本發(fā)明涉及食品工程領(lǐng)域，具體地說，涉及一種核桃脫脂全粉及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
核桃是國家重點(diǎn)支持的5大木本糧油樹種之一，隨著核桃產(chǎn)量的增加，核桃的深加工及其綜合利用越來越受到人們的關(guān)注。核桃仁含有63％的油脂，其中90％以上為不飽和脂肪酸。核桃蛋白占其仁重的15％，經(jīng)過榨油的核桃粕中，蛋白含量可達(dá)40％以上，其中含有8種必需氨基酸，精氨酸和谷氨酸含量都相當(dāng)高，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白。核桃蛋白作為核桃榨油副產(chǎn)物---核桃粕的主要成分，也成為人們研究和關(guān)注的重要內(nèi)容。另外，核桃仁及其種皮中還含有大量的多酚類物質(zhì)、纖維素、多種微量元素和礦物質(zhì)。
將榨油后的核桃粕制成核桃全粉，應(yīng)用在適宜的加工制品中，不但可以延長核桃加工產(chǎn)業(yè)鏈，而且使榨油副產(chǎn)物得到充分利用，減少資源浪費(fèi)。但核桃粕制成核桃脫脂全粉存在以下幾個(gè)問題：
一方面，某些制油方法會(huì)導(dǎo)致核桃蛋白變性，影響核桃脫脂全粉品質(zhì)。
國內(nèi)外核桃油提取方法較多，主要有壓榨法、浸出法、水代法和超臨界萃取法(王丁丁，等.核桃油研究進(jìn)展[J]，2013,34(16):383-387)。壓榨法是核桃油生產(chǎn)的主要方法，其中螺旋壓榨法出油率較高，但由于榨膛內(nèi)溫度過高，導(dǎo)致核桃蛋白變性嚴(yán)重。有機(jī)溶劑浸出法油脂浸出率較高，但在核桃粕中會(huì)有溶劑殘留，另外，經(jīng)過預(yù)榨、軋坯等環(huán)節(jié)，操作過程溫度超過100℃，核桃蛋白也發(fā)生了不同程度的變性。水代法工藝制油，需對核桃仁進(jìn)行炒制，較高的工藝溫度使得核桃蛋白部分變性而影響核桃粕的再利用(周鴻升，等.核桃油間歇式物理精煉工藝和設(shè)備選型[J],林業(yè)科技開發(fā)，2010,24(5)：94-96)。超臨界流體萃取技術(shù)是以超臨界流體(大多為CO2)為溶劑，利用該狀態(tài)下的流體具有高滲透能力和高溶解能力進(jìn)行非極性混合物萃取分離的一項(xiàng)現(xiàn)代食品加工高新分離技術(shù)，不會(huì)引起核桃蛋白變性。而壓榨法中的冷榨工藝不需要對核桃仁炒制，在低于65℃的環(huán)境下進(jìn)行，對油脂品質(zhì)、營養(yǎng)成分無影響，蛋白同樣無變性現(xiàn)象。
另一方面，核桃粕中殘油量過高，易發(fā)生氧化酸敗，使核桃粉品質(zhì)變劣，導(dǎo)致核桃粉存放期較短，不利于產(chǎn)品在市場上的流通。
冷榨法制油，核桃粕中的蛋白雖然沒有變性，適宜開發(fā)核桃全粉，但存在出油率較低、餅粕中殘油過高的問題。冷榨法制油的出油率為一般為60％-93％(王丁丁，等.核桃油研究進(jìn)展[J]，2013,34(16):383-387；吳鳳智,等.液壓冷榨提取核桃油工藝研究[J],食品科技，2014,39(1)：182-186.)，意味著核桃粕中的殘油量大約為10％-40％左右。核桃油中不飽和脂肪酸占很大部分，很容易發(fā)生氧化酸敗，使核桃粉品質(zhì)變劣，導(dǎo)致核桃粉存放期較短。陳義勇等(陳義勇，等.核桃粉的微膠囊技術(shù)制備工藝研究[J].食品研究與開發(fā)，2006,127(5)：66-69)采用噴霧干燥法制備核桃粉的微膠囊，以解決核桃粕中殘油量過高的問題，但對制油前處理工藝沒有進(jìn)行控制，在制備過程中添加多種添加劑，制得的低脂核桃粉不宜再作為食品輔料，而是直接水溶后食用。
超臨界CO2流體萃取技術(shù)，制油后的核桃粕無溶劑殘留，無變性，其工業(yè)化程度和處理量也在逐步提升。超臨界CO2流體萃取核桃油工藝條件、工藝參數(shù)已見諸報(bào)道，核桃油萃取率可達(dá)到90.87％-93.98％，(張麗，等.超臨界CO2法萃取核桃油的工藝優(yōu)化及其理化特性研究[J],食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35(12)：70-73；朱振寶，等.超臨界CO2萃取核桃油的研究[J],中國油脂，2005,30(9)：65-67；王豐俊，等.超臨界CO2流體萃取核桃油工藝條件的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26(3)：67-80；吳彩娥，等.超臨界CO2流體技術(shù)提取核桃油的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2001，17(6)：135-138.)。該方法可使核桃粕中的殘油量降至8％左右，與液壓冷榨相比，核桃粕中的殘油量大大降低。
再一方面，核桃粕中如何盡可能多的保存核桃營養(yǎng)，特別是多酚類物質(zhì)不受損失。
在核桃仁的加工過程中，多酚類物質(zhì)及其他營養(yǎng)成分往往在榨油前處理、蛋白分離純化及其他操作單元被脫除或廢棄。這主要是由于多酚類物質(zhì)會(huì)引起產(chǎn)品的褐變和澀味，影響到產(chǎn)品應(yīng)有的感官品質(zhì)。在液壓冷榨法(吳鳳智,等.液壓冷榨提取核桃油工藝研究[J],食品科技，2014,39(1)：182-186.)和水代法制取核桃油的前處理工藝中，均采用堿液去皮的方法脫除種仁皮以達(dá)到脫除酚類物質(zhì)的目的。在核桃粕提取蛋白的工藝中(趙見軍，等.核桃粕中蛋白提取工藝的優(yōu)化[J]，食品科學(xué)，2014,35(18):40-46)，所采用的烘干、堿溶、酸沉等系列方法，能夠使核桃蛋白提取率達(dá)到67-69％，但多酚及其他營養(yǎng)元素也會(huì)損失殆盡。在核桃蛋白飲品(郝艷賓，等.核桃油和核桃蛋白飲料系列產(chǎn)品工藝的研究[J].，食品科學(xué)，2003,24(2)：103-104)、高蛋白脫脂核桃粉(溫凱，等.高蛋白脫脂核桃粉生產(chǎn)技術(shù)研究[J].,食品工業(yè)科技，2009,30(12)：273-276)的加工中，采用熱堿方法脫除種仁皮，以保證核桃蛋白飲料和核桃粉應(yīng)有的乳白色的做法也很常見。
核桃種仁，尤其是種仁皮中含有多種多酚類物質(zhì)(王克建,等.核桃仁中多酚類物質(zhì)的液相/電噴霧質(zhì)譜分析[J].，分析化學(xué)，2009,37(6)：867-872)，研究表明，核桃仁中含有鞣花酸單體、聚合鞣花酸單寧和其它酚酸類物質(zhì)，具有顯著的抑制低密度脂蛋白氧化的作用(Anderson K J,et al.Walnut polyphenolics inhibit in vitro human plasma and LDL oxidation[J].Nutr.,2001,131:2837～2842)和SOD活性，并能夠?qū)寺〉陌┘?xì)胞Caco-2產(chǎn)生凋零作用(Fukuda T,et al.Antioxidative polyphenols from walnuts(Juglans regia L.)[J].Phytochemistry,2003,63:795～801)。因此，前處理的操作單元保留核桃仁種皮，在榨油后對核桃粕進(jìn)行全利用，可以最大限度的保存蛋白、多酚、纖維素、微量元素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分，尤其是多酚類物質(zhì)會(huì)較多的保存在核桃粕中，并得到富集。另外，將核桃粕制成全粉，避免對核桃粕進(jìn)行蛋白的提取和純化，可以減少酚類物質(zhì)及其它營養(yǎng)成分的損失。
直接將核桃粕制成核桃脫脂全粉，將會(huì)有大量的多酚類物質(zhì)和其他營養(yǎng)成分保留在核桃全粉中。盡管有報(bào)道表明多酚類物質(zhì)與蛋白的相互作用會(huì)使蛋白的生物利用率降低，但在食物中的其他物質(zhì)同時(shí)也會(huì)發(fā)生作用、產(chǎn)生影響，而且多酚與蛋白相互作用的研究是在模擬體系中進(jìn)行的，不同的消化酶、不同胃消化酶模擬模型等對體外消化率的測定結(jié)果等都有影響(闞茗銘，等.多酚-蛋白質(zhì)共價(jià)作用及其對食品體系的影響研究進(jìn)展[J].2015,36(1):245-249)，因此，多酚類物質(zhì)與蛋白不能共存于同一食品體系的要求并不絕對。相反，也有研究表明，蛋白質(zhì)能夠通過疏水、氫鍵等弱相互作用，對植物多酚進(jìn)行包載，可以有效提高植物多酚的水溶性、穩(wěn)定性和生物利用率(王小永，等.蛋白質(zhì)/聚糖靜電復(fù)合物對植物多酚包載作用的光譜學(xué)研究[A],全國化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會(huì)議，2014.)。因此，在多酚類物質(zhì)含量豐富的核桃脫脂全粉中，利用多酚與蛋白質(zhì)的相互作用改良富含這兩種成分的食品的質(zhì)地、加工工藝條件、工藝參數(shù)，結(jié)合多酚類物質(zhì)含量較高的特點(diǎn)，選擇性的添加到適宜的食品種類中，更好的發(fā)揮多酚物質(zhì)的生物活性，比一味脫除多酚類物質(zhì)以保證蛋白的生物利用率更有現(xiàn)實(shí)意義。
最后，核桃粕中如果含有較多的多酚類物質(zhì)，容易引起產(chǎn)品褐變和苦澀味等問題，所制得的核桃脫脂全粉不適宜添加到對風(fēng)味和色澤要求高的食品中。
因此，針對上述幾方面的問題，亟需開發(fā)一種制備核桃脫脂全粉的新工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種核桃脫脂全粉及其制備方法。
本發(fā)明的另一目的是提供核桃脫脂全粉在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用。
本發(fā)明基于核桃仁營養(yǎng)特點(diǎn)，旨在最大限度的將核桃仁的營養(yǎng)成分保存在核桃粕中，制成核桃脫脂全粉，并使其中的殘油量盡可能降低，以延長核桃脫脂全粉的保質(zhì)期。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明創(chuàng)造性地提出，在榨油前不對核桃仁種皮進(jìn)行脫除處理，而是將核桃仁直接進(jìn)行液壓冷榨，并與超臨界萃取相結(jié)合，以使核桃粕中的殘油達(dá)到較低水平，最后通過粉碎得到核桃脫脂全粉，可按一定比例添加到面粉中制成各種面食、焙烤食品，亦可通過微膠囊化制成速溶核桃粉。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種制備核桃脫脂全粉的新方法，該方法是以帶種皮的核桃仁為原料，利用液壓榨油機(jī)進(jìn)行壓榨，得到核桃粕Ⅰ；核桃粕Ⅰ經(jīng)粉碎后，進(jìn)行超臨界CO2萃取，得到核桃粕Ⅱ，經(jīng)粉碎、過篩，即得核桃脫脂全粉。
利用液壓榨油機(jī)進(jìn)行壓榨的具體方法如下：將原料1-50kg置于液壓榨油機(jī)內(nèi)(榨膛容積為90L)，(榨膛)溫度控制在30-60℃，然后進(jìn)行如下操作：①壓力升至5-30Mpa，維持5-20min，②然后將壓力降至0Mpa，再將壓力升至20-40Mpa，維持5-30min，重復(fù)①～②進(jìn)行多次壓榨，使核桃粕Ⅰ中的殘油量達(dá)到10％-20％。
前述的方法，進(jìn)行超臨界CO2萃取之前，將核桃粕Ⅰ粉碎成粒度0.3cm以下的粉粒。
然后，將1-20kg粉碎的核桃粕Ⅰ放入萃取釜中，設(shè)定溫度25-50℃，打開CO2閥門，控制流量50-500L/h，調(diào)節(jié)壓力為15-40Mpa，萃取0.5-3.0h后，將萃取壓力降至與分離壓力一致為4Mpa，從分離釜中出料，得到核桃餅粕Ⅱ，核桃粕Ⅱ中的殘油量降至0.3％-1.0％。
前述的方法，將核桃粕Ⅱ粉碎，過100-300目篩，去除硬殼碎屑等雜質(zhì)，即得核桃脫脂全粉。
前述方法還包括核桃脫殼取仁后，挑選無霉變、帶種皮的核桃仁，去除核桃碎殼及雜質(zhì)等步驟。
本發(fā)明還提供由所述方法制備的核桃脫脂全粉。所得核桃脫脂全粉的主要理化指標(biāo)如表1所示：
表1核桃脫脂全粉的主要理化指標(biāo)
本發(fā)明還提供所述核桃脫脂全粉在制備食品及保健品中的應(yīng)用。
本發(fā)明進(jìn)一步提供由所述核桃脫脂全粉制備的食品及保健品。
本發(fā)明的核桃脫脂全粉產(chǎn)品色澤淺紅褐色，可用于對色澤無嚴(yán)格要求的食品中，例如，與小麥面粉以1～50:100比例混合，用于面食如面條、掛面、饅頭、餃子皮、面糊中，也可以用于焙烤食品中，如餅干、面包、桃酥、蛋糕等中。加工后的產(chǎn)品在顏色上會(huì)有所變化，如會(huì)使面條、掛面、饅頭、餃子皮、面糊、米粥的顏色會(huì)變成淺紅褐色，并且隨著加熱時(shí)間的延長，褐色會(huì)加深，這主要核桃脫脂全粉中富含多酚類物質(zhì)造成的，這也是該產(chǎn)品不同于其他脫脂核桃粉的地方。多酚類物質(zhì)以較高的含量存在于面食和焙烤食品中，并且通過煮、蒸、焙烤等工藝，使其在復(fù)雜的食品體系中發(fā)生了有益于健康的變化，同時(shí)澀味并不十分突出，而特有的顏色也容易讓人聯(lián)想起核桃特有的保健作用。并且該產(chǎn)品中的優(yōu)質(zhì)蛋白、微量元素等核桃的有益成分，同樣發(fā)揮著重要作用。另外，該產(chǎn)品也可以通過微膠囊化技術(shù)，制成速溶核桃粉。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(一)本發(fā)明的制備方法與其他液壓冷榨技術(shù)相比，在進(jìn)行液壓冷榨前，省去了脫種仁皮的操作單元，保存了核桃種仁皮中的多酚，不但簡化了工藝，而且使核桃脫脂粉中有益健康的植物多酚類物質(zhì)得以保留。
(二)采用液壓冷榨和超臨界CO2萃取技術(shù)相結(jié)合，與現(xiàn)有液壓冷榨與有機(jī)溶劑浸出法結(jié)合的工藝相比，所得核桃脫脂全粉不存在蛋白變性，也沒有溶劑殘留，在營養(yǎng)和安全方面得到較大提升，并且餅粕中的殘油量可降到1.0％以下，低于目前文獻(xiàn)中記載的最低殘油量3％，可最大限度的減少油脂中的不飽和脂肪酸哈敗導(dǎo)致的核桃粉品質(zhì)變劣等問題，且采用本方法制得的核桃脫脂全粉和核桃油中不存在有機(jī)溶劑殘留問題，經(jīng)超臨界CO2萃取可得到優(yōu)質(zhì)的核桃油。
(三)采用本方法制得的核桃脫脂全粉，油脂含量在1％以下，避免了高含油量核桃粉不易保存的問題，并且全面保留了核桃仁及種皮中的多酚類物質(zhì)、纖維素、微量元素和礦物質(zhì)，與核桃蛋白共同組成了核桃脫脂全粉，其營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)高于其他核桃脫脂粉，并且無需進(jìn)一步加工處理就可直接添加到食品物料中。
(四)所得核桃脫脂全粉產(chǎn)品的應(yīng)用范圍較廣，可應(yīng)用到對色澤和風(fēng)味沒有高要求的面食、烘焙食品中，以最大限度地發(fā)揮核桃營養(yǎng)成分的保健作用，從而促進(jìn)核桃榨油副產(chǎn)物的再利用，推動(dòng)核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-3中核桃脫脂全粉的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
以下實(shí)施例中涉及的材料與方法：
設(shè)備：液壓榨油機(jī)(榨膛容積90L)，超臨界CO2萃取設(shè)備(萃取釜容積24L)，破碎機(jī)；
粗脂肪測定參照GB/T 14772-2008；
粗蛋白測定參照GB/T5511-2008；
粗纖維測定參照GB/T 6434-2006；
總酚含量的測定參照Folin-Ciocalteu法；
鈣的測定參照GB/T 11064.5-1989；
微量元素測定采用原子吸收光譜法；
核桃粕殘油量＝核桃粕含油量/核桃粕質(zhì)量×100％
萃取率＝核桃油萃取質(zhì)量/(核桃粕質(zhì)量×核桃粕殘油量)×100％
實(shí)施例1核桃脫脂全粉及其制備方法
1、核桃仁分選：核桃脫殼取仁后，挑選無霉變、帶種皮的核桃仁，去除核桃碎殼及其他雜質(zhì)。
2、液壓榨油機(jī)壓榨：使用的原料為30kg，榨膛溫度控制在50℃，然后進(jìn)行如下操作：①壓力升至20Mpa，維持15min，②然后將壓力降至0Mpa，再將壓力升至30Mpa，維持20min，重復(fù)①～②，可多次壓榨，核桃粕Ⅰ中的殘油量達(dá)到10％。
3、核桃餅粕Ⅰ的破碎：用破碎機(jī)將核桃餅粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。
4、超臨界CO2萃?。悍Q取15kg核桃粕Ⅰ粉，裝入料筒并放入萃取釜中，開啟制冷、冷循環(huán)、加熱開關(guān)，設(shè)定好所需溫度40℃,打開CO2閥門、開泵運(yùn)行并固定其流量400L/h，調(diào)節(jié)壓力為35Mpa，萃取3.0h后，將萃取壓力降至與分離壓力一致(4Mpa)，從分離釜中出料，并獲得核桃餅粕Ⅱ，核桃油的萃取率可達(dá)到95％，核桃粕Ⅱ的殘油量可降至0.3％。
5、粉碎和過篩：將核桃粕Ⅱ粉碎、過100-300目篩，去除硬殼碎屑等雜質(zhì)，即得核桃脫脂全粉。
實(shí)施例2核桃脫脂全粉及其制備方法
1、核桃仁分選：核桃脫殼取仁后，挑選無霉變、帶種皮的核桃仁，去除核桃碎殼及其他雜質(zhì)。
2、液壓榨油機(jī)壓榨：使用的原料為1kg，榨膛溫度控制在30℃，然后進(jìn)行如下操作：①壓力升至5Mpa，維持5min，②然后將壓力降至0Mpa，再將壓力升至20Mpa，維持5min，重復(fù)①～②，可多次壓榨，核桃粕Ⅰ中的殘油量達(dá)到20％。
3、核桃餅粕Ⅰ的破碎：用破碎機(jī)將核桃餅粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。
4、超臨界CO2萃?。悍Q取1kg核桃粕Ⅰ粉，裝入料筒并放入萃取釜中，開啟制冷、冷循環(huán)、加熱開關(guān)，設(shè)定好所需溫度25℃,打開CO2閥門、開泵運(yùn)行并固定其流量50L/h，調(diào)節(jié)壓力為15Mpa，萃取0.5h后，將萃取壓力降至與分離壓力一致(4Mpa)，從分離釜中出料，并獲得核桃粕Ⅱ，核桃油的萃取率可達(dá)到90％，核桃粕Ⅱ的殘油量可降至1.0％。
5、粉碎和過篩：將核桃粕Ⅱ粉碎、過100-300目篩，去除硬殼碎屑等雜質(zhì)，即得核桃脫脂全粉。
實(shí)施例3核桃脫脂全粉及其制備方法
1、核桃仁分選：核桃脫殼取仁后，挑選無霉變、帶種皮的核桃仁，去除核桃碎殼及其他雜質(zhì)。
2、液壓榨油機(jī)壓榨：使用的原料為50kg，榨油機(jī)內(nèi)堂溫度控制在60℃，然后進(jìn)行如下操作：①壓力升至30Mpa，維持20min，②然后將壓力降至0Mpa，再將壓力升至40Mpa，維持30min，重復(fù)①～②，可多次壓榨，核桃粕Ⅰ中的殘油量達(dá)到15％。
3、核桃餅粕Ⅰ的破碎：用破碎機(jī)將核桃餅粕Ⅰ破碎成粒度0.3cm以下的粉粒。
4、超臨界CO2萃?。悍Q取20kg核桃粕Ⅰ粉，裝入料筒并放入萃取釜中，開啟制冷、冷循環(huán)、加熱開關(guān)，設(shè)定好所需溫度50℃,打開CO2閥門、開泵運(yùn)行并固定其流量500L/h，調(diào)節(jié)壓力為40Mpa，萃取2.0h后，將萃取壓力降至與分離壓力一致(4Mpa)，從分離釜中出料，并獲得核桃粕Ⅱ，核桃油的萃取率可達(dá)到93％，核桃粕Ⅱ的殘油量可降至0.8％。
5、粉碎和過篩：將核桃粕Ⅱ粉碎、過100-300目篩，去除硬殼碎屑等雜質(zhì)，即得核桃脫脂全粉。
實(shí)施例1-3中核桃脫脂全粉的制備工藝流程圖見圖1。
實(shí)施例4核桃脫脂全粉的理化指標(biāo)分析
實(shí)施例1-3制備的核桃脫脂全粉的主要理化指標(biāo)分析結(jié)果見表2。
表2實(shí)施例1-3制備的核桃脫脂全粉的主要理化指標(biāo)分析結(jié)果
實(shí)施例5核桃脫脂全粉在食品加工中的應(yīng)用
實(shí)施例1-3制備的核桃脫脂全粉與面粉可按一定比例(1～50:100)混合，用于掛面、饅頭、餃子皮等主食的制作，也可與專用麥粉混合用于焙烤食品中，如餅干、面包等。上述食品對色澤的要求不高，同時(shí)能夠使食用者一次性大量攝入核桃多酚、蛋白等核桃營養(yǎng)，促進(jìn)健康的效果顯著。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。