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核桃深加工技术的综合开发

已有 7171 次阅读 2011-4-3 23:23 |系统分类:科研笔记| 生物学, 营养价值, 保健食品, 本草纲目, 泌尿结石

一、项目介绍
            核桃(Walnut)是我国具有几千年栽培历史的传统经济作物,近几年在种植、生产、加工、出口等方面,具有稳定发展的趋势。据资料表明,自90年以来,核桃的生产量逐步上升,核桃生产有九个行政区,从栽培区域的角度,依据地理、气候因素、核桃生物学特性和社会经济因素均表明,其十分丰富的核桃资源,在发展地方食品工业上有着深加工的优势。
            根据有关文献表明,核桃在我国作为保健食品由来已久,核桃乃“食药同源”,我国古代医书《本草纲目》、《食疗本草》等文献记载,核桃性味甘温,为滋补强壮品,传统的医学食疗理论认为,核桃的根、叶、树皮、果皮、果仁及脂肪油均可药用,医学上常用于治疗肾虚、腰膝冷痛、尿频遗精、泌尿结石、健脑等疾病,而现代营养学家的理论是:核桃含有丰富的营养价值,核桃青皮果实中含有黄酮类及其甙,如:木解皮素、山茶醇、金丝桃甙等,未成熟的果实还含有瓜氨酸、胡桃叶酸及维生素等。核桃果实内的核仁营养价值很高,其含蛋白质15%左右,最高可达29.7%,其含脂肪约63%,最高可达76.34%,且核桃油中饱和脂肪酸即豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸总量小于10%,而不饱和脂肪酸中的油酸、亚油酸、亚麻酸和花生烯酸总量高达90%,为人体必需的脂肪酸。这对各种年龄的人均有不同程度的保健作用,食后不会使胆固醇增高,还能减少肠道对胆固醇的吸收,这些油脂还供给大脑基质的需要,对于健脑十分有利。另外核桃仁还含有人体必需的多种氨基酸、微量元素和维生素,其中微量元素锌和锰是脑垂体的重要组成部分,常食有益于脑的营养补充。同时对大脑神经很有益处,可健脑。对神经衰弱,头昏健忘等症有治疗作用。现代科学分析表明,核桃仁富含多种营养素,的确是一种高级强壮滋补品。因此,总结我国传统食疗食养的理论和经验,采用现代营养学疗法,研制新型食品对人们的健康是有益的。
            核桃的营养价值和药用价值虽然很高,但一般人并不经常食用的。原因有几点:1、核桃不易久置,保存不当、易生虫或蛤败。2、核桃去壳食用较麻烦。3、有些人对核桃皮的苦涩味不愿接受,致使这一古老的保健食品并未深入到人们的日常饮食中。另外在核桃深加工系列制品的开发方面做得也很不够,品种单一,产品档次低,加工技术设备落后,多以传统制品为主,而大部分核桃原料出口,但由于受交通运输、质量包装等各方面因素影响,国际市场优势不明显,直接影响到核桃产区的经济效益。国内市场中,核桃的加工利用仅限于食品工业中的糕点、果仁等小食品的利用,用量甚微,质量也待提高。
            我们对核桃资源进行了调查和深加工的论证。利用其当地丰富的资源,开拓新型食品的加工深度,可变原料出售为产品的销售,促进经济作物种植与加工的良性循环,将会有很大的经济效益。核桃综合利用深加工系列产品:核桃油、核桃粉、核桃乳、果味核桃乳、核桃酸奶、核桃休闲品等,是本项目研究的主要内容;其目的是更合理有效的开发利用核桃资源,提高其利用率和使用价值。根据核桃仁的成分含量分析,我们进行了综合开发研究,并确立了生产工艺:
            
                           复水→筛选→浸渍→蘸油→拌糖→烘干→调配→计量→杀菌→包装
            ↑                                           →核桃小食品
            核桃粕→破碎→磨浆→过滤→乳化→均质→浓缩→喷雾干燥→核桃粉
            ↑                    →杀菌→添加配料→包装→小袋核桃粉
            核桃仁→去皮→烘干→榨油→核桃油→过滤→精制→精制核桃油
            ↓
                        磨浆← 核桃粕
            ↓
            过滤→调配→乳化→微细化→杀菌→灌装→封盖→喷码→理罐→杀菌
            ↓    ↑                        ↑                      ↓
            核桃渣 辅料    空罐→拆垛→理罐→洗罐      核桃乳饮料 果味核桃乳
            ↓   
            调配→杀菌→发酵→乳化→均质→杀菌→灌装→核桃酸奶
            ↓
            预糊化→膨化→制坯→油炸→烘干→包装→膨化食品
            核桃仁经脱皮去涩后,提取部分脂肪,生产高级植物油——核桃油;提油后的核桃仁中的蛋白质,经浓缩后得到高蛋白核桃饼,以此为原料进一步生产核桃乳、果味核桃乳、速溶核桃粉、核桃小食品等。利用核桃渣发酵生产核桃酸奶、制作休闲食品,在市场尚属新型食品。
            1、核桃油
            核桃油,集核桃之精华,在制油过程中带入了仁中多种生理活性物质和维生素,不但具有核桃仁绝大部分的营养保健及药理功效,而且还具有核桃油的独特功效。通过对核桃仁的脂肪含量分析,每100g核桃仁的脂肪含量为63--76g。其脂肪主要成份是亚油酸甘油酯,亚麻酸及油酸甘油酯,这是人体必需的脂肪酸。现代科学临床分析,亚油酸具有降低血清胆固醇作用,可预防动脉硬化症的发展;亚麻酸中a-亚麻酸具有预防乳癌、大肠癌的功能,还能抑制血小板凝集,抑制高血压,改善变应反应等;r-亚麻酸具有预防高胆固醇血症和高血脂症及减轻变态反应等功能。
            核桃油是将核桃仁通过榨油、精炼、提纯而制成,呈黄色或棕黄色,内含多价不饱和脂肪酸,以及维生素等成份,营养价值很高,是人们日常生活中理想的高级食用烹调油。
            核桃油除作为高级食用烹调油外,还可作为特定保健作用食品(含多价不饱和脂肪酸)加以开发研究。利用包埋技术可将核桃油制成胶囊或胶丸,这样一方面了提高了核桃油的附加值,另一方面也使其服用更加方便,更能为人们接受。另外核桃油还可在制作糕点和营养食品中作添加剂使用;在工业方面,它是一种干性油,干燥成膜后,颜色不会发黄,可制造上等油漆及绘画颜料。
            2、核桃营养粉:
               
            核桃仁经去皮、脱脂后的核桃粕,磨浆,加入白砂糖,添加或不添加鲜乳(或乳粉)及其它辅料,采用先进的微细化技术处理后,经喷雾干燥可制成速溶核桃粉。原料几乎全利用,使产品成本降低,生产出高档价位的营养食品。该产品为固体速溶饮品,携带方便。采用袋包装,是适应家庭化的产品。
            另外,根据我国的传统饮食习惯,为克服单一原料营养上的不足,以满足不同消费者的需要,在速溶核桃粉的基础上,配以大豆、花生、牛奶或鸡蛋等多种营养物质,进行营养互补,可开发出系列复合核桃粉产品。也可在速溶核桃粉中强化铁、锌等多种营养强化剂,开发出系列营养强化型核桃粉产品。
            3、核桃乳饮料:
            利用核桃仁生产核桃乳、果味核桃乳,是我们开发研究的专利成果技术项目。根据核桃特有的营养成分,以开发天然植物乳为宗旨,不添加香精、色素、防腐剂,以保持核桃所含的营养成分及其功能特性而设计的配方、生产工艺和生产设备,突破了超高温杀菌的技术难点,确定了一套无菌操作规程,通过小试、工业化生产测试。该项成果技术由北京市科学技术研究院主持鉴定,聘请国内著名的营养食品学专家、教授评审,专家们一致认为该项新产品的研制与开发,是以核桃为主要原料生产的纯天然营养饮料,成果技术为国内首创,达到国内先进水平,该生产工艺流程设计合理,主要工艺设备及检测条件均可满足生产需要,技术文件资料完整,实验数据可信。“核桃乳饮料制备方法”获得国家发明专利证书。
            另外,为提高核桃仁综合利用率,丰富核桃乳饮料品种,可在核桃乳饮料的基础上,进一步开发出多种产品:
            (1)、果汁核桃乳饮料:
            果汁核桃乳饮料,是以核桃乳为基料,调配各种水果原汁,保持其水果与核桃乳独特风味的天然果汁型植物乳饮料,“果汁核桃乳饮料生产工艺”这一新型饮料已获国家发明专利。
            果汁核桃乳饮料,是各种不同水果原汁单一与核桃乳混合制成的饮料;其特点:将中性饮料核桃乳添加水果原汁后,调配成酸性果乳饮料,具有新鲜果汁与核桃乳的清香味,口感酸甜适度,其营养成分经科学分析,不但没有被破坏,各项指标均达到了设计要求,符合国家有关食品卫生标准。具有特殊风味和较高的营养价值,更易被人体吸收,适合于老人、儿童饮用,不仅为市场增添新的品种,弥补营养保健核桃乳饮料的空白,又为核桃深加工开辟了新的途径。“果汁核桃乳”不仅可以降低成本,更适宜不同层次消费者的需求,根据“核桃乳”饮料的市场销售调查,生产新型的“果汁核桃乳”国内外市场前景是广阔的。
            (2)、乳酸菌发酵核桃乳:
               
            核桃乳饮料生产不能将核桃仁全部利用,加工过程中将过滤出部分核桃渣。经分析,核桃渣内还含有蛋白,脂肪和粗纤维等营养素。如果扔掉很可惜,大部分作为饲料。为提高核桃仁的利用率,将核桃渣经乳酸菌发酵制成活性乳饮料,将其中的有效成分充分利用。纤维被乳酸菌分解,变成可吸收的营养物,成为一种新的营养食品,提高了其营养价值,为生产厂可增加经济效益。
            (3)、核桃膨化食品:
            近几年,膨化食品市场经久不衰,深受广大消费者的欢迎。其原因是膨化食品改善了食品的风味,方便食用,易于储藏。核桃膨化食品的开发,是以核桃乳饮料生产的辅料——核桃渣为原料,配以淀粉、白砂糖、营养强化剂、稳定剂和调味剂等,通过膨化技术生产的一种强化营养的休闲食品。其特点突出了核桃风味,原料成本低,生产设备结构简单,操作方便,设备投资少,收益大。另外用核桃渣生产膨化食品,还可突出产品品牌,从而促进核桃乳饮料的销售,调节其广告宣传费用,使企业经济效益增值。
            设备投资:50万元,生产车间占地面积:200平方米,100万元。
            生产能力:每小时80公斤,按8小时计640公斤=32000袋(每袋20克装)
            经济效益估算:总成本:0.57元/20g/袋,出厂价:0.90元/20g/袋—1.00元/20g/袋。
            产值估算:每班生产640公斤,产值28800元(2.88万元)。
            设备总投资共计约2600—3000万元,流动资金约需设备费用的三分之一,约2500—3000万元;厂房建设投资约1500—2000万元。
            
            4、核桃休闲小食品:
            核桃仁经轻微脱脂后制得的核桃饼,复水后可基本恢复核桃仁原形,可用来加工一系列核桃休闲小食品,如核桃酥糖、琥珀核桃仁等。
            核桃酥糖的基本生产工艺:核桃仁及辅料→混合粉碎→蘸糖→掺粉→切分→造型→包装。产品特点是形态完整美观,表面光亮,酥脆香甜,是很有特色的一类核桃食品。
            琥珀核桃仁系用核桃仁、白砂糖、食用油等制成,是南味小食品之一。该产品具有琥珀的色泽,保持了核桃仁的自然形态,食用时香甜适口,老少皆宜,是很受大众欢迎的一类核桃休闲食品。
            二、建厂规模:
               以每年300万斤核桃仁(约合1500吨)产量,设计核桃油、核桃粉、核桃乳饮料综合深加工生产线如下:
            1、 核桃油项目:
            (1)、生产能力:每日生产核桃油1吨,全年按300天计算,年生产核桃油300吨,可处理核桃仁1500吨,产生脱脂核桃粕约1050吨。
            (2)、生产设备:
            A、生产设备:核桃油冷榨机组      1套
            核桃油精制机组      1套
            B、投资估算:根据生产量计算,设备投资约需180—300万元。操作人员约需20人。
            (3)、厂房面积约1000平方米,厂房建设费用约300万元。
            2、 核桃粉项目:
            (1)、生产能力:,班产核桃粉5吨,全年按300天计算,年处理脱脂核桃粕500吨,可生产速溶核桃粉1500吨。
            (2)、生产设备:
            A 、生产设备:   烘干机组             1套          
             双效浓缩机组         1套          压力式喷雾干燥机组   1套
            配料缸、冷热缸、缓冲罐、夹层锅、水解罐等,若干。锅炉、卫生泵、浓缩泵、不锈钢管件、阀门等配套。
            B、投资估算:设备投资共计:600—800万元。操作人员约150人。
            (3)、厂房面积约1500平方米,其中500平方米为15米高的喷雾塔楼。预计厂房投资约500万元。
            3、核桃乳饮料:
            (1)、生产能力:班产6——7吨核桃乳,每日一班,全年按300天计算,,年产2000吨核桃乳饮料。如每日按三班生产,可将生产能力扩大到年产6000吨核桃乳饮料。
            (2)、原料来源:国内核桃栽培地区很广,一般市场价格12--15元/KG,核桃产品收购价4—8元/KG,在丰收季节相对价格下浮,如果建立核桃生产基地,原料来源充足稳定,既使扩大生产量,原料是可以解决的。
            (3)、人员确定:生产人员约200人(包括物料处理、水处理、配料、杀菌、生产线等),工作人员约150人(包括电工、维修工、化验员、技术员、管理人员等)。
            (4)、生产设备:
            制浆机组:打浆机、磨浆机、浆渣分离机、胶体磨、水果清洗机、均质机。
            化糖配置机组:化糖锅、液料混合机、过滤器。
            水处理机组:RO反渗透膜、过滤器、钠离子交换器、脱氯器、仪表、电导仪、
            精密过滤器、高压泵。
            灌装机组:易拉罐生产线:灌装机、洗罐机、封盖机、手动封口机、喷码机、
            杀菌机组:卧式杀菌锅、管式杀菌器、臭氧杀菌器。
            辅助设备:贮罐、配料罐、泵、缓冲槽等非标设备、工艺管件、阀门、蒸汽锅炉及配电系统、 无菌灌装设置(空气净化)。
            (5)、投资估算:
            生产线设备投资约300万元,其中生产加工设备150万元,水处理设备和非标设备60万元,锅炉30万元,管件费10万元,安装费5万元,运输设备费按设备费10%计。
            (6)、厂房面积:约2000平方米,厂房建设投资约500万元。
            三、市场预测及经济效益估算:
            九八年国家明确提出绿色产业的重点是市场、加工,围绕市场搞加工,搞好加工促基地,建好基地保加工。因此,按产、供、销(农、工、贸)一体化的要求,利用山西当地丰富的林果资源——核桃,开发新型食品,将其深加工成营养食品、健康饮料等产品,可加大原料出售,促进经济作物种植与加工的良性循环,作到深度开发,精细加工,综合利用。
            (一)、核桃油:
            1、 市场前景:
            核桃油被列为近几年国际、国内市场需求量较高的三大植物油之一,营养价值很高。工业上可作为高级润滑油、原料油使用;经精炼、提纯后,是人们日常生活中理想的高级食用烹调油。因此,将核桃仁加工制成核桃油及核桃油系列产品,必将具有广阔的市场前景和可观的经济效益。目前,精制核桃油市场零售价格为20—30元/250mL。
            2、经济效益估算:
            (1)、年产值:按核桃油出厂价:30元/公斤计算,
            年产值=30元/公斤х1000公斤/吨х300吨/年=900万元
            (2)、综合成本:
            综合成本=原料成本+包装成本+人工+水电汽+设备折旧+其它=490万元
            (3)、年利润=900-490=410万元
            (二)、核桃粉:
            1、 市场前景:
            目前国内市场上人们对固体饮料的需求量相当大。该类产品具有营养丰富,品种多样,食用、携带方便,物美价廉等特点。预计其前景将相当可观。目前市场上,核桃营养粉销售价格约10—15元/500克。
            2、经济效益估算:
            (1)、年产值:按核桃粉出厂价20元/公斤计算,
            年产值=20元/公斤х1000公斤/吨х1500吨/年=3000万元
            (2)、综合成本:
            综合成本=原料成本+包装成本+人工+水电汽+设备折旧+其它=1200万元
            (3)、年利润=3000-1200=1800万元
            (三)、核桃乳饮料:
            1、市场前景:
            目前,从市场调查分析来看,核桃乳被称为新一代绿色营养型饮料,仍是国内外饮料行业发展的主流之一。贵州赫之林食品饮料有限公司与北京市营养源研究所科威华食品工程技术有限公司合作,引进其专利技术生产的四种不同类型产品,适于儿童、中老年、女士、佐餐调和型上班族的定向消费饮料,已投放市场,就得到国内外客商关注,体现了人们追求营养食品的需求,所以说,利用自然资源核桃,开发核桃乳饮料的市场前景是非常好的。“核桃乳”饮料销售价格:瓶装2.40-2.80元/瓶;罐装:
            3.00-3.60元/罐,在中高档饭店,价格6.00-12.00元。
            2、经济效益估算:
            (1)、年产值:按核桃乳饮料出厂价2.00元/瓶(250mL)计算,
            年产值=2.00元/瓶х4000瓶/吨х2000吨=1600万元
            (2)、综合成本:
             综合成本=原料成本+包装成本+人工+水电汽+设备折旧+其它=960万元
            (3)、年利润=1600-960=640万元
            (四)、核桃干果销售:
            核桃以其丰富的营养和独特的风味,名列四大干果之首,历来受到世界人民的喜爱。核桃仁味道鲜美,易于消化吸收,可直接食用。核桃整果和将核桃仁壳分离出的核桃仁,可作为成品投放市场或出口,具有可观的经济效益。目前,国内市场上核桃干果的售价为8—12元/公斤,核桃仁的零售价为20—30元/公斤。如果按核桃仁出厂价15元/公斤计算,全年销售500吨核桃仁的产值为:15元/公斤*1000*500=750万元。


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