水酶法提取核桃油工藝研究及衛(wèi)生指標(biāo)檢測(cè)*

陳翠芹 蔡玉琳 段 爽 楊 婷 張旭光 張 鋒*

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221140）

水酶法提取核桃油工藝研究及衛(wèi)生指標(biāo)檢測(cè)*

陳翠芹**蔡玉琳 段 爽 楊 婷 張旭光 張 鋒***

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221140）

核桃，又稱胡桃，為胡桃科植物，是世界著名的“四大干果”之一。核桃仁，形狀和人腦相似，素有“智慧果”、“長(zhǎng)壽果”的美稱。核桃仁含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，其主要成分是亞油酸甘油酯、亞麻酸及油酸甘油酯等人體必需的脂肪酸。水酶法是一種新興的提油方法，可用于玉米、大豆、花生等油料種子中油脂的提取。水酶法提油是在機(jī)械破碎的基礎(chǔ)上，使用對(duì)細(xì)胞壁組織具有降解作用的酶，破壞植物細(xì)胞壁，使油脂容易游離出來(lái)，滿足植物油提取的要求。此種方法的出油率相對(duì)其他的方法都高，大大降低了原料的成本，油的感官色澤好（呈淡黃色），且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，目前已經(jīng)受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，尤其是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。本文主要研究了料液比、酶解溫度、酶的種類、酶解時(shí)間對(duì)核桃油提取率的影響，最終確定水酶法提取核桃油的最佳工藝參數(shù)，以期為水酶法提取核桃油的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

核桃仁，市場(chǎng)購(gòu)買無(wú)霉變、無(wú)蛀蟲、新鮮優(yōu)質(zhì)的核桃。

乙醚、石油醚、氫氧化鈉等，均為分析純；中性蛋白酶、纖維素酶、淀粉酶、木瓜蛋白酶等；常規(guī)食品微生物檢驗(yàn)試劑，均為生化試劑。

722s可見(jiàn)分光光度計(jì)；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋；FA1004電子天平；202-3BC電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；80-1離心機(jī)。

常規(guī)玻璃儀器，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程實(shí)訓(xùn)中心提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

核桃仁→烘干→粉碎→緩沖液浸泡→調(diào)pH→酶解→滅酶→離心分離→上清液→溶劑萃?。?00℃，10 min）→倒出上層液→干燥→核桃油

1.2.2 試驗(yàn)方法

1.2.2.1 單因素試驗(yàn)

按照基本工藝流程，分別進(jìn)行料液比、酶的種類、酶解時(shí)間、酶添加量、酶解溫度、離心轉(zhuǎn)速對(duì)核桃油提取率影響的單因素試驗(yàn)。

1.2.2.2 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，考慮不同因素間的交互影響，篩選出對(duì)提取率影響較大的因素并設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)L9（34），對(duì)水酶法提取核桃油的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化研究。

1.2.3 提取率的計(jì)算

式中：M——核桃油質(zhì)量，g；

N——核桃仁質(zhì)量，g；

c——核桃仁中油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。核桃油提取率利用理化檢驗(yàn)國(guó)標(biāo)索氏提取法測(cè)得。

1.2.4 核桃油主要衛(wèi)生指標(biāo)檢驗(yàn)

酸價(jià)、過(guò)氧化值、羰基價(jià)的檢驗(yàn)參照GB/T 5009.37—2003食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 去皮處理對(duì)核桃油提取率的影響

用1 mol/L的NaOH溶液對(duì)核桃仁進(jìn)行浸泡去皮處理，烘干后粉碎，備用。分別稱取20.00 g未經(jīng)去皮的核桃仁粉和已支皮的核桃仁粉，按照水酶法提取核桃油的工藝進(jìn)行提取，計(jì)算提油率，并進(jìn)行對(duì)比分析。核桃仁去皮處理對(duì)核桃油提取率的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 核桃仁去皮處理對(duì)提油率的影響

由圖1可知，去皮和不去皮對(duì)核桃油提取率的影響較大。核桃仁經(jīng)去皮處理后提油率明顯降低，可能是因?yàn)樵谌テぬ幚磉^(guò)程中，堿液與核桃仁中的脂肪酸發(fā)生皂化反應(yīng)，從而降低了提油率。因此，在后面單因素試驗(yàn)中全部用未去皮的核桃仁。

2.2 料液比對(duì)核桃油提取率的影響

稱取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，選用1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8（g∶mL）的料液比，按照核桃油基本工藝進(jìn)行核桃油提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同料液比對(duì)提油率的影響

由圖2可以看出，料液比對(duì)核桃油提取率的影響呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。開始時(shí)，隨著料液比的增加，核桃油的提取率也在升高；當(dāng)料液比為1∶6時(shí)核桃油的提取率達(dá)到最大值為56.94%；隨著水體積的增加，核桃油的提取率不斷降低，這是因?yàn)樗w積過(guò)大會(huì)導(dǎo)致油和水之間的乳化增厚，從而導(dǎo)致油脂不易分離，最終影響核桃油的提取率。

2.3 酶種類對(duì)核桃油提取率的影響

稱取4份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分別選用1.5%的中性蛋白酶、1.5%的α-淀粉酶、1.5%的木瓜蛋白酶、1.5%的纖維素酶進(jìn)行酶解，按照核桃油基本工藝進(jìn)行提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 酶的種類對(duì)提油率的影響

由圖3可以看出，由于酶活力的不同，除α-淀粉酶外，其他3種酶的作用對(duì)核桃油提取率的影響都比較顯著，在這4種酶中纖維素酶和中性蛋白酶的提取率相對(duì)較高，考慮到核桃仁中蛋白質(zhì)含量較纖維素含量高，因此在后續(xù)的試驗(yàn)中均選用中性蛋白酶進(jìn)行酶解。

2.4 離心轉(zhuǎn)速對(duì)核桃油提取率的影響

稱取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分別選用離心機(jī)轉(zhuǎn)速為 2 000 r/min、2 500 r/min、3 000 r/min、3 500 r/min、4 000 r/min進(jìn)行分離，按照核桃油基本工藝進(jìn)行提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 不同轉(zhuǎn)速對(duì)提油率的影響

由圖4可知，離心轉(zhuǎn)速對(duì)核桃油提取率的影響不明顯，當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)速3 500 r/min時(shí)，核桃油提取率最大，為49.30%。因此，試驗(yàn)中選取離心轉(zhuǎn)速為3 500 r/min。

2.5 酶用量對(duì)核桃油提取率的影響

稱取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分別加入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的中性蛋白酶，按照核桃油基本工藝流程進(jìn)行提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 酶用量對(duì)提油率的影響

由圖5可以看出，酶用量對(duì)提取率的影響較為顯著。當(dāng)酶用量增加到1.5%時(shí)，提油率最高，隨著酶添加量逐漸增加，提油率逐漸降低。從而得出最佳酶用量為1.5%。

2.6 酶解時(shí)間對(duì)核桃油提取率的影響

分別稱取5組20.00 g粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分別選取酶解時(shí)間為1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h、3.0 h，按照核桃油基本工藝進(jìn)行核桃油提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 酶解時(shí)間對(duì)提油率的影響

由圖6可以看出，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，核桃油提油率呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)酶解時(shí)間為1.5 h時(shí)，提油率最高。

2.7 酶解溫度對(duì)核桃油提取率的影響

稱取5份粉碎后的核桃仁，每份20.00 g，分別選取酶解溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，按照核桃油基本工藝進(jìn)行提取研究，結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 酶解溫度對(duì)提油率的影響

由圖7可知，酶解溫度小于50℃時(shí)，隨著溫度的升高，提油率也上升，當(dāng)酶解溫度為50℃時(shí)，核桃油的提取率達(dá)到最高為54.29%，當(dāng)溫度超過(guò)50℃時(shí)，溫度的升高使核桃油提取率逐漸降低。因此，酶解的適宜溫度在50℃左右。

2.8 核桃油提取工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，為了進(jìn)一步考察各因素間的相互影響，設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)優(yōu)化核桃油提取工藝參數(shù)，因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 因素水平設(shè)計(jì)表

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，4個(gè)因素對(duì)提取率的影響大小順序?yàn)锳>C>D>B，即料液比為最主要的影響因素，其次為酶的種類、酶解時(shí)間和酶解溫度。從正交試驗(yàn)結(jié)果提取率來(lái)看，水酶法提取核桃油的最佳工藝條件為A2B1C2D3，即料液比1∶6，酶解溫度40℃，酶種類為中性蛋白酶，酶解時(shí)間2 h，此條件下核桃油提取率為54.67%。從k值來(lái)看，最佳的工藝條件是A2B2C2D2，而該處理并未出現(xiàn)在正交試驗(yàn)表中，因此對(duì)2種處理進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比

由表3可知，核桃油提取的最佳的工藝條件是A2B2C2D2，即料液比1∶6，酶解溫度50℃，酶的種類為中性蛋白酶，酶解時(shí)間1.5 h，該試驗(yàn)條件下的提油率為55.83%。

2.9 最佳工藝產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)定

按照1.2.4中方法對(duì)最佳工藝提取的核桃油和購(gòu)買的核桃油成品進(jìn)行檢驗(yàn)，并將檢驗(yàn)結(jié)果與GB 2716—2005食品植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的理化指標(biāo)（酸價(jià)、過(guò)氧化值）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)下表4。

表4 2種核桃油產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化得出水酶法提取核桃油的最佳工藝條件為：料液比1∶6，酶解溫度50℃，酶種類為中性蛋白酶，酶解時(shí)間1.5 h，此工藝條件下，核桃油的提取率可達(dá)55.83%。

采用水酶法提油，在最佳工藝條件下提取的核桃油呈現(xiàn)淺黃色，質(zhì)地黏稠，具有核桃應(yīng)有的醇香味，對(duì)其產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果與GB 2716—2005食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中理化指標(biāo)（酸價(jià)、過(guò)氧化值）比較均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

［1］王紅霞，張志華，玄立春.我國(guó)核桃種質(zhì)資源及育種研究進(jìn)展［J］.河北林果研究，2007，22（4）：387-391.

［2］李敏，劉媛，孫翠，等.核桃營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究進(jìn)展［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2009，24（6）：166-169.

［3］王宇，丁紅霞.堅(jiān)果及其油類的保健作用的研究進(jìn)展［J］衛(wèi)生研究，2007，36（3）：391-393.

［4］趙聲蘭，陳朝銀，葛鋒，等.核桃油功效成分研究進(jìn)展［J］云南中醫(yī)學(xué)報(bào)，2010，33（6）：71-74.

Study on extraction of walnut oil by enzymatic hydrolysis and detection of health indicators*

CHEN Cuiqin**CAI Yulin DUAN Shuang YANG Ting ZHANG Xuguang ZHANG Feng***
（Xuzhou college of industrial technology，Jiangsu Xuzhou 221140，China）

以核桃仁為原料，水酶法為提取方法，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)對(duì)核桃油的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，核桃油提取的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶6，酶解溫度50℃，中性蛋白酶添加量1.5%，酶解時(shí)間1.5 h。在此工藝條件下，核桃油的提取率可達(dá)55.83%。

核桃油；水酶法；提??；酶解

This study made walnut kernel as the raw materials,and chose aqueous enzymatic method as the extraction method.The orthogonal test was developed based on one factor tests to optimize the extraction method of walnut oil.The results showed that the optimized process parameters were:1:6 liquid-solid ratio,50℃enzymatic liquefaction temperature,1.5%neutral protease,1.5 h enzyme digestion time.The walnut oil extraction rate was 55.83%under the condition.

walnut oil；aqueous enzymatic method；extraction；enzymolysis

TS225.1+9

A

1673-6044（2017）02-0022-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2017.02.008

江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。

**陳翠芹，女，1993年出生，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)與檢測(cè)專業(yè)在讀。

***張鋒，通訊作者，E-mail：602311700@qq.com.

2017-03-03