核桃油和核桃蛋白固體飲料中試工藝優(yōu)化

祝兆帥，王鈺森，毛吾蘭，孫儷娜

（1. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化研究所，新疆烏魯木齊 830000；2. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000）

核桃原名胡桃，又稱家核桃，落葉喬木，是一種木本油料植物，核桃果仁是世界四大名干果之一。核桃仁含有營養(yǎng)價值極高的油脂，還含有優(yōu)質(zhì)豐富的蛋白質(zhì)；核仁消化率達87.2%，含有8種必需氨基酸，是一種非常好的蛋白質(zhì)資源[1]。

目前，核桃油的提取方法主要有冷榨法、浸出法、水代法、熱榨法、超臨界流體萃取法等[2]。冷榨法是在不破壞核桃原有營養(yǎng)成分前提下的一種物理壓榨方法[3]，目前國際上德國的冷榨技術(shù)較為先進，德國的IBG Monforts 公司研發(fā)的KOMET冷榨機主要用于軟質(zhì)物料的冷榨效果方面[4-5]，該法適用于核桃油的提取。

核桃蛋白的效價與動物蛋白相近，且氨基酸種類齊全、氨基酸含量豐富，其中包括多種人體必需氨基酸，尤其是精氨酸、谷氨酸、組氨酸、酪氨酸等含量非常高，8 種必需氨基酸的含量比例合理，接近聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO） 和世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定的標準氨基酸配比，具有很高的食用價值和保健功能[6]。試驗利用冷榨工藝將核桃營養(yǎng)成分進行較大程度地保留，同時對核桃粕的開發(fā)與利用具有重要意義。

1 材料與方法

干核桃，新疆阿克蘇“新新2號”干核桃；瓜爾豆膠、阿拉伯膠、β-環(huán)糊精、木糖醇，均購于烏魯木齊南公園添加劑市場。

6PK-600型核桃剝殼機、5XG-2000型風選機，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化研究所產(chǎn)品；7356733型自動封蓋機、3759421型FILTER 4N、205397型DD 85 G，IBG Monforts Oekotec GmbH產(chǎn)品；CM- L1810SZ型全自動送料切割機，上海創(chuàng)鳴激光設(shè)備廠產(chǎn)品；YK33-500型單柱液壓機，南通凱旋液壓機有限公司產(chǎn)品；YBLY-100A型板框式加壓濾油機，江蘇海力機械有限公司產(chǎn)品；XY-600B型粉碎機，永康市小寶電器有限公司產(chǎn)品；DJM-110LA型膠體磨、GYB-500N型均質(zhì)機，上海東華高壓均質(zhì)機廠產(chǎn)品；ZDDN-II型全自動凱氏定氮儀，上海洪紀儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品；OPD-8型噴霧干燥機，上海大川原干燥設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

2 試驗方法

2.1.1 核桃油制作工藝流程

干核桃→破殼→風選→切粒→冷榨→二次冷榨→粗過濾→精濾→灌裝→成品。

2.1.2 核桃出油率

采用稱質(zhì)量法，出油率計算公式如下：

2.2.1 核桃蛋白固體飲料制作工藝流程

核桃粕→粉碎→添加穩(wěn)定劑→磨漿→均質(zhì)→噴霧干燥→封裝→成品。

2.2.2 核桃蛋白固體飲料配方優(yōu)化

（1） 核桃蛋白固體飲料配方單因素試驗。①瓜爾豆膠添加量單因素試驗。在核桃蛋白粉中按0.1%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%比例（按核桃蛋白粉質(zhì)量計算） 添加瓜爾豆膠，混合后與水按1∶10比例進行沖調(diào)，混合均質(zhì)后進行感官評定。②阿拉伯膠添加量單因素試驗。在核桃蛋白粉中按0.5%，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，5.0%比例（按核桃蛋白粉質(zhì)量計算） 添加阿拉伯膠，混合后與水1∶10比例進行沖調(diào)，混合均質(zhì)后進行感官評價。③β-環(huán)糊精添加量單因素試驗。在核桃蛋白粉中按0.5%，1.0%，2.0%，3.0%，4.0%比例（按核桃蛋白粉質(zhì)量計算）添加β-環(huán)糊精，混合后與水按1∶10比例進行沖調(diào)，混合均質(zhì)后進行感官評價。

（2） 核桃蛋白固體飲料配方正交試驗。因素與水平設(shè)計采用L9（32）正交試驗，考查穩(wěn)定劑添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計

采用凱氏定氮法[7]測定核桃粕中的蛋白含量，試樣中蛋白質(zhì)含量按下列公式（1） 計算：

式中：X——樣品中每100 g蛋白質(zhì)的含量，g/100 g；

V1——樣品消耗鹽酸或硫酸標準液的體積，mL；

V2——空白試驗時試劑消耗的鹽酸或硫酸標準液的體積，mL；

C——硫酸或鹽酸標準滴定摩爾濃度，mol/L；

V3——吸取的消化液的體積，mL；

M——試樣的取樣量，g；

F——氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)；

核桃蛋白的F值為5.3，蛋白含量以干基計。

3 結(jié)果與分析

試驗中使用干核桃100 kg進行試驗，一次壓榨產(chǎn)核桃油28 kg，二次壓榨產(chǎn)核桃油20 kg，共產(chǎn)核桃油48 kg，經(jīng)粗濾機與板框過濾機2次過濾，產(chǎn)2.8 kg核桃粕，共得到成品核桃油45.20 kg，出油率為45.20%。

采用凱氏定氮法測得脫脂后核桃蛋白粉蛋白含量為48.50%。

3.3.1 核桃蛋白固體飲料配方單因素試驗

（1） 瓜爾豆膠的單因素試驗。

瓜爾豆膠單因素試驗見表2。

表2 瓜爾豆膠單因素試驗

瓜爾豆膠添加量為0.1%和0.5%時產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，添加量為0.1%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%時產(chǎn)品性狀穩(wěn)定時間均較短，添加量較多時出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，不適用于核桃粕蛋白固體飲料添加。

（2） 阿拉伯膠單因素試驗。

阿拉伯膠單因素試驗見表3。

表3 阿拉伯膠單因素試驗

阿拉伯膠添加量為1.0%時，產(chǎn)品性狀穩(wěn)定時間較好，且品嘗口感較好，由此可以看出阿拉伯膠添加量1.0%附近最佳。后續(xù)試驗將在此基礎(chǔ)上選擇阿拉伯膠添加量為0.75%，1.00%，1.25%的不同核桃蛋白固體飲料進行正交試驗方差分析。

（3） β-環(huán)糊精單因素試驗。

β-環(huán)糊精單因素試驗見表4。

β-環(huán)糊精在添加量為2.0%時，產(chǎn)品性狀穩(wěn)定時間較好，且品嘗口感較好，由此可以看出β-環(huán)糊精添加量2.0%附近最佳。后續(xù)試驗將在此基礎(chǔ)上選擇β-環(huán)糊精添加量為1.5%，2.0%，2.5%的不同核桃蛋白固體飲料進行正交試驗方差分析。

3.3.2 正交試驗結(jié)果分析

綜合評分標準見表5，正交試驗結(jié)果見表6，主體間效應(yīng)的檢驗見表7。

由表5可知，A2B2為最優(yōu)組合，其原料含量為1.0%阿拉伯膠、2.0% β-環(huán)糊精，由此推出核桃粕為主料向核桃粕中加入最少量穩(wěn)定劑，使蛋白粉不易沉淀且不因穩(wěn)定劑加入過多而影響口感。制作的蛋白粉中加入穩(wěn)定劑為1.0%阿拉伯膠、2.0% β-環(huán)糊精、甜味劑為40%木糖醇與核桃粕進行混合穩(wěn)定性最為適宜且口感較為適中。

表5 綜合評分標準

表6 正交試驗結(jié)果

表7 主體間效應(yīng)的檢驗

由方差分析可知，該模型的p＜0.05，因此具有統(tǒng)計學(xué)意義，因素A在3個不同水平上對核桃蛋白乳飲料的感官有特性具有顯著性影響（p＜0.05），因素B對核桃蛋白乳飲料的感官特性影響不顯著。由表6可得最佳組合為A2B2，即阿拉伯膠添加量1.0%，β-環(huán)糊精添加量2.0%。

4 討論與結(jié)論

瓜爾豆膠在單因素試驗中沒有尋找到合適的添加量，由于瓜爾豆膠主鏈上沒有非極性基團，大部分伯羥基和仲羥基都位于主鏈的外側(cè)，而且半乳糖支鏈上的醇羥基都具有活性，因此瓜爾豆膠上具有較多的氫鍵結(jié)合點，形成氫鍵的能力比較強[8]。而核桃等堅果均為堿性食物，預(yù)測由于pH值問題，所以瓜爾豆膠不適用。

核桃蛋白粉研制階段，配方調(diào)試時選用溫度為40 ℃溫水進行沖泡再進行觀察，避免高溫蛋白質(zhì)變性，常溫水使用不利于蛋白質(zhì)溶解。在實驗室配方調(diào)試結(jié)束后進行車間中試，在過膠體磨時調(diào)節(jié)膠體磨固定磨體與高速旋轉(zhuǎn)磨體孔間隙，來達到制作出均勻順滑的蛋白質(zhì)液體。均質(zhì)時調(diào)節(jié)壓力為30 MPa，保證向均質(zhì)機持續(xù)注水，降低均質(zhì)機溫度預(yù)防過熱導(dǎo)致機器損壞。噴霧干燥機使用時一定要保證密閉性，霧化器保證每天加油保證潤滑，對霧化器下端霧化盤進行定時清洗。進料時對液體不斷攪拌，保證進入噴霧干燥機中液體均勻。經(jīng)冷壓榨后，計算得出核桃粕中的蛋白含量為48.496%。未處理過的核桃含蛋白質(zhì)19.23%，核桃脫脂粉含蛋白質(zhì)64.69%。

5 結(jié)論

通過對核桃仁進行2次壓榨，干核桃仁出油率為45.20%，對核桃蛋白固體飲料配方進行正交試驗得出添加1.0%阿拉伯膠，2.0% β-環(huán)糊精，40%木糖醇（按核桃蛋白粉質(zhì)量計算），得到的核桃蛋白固體飲料沖調(diào)性良好，感官品質(zhì)佳。