核桃機(jī)械深加工工藝關(guān)鍵技術(shù)研究
時(shí)間:2022-06-15 11:27:38
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摘要:介紹了核桃的機(jī)械深加工工藝及關(guān)鍵技術(shù),并列舉一些常見的核桃產(chǎn)品深加工工藝技術(shù),比如核桃油的壓榨法、浸出法、超臨界流體萃取法、核桃油精煉技術(shù)及防氧化技術(shù)等提取方法,核桃粉的關(guān)鍵技術(shù),核桃飲料的生產(chǎn)加工工藝流程等核桃仁衍生物的加工工藝,同時(shí)分析了核桃青皮與核桃殼的深加工工藝與關(guān)鍵技術(shù),最后提出其他核桃制品的加工思路,為核桃深加工提供技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞:核桃;機(jī)械深加工;加工工藝
核桃是胡桃科胡桃屬植物,是深受人們喜愛的堅(jiān)果類食品之一。核桃仁是核桃果實(shí)的主要應(yīng)用部位,含有豐富的營養(yǎng)素,每百克含蛋白質(zhì)15~20g,富有人體所需的鈣、磷、鐵等多種微量元素和礦物質(zhì),可以制成多種多樣的食品和保健品。核桃仁經(jīng)過特殊工藝可以制成營養(yǎng)成分高的核桃油、核桃粉及核桃飲料,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的核桃青皮和核桃殼也在醫(yī)藥、化工等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
1核桃仁的深加工工藝與技術(shù)
1.1核桃油
近年來,植物油越來越受到人們的青睞,其中核桃油作為一種珍貴的營養(yǎng)油,很多國家已經(jīng)將其作為高檔食用保健油。核桃油中含有多種對(duì)人體有益的元素,如黃酮、維生素E和鐵等,并且其亞麻酸含量高于其他常見的植物油。目前,核桃油的機(jī)械加工有很多種方法,主要有壓榨法、浸出法、超臨界流體萃取法、精煉技術(shù)和防氧化技術(shù)等,其中壓榨法運(yùn)用的較為廣泛。1.1.1壓榨法。壓榨法是利用機(jī)械壓榨原理將核桃中的油脂擠出,常用的壓榨法有螺旋榨油機(jī)壓榨和液壓榨油機(jī)壓榨,根據(jù)核桃在壓榨前是否進(jìn)行熱處理分為熱榨和冷榨兩種類型。運(yùn)用液壓榨油機(jī)壓榨的方法對(duì)核桃進(jìn)行壓榨是在低于65℃的條件下進(jìn)行的,不僅可以保留核桃油中完整的營養(yǎng)成分,還可以使油餅中的蛋白質(zhì)不發(fā)生變質(zhì)。但是氣味較差,且勞動(dòng)強(qiáng)度變大,生產(chǎn)效率相對(duì)較低,無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)[1]。螺旋榨油機(jī)壓榨法對(duì)核桃進(jìn)行加工時(shí),在螺旋葉片的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下不斷將核桃推入螺旋榨油機(jī)的壓榨區(qū)域內(nèi),由于螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)使內(nèi)部形成壓力不斷擠壓核桃,螺旋桿的同向運(yùn)動(dòng)將擠壓出的油通過縫隙流出,剩余的核桃殘?jiān)^續(xù)進(jìn)行擠壓,最終形成油餅從榨油機(jī)的出餅端排出,擠壓出的油通過過濾網(wǎng)收集到容器中。由于壓榨過程中溫度若較低,會(huì)使核桃的油脂粘稠度變大,從而導(dǎo)致流動(dòng)性差引起出油困難的現(xiàn)象,且榨油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)易出現(xiàn)問題。因此在螺旋榨油機(jī)壓榨過程中,在壓榨機(jī)內(nèi)部需要保持適當(dāng)?shù)臏囟?,使得核桃保持必要的可塑性且降低油脂的粘稠度,提高油餅的出油率,減少物料的浪費(fèi)。采用螺旋榨油機(jī)的壓榨方法雖然可以使壓榨過程規(guī)?;a(chǎn),但由于壓榨過程壓榨機(jī)內(nèi)部的溫度過高,容易使核桃油餅中的蛋白質(zhì)發(fā)生變質(zhì),微量元素流失,導(dǎo)致生產(chǎn)出的核桃油缺少應(yīng)有的營養(yǎng)成分。壓榨法生產(chǎn)核桃油的加工工藝流程為:核桃仁→預(yù)處理→壓榨→毛油→精煉提取→成品核桃油。1.1.2浸出法。浸出法是利用油脂能夠和有機(jī)溶劑相互溶解的性質(zhì),將核桃油料破碎壓成胚片或者膨化后,用常用的正己烷等有機(jī)溶劑將核桃油料中的油脂萃取溶解出來的一種方法。這種方法生產(chǎn)效率較高,適用于工廠大批量的生產(chǎn),但容易引起蛋白質(zhì)的變性,且得出的毛油普遍含有磷脂、游離脂肪酸及農(nóng)藥殘留物,不能直接食用,必須通過一系列的精煉工序后才能夠得到可供人們食用的核桃油。丁烷和丙烷浸出法則是一種較為溫和的制油工藝,其成油的品質(zhì)較好,且脫脂蛋白利用率高,適用于規(guī)范化地進(jìn)行核桃油的生產(chǎn)。預(yù)榨-浸出法是將壓榨法與浸出法結(jié)合在一起的一種方法,即首先在壓榨過程中榨出一部分的油,再用溶劑進(jìn)行浸出,使油料中的油脂能夠充分的溶出。這種方法將壓榨法和浸出法的優(yōu)點(diǎn)充分結(jié)合在一起,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代的制油工藝中。浸出法生產(chǎn)核桃油的加工工藝流程為:核桃仁→預(yù)處理→溶劑提取→脫除溶劑→毛油→精煉提取→成品核桃油。1.1.3超臨界流體萃取法。超臨界流體萃取法是利用超臨界流體作為溶劑,一般運(yùn)用CO2為超臨界流體,從固體或液體中萃取出某種有效組分,并進(jìn)行分離的一種方法。運(yùn)用超臨界流體萃取法具有物料不會(huì)發(fā)生相變、節(jié)約能源、生產(chǎn)流程簡單、萃取效率高且產(chǎn)出油質(zhì)量好、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),克服了壓榨法產(chǎn)油率低,制作工藝繁瑣且成品質(zhì)量不理想等缺點(diǎn)。但也有其局限性,超臨界流體萃取設(shè)備屬于高壓設(shè)備,投資成本較高,目前只處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,大規(guī)模的生產(chǎn)使用仍然有限。在運(yùn)用超臨界流體萃取法萃取核桃油的過程中,提取率可達(dá)到93%,生產(chǎn)出來的核桃油質(zhì)量澄清透明、色澤淡黃,并且無溶劑殘留,不需要進(jìn)行下一步的精煉提取,就可以獲得可以食用的核桃油。超臨界流體萃取核桃油的加工工藝流程為:核桃仁→除雜→清洗→烘干→粉碎→過篩→稱量→裝料→萃取→減壓分離→成品核桃油。1.1.4核桃油精煉技術(shù)。核桃油精煉技術(shù)是采用物理和化學(xué)的方法去除毛油中的雜質(zhì),使產(chǎn)出的毛油可以提煉出可食用的核桃油,一般有脫膠、真空干燥、脫色、脫臭、脫酸等流程。脫膠是利用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法去除毛油中的磷脂成分,其中磷脂具有易溶于水、難溶于油的性質(zhì),因此采用水化脫膠的方法,使膠質(zhì)先與水結(jié)合,再利用油脂與水的密度不同的特點(diǎn),將膠質(zhì)去除,從而提煉出可食用的核桃油。真空干燥是為了除去核桃油中的水分,運(yùn)用真空干燥的方法,可以避免高溫對(duì)核桃油中營養(yǎng)成分的破壞。脫色的目的是除去核桃毛油中的色素,可以采用活性炭吸附的方法。脫臭主要是除去毛油中非甘油三酸酯的成分,比如酮類、醛類、烴類等物質(zhì),是利用甘油三酸酯與揮發(fā)性臭味物質(zhì)揮發(fā)度的差異,讓水蒸氣通過有臭味組分的毛油,從而產(chǎn)生汽-液表面接觸,水蒸氣最終被揮發(fā)的臭味組分所飽和,按照其分壓的比例排除,最終達(dá)到給毛油脫臭的目的。脫酸是指除去毛油中游離的脂肪酸,運(yùn)用物理的手段是在一定的溫度下采用真空蒸餾的方法,使游離脂肪酸從毛油中揮發(fā)出來;運(yùn)用化學(xué)的手段是在毛油中加入適當(dāng)?shù)膲A,運(yùn)用酸堿中和的原理,使游離脂肪酸與堿發(fā)生反應(yīng),從而將游離脂肪酸分離出來。核桃油精煉加工工藝流程為:核桃仁原料→脫殼→破碎→加熱→壓榨→核桃毛油→粗濾→脫膠→脫酸→脫色→真空干燥→精濾→抗氧化→灌裝→成品核桃油。1.1.5核桃油防氧化技術(shù)。由于核桃油中的不飽和脂肪酸含量較高,因此在生產(chǎn)加工以及后期貯藏的過程中容易出現(xiàn)酸敗現(xiàn)象,產(chǎn)生過氧化物,進(jìn)而降解成揮發(fā)性混合物,并伴隨著難聞的氣味,因此在生產(chǎn)過程中提高核桃油的防氧化性十分重要。在現(xiàn)代的生產(chǎn)過程中,一般加入一些常用的抗氧化劑,如特丁基對(duì)苯二酚、維生素E和C等。此外,還可以采用一些排出氧氣、冷藏貯存、加入茶多酚及不透明包裝等能夠一定程度上防氧化的技術(shù)措施[2]。
1.2核桃粉
在核桃仁榨油后產(chǎn)生的油餅中,存在大量的蛋白質(zhì)和微量元素,對(duì)人體具有很高的營養(yǎng)價(jià)值,符合核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求,具有非常好的發(fā)展前景。1.2.1關(guān)鍵技術(shù)。核桃粉的生產(chǎn)技術(shù)一般分為噴霧干燥法和超微粉碎法兩種。噴霧干燥法是目前最主要采用的加工方法之一,運(yùn)用這種方法生產(chǎn)出的核桃粉顆粒蓬松多孔,流動(dòng)性好、溶解性好,在沖調(diào)時(shí)能夠快速溶解不易結(jié)塊分層。超微粉碎法生產(chǎn)核桃粉的加工工藝較為簡化,能夠節(jié)省一定的投資成本,并且運(yùn)用這種方法加工的核桃粉表面吸附能力強(qiáng),具有更好的分散性和溶解性,更易于人們消化和吸收。這兩種加工方法相比,超微粉碎法能夠降低生產(chǎn)成本,較噴霧干燥法更有應(yīng)用前景。1.2.2產(chǎn)品。風(fēng)味速溶核桃粉:核桃仁→冷榨→油餅→粉碎→調(diào)配(乳化劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、調(diào)味劑)→磨漿→過濾→均質(zhì)→噴霧干燥→集粉→包裝→風(fēng)味速溶核桃粉成品。微膠囊速溶核桃粉:核桃仁→冷榨→油餅→粉碎→過篩→調(diào)配(乳化劑、穩(wěn)定劑、水)→磨漿→過濾→均質(zhì)→微膠囊包裝→噴霧干燥→集粉→包裝→微膠囊速溶核桃粉成品。核桃油餅蛋白提?。豪湔ズ颂矣惋灐鬯椤娓伞^篩→浸泡→調(diào)節(jié)酸堿度(加入堿性溶液使產(chǎn)品呈堿性)→超聲波處理,攪拌60min→4000轉(zhuǎn)/min,離心20min→去油層和下層沉淀→過濾→調(diào)節(jié)酸堿度(加入1mol/L的鹽酸溶液),攪拌→4000轉(zhuǎn)/min,離心20min→水洗沉淀層至呈中性→冷凍干燥→核桃蛋白成品。
1.3核桃飲料
隨著人們對(duì)健康飲食的日益關(guān)注,植物蛋白飲料在市場(chǎng)上的需求越來越高。其中,以核桃為原材料的蛋白飲料因富含豐富的蛋白質(zhì)和微量元素,且易于吸收和消化,被嬰幼兒、青少年和中老年人廣泛飲用。然而,核桃仁表面有一層褐色的外皮,具有苦澀的口感,會(huì)影響到飲料的口感和味道,并且由于核桃飲料具有豐富的蛋白質(zhì),在貯藏期間容易出現(xiàn)沉淀、分層等現(xiàn)象,影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,在加工過程中的去皮、磨漿、調(diào)配等環(huán)節(jié)尤為重要[3]。1.3.1生產(chǎn)加工工藝流程。核桃仁→預(yù)處理→去皮脫澀→磨漿→調(diào)配→均質(zhì)→滅菌→罐裝密封→冷卻→檢驗(yàn)→核桃飲料成品。1.3.2操作要點(diǎn)。原材料選擇及預(yù)處理。首先選擇新鮮、果實(shí)飽滿、無病蟲害、無腐爛變質(zhì)的核桃果仁,用流水洗去雜質(zhì)、浮皮;第一,去皮脫澀。用1%的氫氧化鈉和0.3%的脫皮劑調(diào)配成混合脫皮溶液放置于夾層鍋中,提高溫度至90℃左右,放入核桃仁。3~5min之后取出,用流水沖洗去皮;第二,磨漿。將已經(jīng)去皮脫澀的核桃仁按照1:10的比例加入60~70℃的熱水中,用機(jī)器進(jìn)行粗研磨,研磨完成后進(jìn)行初步過篩取出渣滓,再用膠體磨細(xì)磨2次以上,過篩得到核桃漿液;第三,調(diào)配、脫氣。加入一定的食品添加劑使核桃飲料具有一定的風(fēng)味,并且更利于保藏。將白砂糖、乳化劑和穩(wěn)定劑用70~90℃的熱水充分溶解后,邊攪拌邊均勻加入。運(yùn)用真空脫氣機(jī)進(jìn)行脫氣;第四,均質(zhì)。將混合溶液放入均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì);第五,滅菌、罐裝密封。將混合溶液進(jìn)行高溫滅菌,再在85℃的溫度下進(jìn)行無菌罐裝,最后進(jìn)行密封;第六,冷卻、檢驗(yàn)。在罐裝后進(jìn)行冷卻至40℃左右,進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格后方可裝箱。
2核桃青皮的深加工工藝與技術(shù)
2.1核桃青皮脫除
2.1.1物理特性。核桃青皮為肉質(zhì)果皮,當(dāng)核桃果實(shí)未成熟時(shí),其青皮會(huì)與果實(shí)緊密粘合在一起,難以去除;當(dāng)核桃果實(shí)成熟后,青皮會(huì)出現(xiàn)一些裂紋,也不會(huì)再與內(nèi)部的果實(shí)粘合,易于去除。理想去除青皮的效果是使核桃受到一定機(jī)械外力的作用,產(chǎn)生裂紋脫除,而保持核桃殼完整不破裂[4]。2.1.2脫皮裝置。在核桃青皮的脫皮裝置中,刮削式機(jī)械裝置最為常見,根據(jù)刮削部件運(yùn)動(dòng)方式的不同分為滾筒式刮削與鏈板式刮削。另外,還有兩種核桃的脫皮裝置如切割式裝置、擠壓式裝置等。
2.2單寧提取工藝流程
核桃青皮→45℃風(fēng)干→粉碎過篩→干粉貯存→溫水浸泡→離心→真空抽濾→減壓濃縮→真空干燥→單寧粗品→純化→包裝→成品。
2.3黃酮提取工藝流程
核桃青皮→45℃風(fēng)干→粉碎過篩→70%乙醇回流提取→真空抽濾→合并濾液→減壓濃縮→粗提取液→柱層析純化分離→包裝→成品。
2.4胡桃醌提取工藝流程
核桃青皮→陰干→粉碎過篩→75%的乙醇溶液浸提→超聲波處理→減壓蒸餾→鹽析→真空干燥→粗品→純化→包裝→成品。
3核桃殼的深加工工藝與技術(shù)
3.1物理特性
由于目前我國對(duì)核桃產(chǎn)品的需求量越來越大,導(dǎo)致產(chǎn)出的核桃殼越來越多,且核桃殼的硬度較大,不易碎,因此處理起來比較麻煩,主要作為廢棄物和燃料使用,對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重。但是,核桃殼質(zhì)地堅(jiān)硬,結(jié)構(gòu)緊密,含有大量的木質(zhì)素和纖維素,可以加工成為活性炭。
3.2超微粉碎技術(shù)
對(duì)于核桃殼的加工是主要通過超微粉碎技術(shù),在核桃破殼后,根據(jù)核桃殼顆粒的粒徑與分布差異,將粉碎過程分為粗破碎、細(xì)破碎、微粉碎和超微粉碎四種。在運(yùn)用超微粉碎技術(shù)時(shí),需要經(jīng)過除雜、清洗、烘干等步驟。目前核桃殼破碎機(jī)主要有擠壓、撞擊兩種形式。
4其他核桃制品深加工思路
除了以上的核桃油、核桃粉、核桃飲料以及核桃青皮、核桃殼等深加工產(chǎn)品外,核桃深加工產(chǎn)品還可以在醫(yī)藥、化工等方面進(jìn)行應(yīng)用。核桃木、核桃葉、核桃花等資源正在不斷更新開發(fā)出一系列的核桃加工產(chǎn)品,如核桃手工藝品、核桃糕點(diǎn)及甜品等,還可以作為粘合劑和填充劑使用,為人們的日常生活帶來便利[5]。
5結(jié)語
中國是世界上核桃起源中心之一,是世界上核桃生產(chǎn)第一大國,擁有最大的種植面積和產(chǎn)量,核桃深加工產(chǎn)物具有一定的營養(yǎng)、保健價(jià)值,通過對(duì)核桃產(chǎn)品機(jī)械深加工工藝和關(guān)鍵技術(shù)的調(diào)整,可以進(jìn)一步改善生產(chǎn)過程中勞動(dòng)力消耗大、生產(chǎn)效率低的問題,為人們提供更多具有核桃風(fēng)味的食品,并且在更多行業(yè)中充分地發(fā)揮核桃產(chǎn)品自身的附加價(jià)值,將我國巨大的自然資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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作者:王海燕 單位:呂梁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局