【正文】 核桃粉及核桃油提取工藝研究與開發(fā)技術(shù)項(xiàng)目報(bào)告　　　　新疆新糧油脂有限責(zé)任公司　　　　　　　　　?。玻埃保赌辏吩拢溉铡　　　　『颂曳奂昂颂矣吞崛」に囇芯颗c開發(fā)技術(shù)項(xiàng)目報(bào)告一、立項(xiàng)的目的和意義（一）我國(guó)及新疆省核桃資源豐富核桃，落葉喬木，原產(chǎn)于近東地區(qū)，又稱胡桃、羌桃，與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”。既可以生食、炒食，也可以榨油、配制糕點(diǎn)、糖果等，不僅味美，而且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，被譽(yù)為“萬歲子”、“長(zhǎng)壽果”，是一種藥食兩用植物。核桃喜光，抗逆性強(qiáng)、耐寒、耐酸、耐旱、抗病能力強(qiáng)，適應(yīng)多種土壤生長(zhǎng)，喜水、肥，同時(shí)對(duì)水肥要求不嚴(yán)，落葉后至發(fā)芽前不宜剪枝，易產(chǎn)生傷流，核桃是被子植物。我國(guó)是世界核桃的主要生產(chǎn)國(guó)，種植歷史悠久，分布甚廣，種植面積達(dá)到3175萬畝，產(chǎn)量近50萬噸，總面積和產(chǎn)量均居世界第一位。核桃作為重要的干果油料樹種，既是傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)保健果品，又是重要的油料能源資源。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫(kù)資料顯示，2005年全世界核桃栽培總面積在200萬公頃以上，年總產(chǎn)量為170萬噸。中國(guó)核桃栽培歷史長(zhǎng)達(dá)2000多年，有20多個(gè)省區(qū)種植，種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一位，但由于中國(guó)人口眾多，人均消費(fèi)量更少，核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間廣闊種植面積約133萬hm2，總產(chǎn)量居世界第二位（約120萬噸），僅次于俄羅斯。我國(guó)核桃主要分布于新疆，云南、陜西、山西、四川、甘肅、河北、河南地區(qū)及邊遠(yuǎn)山區(qū)。甘肅省位于我國(guó)青藏高原、黃土高原的內(nèi)陸西北地區(qū)，海拔大多在1000米以上，大部分處于干旱、半干旱及半濕潤(rùn)地區(qū)，空氣干燥，日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大，適合核桃生長(zhǎng)，所以核桃資源非常豐富。目前，新疆葉城，阿克蘇　喀什，和田等地區(qū)，核桃種植面積已達(dá)150多萬畝，年產(chǎn)量80多萬噸，本項(xiàng)目產(chǎn)品有鮮明的區(qū)域性資源優(yōu)勢(shì)，出口貿(mào)易大為方便。（二）核桃及其提取物有很高的營(yíng)養(yǎng)保健功能核桃具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其蛋白質(zhì)含量高，每100克核桃中，含蛋白質(zhì)為15～20克，蛋白質(zhì)亦為優(yōu)質(zhì)蛋白，脂肪50～64克，核桃中的脂肪71%為亞油酸，12%為亞麻酸，核桃中脂肪和蛋白是大腦最好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。糖類為10克，以及含有鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、核黃素（維生素B2）、維生素B維生素E、胡桃葉醌、磷脂、鞣質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。八種人體必需氨基酸的種類齊全，配比合理；核桃脂肪中含有人體正常發(fā)育必需的脂肪酸和不飽和脂肪酸（亞油酸、亞麻酸、花生烯酸），其中油酸和亞油酸含量很高，不飽和脂肪酸占脂肪總含量的90%；維生素、礦物元系含量豐富。核桃油有著卓越的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值和非凡的食療功效。核桃油含有多種有益人體健康的無機(jī)元素鈣、磷、鐵、銅、鋅和微量元素鉀等，這也增強(qiáng)了核桃的營(yíng)養(yǎng)保健功能?！侗静菥V目》記載：“食之令人肥健，潤(rùn)肌，黑須發(fā)。多食利小便，去五痔……通潤(rùn)血脈，骨肉細(xì)膩……補(bǔ)氣養(yǎng)血，潤(rùn)燥化痰，益命門，利三焦，溫肺潤(rùn)腸，治虛寒喘嗽。”唐朝《食療本草》中已經(jīng)記載了胡桃的藥用。到了明朝，李時(shí)珍更是將胡桃視為中藥中的佳品。認(rèn)為它“氣味甘，平、溫，無毒”，具有“補(bǔ)氣養(yǎng)血，潤(rùn)燥化痰，益命門，利三焦，溫肺潤(rùn)腸，治虛寒喘嗽，腰腳重痛，心腹疝痛，血痢腸風(fēng)，散腫毒，發(fā)痘瘡，制銅毒”等多種功效。（三）綜合利用核桃資源，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益我國(guó)是核桃種植大國(guó)，核桃資源豐富，目前國(guó)內(nèi)核桃利用率較高，以初級(jí)加工為主，核桃深加工產(chǎn)業(yè)剛起步，但因核桃還有豐富的蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸，其中的不飽和脂肪酸高達(dá)90%，加之近年來核桃的保健功能日益受到人們的重視，所以核桃深加工產(chǎn)業(yè)顯示出極強(qiáng)的生命力。在核桃加工中，核桃仁是產(chǎn)量最大的一種產(chǎn)品，因而，核桃仁有望成為一種廉價(jià)的提取原料。利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)和科學(xué)生產(chǎn)工藝，使核桃仁中的各種營(yíng)養(yǎng)成分尤其是蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸盡可能的釋放出來，是這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。因此，開發(fā)新型、天然、綠色的保健品—核桃蛋白粉、核桃油，既可充分利用資源，提高產(chǎn)品的附加值，又可以帶動(dòng)我省地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，進(jìn)一步開發(fā)先進(jìn)成熟的相關(guān)技術(shù)，利用核桃仁產(chǎn)品提取蛋白和植物油，對(duì)于延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、提高增值效益、滿足市場(chǎng)需求，都具有積極作用和現(xiàn)實(shí)意義。而且經(jīng)采用先進(jìn)技術(shù)提取加工后的粉渣，其蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分不被破壞，可做為上好蛋白粉，從而實(shí)現(xiàn)資源充分利用，符合科學(xué)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。二、目前存在的問題及研究進(jìn)展（一）蛋白提取的研究進(jìn)展目前國(guó)內(nèi)外在蛋白類化合物的提取上多采用有機(jī)溶劑萃取法、微波提取法、超聲提取法、超臨界流體萃取法等。有機(jī)溶劑萃取法是根據(jù)蛋白類化合物與雜質(zhì)極性不同來選擇適合的有機(jī)溶劑。主要采用堿液溶解蛋白質(zhì)的方法，常用氫氧化鈉進(jìn)行提取。微波萃取實(shí)際上主要是微波對(duì)萃取溶劑及樣品的加熱作用，它能夠穿透萃取溶劑和物料使整個(gè)系統(tǒng)更加均勻地加熱從微觀上講，微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)加速樣品向萃取溶劑界面的擴(kuò)散速率。超聲波提?。╱ltrasonic extraction，UE）是近年來應(yīng)用到中草藥有效成分提取分離中的一種方法，其原理是利用超聲波空化作用加速植物有效成分浸出，另外超聲波次級(jí)效應(yīng)，如機(jī)械震動(dòng)乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等，也能加速提取成分的擴(kuò)散、釋放并與溶劑充分混合而利于提取。該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、提取時(shí)間短、產(chǎn)率高、無需加熱，有利于保護(hù)熱不穩(wěn)定成分、省時(shí)、節(jié)能、提取率高等優(yōu)點(diǎn)，但超聲波作用的時(shí)間和強(qiáng)度需要一系列試驗(yàn)來確定，超聲波發(fā)生器工作噪聲比較大，需注意防護(hù)，工業(yè)應(yīng)用有一定困難，而且在大規(guī)模提取時(shí)效率不高，故常作為一種強(qiáng)化或輔助手段。超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction,簡(jiǎn)稱SFE或SCFE)的原理是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。核桃蛋白主要有四種蛋白質(zhì)構(gòu)成!它們是清蛋白’球蛋白，醇溶蛋白和谷蛋白, %、%、%、%。由此，可以分別采用氯化鈉溶液提取清蛋白和球蛋白,采用乙醇溶液提取醇溶蛋白，以及采用氫氧化鈉溶液提取谷蛋白，提取液在25攝氏度下經(jīng)磁力攪拌器攪拌，漿液在7882攝氏度，打漿23次為宜，蛋白質(zhì)溶出率90%。以堿溶酸沉為基礎(chǔ),對(duì)核桃蛋白的提取工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。在確定等電點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析了輔助浸提方式、pH值、溫度、時(shí)間、固液比對(duì)核桃蛋白提取率的影響。研究表明,。在超聲波處理?xiàng)l件下,固液比1:90,溫度55℃,時(shí)間70min為提取條件,%。以提油后的核桃粕為原料,采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的方法,對(duì)核桃粕中蛋白質(zhì)提取工藝進(jìn)行研究,得到最佳提取條件:,料液比1∶30,在50℃下超聲波提取60min,。在此條件下,核桃蛋白質(zhì)的提取率可達(dá)到85%左右。我們對(duì)這三種方法進(jìn)行對(duì)比，選擇了最為適宜的方法即單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)的方法進(jìn)行提取蛋白。核桃蛋白的測(cè)定常采用凱式定蛋法和光譜分析法。我國(guó)核桃及其制品中總蛋白含量的測(cè)定（GB/ T 5009. 52003）就是采用光譜分析法。上述這些核桃中化合物提取、純化的方法都有其各自的缺點(diǎn)和不足，如有機(jī)溶劑萃取法易使提取物中含有雜質(zhì)，此法提取率不高還容易造成有機(jī)溶劑的殘留；超聲波萃取大規(guī)模提取時(shí)效率不高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)，僅僅可以作為一種強(qiáng)化或輔助手段；超臨界流體萃取存在生產(chǎn)成本過高等問題。（二）核桃油的提取的研究進(jìn)展 目前國(guó)內(nèi)外核桃油的萃取主要采用水蒸氣蒸餾法、壓榨法、溶劑萃取法等，這些方法都有自己的不足之處，蒸氣蒸餾法存在的弊端在于蒸餾過程中水及高溫會(huì)破壞植物油中較為脆弱的部分；壓榨法萃取的核桃油包含蠟等非揮發(fā)性物質(zhì)，相對(duì)使得壓榨核桃油的保存期限較短；溶劑萃取法所得核桃油含有樹脂、油脂、等。（三）亞臨界流體萃取技術(shù)的特點(diǎn)(1) HFC 134a（四氟乙烷）亞臨界流體無色、無毒、無味，不燃燒爆炸；由于碳?xì)浞I的鍵能非常高，因而具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，當(dāng)其處在高于沸點(diǎn)，但低于臨界溫度和臨界壓力狀態(tài)時(shí)，具有較低的粘度和較高的擴(kuò)散系數(shù)，因而傳質(zhì)速度快，溶解能力強(qiáng)，同時(shí)，該物質(zhì)的沸點(diǎn)較低，在減壓條件下可以充分氣化，非常有利于溶劑的回收，而且避免了萃取分離全過程高溫作業(yè)（不高于45℃），非常適合于“熱敏性”有效成分的提取、分離。(2)萃取流程均處在比較安全的中、低壓狀態(tài)下完成，設(shè)備的有效容積受工藝的制約小，系統(tǒng)的安全性能指標(biāo)相對(duì)提高，同時(shí)，大幅度降低了裝置制造過程的工藝難度和工程