌区经济产业发展，稳步推进生态立市战略，核桃在沿山冷凉灌区得到了大面积的推广种植，已成为当地的特色优势主导产业之一，对当地农民经济的发展起到了积极地推动作用[2]。核桃收获后，核桃青皮占有核桃总质量的45%，需进行核桃外表青皮剥皮处理才能进行上市销售，在此过程中剥下的核桃青皮通常采取陆地堆放、沟渠倾倒、地边堆积的方式进行处理，造成污水横流、垃圾乱堆，严重影响着周边环境卫生[3]。但是核桃青皮中含有大量的多酚类、多糖类物质和鞣酸、青皮素等，在纺织染色、医药化工、生物肥料、农业生产上有着大量的应用，具有一定的市场开发前景[4]。

2 核桃青皮的市场应用价值分析

核桃青皮有纤维素、鞣酸和黑色素等次生物质，其有效成分包括酚类、黄酮类、香豆素类、木质素类、生物碱类、糖苷类和有机酸类，在植物保护、医药化工、针纺针织领域的新产品开发商具有广泛的应用前景[5]。

2.1 具有良好的抗菌活性

核桃青皮提取物对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、甘薯黑斑病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯晚病菌均有良好的抑制效果，能拒食和触杀萝卜蚜虫，此外具有较强抗病毒、除草活性[6]。据研究40 mg/mL的核桃青皮乙酸乙酯提取物，对小麦纹枯、番茄灰霉、棉花立枯3种病原真菌的抑制率均为100%[7]；稀释10倍的核桃青皮乙醇提取物能有效的抑制苹果轮纹病菌[8]。由此表明在一定稀释浓度下的核桃青皮具有良好的细菌抑制效果，故在一定程度上能有效防控农业细菌性病害。

2.2 抑制过氧化氢酶的活性

过氧化氢酶是一种酶类清除剂，能促进过氧化氢酶分解为分子氧和水，以此达到清除体内的过氧化氢，使细胞免于过氧化氢毒害的功效，是微生物防御功能的重要指标之一[9]。据研究在微生物培养液中加入10倍核桃青皮乙醇提取物，处理2 h，能有效抑制过氧化氢酶的活性，达到限制微生物抗逆性的目的[4]。故适宜处理的核桃青皮提取物能增强抑制微生物活性，对于控制细胞过氧化氢酶的调控具有重要的理论指导意义。

2.3 提高织染物色牢度

色牢度是评价织染效果的重要指标，也是衡量织染工艺技术水平的核心[10]。将核桃青皮素作为优质染色着色剂，具有柔软、光亮、不脱色的优势；在纺织生产中应用核桃青皮提取物能使直接染色和媒染染色达到3级以上，且染色织物牢度优良[11]。将核桃青皮中的黑色素抽取，进行羊毛织物的后媒法染色，上染率达到30.5%[12]。故在织染业上具有重要的染色、着色、固色的应用途径。

3 核桃青皮配套加工工艺的优化设计

核桃青皮在剥离后成为加工废弃物，其处置利用方式成为影响区域环境卫生、废弃物处理的难题，制约着核桃加工生产环境和区域卫生环境的提升[3]。在加工利用途径上，利用浸提、抽提、发酵等先进解离工艺(图1)，萃取解离核桃青皮中有效的黑色素，鞣酸、粗纤维等有效成分，对于实现林果产品的废弃物有效开发利用，拓宽产品开发利用途径，具有重要的现实指导意义。

图1 核桃青皮配套加工工艺优化设计

3.1 首次压榨

核桃青皮的首次压榨工艺延伸设计在核桃青皮剥离机生产工艺流程之后，即核桃青皮剥离后，随即进入首次压榨环节，通过螺旋榨汁机将核桃青皮中的水溶性有效成分挤出，并充分的收集榨取得液体。对于无核桃青皮剥皮机的地区，可将核桃青皮一次收集，堆积存放，采取一天一榨的方式，随时将核桃青皮榨汁，榨取液用塑料容器就地封存。

3.2 二次发酵

微生物中的活性酶、益生菌对于植物细胞壁中的纤维素具有较强的分解能力，能使核桃青皮中富含的有效成分事项二次提取，对于提高核桃青皮中黑色素等有效物质的收集具有良好的作用。将木霉、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌按照3∶2∶1的比例混合，加入淀粉20 kg、红糖10 kg，搅拌均匀呈糊状[13]。压榨后的核桃青皮残渣与微生物菌剂充分的搅拌均匀，最上层用铁锹拍实呈馒头状，进行自然发酵60 d。在此过程中应注意发酵料堆的防水、防破坏，在自然发酵未结束之前，不得随意开挖，防止空气进入造成核桃青皮霉变，

3.3 溶剂萃取

将发酵好的物料通过乙醚浸提的方式将核桃青皮中的可溶性物质萃取收集[14]，在萃取过程中可采用集中开挖，一次提取的方式，防止在发酵物料堆开挖之后，加工不完，造成剩余物料废弃。在使用乙醚等有机溶剂时要注意操作环境的通风换气，防止大量的有机溶剂聚集造成操作人员的吸入性中毒或火灾爆炸等事故。

3.4 剩余物料的使用

核桃青皮中除含有黑色素外还有部分木质素、纤维素、半纤维素、蛋白质、脂肪和氨基酸，可进行家畜饲料化应用[15]。加工完后的核桃青皮在平坦的场地进行自然晾晒或干热烘干处理，在降低核桃青皮残渣中有机溶剂含量的同时降低水分，防止发生霉变，引起饲喂中毒。

4 展望

核桃青皮在核桃剥皮过程中产量大，进行工业化、饲料化、染料化利用对于缓解农业生产废弃物处置压力、提高产业附加值具有重要意义。在做好前期加工工艺的基础上，注重对核桃青皮提取物在染发、植保、医药、化工领域的开发利用，能在助推产业全面转型升级的基础上提升产业附加值。

4.1 进行特色染发剂的开发利用

国内对于核桃青皮中黑色素的利用主要集中在毛纺织染行业，虽用量大，但是其纯植物、零添加化学成分的优势没有得到充分的发挥。我国人口众多，近年来美容烫染行业的发展突飞猛进、染发剂需求量大，应在全面掌握核桃青皮中黑色素优势特点的基础上，加大对核桃青皮特色染发剂的开发研究，使其成为保护人民健康、引领染发美容行业新潮流的主导产品[16]。

4.2 进行特色保健食品添加剂的开发利用

随着经济社会的不断发展，人们对健康的重视程度不断加强，抗氧化性是控制衰老的基础，合理的控制体内过氧化氢酶的含量，增强抗逆性，对于清除体内自由基，保持良好的身体健康具有重要的现实意义[17]。应用核桃青皮中黑色素还原能力强，清除自由基优势大的条件下，加强对相关食品添加剂和特色保健小食品的开发利用，满足广大消费者对健康、纯天然、植物元素等新型养生概念的消费需求。

4.3 注重对农业生产保护剂的开发利用

农药等植物生长保护调节类产品是保证农作物产品的基础，是提升农产品质量安全的基石。在化学肥料、化学农药大量使用的背景下食用农产品安全成为了社会大众关注的焦点。在充分利用核桃青皮提取物趋避性强、抑菌效果好的基础上，加大对纯植物杀菌剂、趋避剂、除草剂等新型农药产品的开发[18]，在提高农作物病虫害防治效果的基础上，降低农产品生产环节化学类物质的添加使用量。