核桃机械深加工工艺关键技术研究

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摘要：介绍了核桃的机械深加工工艺及关键技术，并列举一些常见的核桃产品深加工工艺技术，比如核桃油的压榨法、浸出法、超临界流体萃取法、核桃油精炼技术及防氧化技术等提取方法，核桃粉的关键技术，核桃饮料的生产加工工艺流程等核桃仁衍生物的加工工艺，同时分析了核桃青皮与核桃壳的深加工工艺与关键技术，最后提出其他核桃制品的加工思路，为核桃深加工提供技术参考。

关键词：核桃；机械深加工；加工工艺

核桃是胡桃科胡桃属植物，是深受人们喜爱的坚果类食品之一。核桃仁是核桃果实的主要应用部位，含有丰富的营养素，每百克含蛋白质15~20g，富有人体所需的钙、磷、铁等多种微量元素和矿物质，可以制成多种多样的食品和保健品。核桃仁经过特殊工艺可以制成营养成分高的核桃油、核桃粉及核桃饮料，在生产过程中产生的核桃青皮和核桃壳也在医药、化工等方面具有潜在应用价值。

1核桃仁的深加工工艺与技术

1.1核桃油

近年来，植物油越来越受到人们的青睐，其中核桃油作为一种珍贵的营养油，很多国家已经将其作为高档食用保健油。核桃油中含有多种对人体有益的元素，如黄酮、维生素E和铁等，并且其亚麻酸含量高于其他常见的植物油。目前，核桃油的机械加工有很多种方法，主要有压榨法、浸出法、超临界流体萃取法、精炼技术和防氧化技术等，其中压榨法运用的较为广泛。1.1.1压榨法。压榨法是利用机械压榨原理将核桃中的油脂挤出，常用的压榨法有螺旋榨油机压榨和液压榨油机压榨，根据核桃在压榨前是否进行热处理分为热榨和冷榨两种类型。运用液压榨油机压榨的方法对核桃进行压榨是在低于65℃的条件下进行的，不仅可以保留核桃油中完整的营养成分，还可以使油饼中的蛋白质不发生变质。但是气味较差，且劳动强度变大，生产效率相对较低，无法实现产业化的生产[1]。螺旋榨油机压榨法对核桃进行加工时，在螺旋叶片的旋转推动下不断将核桃推入螺旋榨油机的压榨区域内，由于螺旋的转动使内部形成压力不断挤压核桃，螺旋杆的同向运动将挤压出的油通过缝隙流出，剩余的核桃残渣继续进行挤压，最终形成油饼从榨油机的出饼端排出，挤压出的油通过过滤网收集到容器中。由于压榨过程中温度若较低，会使核桃的油脂粘稠度变大，从而导致流动性差引起出油困难的现象，且榨油机运转易出现问题。因此在螺旋榨油机压榨过程中，在压榨机内部需要保持适当的温度，使得核桃保持必要的可塑性且降低油脂的粘稠度，提高油饼的出油率，减少物料的浪费。采用螺旋榨油机的压榨方法虽然可以使压榨过程规模化生产，但由于压榨过程压榨机内部的温度过高，容易使核桃油饼中的蛋白质发生变质，微量元素流失，导致生产出的核桃油缺少应有的营养成分。压榨法生产核桃油的加工工艺流程为：核桃仁→预处理→压榨→毛油→精炼提取→成品核桃油。1.1.2浸出法。浸出法是利用油脂能够和有机溶剂相互溶解的性质，将核桃油料破碎压成胚片或者膨化后，用常用的正己烷等有机溶剂将核桃油料中的油脂萃取溶解出来的一种方法。这种方法生产效率较高，适用于工厂大批量的生产，但容易引起蛋白质的变性，且得出的毛油普遍含有磷脂、游离脂肪酸及农药残留物，不能直接食用，必须通过一系列的精炼工序后才能够得到可供人们食用的核桃油。丁烷和丙烷浸出法则是一种较为温和的制油工艺，其成油的品质较好，且脱脂蛋白利用率高，适用于规范化地进行核桃油的生产。预榨－浸出法是将压榨法与浸出法结合在一起的一种方法，即首先在压榨过程中榨出一部分的油，再用溶剂进行浸出，使油料中的油脂能够充分的溶出。这种方法将压榨法和浸出法的优点充分结合在一起，已经被广泛应用于现代的制油工艺中。浸出法生产核桃油的加工工艺流程为：核桃仁→预处理→溶剂提取→脱除溶剂→毛油→精炼提取→成品核桃油。1.1.3超临界流体萃取法。超临界流体萃取法是利用超临界流体作为溶剂，一般运用CO2为超临界流体，从固体或液体中萃取出某种有效组分，并进行分离的一种方法。运用超临界流体萃取法具有物料不会发生相变、节约能源、生产流程简单、萃取效率高且产出油质量好、无环境污染等优点，克服了压榨法产油率低，制作工艺繁琐且成品质量不理想等缺点。但也有其局限性，超临界流体萃取设备属于高压设备，投资成本较高，目前只处于实验室研究阶段，大规模的生产使用仍然有限。在运用超临界流体萃取法萃取核桃油的过程中，提取率可达到93％，生产出来的核桃油质量澄清透明、色泽淡黄，并且无溶剂残留，不需要进行下一步的精炼提取，就可以获得可以食用的核桃油。超临界流体萃取核桃油的加工工艺流程为：核桃仁→除杂→清洗→烘干→粉碎→过筛→称量→装料→萃取→减压分离→成品核桃油。1.1.4核桃油精炼技术。核桃油精炼技术是采用物理和化学的方法去除毛油中的杂质，使产出的毛油可以提炼出可食用的核桃油，一般有脱胶、真空干燥、脱色、脱臭、脱酸等流程。脱胶是利用物理和化学相结合的方法去除毛油中的磷脂成分，其中磷脂具有易溶于水、难溶于油的性质，因此采用水化脱胶的方法，使胶质先与水结合，再利用油脂与水的密度不同的特点，将胶质去除，从而提炼出可食用的核桃油。真空干燥是为了除去核桃油中的水分，运用真空干燥的方法，可以避免高温对核桃油中营养成分的破坏。脱色的目的是除去核桃毛油中的色素，可以采用活性炭吸附的方法。脱臭主要是除去毛油中非甘油三酸酯的成分，比如酮类、醛类、烃类等物质，是利用甘油三酸酯与挥发性臭味物质挥发度的差异，让水蒸气通过有臭味组分的毛油，从而产生汽－液表面接触，水蒸气最终被挥发的臭味组分所饱和，按照其分压的比例排除，最终达到给毛油脱臭的目的。脱酸是指除去毛油中游离的脂肪酸，运用物理的手段是在一定的温度下采用真空蒸馏的方法，使游离脂肪酸从毛油中挥发出来；运用化学的手段是在毛油中加入适当的碱，运用酸碱中和的原理，使游离脂肪酸与碱发生反应，从而将游离脂肪酸分离出来。核桃油精炼加工工艺流程为：核桃仁原料→脱壳→破碎→加热→压榨→核桃毛油→粗滤→脱胶→脱酸→脱色→真空干燥→精滤→抗氧化→灌装→成品核桃油。1.1.5核桃油防氧化技术。由于核桃油中的不饱和脂肪酸含量较高，因此在生产加工以及后期贮藏的过程中容易出现酸败现象，产生过氧化物，进而降解成挥发性混合物，并伴随着难闻的气味，因此在生产过程中提高核桃油的防氧化性十分重要。在现代的生产过程中，一般加入一些常用的抗氧化剂，如特丁基对苯二酚、维生素E和C等。此外，还可以采用一些排出氧气、冷藏贮存、加入茶多酚及不透明包装等能够一定程度上防氧化的技术措施[2]。

1.2核桃粉

在核桃仁榨油后产生的油饼中，存在大量的蛋白质和微量元素，对人体具有很高的营养价值，符合核桃产业发展的迫切需求，具有非常好的发展前景。1.2.1关键技术。核桃粉的生产技术一般分为喷雾干燥法和超微粉碎法两种。喷雾干燥法是目前最主要采用的加工方法之一，运用这种方法生产出的核桃粉颗粒蓬松多孔，流动性好、溶解性好，在冲调时能够快速溶解不易结块分层。超微粉碎法生产核桃粉的加工工艺较为简化，能够节省一定的投资成本，并且运用这种方法加工的核桃粉表面吸附能力强，具有更好的分散性和溶解性，更易于人们消化和吸收。这两种加工方法相比，超微粉碎法能够降低生产成本，较喷雾干燥法更有应用前景。1.2.2产品。风味速溶核桃粉：核桃仁→冷榨→油饼→粉碎→调配（乳化剂、稳定剂、表面活性剂、调味剂）→磨浆→过滤→均质→喷雾干燥→集粉→包装→风味速溶核桃粉成品。微胶囊速溶核桃粉：核桃仁→冷榨→油饼→粉碎→过筛→调配（乳化剂、稳定剂、水）→磨浆→过滤→均质→微胶囊包装→喷雾干燥→集粉→包装→微胶囊速溶核桃粉成品。核桃油饼蛋白提取：冷榨核桃油饼→粉碎→烘干→过筛→浸泡→调节酸碱度（加入碱性溶液使产品呈碱性）→超声波处理，搅拌60min→4000转/min，离心20min→去油层和下层沉淀→过滤→调节酸碱度（加入1mol/L的盐酸溶液），搅拌→4000转/min，离心20min→水洗沉淀层至呈中性→冷冻干燥→核桃蛋白成品。

1.3核桃饮料

随着人们对健康饮食的日益关注，植物蛋白饮料在市场上的需求越来越高。其中，以核桃为原材料的蛋白饮料因富含丰富的蛋白质和微量元素，且易于吸收和消化，被婴幼儿、青少年和中老年人广泛饮用。然而，核桃仁表面有一层褐色的外皮，具有苦涩的口感，会影响到饮料的口感和味道，并且由于核桃饮料具有丰富的蛋白质，在贮藏期间容易出现沉淀、分层等现象，影响到产品的质量。因此，在加工过程中的去皮、磨浆、调配等环节尤为重要[3]。1.3.1生产加工工艺流程。核桃仁→预处理→去皮脱涩→磨浆→调配→均质→灭菌→罐装密封→冷却→检验→核桃饮料成品。1.3.2操作要点。原材料选择及预处理。首先选择新鲜、果实饱满、无病虫害、无腐烂变质的核桃果仁，用流水洗去杂质、浮皮；第一，去皮脱涩。用1％的氢氧化钠和0.3％的脱皮剂调配成混合脱皮溶液放置于夹层锅中，提高温度至90℃左右，放入核桃仁。3~5min之后取出，用流水冲洗去皮；第二，磨浆。将已经去皮脱涩的核桃仁按照1：10的比例加入60~70℃的热水中，用机器进行粗研磨，研磨完成后进行初步过筛取出渣滓，再用胶体磨细磨2次以上，过筛得到核桃浆液；第三，调配、脱气。加入一定的食品添加剂使核桃饮料具有一定的风味，并且更利于保藏。将白砂糖、乳化剂和稳定剂用70~90℃的热水充分溶解后，边搅拌边均匀加入。运用真空脱气机进行脱气；第四，均质。将混合溶液放入均质机进行均质；第五，灭菌、罐装密封。将混合溶液进行高温灭菌，再在85℃的温度下进行无菌罐装，最后进行密封；第六，冷却、检验。在罐装后进行冷却至40℃左右，进行抽样检验，检验合格后方可装箱。

2核桃青皮的深加工工艺与技术

2.1核桃青皮脱除

2.1.1物理特性。核桃青皮为肉质果皮，当核桃果实未成熟时，其青皮会与果实紧密粘合在一起，难以去除；当核桃果实成熟后，青皮会出现一些裂纹，也不会再与内部的果实粘合，易于去除。理想去除青皮的效果是使核桃受到一定机械外力的作用，产生裂纹脱除，而保持核桃壳完整不破裂[4]。2.1.2脱皮装置。在核桃青皮的脱皮装置中，刮削式机械装置最为常见，根据刮削部件运动方式的不同分为滚筒式刮削与链板式刮削。另外，还有两种核桃的脱皮装置如切割式装置、挤压式装置等。

2.2单宁提取工艺流程

核桃青皮→45℃风干→粉碎过筛→干粉贮存→温水浸泡→离心→真空抽滤→减压浓缩→真空干燥→单宁粗品→纯化→包装→成品。

2.3黄酮提取工艺流程

核桃青皮→45℃风干→粉碎过筛→70％乙醇回流提取→真空抽滤→合并滤液→减压浓缩→粗提取液→柱层析纯化分离→包装→成品。

2.4胡桃醌提取工艺流程

核桃青皮→阴干→粉碎过筛→75％的乙醇溶液浸提→超声波处理→减压蒸馏→盐析→真空干燥→粗品→纯化→包装→成品。

3核桃壳的深加工工艺与技术

3.1物理特性

由于目前我国对核桃产品的需求量越来越大，导致产出的核桃壳越来越多，且核桃壳的硬度较大，不易碎，因此处理起来比较麻烦，主要作为废弃物和燃料使用，对环境污染较为严重。但是，核桃壳质地坚硬，结构紧密，含有大量的木质素和纤维素，可以加工成为活性炭。

3.2超微粉碎技术

对于核桃壳的加工是主要通过超微粉碎技术，在核桃破壳后，根据核桃壳颗粒的粒径与分布差异，将粉碎过程分为粗破碎、细破碎、微粉碎和超微粉碎四种。在运用超微粉碎技术时，需要经过除杂、清洗、烘干等步骤。目前核桃壳破碎机主要有挤压、撞击两种形式。

4其他核桃制品深加工思路

除了以上的核桃油、核桃粉、核桃饮料以及核桃青皮、核桃壳等深加工产品外，核桃深加工产品还可以在医药、化工等方面进行应用。核桃木、核桃叶、核桃花等资源正在不断更新开发出一系列的核桃加工产品，如核桃手工艺品、核桃糕点及甜品等，还可以作为粘合剂和填充剂使用，为人们的日常生活带来便利[5]。

5结语

中国是世界上核桃起源中心之一，是世界上核桃生产第一大国，拥有最大的种植面积和产量，核桃深加工产物具有一定的营养、保健价值，通过对核桃产品机械深加工工艺和关键技术的调整，可以进一步改善生产过程中劳动力消耗大、生产效率低的问题，为人们提供更多具有核桃风味的食品，并且在更多行业中充分地发挥核桃产品自身的附加价值，将我国巨大的自然资源转化为经济优势。

参考文献

[1]连文香，席海亮，展靖华，等.青核桃脱皮技术及装备发展研究[J].机械研究与应2021，34（4）：214-218.

[2]刘明政，李长河，曹成茂，等.核桃副产物加工关键技术与装置研究现状[J].中国农机化学报，2021，42（5）：55-74.

[3]王吉平，何铁光，苏利荣，等.核桃果皮中单宁、总黄酮和茶多酚的提取工艺研究[J].南方林业科学，2020，48（4）：30-33.

[4]李明娟，张雅媛，游向荣，等.核桃饮料加工工艺优化[J].保鲜与加工，2020，20（4）：158-164.

[5]刘燕.核桃综合深加工的思路与技术评价[J].农业开发与装备，2020，（6）：37-38.

作者：王海燕 单位：吕梁市农业农村局