水酶法提取核桃油工藝研究及衛生指標檢測*

陳翠芹 蔡玉琳 段 爽 楊 婷 張旭光 張 鋒*

（徐州工業職業技術學院，江蘇徐州 221140）

水酶法提取核桃油工藝研究及衛生指標檢測*

陳翠芹**蔡玉琳 段 爽 楊 婷 張旭光 張 鋒***

（徐州工業職業技術學院，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”、“長壽果”的美稱。核桃仁含有豐富的營養成分，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。水酶法提油是在機械破碎的基礎上，使用對細胞壁組織具有降解作用的酶，破壞植物細胞壁，使油脂容易游離出來，滿足植物油提取的要求。此種方法的出油率相對其他的方法都高，大大降低了原料的成本，油的感官色澤好（呈淡黃色），且不會對環境造成污染，目前已經受到了人們越來越多的關注，尤其是國內外學者的重視。本文主要研究了料液比、酶解溫度、酶的種類、酶解時間對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，以期為水酶法提取核桃油的產業化生產提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

核桃仁，市場購買無霉變、無蛀蟲、新鮮優質的核桃。

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；常規食品微生物檢驗試劑，均為生化試劑。

722s可見分光光度計；HH-4數顯恒溫水浴鍋；FA1004電子天平；202-3BC電熱恒溫鼓風干燥箱；80-1離心機。

常規玻璃儀器，徐州工業職業技術學院食品工程實訓中心提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

核桃仁→烘干→粉碎→緩沖液浸泡→調pH→酶解→滅酶→離心分離→上清液→溶劑萃取（100℃，10 min）→倒出上層液→干燥→核桃油

1.2.2 試驗方法

1.2.2.1 單因素試驗

按照基本工藝流程，分別進行料液比、酶的種類、酶解時間、酶添加量、酶解溫度、離心轉速對核桃油提取率影響的單因素試驗。

1.2.2.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，考慮不同因素間的交互影響，篩選出對提取率影響較大的因素并設計正交試驗L9（34），對水酶法提取核桃油的工藝條件進行優化研究。

1.2.3 提取率的計算

式中：M——核桃油質量，g；

N——核桃仁質量，g；

c——核桃仁中油脂質量分數，%。核桃油提取率利用理化檢驗國標索氏提取法測得。

1.2.4 核桃油主要衛生指標檢驗

酸價、過氧化值、羰基價的檢驗參照GB/T 5009.37—2003食用植物油衛生標準的分析方法進行。

2 結果與分析

2.1 去皮處理對核桃油提取率的影響

用1 mol/L的NaOH溶液對核桃仁進行浸泡去皮處理，烘干后粉碎，備用。分別稱取20.00 g未經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行提取，計算提油率，并進行對比分析。核桃仁去皮處理對核桃油提取率的影響結果見圖1。

圖1 核桃仁去皮處理對提油率的影響

由圖1可知，去皮和不去皮對核桃油提取率的影響較大。核桃仁經去皮處理后提油率明顯降低，可能是因為在去皮處理過程中，堿液與核桃仁中的脂肪酸發生皂化反應，從而降低了提油率。因此，在后面單因素試驗中全部用未去皮的核桃仁。

2.2 料液比對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行核桃油提取研究，結果見圖2。

圖2 不同料液比對提油率的影響

由圖2可以看出，料液比對核桃油提取率的影響呈現先上升后下降的趨勢。開始時，隨著料液比的增加，核桃油的提取率也在升高；當料液比為1∶6時核桃油的提取率達到最大值為56.94%；隨著水體積的增加，核桃油的提取率不斷降低，這是因為水體積過大會導致油和水之間的乳化增厚，從而導致油脂不易分離，最終影響核桃油的提取率。

2.3 酶種類對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%的纖維素酶進行酶解，按照核桃油基本工藝進行提取研究，結果見圖3。

圖3 酶的種類對提油率的影響

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較高，考慮到核桃仁中蛋白質含量較纖維素含量高，因此在后續的試驗中均選用中性蛋白酶進行酶解。

2.4 離心轉速對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，分別選用離心機轉速為 2 000 r/min、2 500 r/min、3 000 r/min、3 500 r/min、4 000 r/min進行分離，按照核桃油基本工藝進行提取研究，結果見圖4。

圖4 不同轉速對提油率的影響

由圖4可知，離心轉速對核桃油提取率的影響不明顯，當離心機轉速3 500 r/min時，核桃油提取率最大，為49.30%。因此，試驗中選取離心轉速為3 500 r/min。

2.5 酶用量對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行提取研究，結果見圖5。

圖5 酶用量對提油率的影響

由圖5可以看出，酶用量對提取率的影響較為顯著。當酶用量增加到1.5%時，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 酶解時間對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行核桃油提取研究，結果見圖6。

圖6 酶解時間對提油率的影響

由圖6可以看出，隨著酶解時間的延長，核桃油提油率呈先上升后下降的趨勢。當酶解時間為1.5 h時，提油率最高。

2.7 酶解溫度對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行提取研究，結果見圖7。

圖7 酶解溫度對提油率的影響

由圖7可知，酶解溫度小于50℃時，隨著溫度的升高，提油率也上升，當酶解溫度為50℃時，核桃油的提取率達到最高為54.29%，當溫度超過50℃時，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結果

根據單因素試驗結果，為了進一步考察各因素間的相互影響，設計L9（34）正交試驗優化核桃油提取工藝參數，因素水平設計見表1，正交試驗結果見表2。

表1 因素水平設計表

表2 正交試驗結果

由表2可知，4個因素對提取率的影響大小順序為A>C>D>B，即料液比為最主要的影響因素，其次為酶的種類、酶解時間和酶解溫度。從正交試驗結果提取率來看，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，酶解時間2 h，此條件下核桃油提取率為54.67%。從k值來看，最佳的工藝條件是A2B2C2D2，而該處理并未出現在正交試驗表中，因此對2種處理進行了驗證試驗，結果見表3。

表3 正交試驗驗證結果對比

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，酶解時間1.5 h，該試驗條件下的提油率為55.83%。

2.9 最佳工藝產品品質評定

按照1.2.4中方法對最佳工藝提取的核桃油和購買的核桃油成品進行檢驗，并將檢驗結果與GB 2716—2005食品植物油衛生標準中的理化指標（酸價、過氧化值）進行對比，結果見下表4。

表4 2種核桃油產品檢驗結果與標準對照表

3 結論

本研究通過單因素和正交試驗優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，酶解時間1.5 h，此工藝條件下，核桃油的提取率可達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淺黃色，質地黏稠，具有核桃應有的醇香味，對其產品檢驗結果與GB 2716—2005食用植物油衛生標準中理化指標（酸價、過氧化值）比較均達到了國家標準要求。

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

［2］李敏，劉媛，孫翠，等.核桃營養價值研究進展［J］.中國糧油學報，2009，24（6）：166-169.

［3］王宇，丁紅霞.堅果及其油類的保健作用的研究進展［J］衛生研究，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展［J］云南中醫學報，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，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗對核桃油的提取工藝進行了優化研究。試驗結果表明，核桃油提取的最佳工藝參數為：料液比1∶6，酶解溫度50℃，中性蛋白酶添加量1.5%，酶解時間1.5 h。在此工藝條件下，核桃油的提取率可達55.83%。

核桃油；水酶法；提取；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

江蘇省大學生實踐創新訓練項目。

**陳翠芹，女，1993年出生，徐州工業職業技術學院食品營養與檢測專業在讀。

***張鋒，通訊作者，E-mail：602311700@qq.com.

2017-03-03