核桃油和核桃蛋白固体饮料中试工艺优化

祝兆帅，王钰森，毛吾兰，孙俪娜

（1. 新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐 830000；2. 新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830000）

核桃原名胡桃，又称家核桃，落叶乔木，是一种木本油料植物，核桃果仁是世界四大名干果之一。核桃仁含有营养价值极高的油脂，还含有优质丰富的蛋白质；核仁消化率达87.2%，含有8种必需氨基酸，是一种非常好的蛋白质资源[1]。

目前，核桃油的提取方法主要有冷榨法、浸出法、水代法、热榨法、超临界流体萃取法等[2]。冷榨法是在不破坏核桃原有营养成分前提下的一种物理压榨方法[3]，目前国际上德国的冷榨技术较为先进，德国的IBG Monforts 公司研发的KOMET冷榨机主要用于软质物料的冷榨效果方面[4-5]，该法适用于核桃油的提取。

核桃蛋白的效价与动物蛋白相近，且氨基酸种类齐全、氨基酸含量丰富，其中包括多种人体必需氨基酸，尤其是精氨酸、谷氨酸、组氨酸、酪氨酸等含量非常高，8 种必需氨基酸的含量比例合理，接近联合国粮农组织（FAO） 和世界卫生组织（WHO）规定的标准氨基酸配比，具有很高的食用价值和保健功能[6]。试验利用冷榨工艺将核桃营养成分进行较大程度地保留，同时对核桃粕的开发与利用具有重要意义。

1 材料与方法

干核桃，新疆阿克苏“新新2号”干核桃；瓜尔豆胶、阿拉伯胶、β-环糊精、木糖醇，均购于乌鲁木齐南公园添加剂市场。

6PK-600型核桃剥壳机、5XG-2000型风选机，新疆农业科学院农业机械化研究所产品；7356733型自动封盖机、3759421型FILTER 4N、205397型DD 85 G，IBG Monforts Oekotec GmbH产品；CM- L1810SZ型全自动送料切割机，上海创鸣激光设备厂产品；YK33-500型单柱液压机，南通凯旋液压机有限公司产品；YBLY-100A型板框式加压滤油机，江苏海力机械有限公司产品；XY-600B型粉碎机，永康市小宝电器有限公司产品；DJM-110LA型胶体磨、GYB-500N型均质机，上海东华高压均质机厂产品；ZDDN-II型全自动凯氏定氮仪，上海洪纪仪器设备有限公司产品；OPD-8型喷雾干燥机，上海大川原干燥设备有限公司产品。

2 试验方法

2.1.1 核桃油制作工艺流程

干核桃→破壳→风选→切粒→冷榨→二次冷榨→粗过滤→精滤→灌装→成品。

2.1.2 核桃出油率

采用称质量法，出油率计算公式如下：

2.2.1 核桃蛋白固体饮料制作工艺流程

核桃粕→粉碎→添加稳定剂→磨浆→均质→喷雾干燥→封装→成品。

2.2.2 核桃蛋白固体饮料配方优化

（1） 核桃蛋白固体饮料配方单因素试验。①瓜尔豆胶添加量单因素试验。在核桃蛋白粉中按0.1%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%比例（按核桃蛋白粉质量计算） 添加瓜尔豆胶，混合后与水按1∶10比例进行冲调，混合均质后进行感官评定。②阿拉伯胶添加量单因素试验。在核桃蛋白粉中按0.5%，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，5.0%比例（按核桃蛋白粉质量计算） 添加阿拉伯胶，混合后与水1∶10比例进行冲调，混合均质后进行感官评价。③β-环糊精添加量单因素试验。在核桃蛋白粉中按0.5%，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%比例（按核桃蛋白粉质量计算）添加β-环糊精，混合后与水按1∶10比例进行冲调，混合均质后进行感官评价。

（2） 核桃蛋白固体饮料配方正交试验。因素与水平设计采用L9（32）正交试验，考查稳定剂添加量对产品感官品质的影响。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

采用凯氏定氮法[7]测定核桃粕中的蛋白含量，试样中蛋白质含量按下列公式（1） 计算：

式中：X——样品中每100 g蛋白质的含量，g/100 g；

V1——样品消耗盐酸或硫酸标准液的体积，mL；

V2——空白试验时试剂消耗的盐酸或硫酸标准液的体积，mL；

C——硫酸或盐酸标准滴定摩尔浓度，mol/L；

V3——吸取的消化液的体积，mL；

M——试样的取样量，g；

F——氮换算为蛋白质的系数；

核桃蛋白的F值为5.3，蛋白含量以干基计。

3 结果与分析

试验中使用干核桃100 kg进行试验，一次压榨产核桃油28 kg，二次压榨产核桃油20 kg，共产核桃油48 kg，经粗滤机与板框过滤机2次过滤，产2.8 kg核桃粕，共得到成品核桃油45.20 kg，出油率为45.20%。

采用凯氏定氮法测得脱脂后核桃蛋白粉蛋白含量为48.50%。

3.3.1 核桃蛋白固体饮料配方单因素试验

（1） 瓜尔豆胶的单因素试验。

瓜尔豆胶单因素试验见表2。

表2 瓜尔豆胶单因素试验

瓜尔豆胶添加量为0.1%和0.5%时产品稳定性较差，添加量为0.1%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%时产品性状稳定时间均较短，添加量较多时出现结块现象，不适用于核桃粕蛋白固体饮料添加。

（2） 阿拉伯胶单因素试验。

阿拉伯胶单因素试验见表3。

表3 阿拉伯胶单因素试验

阿拉伯胶添加量为1.0%时，产品性状稳定时间较好，且品尝口感较好，由此可以看出阿拉伯胶添加量1.0%附近最佳。后续试验将在此基础上选择阿拉伯胶添加量为0.75%，1.00%，1.25%的不同核桃蛋白固体饮料进行正交试验方差分析。

（3） β-环糊精单因素试验。

β-环糊精单因素试验见表4。

β-环糊精在添加量为2.0%时，产品性状稳定时间较好，且品尝口感较好，由此可以看出β-环糊精添加量2.0%附近最佳。后续试验将在此基础上选择β-环糊精添加量为1.5%，2.0%，2.5%的不同核桃蛋白固体饮料进行正交试验方差分析。

3.3.2 正交试验结果分析

综合评分标准见表5，正交试验结果见表6，主体间效应的检验见表7。

由表5可知，A2B2为最优组合，其原料含量为1.0%阿拉伯胶、2.0% β-环糊精，由此推出核桃粕为主料向核桃粕中加入最少量稳定剂，使蛋白粉不易沉淀且不因稳定剂加入过多而影响口感。制作的蛋白粉中加入稳定剂为1.0%阿拉伯胶、2.0% β-环糊精、甜味剂为40%木糖醇与核桃粕进行混合稳定性最为适宜且口感较为适中。

表5 综合评分标准

表6 正交试验结果

表7 主体间效应的检验

由方差分析可知，该模型的p＜0.05，因此具有统计学意义，因素A在3个不同水平上对核桃蛋白乳饮料的感官有特性具有显著性影响（p＜0.05），因素B对核桃蛋白乳饮料的感官特性影响不显著。由表6可得最佳组合为A2B2，即阿拉伯胶添加量1.0%，β-环糊精添加量2.0%。

4 讨论与结论

瓜尔豆胶在单因素试验中没有寻找到合适的添加量，由于瓜尔豆胶主链上没有非极性基团，大部分伯羟基和仲羟基都位于主链的外侧，而且半乳糖支链上的醇羟基都具有活性，因此瓜尔豆胶上具有较多的氢键结合点，形成氢键的能力比较强[8]。而核桃等坚果均为碱性食物，预测由于pH值问题，所以瓜尔豆胶不适用。

核桃蛋白粉研制阶段，配方调试时选用温度为40 ℃温水进行冲泡再进行观察，避免高温蛋白质变性，常温水使用不利于蛋白质溶解。在实验室配方调试结束后进行车间中试，在过胶体磨时调节胶体磨固定磨体与高速旋转磨体孔间隙，来达到制作出均匀顺滑的蛋白质液体。均质时调节压力为30 MPa，保证向均质机持续注水，降低均质机温度预防过热导致机器损坏。喷雾干燥机使用时一定要保证密闭性，雾化器保证每天加油保证润滑，对雾化器下端雾化盘进行定时清洗。进料时对液体不断搅拌，保证进入喷雾干燥机中液体均匀。经冷压榨后，计算得出核桃粕中的蛋白含量为48.496%。未处理过的核桃含蛋白质19.23%，核桃脱脂粉含蛋白质64.69%。

5 结论

通过对核桃仁进行2次压榨，干核桃仁出油率为45.20%，对核桃蛋白固体饮料配方进行正交试验得出添加1.0%阿拉伯胶，2.0% β-环糊精，40%木糖醇（按核桃蛋白粉质量计算），得到的核桃蛋白固体饮料冲调性良好，感官品质佳。