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核桃深加工产品的开发研究

已有 649 次阅读 2019-12-5 10:37 |个人分类:我的观点|系统分类:论文交流| 核桃, 核桃蛋白粉, 核桃蛋白肽, 核桃醌, 单宁


核桃深加工产品的开发研究

 

封斌奎,蒋新正

(1、陕西省核桃产业技术创新战略联盟,

2、陕西大统生态产业开发有限公司,西安市,710065)

 

摘要:在核桃产业链的生产、加工及开发利用中,核桃蛋白质的开发利用始终是人们追求的目标。在核桃仁压榨或浸出后的核桃粕的进一步开发利用,是核桃产业开发的关键所在。本文主要对核桃加工利用中的核桃蛋白,以及核桃制品中一些药用产品综合开发利用情况进行了综述,主要包括核桃蛋白粉、核桃蛋白多肽、核桃饮料,以及核桃单宁、分心木、核桃醌、核桃青皮等开发、提取、利用的最新研究进展情况。

关键词:核桃蛋白;核桃蛋白多肽;单宁;分心木;核桃醌;

 


研究显示,核桃仁中含有丰富的蛋白质、磷脂、多种维生素及数量充足、比例适宜的亚油酸、亚麻酸,具有“乌发、养颜、健脑、强身”功效,是我国传统的医食两用佳品,享有“益智果”、“长寿果”、“养人之宝”的美称。更重要的是核桃仁本身就有消炎杀菌的作用。

核桃全身都是宝,利用现代生物技术对核桃粕的综合开发利用尤为重要。


1 核桃粉

现代社会中,许多有知识会保养的年轻人,都有补充“植物蛋白粉”的习惯。特别是喜欢运动的青年朋友,有些更是把补充植物蛋白粉当成一种时尚的追求。

研究显示,青年人每天的高强运动、周末的户外运动、晚上的熬夜加班等,都需要核桃粉来补充体力和营养。

核桃粉是从核桃榨过油后的“核桃粕”中加工而成的。大家知道,核桃除含有营养价值极高的油脂外,还含有14%~17%的优质蛋白质,可消化率达87.2%。在脱脂的核桃粕中,蛋白质含量高达53.89%。

核桃蛋白质中18种氨基酸齐全,且人体所需的8种必需氨基酸含量合理,对人体生理有重要功能的谷氨基、天门冬氨酸、精氨酸的含量均较高,故核桃蛋白是一种良好的蛋白源。

核桃粉和其他植物蛋白粉一样,都具有一定的功能特性。特别是粉中含有丰富的微量元素,核桃粉可健脑、增强记忆力、提高身体抵抗力、缓解失眠、心悸症状、促进食欲、减少心血管疾病的发生,对促进人体健康具有很大的作用[1、2]

表1 核桃仁氨基酸含量(g/100 g)

名称

含量

名称

含量

天冬氨酸

1.746

异亮氨酸

0.736

苏氨酸

0.593

亮氨酸

1.354

丝氨酸

0.823

酪氨酸

0.652

谷氨酸

3.756

苯丙氨酸

0.839

脯氨酸

0.521

组氨酸

0.474

甘氨酸

0.883

赖氨酸

0.603

丙氨酸

0.767

精氨酸

2.950

半胱氨酸

0.303

色氨酸

0.152

缬氨酸

0.905

必需氨基酸

13.59

甲硫氨酸

0.298

总量

27.35


 

2 核桃蛋白多肽

在美国、欧洲等西方国家中,运动饮料是十分流行和时尚的。研究报道,在运动饮料中添加功能性蛋白多肽产品,特别是植物蛋白多肽产品,有助于运动员在瞬间爆发力的产生。在许多植物蛋白多肽产品中,核桃蛋白多肽的功能性尤其明显[3-5]

核桃蛋白多肽(简称核桃肽)是以脱脂核桃蛋白为原料,用现代生物定向酶解技术获得的肽类物质。经检测核桃肽的相对分子量在1 000 Da以下的占80%。

研究显示,核桃肽中含有大量谷氨酸。谷氨酸经过胃肠道吸收进入大脑后,在脑组织局部产生抑制性神经递质δ-氨基丁酸,可以调节大脑正常功能,促进脑部神经元细胞的发育和信息传导,能够有效地预防老年痴呆。

核桃肽的理化性质与其水解所用蛋白酶的特性、水解条件、分子大小、水解度及最终产物的组成成分有密切关系,并将直接影响核桃肽的营养特性、加工特性、贮存稳定性、品感质量、应用范围和生物活性。

研究表明,多肽的抗氧化性与其结构中含有谷氨酸、组氨酸、酪氨酸等氨基酸残基有关,核桃蛋白中富含谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸。因而,核桃肽具有很好的抗氧化性。

蛋白质酶解产物中可能包含有抑菌活性的肽段,抗菌肽具有独特的抗菌机制。核桃蛋白作为一种优质的植物蛋白,其中的肽段有可能具有相应的抑菌活性。

近年来的一些研究发现,核桃肽还具有一些重要的保健、医药功能,如降血压肽、阿片样活性肽、阿样片拮抗肽、免疫调节肽、减肥和降低胆固醇活性肽、高F值寡肽、谷氨酰胺(Gln)活性肽等。

核桃肽的生产方法主要有:蛋白质水解,包括酸水解、碱水解、酶水解、化学合成法、微生物发酵法等。其中酶水解法具有反应条件温和、专一性强、效率高、产品纯度高、产物易分离、不产生消旋作用、不破坏氨基酸、不易产生有毒有害物质等其他方法无法比拟的优点,因此,酶法水解蛋白质制备活性肽成为生产活性肽的主要方法。

植物蛋白多肽在制备中筛选具有特定水解专一性的酶是关键,对于多肽而言,特定的氨基酸序列,往往对其活性起决定作用。尤其是肽链的末端氨基酸,其性质直接影响肽与作用底物的结合,从而影响肽生物活性的发挥。因此,酶的专一性和作用机制对活性肽的制备至关重要。目前核桃肽的制备研究中常用到的酶主要有木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、风味蛋白酶等。多肽的性质及功能特性还与酶解条件密切相关,一般酶解条件主要从酶解温度、加酶量、酶解时间、底物浓度等方面来考察。

常规的酶解反应需要在水浴中进行,费时费力。近年来一些学者尝试通过使用各种物理辅助手段来缩短酶解时间、提高酶解效率,微波、超声波等作为一种常用的物理辅助手段,具有环保无污染等特点,其应用范围在不断扩大。

核桃蛋白是一种优质的植物蛋白资源。研究表明,将其进行酶解改性后,功能特性得到大大改善,核桃肽比核桃蛋白具有更好的营养价值和生理功能,这些特性使得核桃肽在食品、医药、保健品、化妆品等领域具有广泛的开发和利用前景。


3 单宁

核桃内皮是专指核桃仁的种皮部分,人们在吃新鲜核桃仁的时候,总感到有一股涩涩的味道。其实,在核桃种皮中那种涩涩的东西就是单宁。

单宁是英文Tannin的音译,是葡萄酒中所含有的两种酚类化合物其中的一种物质,尤其是红葡萄酒中含量较多。核桃单宁有很多功能[3]

止血  核桃内皮单宁具有一定的收敛功效和止血效果。把核桃内皮放在锅中焙干,然后再研磨成粉末,人体受伤出血以后,可直接将研磨好的核桃内衣粉末撒在伤口创面上,可起到止血作用。

治疗失眠  核桃内皮单宁中有多种可以直接作用于人们神经的物质,可以调节人体神经系统,可以使人们能够放松心情。研究表明,单宁对人们的各种失眠均有很好的治疗效果。

治疗男性阳痿  阳痿是男性疾病中最常见的病症之一,此病症多因病人个体肾气不足和肾亏而引发。研究显示,核桃内皮单宁对男性阳痿有一定的治疗效果。

滋补作用  中医研究认为,核桃内皮可以滋补肾气,温补肾阳,平时用核桃内皮煎水喝,就会逐步让阳痿和肾虚的相关症状消失,从而减少遗精和滑精现象的出现,特别是对中老年的腰酸腿痛也有一定的缓解作用。


4 分心木

核桃的分心木俗称核桃隔隔,是专指核桃仁中的用于分离核桃仁的中间部分。

核桃分心木中含有挥发油、油脂、生物碱、黄酮、皂苷、鞣质、有机酸或酚性成分、糖类、氨基酸、多肽或蛋白质等。

据中医研究,核桃分心木中的皂苷成分对神经系统有刺激作用,可缓解人们的失眠症状。

研究认为[6],核桃分心木含有一定量的生物碱,这是分心木具有固肾涩精的主要因素,生物碱的收敛作用对肾阳虚引起的生理性疾病都有一定的疗效。因而核桃分心木有补肾、固肾作用,同时对一些男性阳痿的症状也有一定的帮助,对女性手脚冰凉也有疗效。

核桃分心木中的有机酸对胃肠有较强的刺激作用,食用可健胃消食,适合消化功能不佳的人群食用。同时,核桃分心木还可以治疗很多疾病,如治疗尿频、尿多、腰酸等症状,还可以用来活血、补血等。


青皮利用

核桃脱青皮后得到的青皮量比较大,相关数据显示,每得到200 kg干燥的核桃,将产生约1 000 kg的青皮。因为青皮有颜色,极易造成环境污染,一般作沤肥处理。

实验研究和相关试验检测发现,核桃青皮具有一定的利用价值[6]

开发抗肿瘤药物  核桃青皮中的胡桃醌及其衍生物等在医学上治疗肝癌、胃癌等,其挥发油成分具有平喘、抗菌、抗肿瘤等作用。

提取天然色素  利用核桃青皮为原料提取天然食用色素,其色素附着能力强,变废为宝,在食品工业中有很好的开发利用价值。

开发染色剂  把核桃青皮中的青皮素提取出来作为着色剂,加入硅油、羊毛脂等可以作为天然染色剂,应用于染发剂中。


6 核桃醌

核桃楸是我国的传统中药材,具有广泛的药理作用。近年来,国内外的许多研究表明,核桃楸在体内外对多种肿瘤细胞有抑制作用,而核桃楸中抗肿瘤的成分主要为核桃醌[7]

核桃醌又称胡桃醌,化学名:5-羟基-1,4-萘醌,是从核桃树皮、青龙衣或核桃壳等提取的具有极高药用价值的萘醌类杂环化合物,其性质不稳定,溶剂对胡桃醌的稳定性影响较大。

核桃醌是核桃壳里的一种物质,研究表明,核桃壳里主要含有核桃醌、氢化胡桃醌、β-葡萄糖甙、鞣质、没食子酸等物质。

核桃醌是橙色针状结晶体,具有抗出血的生物活性,与核桃醌共存的还有几种还原衍生物,都具有抗菌生物活性。

核桃醌可以作药品用,治血崩、乳痈、疥癣、牛皮癣及疮疡等,有消肿止痒的作用。

目前,北京、上海、陕西、云南和国外一些大型科研机构、高等院校都在研究利用

核桃醌提取抗肿瘤的药物,其研究进展一直处于高度保密状态,相信其科研成果将不久公布,可望造福人类的生命科学。


7 结束语

核桃的综合开发利用研究,特别是核桃蛋白多肽、核桃醌、核桃单宁等的研究开发,是国内外核桃产业近年来的发展趋势。特别是核桃蛋白多肽,在全世界范围都是一个新的研究领域,对核桃蛋白多肽还应进一步深入进行研究,研究适合核桃水解蛋白酶的专一性、研究核桃蛋白多肽的生产工艺和专有设备,特别是研究核桃多肽饮料的配方比例等,都是核桃产业发展的重点任务。

同时,对核桃醌的综合开发,着重应进一步深入研究核桃中抗癌成份的相关机理作用,进一步对核桃仁、核桃青皮等抗癌成份的综合开发利用研究,开发以核桃为核心的抗癌药品和保健食品,确保人民群众身体的健康和人们的长寿期望。


参考文献:

[1] 史双枝,李疆,王新刚.核桃蛋白质的开发现状及前景[J].安徽农学通报,2008,14(7):93-94.

[2] 易敏江.核桃蛋白粉的制备及其溶解性研究[D].北京:中国农业科学院,2014.

[3] 吴夏花.营养型核桃多肽粉的研制[D].山西大学,2012.

[4] 高荣海,于冬梅,刘枫.核桃蛋白质提取工艺的研究[J].农业科技与装备,2011(10).

[5] 温凯,梁绍隆,姚自奇,等.高蛋白脱脂核桃粉生产技术研究[C].北京市营养学会第四届会员代表大会暨膳食与健康研讨会论文集,2010.

[6] 张有林,原双进,王小纪.我国核桃加工产业现状与前景[C].西安市核桃产业科技发展研讨会论文集,2014.1:10-21.

[7] 李建涛,樊雪梅,白成龙.核桃壳中核桃醌的提取工艺的优化[J].商洛学院学报,2011,21(6):25-26,42.


注:本文原文刊载在2019年第2期《陕西省林业产业协会会刊》上。



http://blog.sciencenet.cn/blog-2179-1208853.html

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2 郑永军 杨正瓴

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