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澳洲堅果精深加工研究進展

2024-07-22 00:00:00奚志芳彭慶蕤齊鳳坤
安徽農業科學 2024年13期

摘要 澳洲堅果營養豐富,具有獨特的奶香味,較其他木本堅果具有更高的經濟價值,在我國南方地區種植廣泛,具有廣闊的應用前景和開發潛力。我國現有的澳洲堅果加工產品中,初級加工品占95%以上,精深加工產品較少。隨著我國澳洲堅果產量逐年提升,澳洲堅果及其副產品的精深加工成為產業急需開發的方向。澳洲堅果精深加工研究主要集中在澳洲堅果仁及澳洲堅果殼部分,其他各部分產品開發相對較少,有待于進一步開發利用。澳洲堅果的精深加工不僅能為農戶帶來經濟效益,對保護環境、推動農村產業轉型升級都有著重要的意義。對近年來澳洲堅果不同部位的精深加工利用及產品開發進行分析和討論,探討制約澳洲堅果精深加工發展的因素,以期為澳洲堅果的精深加工技術的提升與產業發展提供理論支撐。

關鍵詞 澳洲堅果;產品;開發;利用

中圖分類號 TS255 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2024)13-0004-07

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.002

開放科學(資源服務)標識碼(OSID):

Research Advances in Further Processing of Macadamia ternifolia

XI Zhi-fang,PENG Qing-rui,QI Feng-kun

(College of Horticulture and Food,Guangdong Vocational College of Ecological Engineering,Guangzhou,Guangdong 510520 )

Abstract Macadamia ternifolia have high nutritional value and aunique flavor.They have higher economic value than other tree nuts and are widely planted in our country. They also have a relatively broad international market and development potential.In the total amount of M.ternifolia processed products,the primary processed products are more than 95%,and the further processed products account for less.With the steady increase of the output of M.ternifolia in our country,the further processing of M.ternifolia and its by-products has become an urgent problem that needs to be solved in the development of the industry.The further processing of M.ternifolia mainly focuses on macadamia kernel and macadamia shell,while the other parts of M.ternifolia are less developed and need to be further developed and utilized.It is of great significance to protect the environment and promote the transformation and upgrading of rural industries.In this paper,the further processing and utilization of different parts of M.ternifolia in recent years were analyzed and discussed,and the influence factors restricting the development of M.ternifolia further processing industry were discussed.It provides theoretical support for the upgrading of macadamia nut processing technology and the development of M.ternifolia nut industry.

Key words Macadamia ternifolia;Product;Development;Utilization

基金項目 廣東省林業科技創新項目(2021kjcx010);廣東生態工程職業學院校級精品課程項目(2020zlgc-xj-jpkc022);廣東生態工程職業學院校級科研項目(2020kykt-xj-zk07)。

作者簡介 奚志芳(1980—),女,黑龍江哈爾濱人,講師,博士,從事特色林果的加工貯藏、產品開發的教學與科研工作。*通信作者,副教授,博士,從事園藝遺傳育種、產品開發的教學與科研工作。

收稿日期 2023-08-14;修回日期 2023-09-25

澳洲堅果(Macadamia tegrifolia)是山龍眼科(Proteaceae)澳洲堅果屬(Macadamia F.Muell)植物,又稱夏威夷果[1]。澳洲堅果原產澳大利亞,堅果產品香脆可口具有微妙的類似黃油的味道,具有奶油質地,營養豐富,被譽為“干果之王”[2-5]。近年來,我國澳洲堅果產業發展迅速,種植面積占全球澳洲堅果種植面積(約30.67萬hm2)超過50%,在中國南方地區廣泛種植,尤其是在云南、廣西、廣東等?。▍^)。目前,我國已成為世界上澳洲堅果種植面積最大的國家[6]。

澳洲堅果具有很高的營養價值和積極的健康作用,作為一種被廣泛食用的堅果,澳洲堅果因其風味獨特且營養豐富而備受推崇。澳洲堅果富有人體必需的各類營養素,包括脂肪酸、礦物質(錳、鐵、鎂)、碳水化合物、蛋白質和膳食纖維等。與杏仁等其他營養豐富的食用堅果相比,澳洲堅果含有大量的脂肪(75%左右),尤其是單不飽和脂肪酸MUFA,主要是油酸和棕櫚油酸,約占其總脂肪含量的 59%。另外,澳洲堅果還富含生育酚、生育三烯酚、植物甾醇、角鯊烯、縮合單寧或原花青素、類胡蘿卜素、生物堿和植物激素等活性物質。據統計,澳洲堅果的加工產品主要集中在殼果、開口殼果、果仁等初級加工利用[1]等方面,其中相關殼果產品占加工產品總量60%~70%,果仁類產品占30%~40%,其他加工產品占比較少,僅占5%左右。澳洲堅果現有的加工中,除果仁被廣泛應用外,澳洲堅果樹的花、葉以及堅果加工過程中產生大量果粕、青皮、果殼等副產物多被直接丟棄,造成了極大的浪費。這些因粗/初加工而被直接丟棄的廢棄物中還含有大量的芳香類物質、揮發性油、抗氧化成分和纖維素,有待進一步加工利用。在營養和功能方面,澳洲堅果的粗/初加工使得產品單一,難以發揮出澳洲堅果出色的功能特性。因此,對澳洲堅果的精深加工研究有助于改善產品的品質和風味,滿足不同年齡段消費者的需要。另外,對澳洲堅果的精深加工研究有助于實現對其功能特性和活性成分的最大化利用,從而生產出更具營養價值和商業價值的產品,最大化提升其商業化價值和產品競爭力。該研究以近年國內外澳洲堅果的加工應用相關研究文獻為基礎,梳理了澳洲堅果各部位加工利用的現狀,總結了澳洲堅果精深加工產業變化趨勢,并對現有的文獻進行了比較和分析,為澳洲堅果精深加工工藝的提高和相關產品的開發提供理論依據,對澳洲堅果的提質增效、農民就業增收和一二三產業融合發展都具有十分重要的意義,旨在為澳洲堅果產業發展提供參考。

1 澳洲堅果不同部位的精深加工利用

1.1 堅果仁(包含果粕)

澳洲堅果果仁是其主要的食用部分,被廣泛應用于食品工業,除了富含不飽和脂肪酸,還含有大量的蛋白質和碳水化合物,以及各類營養物質。不僅能為人體提供所需的營養素,還有有效地調節膽固醇、降低心血管疾病等作用。澳洲堅果仁榨油之后剩下的果粕及蛋白粉也富含一定的有效物質,具備開發利用的價值[7-8]。近年來澳洲堅果仁(果粕)研究情況見表1。

1.1.1 堅果零食。

澳洲堅果果仁作為食品原料被廣泛使用,郭剛軍等[14]以面粉與澳洲堅果粕粉為主要原料,添加奶粉、白砂糖、堅果油等輔料,進行焙烤等加工制作澳洲堅果餅干。國外也有相關研究,利用澳洲堅果仁及脫脂蛋白粉制作無麩質食品,供乳糜瀉患者食用[10]。郭剛軍等[15]以澳洲堅果粕粉為主要原料,輔以奶粉、白砂糖等材料,通過混合、制軟材、造粒、干燥與壓片等加工工序,制成多種口味的澳洲堅果片,產品營養豐富,軟硬適中,咀嚼感好。澳洲利亞Go Natural公司以澳洲堅果為原料,生產純天然有助于身體健康的澳洲堅果能量棒。零食類產品開發使澳洲堅果原料得以廣泛利用,填補了市場空白。

1.1.2 飲料酸奶。

植物蛋白飲料是指利用蛋白質含量較高的植物果實、堅果類的果仁等為原料,經處理、制漿、調配、均質、灌裝、殺菌等工序加工而成的一類液體飲料[20]。將澳洲堅果果仁開發研制成飲料,既符合市場需求,又能發揮其營養保健價值,是一種不錯的應用方向。前期堅果乳品或堅果蛋白乳品飲料研究在工藝開發上[16,19],隨著研究深入,產品類型由單一型向復合型轉化,研究人員利用了多種酶通過酶解工藝制作燕麥堅果乳復合飲料,并添加不同類型穩定劑來改善復合乳飲料的口感及產品穩定性[20]。產品的加工技術不斷完善,產品的品質考查不斷提升,黃克昌等[23]以澳洲堅果果粕為原料,用單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯為乳化劑,采用高壓均質法制備澳洲堅果乳,以產品穩定系數和感官評分為指標,研究澳洲堅果果粕與水質量比、乳液pH對澳洲堅果乳品質和穩定性的影響。近年來,研究人員以澳洲堅果仁漿為主要原料,通過研究調節糖的添加量、篩選發酵溫度、發酵時間等多條件改善產品口感、酸度等,開發了澳洲堅果酸奶[24]。澳洲堅果酸奶奶香濃郁、酸甜適宜、感官細膩,是一款純植物基的高蛋白、風味佳酸奶。以上研究豐富了澳洲堅果系列產品,提升了澳洲堅果精深加工水平。澳洲堅果飲料酸奶研究情況見表2。

1.1.3 醬制品。

研究人員以黃皮果、山黃皮為主要原材料,添加黃豆醬、澳洲堅果麩粕、蒜、白砂糖等材料,開發一款堅果果醬產品。開發的堅果果醬口感細膩,風味獨特,感官評分較高,是一款創新產品,符合大眾消費口味,為堅果粕的開發提供新的參考[22]。

1.1.4 動物飼料。澳洲堅果脫脂蛋白粉富含蛋白質及碳水化合物,對動物健康有益[11-12]。澳洲堅果脫脂堅果蛋白粉很早被作為喂養使用,研究發現澳洲堅果脫脂蛋白粉可以替代魚類飼料中豆類蛋白[11]。當給雞的飼料中添加10%的澳洲堅果粉不會對動物生長造成不良影響,但是100%澳洲堅果粉作為雞飼料是不可行的,雞會表現出生長遲緩和增重不足[12]。

1.1.5 高蛋白食品。

澳洲堅果中蛋白質含量約占9%,富含18種不同氨基酸[25-26]。黃茂忠等[16,25]研究了澳洲堅果粉加工后的蛋白質含量、含水量、灰分含量、單寧含量、顏色、蛋白質溶解度、表觀黏度、泡沫特性、持油能力等性質,發現脫脂后的澳洲堅果粉也富含豐富的蛋白質,相關特性有一定的加工優勢,可作為開發高蛋白食品的配料(配制蛋白飲料的粉末)。

1.1.6 蛋白肽。

澳洲堅果油被應用后,剩下的果粕中含有不少優質蛋白,有待利用。生物蛋白肽更容易被消化吸收,還具有抗氧化、降血壓、免疫調節等多種生理功能,研究人員多利用澳洲堅果果粕等為原料,采用加堿溶解加酸沉淀的方法提取粗蛋白,單一酶或者復合酶水解法制備蛋白多肽[13,18],研究也從初期簡單加工技術逐漸向復合技術研究轉變。范方宇等[13]以澳洲堅果殘渣為原料,通過堿溶酸沉法及堿性蛋白酶酶解工藝得到堅果蛋白,通過等電點、pH、底物濃度、水解時間等參數優化,確定最佳工藝。杜麗清等[18]利用冷榨澳洲堅果粕,通過堿提酸沉法得到澳洲堅果蛋白,木瓜蛋白酶或復合酶酶解澳洲堅果蛋白制備蛋白肽,研究發現澳洲堅果蛋白肽具有較強的抗氧化活性。帥希祥等[21]利用復合酶酶解法制備澳洲堅果蛋白肽,分析各部分抗氧化活性,發現其酶解產物可作為抗氧化劑用于生產中。堅果蛋白的利用較簡單的加工品技術水平升級,功能更加廣泛,堅果蛋白產品的開發利用為消費者提供了更多營養的選擇,是動物蛋白不錯的替代,具備一定的開發潛力,在加工利用上還需要更多的研究。

1.1.7 多糖。

多糖是植物中一類重要的有效物質,具有很多顯著的藥理活性。澳洲堅果中也含有一定數量的多糖,但是相關研究較少。許良等[17]采用水提醇沉的方法提取多糖,比較Sevage法、TCA法、堿性蛋白酶法和堿性蛋白酶-Sevage聯用法多種方法對60%~90%醇沉粗多糖脫除蛋白的效果,再利用瓊脂糖凝膠柱層析進一步純化多糖。結果顯示,堿性蛋白酶-Sevage聯用法為多糖脫蛋白最佳方法,效果較佳。澳洲堅果多糖的生物活性還沒有被開發利用,需要進一步進行活性篩選,更好的指導產品開發利用。

1.2 堅果油

綜合前期研究發現,澳洲堅果是一種高含油量的果品,澳洲堅果油是目前品質最好的天然色拉油及基礎油之一,也具有一定的保健功效[7-8]。

1.2.1 食品原料。

澳洲堅果油作為食品原料有著一定的應用[27],澳洲堅果油是具有堅果香味的黃色油狀液體。Clif Bar公司以有機澳洲堅果黃油,配以大豆脆米,有機燕麥片,維生素C等生產澳洲堅果能量棒。澳洲堅果油也被作為烹飪用油,由于其煙點較高(>210°),在燒烤、烘焙、煎炸等方面均可以使用,還可以用來制作沙拉,但由于其價格較貴,制約了其應用。

1.2.2 化妝品原料。

澳洲堅果油性質溫和不刺激,且延展性好易吸收,對各類油類成分及護膚活性物質均具有較好的溶解度,被作為化妝品基礎油廣泛使用。澳洲堅果油富含15%的棕櫚油酸,脂肪酸組成類型與人體脂肪類型相近,有延緩細胞衰老,促進細胞修復再生,有效的調節皮膚的角質化,保濕等功效,也對曬傷和凍傷有一定的治療作用[27-30]。澳洲堅果油比較安全,風險系數為1,對于孕婦一般沒有影響,沒有致痘性。近年來,澳洲堅果油被作為化妝品原料廣泛使用,在膏霜與乳劑中使用量為2%~10%,按摩油中可高達100%。鄧強[31]以澳洲堅果油為原料,添加了紫草提取物、其他油脂及相關提取物等制備紫草口紅,上色效果和滋潤效果較好,消費者滿意。周禮云等[32]考察了6 種植物油脂的護發作用,結果顯示:澳洲堅果油可以保護細胞膜,延緩脂質體的過氧化作用,減少紫外線對頭皮頭發的侵害。澳洲堅果油在化妝品開發中具有廣闊的應用前景。

1.2.3 固體飲料。

澳洲堅果油微膠囊產品以水提法提取澳洲堅果油和堿提酸沉提到的澳洲堅果蛋白為原料[33]。儀器檢測干燥后膠囊微觀結構,產品包埋率為89%左右,水分含量為2.42%,蛋白質含量6.85%,經感官實驗分析發現澳洲堅果油微膠囊產品在顏色、組織結構、口感、沖調性等方面都較好,與傳統的膠囊類產品相比,微膠囊更容易服用消化吸收,該研究為堅果類原料開發微膠囊型固體飲料產品提供參考。

1.2.4 堅果口服液。

朱冰清[34]利用了溶劑提取法、超聲輔助提取法、索氏抽提法、超臨界CO2萃取及亞臨界萃取5種提取方法,通過成分分析及酸價、碘價及過氧化值等指標比較研究,發現超臨界CO2萃取工藝較優,納米口服液具有穩定、緩慢釋放、作用靶向等優點,還能增大不易溶解物質的溶解度、提高營養成分生物利用度等優點,納米口服液拓展了澳洲堅果在營養與保健方面的應用。

1.3 堅果花

澳洲堅果花為下垂總狀花序,花朵繁多,落花率高,花香宜人,花期長達 1 個月。澳洲堅果花中含有豐富的揮發油及氨基酸成分,具有一定的保健功能,也是配制香精的主要原料,在食品、 化妝品、醫療與化工等應用上具有廣闊的前景。

1.3.1 揮發油。

澳洲堅果花富含揮發性成分,CO2超臨界萃取技術在相關研究中較為常用。劉勁蕓等[35]將超臨界CO2 萃取與一般蒸餾萃取技術進行比較,通過加工溫度、萃取壓力、氣體的流量及萃取時間等因素考察,分析對揮發油萃取率的影響,發現超臨界CO2 萃取技術提取效果較好。郭剛軍等[36]在CO2超臨界萃取基礎上,運用氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用技術分析并鑒定了澳洲堅果花化學成分、相對含量,為進一步開發堅果花中芳香成分奠定了基礎。澳洲堅果花揮發油中含有很多功能性成分,沒有被開發利用,有待進一步的研究和開發。

1.3.2 堅果蜂蜜。

王文林等[37]以云南產澳洲堅果釀制蜂蜜為原料,采用國家相關標準測定澳洲堅果蜂蜜感官要求、微生物限量、理化指標完全符合國家標準,檢測發現澳洲堅果蜂蜜是一種低鈉低脂高品質的產品。王桃紅等[38]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜法對3種云南產澳洲堅果蜜揮發性成分進行測定,并進行系統分析,共檢測出105 種物質,指導澳洲堅果蜂蜜之后的開發與應用。澳洲堅果蜂蜜根據澳洲堅果產地、蜜蜂品種的不同,造成多種化學成分的差異,使堅果蜂蜜的色澤、滋味和氣味有所差別,需要更多的理論研究支持與補充。

1.3.3 花茶。

宋海云等[39]以新鮮澳洲堅果花為原料,利用自然風干技術,60 ℃熱風對堅果花干燥4 h,制作澳洲堅果花茶。經檢測發現,澳洲堅果花茶中含有游離氨基酸17 種,人體必需氨基酸7 種,蘇氨酸和脯氨酸含量高并且符合世界衛生組織-聯合國糧農組織推薦的必需氨基酸組成比例,具有一定的研究和應用前景。

1.4 堅果葉

澳洲堅果每年修剪,遺棄的葉片數量巨大,澳洲堅果葉片中富含豐富的烴及其衍生物,各類酮、醛、醇、酸及酯類等成分。隨著堅果產業的不斷發展,修剪遺棄掉的澳洲堅果葉片將迅速增加,迫切需要為修剪遺棄的澳洲堅果葉尋找合理的利用途徑,提升其利用價值,變廢為寶。

1.4.1 葉片精油。

精油常被稱為“液體黃金”,澳洲堅果葉片富含精油類成分,何鳳平等[40]利用水蒸氣蒸餾法提取葉片精油,通過單因素試驗和正交試驗分析提取率,篩選摸索該法提取澳洲堅果葉精油的最佳工藝條件,為堅果葉片精油提取加工提供參考。澳洲堅果葉片精油的功能需要進一步研究,為精深加工提供指導。

1.4.2 葉茶。

前期研究發現澳洲堅果葉片富含酚類及各類不飽和脂肪酸等,具有抗氧化、降壓等功效,澳洲堅果嫩葉有類似茶葉鮮葉的表型特征[7-8]。韓樹全等[41]以澳洲堅果春季采摘的一芽三葉為原材料,經炒青等工序后加工成綠茶,其外形完整、外觀飽滿,滋味濃厚,具備茶葉的品質特征。試驗表明,澳洲堅果葉茶中咖啡堿含量小于0.01%,適合痛風患者或神經衰弱患者飲用。結合前期研究,澳洲堅果葉茶具備一定的開發價值,可以結合藥理試驗、功能性實驗、感官評價不斷完善研究數據。

1.5 堅果青皮

澳洲堅果青皮占鮮果重量的45%~60%,很多時候被廢棄處理,造成浪費和環境的污染。研究發現[7-8],澳洲堅果青皮含有多酚類、黃酮與多糖等成分,具有抑菌及植物生長調控等作用,具備一定的開發潛力。

1.5.1 植物生長調節劑。

研究發現[42],利用高濃度乙醇溶液和接近大自然狀態的水分別通過加熱回流法提取青皮中極性成分,并對提取物進行作物種子萌發及根莖的生長抑制試驗,發現提取物對種子萌發及根莖生長均具有一定的抑制作用,且提取物質量濃度與其抑制作用成正比;研究發現,在一定濃度下,相同質量濃度的水提液抑制作用強于醇提液;醇提液對一些植物的生長有高質量濃度抑制、低質量濃度促進的現象,開發植物生長調節可以作為澳洲堅果青皮的一個不錯的利用方向。

1.5.2 青皮發酵肥。

研究發現[43],以廢棄的澳洲堅果青皮為原料發酵成堆肥,以常規化肥施肥為對照,連續2次施澳洲堅果青皮發酵肥茶葉品質有所提升,發酵肥可改良茶園土壤酸堿度,對茶葉的產量和品質都有提高。宋海云等[44]以澳洲堅果皮和蘑菇渣、蚯蚓糞為原料制備有機肥,并與其他農作物生產的有機肥進行比較。結果顯示,澳洲堅果皮發酵有機肥中的營養物質與有機成分含量均較高;生產的有機肥符合NY 525—2012《有機肥料》的要求,可以進一步生產和推廣。

1.5.3 化妝水。

因澳洲堅果青皮含有熊果苷、豆腐果苷、天麻素等美容成分,施蕊等[45]利用乙醇浸漬法提取青皮中有效成分,經石油醚萃取后得浸膏,加以其他原料制備具有舒緩保濕作用的澳洲堅果青皮化妝水,拓寬了澳洲堅果青皮的利用模式,澳洲堅果青皮成分豐富,可以進一步加深成分研究、功能性試驗,拓展應用。

1.6 堅果殼

澳洲堅果殼很多時候作為垃圾丟棄,不僅造成資源浪費,而且破壞生態平衡、污染環境。 澳洲堅果果殼作為加工副產物,質量約占殼果總質量的60%以上,按照計算,目前全世界產生的澳洲堅果果殼超過 2 萬t,精深加工利用的案例不多,造成資源嚴重浪費及環境污染。近年來澳洲堅果殼研究情況見表3。

1.6.1 活性炭。

隨著全球化能源危機日趨嚴重,利用廢棄生物材料制備生物炭成為替代化石能源的有效方法之一。目前,研究人員利用澳洲堅果殼為原料制備活性炭,為澳洲堅果殼的綜合利用提供了重要參考[48,62-64]。不同的研究團隊分別利用了不同的方法對廢棄的澳洲堅果殼進行加工。其中,磷酸法在制備活性炭中被廣泛使用,寧平等[47-48,51]以澳洲堅果殼為原料,磷酸為活化劑,分別浸漬處理不同時間制備活性炭,并比較磷酸活化法制取活性炭工藝以及制備條件、被吸附樣品濃度對活性炭吸附性能的影響。氯化鋅活化法也被經常使用,郭剛軍等[62,64]以澳洲堅果殼作為原料,通過高溫碳化技術制備生物活性炭材料,分析了不同活化劑對澳洲堅果殼生物活性炭材料微觀狀態和吸附性能的影響。徐行浩等[52]利用微波加熱澳洲堅果殼氯化鋅活化法制備活性炭,發現對吸附率及活性炭得率的影響因素的影響是微波輻照時間最大,ZnCl2質量分數較小,該方法生產的活性炭外觀相對均勻,吸附性能超過國家標準。巫丹等[65]利用固定床反應器制備生物炭,考察了熱解溫度對生物炭揮發分、固定碳、HHV 值、質量產量和能量等因素,發現該法制得的活性炭可以作為燃料使用,且該法生物炭制備溫度與制備活性炭的著火溫度、燃盡溫度、綜合燃燒特性指數均具有一定關系。澳洲堅果殼活性炭是一個既具備生態效益,又具備經濟價值的利用方向。澳洲堅果殼活性炭研究情況見表4。

1.6.2 堅果露酒。

澳洲堅果不僅具有一定的營養保健功效,也有特殊的香氣、香甜的口感,利用不同類型酒加工成堅果露酒,頂空固相微萃取(HS-SPME)方法與氣相色譜質譜聯用法常被用于檢測堅果露酒香氣成分,由此來判斷其風味和口感。陳海生等[59]以廣西龍州產 50°米酒為酒基,分別添加澳洲堅果的殼果、果殼及果仁,利用廣西傳統露酒泡制方法加工得到3種澳洲堅果露酒,對香味物質的定性定量分析,結果顯示果殼露酒品質更佳。賀鵬等[56]采用氨基酸比值系數法等技術對3種露酒的香氣成分、營養成分進行分析與比較,測定各樣品中各化學組分的相對含量,分析各種澳洲堅果露酒的質量差異。以上研究顯示,以澳洲堅果果殼為材料制備露酒具有較大的開發潛力??祵C绲龋?0]定性分析澳洲堅果露酒及浸泡基酒的揮發成分及香氣成分,2個樣品依次檢測出67及79種香氣成分,主要以酯類化合物為主,尤其是棕櫚酸乙酯的含量最高,可以根據不同類型香氣物質的添加和改善使堅果露酒達到相應的功效,該研究為澳洲堅果露酒的進一步開發利用提供了科學依據和數據參考。張濤等[61]對3種露酒及酒基的揮發性香氣成分進行研究,通過因子分析對其揮發性香氣成分進行比較與評價,最后通過感官評定進行驗證,得出果仁露酒香氣品質最佳。關于堅果露酒的研究有待進一步完善和開展。

1.6.3 色素。

澳洲堅果殼呈棕褐色,涂行浩等[53]以蒸餾水為提取溶劑,通過渦旋振蕩、離心等工序從澳洲堅果殼中提取的色素,結果顯示澳洲堅果殼色素與很多堅果類色素相近,為水溶性色素,保存溫度和溶液pH、不同光照條件、常見的金屬離子、常見的食品添加劑等均會對澳洲堅果色素產生一定的影響,澳洲堅果色素在使用的過程中可以根據以上研究進行適當的處理達到相應的效果。

1.6.4 吸附劑。

目前,工業上廣泛應用的一些離子型染料及重金屬在環境中會產生毒性和致病性,會危害人體健康和破壞環境,急需尋找高性價比的治理方法,而利用吸附劑去除是有效的解決途徑之一。研究發現[51,54],澳洲堅果殼活性炭對金屬鉻等污染物具有較強的吸附能力,受到酸度、振蕩時間等因素的影響,吸附量隨鉻溶液初始質量濃度的增加而增加,屬于物理吸附。梁其勇等[57]以澳洲堅果殼為原料,通過用焙燒法、磷酸活化聯合焙燒法等工藝分別制備果殼碳吸附劑。研究發現,磷酸活化可增加果殼碳產品的比表面積,比較不同碳對亞甲基藍吸附情況發現,在樣品溶液濃度較低(<60 mg/L)的情況下,磷酸活化制備的果殼碳對亞甲基藍的吸附性能優于商品吸附炭。楊雯等[54]利用超聲-堿組合技術,以澳洲堅果殼為原料,制備新型多羥基澳洲堅果殼吸附劑,利用電鏡掃描、熱穩定性分析、表面官能團與元素組成分析等試驗考察改性前后各項指標特征和結構變化,發現該吸附劑具有開發潛力。通過微波輔助將澳洲堅果殼改性成一種新型復合物,可以吸附溶液中鉛離子(II)[63]。結果表明,堅果殼吸附劑是一種高效且可以再生利用的吸附劑,并且吸附劑成本低于商業活性炭,可以廣泛推廣使用。

1.6.5 生物質碳。

生物質炭含有大量的碳和相關營養物質、具有多種孔隙及比表面積大的多功能性多孔材料。Kumar等[66]研究發現,澳洲堅果果殼在500~1 300 ℃范圍內可以熱解產生生物質炭,在特定的條件下可用于鐵的還原,當制備溫度超過 1 000 ℃時,生成的生物質炭表面具有更多的晶體結構,對硝酸鹽等可起到有效的吸附[67]。通過溫室試驗,研究澳洲堅果殼生物炭對桉樹幼苗盆栽混合料中氮、鉀、磷、鎂、鈣、鈉含量的影響,添加生物質炭濃度達到一定濃度時,桉樹組織對營養元素的吸收起著一定的影響[58]。此外,澳洲堅果制備的生物質炭還具有改善土壤的組成,影響植物根的深度、作物生長及其產量的作用[49,68]。國內關于澳洲堅果果殼制備生物質炭的研究不多, 有待進一步開展相關研究。

1.6.6 濾料。

廢棄澳洲堅果殼為原材料利用堿性藥劑處理[50],在水溶液中進行脫脂處理后,通過烘干、過濾等工序制備濾料,具有很好的過濾性能,澳洲堅果殼顆粒可以吸附油脂及懸浮物,從而達到過濾的效果。該應用工藝簡單、成本低,可為廢棄資源開發利用及農民增收提供參考。

1.6.7 抗氧化劑。

楊申明等[69]利用微波法提取澳洲堅果殼中的總黃酮類物質,黃酮類成分具有較強的抗氧化性,能有效地清除羥基自由基,且其質量濃度與抗氧化活性呈現一定的量效關系,澳洲堅果殼可以作為一種良好的天然抗氧化劑使用。植物多糖作為一種重要的功效成分,一些多糖具有降血脂、抗腫瘤等藥理活性,多糖應用范圍正不斷擴大,關于堅果殼多糖研究較少。研究發現[70],利用微波提取澳洲堅果殼多糖,提取的澳洲堅果殼多糖對羥基自由基、DPPH自由基等有較好的清除能力,表明澳洲堅果殼多糖具有較強的抗氧化能力,關于澳洲殼多糖的藥理作用,有待進一步研究。

2 澳洲堅果精深加工利用存在的主要問題及發展對策

澳洲堅果的加工研究從20世紀90年代末已經開始,隨著科技的發展、技術的進步,澳洲堅果加工品的種類和數量不斷提升,已經取得了一定的進展。澳洲堅果精深加工研究主要集中在澳洲堅果仁及澳洲堅果殼部分,其他各部分產品開發相對滯后,有待進一步開發利用。制約澳洲堅果精深加工因素主要有:

① 澳洲堅果成分雖有很多文獻報道,但是功效物質基礎不明確或功效作用機制未被闡明,精深加工利用理論基礎薄弱。

②澳洲堅果精深加工技術及裝備能力有限,不能與前沿技術及裝備接軌,技術裝備集成創新能力不強。

③澳洲堅果精深加工產品創新發展能力不夠,產業鏈較短,上下游環節不匹配,加工產品增值空間有限。

④澳洲堅果精深加工技術市場轉化率不高,市場上澳洲堅果精深加工產品少見。

針對澳洲堅果精深加工利用中存在的主要問題,可采取以下對策:①利用現代分析技術結合其他相關成分研究,通過藥理學、藥效學等試驗研究闡明物質基礎、明確作用機理,指導精深加工開發及產品應用。②加大科研力度,提升澳洲堅果精深加工技術及裝備創新能力,加大技術集成創新力度,加快精深加工技術與裝備升級。③結合前期研究基礎,加大產品創新力度,產品從簡單加工品向復合型加工品逐漸轉變,延長澳洲堅果產業鏈,提高產品附加值。④相關部門加大對科技創新的支持和投入,促進科技創新,做好專利保護,加快澳洲堅果精深加工技術轉化。

3 總結與展望

澳洲堅果作為一種優質的木本堅果,不僅果仁被廣泛使用,其他部位及加工副產物也均具有廣闊的研究前景及利用空間。在全球澳洲堅果種植面積不斷擴張的大趨勢下,急需找到適合澳洲堅果產業高速發展的方向和途徑,而澳洲堅果的精深加工則順應了產業的未來發展需求,為澳洲堅果產業鏈的延伸、價值鏈的提升、供應鏈的優化、利益鏈的構建等提供了多方位的保障,為推動澳洲堅果現代化的發展提供了強有力的支撐。

未來澳洲堅果產業將充分發揮其食用、保健、美容和凈化環境等作用,加速向食品工業、日用化工、環境保護等領域延伸,澳洲堅果精深加工將加速堅果產業提質增效、助力農民就業增收和一二三產業融合發展。

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