核桃营养药用价值与加工技术研究进展

核桃是世界四大干果（扁桃、核桃、开心果及榛子）之一。目前世界核桃年产量92万吨，我国年产30万吨，占世界三分之一，云南年产6.1万吨，占全国产量五分之一，产值达6亿元，已成为全国核桃主产大省。随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，核桃核仁、果（青）皮、种壳、枝条、花序、花粉的药用价值和开发利用技术均取得新的进展，显现出了核桃综合开发利用的广阔前景。1、核桃的营养药用价值1.1核桃仁的成分与营养价值每100g核桃仁含有优质脂肪63.00g～70.00g、蛋白质14.60～19.00g、碳水化合物5.40g～10.00g、磷280.00mg、钙85.00mg、铁2.60mg、钾3.00mg、维生素A，0.36mg、维生素B1，0.26mg、维生素B2，0.15mg、烟酸1.00mg、核黄素0.11mg、尼克酸1.00mg、硫胺素0.17mg，还含有少量的硒、锰、铬等矿物质和维生素E、维生素K等，含有丰富的卵磷脂。美国农业部曾公布，核桃仁中蛋白质含量一般为15.0%，最高可达29.7%，核桃仁中蛋白质消化率和净蛋白比值较高，效价与动物蛋白相近，氨基酸含量丰富，18种氨基酸种类齐全，且8种必需氨基酸的含量合理，接近联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）规定的标准，是一种良好的蛋白质。每100g核桃仁中含有谷氨酸3549mg、精氨酸2621mg、天冬氨酸1656mg、亮氨酸1170mg、丝氨酸934mg。异亮氨酸328mg～625mg、亮氨酸680mg～1268mg、赖氨酸234mg～425mg、蛋氨酸134mg～236mg、苯丙氨酸421mg～711mg、苏氨酸327mg～596mg、色氨酸136mg～170mg、缬氨酸499mg～753mg、组氨酸447mg～696mg。特别是赖氨酸、色氨酸等8种人体不能自身合成而需要从饮食中获得的必需氨基酸含量相对较高。核桃脂肪酸的主要成分是不饱和脂肪酸，约占其总量的90%。其中人体必需的脂肪酸―亚油酸含量为普通菜籽油含量的3～4倍。核桃油酸值为0.5～0.9，脂肪酸平均分子量为273～276，其组成为棕榈酸约8.0%、硬脂酸2.0%、油酸18.0%、亚油酸63.0%、α-亚麻酸9.0%、肉豆蔻酸0.4%。其中亚麻酸是人体必需的脂肪酸，是ω-3家族成员之一，也是组成各种细胞的基本成分。核桃仁中富含人脑必需的脂肪酸，且不含胆固醇，是优质无比的天然“脑黄金”。可见，核桃仁含有较多的脂肪、蛋白质和种类齐全并具有重要生理功能的维生素。人对于维生素的吸收主要是通过脂溶性吸收，而核桃仁中共存的脂肪及维生素恰好符合人体生理需要，极易于吸收。核桃仁所含的维生素E，有助于人们长寿，维生素E则可使细胞免受自由基的氧化损害，而有益于健康。因此，核桃是一种集蛋白质、脂肪、糖类、纤维素、维生素等五大营养要素于一体的优良干果类食物，具有很好的营养价值。据营养学家测定，每500克的核桃仁相当于500克鸡蛋或4500克牛奶的营养价值。1.2核桃仁的药用价值核桃仁具有药用价值，在我国古医药书籍中，有明确记载，明李时珍《本草纲目》记述“补气养血、润燥化痰、益命门、利三焦，温肺润肠。治肺润肠。治虚寒喘咳，腰脚重疼，心腹疝痛，血痢肠风，散肿毒，……”宋刘翰《开宝本草》载“胡桃（即核桃）味甘、平、无毒。食之令人肥健，润肌黑发，取瓤烧令黑，未断烟，和松脂，研博瘰疬疮”。唐化孟诜《食疗本草》中说，核桃仁能“通经脉、黑须发，常服骨肉细腻光润”。崔禹锡的《食经》说它“多食利小便，去五痔”。《医林纂要》一书的评价是，可以“补肾，润命门，固精，润大肠，通热秘，止寒泻虚泻。”等等。可见，我国人民对核桃的营养价值和医药功能，很早就有深入的了解。核桃本身对内、外、伤、妇，儿、泌尿、皮肤等科的几十种疾病均有治疗作用，如核桃仁油治耳炎、皮炎和湿疹，其制得的馏油对黄水疮等具有显著疗效；油炸核桃仁加糖类治疗泌尿系统结石已被多处临床所肯定。中医认为，核桃适用于肾亏腰痛，肺虚久咳，气喘，大便秘结，病后虚弱等症，把核桃焙烧吃，可治疗痢疾。核桃对大脑神经有益，是神经衰弱的辅助治疗剂。民间还有核桃仁、生姜同用治肺肾两虚、久咳痰喘（包括老年慢性支气管炎，咳喘、肺气肿等），对慢性支气管炎和哮喘病患者疗效极佳。以核桃隔与芡实、薏米仁同用治肾虚、小便频数、遗精，阳痿，痘疮不起浆及慢性化脓病等。核桃油可作缓下剂，并能驱绦虫。外用皮肤病如冻疮、疮癣，腋臭等亦有疗效。核桃仁中含有的营养成分可弥补素食者饮食中所缺少的铁、锌、钙等微量元素和亚麻酸。是良好的天然营养补充剂。现代医学研究认为，核桃中的磷脂有补脑健脑作用。核桃仁中含量较高的谷氨酸、天冬氨，酸，精氨酸，对人体有着重要生理功能。谷氨酸在人体内可促进γ-氨基丁酸的合成，从而降低血氨，促进脑细胞呼吸，可以用于治疗神经精神疾病，如神经衰弱、精神分裂症和脑血管障碍等引起的记忆和语言障碍及小儿智力不全等。精氨酸在人体内有助于苏氨酸循环，在人体肝脏内将大量的氨合成尿素，再由尿排出以解氨毒，所以精氨酸具有解毒、恢复肝脏功能的特殊生理作用。核桃仁中不饱和脂肪酸主要为亚油酸和亚麻酸，这2种脂肪酸不仅有较高的营养价值，而且还具有一定的药用功效。研究认为，亚油酸、亚麻酸是体内合成前列腺素和PGE的必需物质，而PGE有着防治血栓、降血压、防止血小板聚集、加速胆固醇排泄、促进卵磷脂合成、抗衰老的特殊功效。ω-6与ω-3脂肪酸比例的降低有益于健康，可有效防治冠心病、动脉硬化和心肌梗塞，营养学家提出，每人每日应摄入1g～2g的ω-3脂肪酸，这样才更有益于健康。而核桃是ω-3脂肪酸的主要来源。巴塞罗那一所大学的研究者发现，让高胆固醇患者食用核桃而不食用一元不饱和脂肪酸，可以更大幅度地降低血清胆固醇总量和低密度脂蛋白，其中血清胆固醇减少4.1%，低密度脂蛋白降低5.9%。核桃油还可以通过加碘制成适用于X光诊断时作造影剂，应用于支气管、输卵管、腔道等造影。1.3核桃其它部分药用价值1.3.1核桃青皮《本草纲目》记载着青核桃具有止痛作用。在中医验方中，核桃青皮叫青龙衣，可用于治疗皮肤瘙痒及痛等病症，核桃青皮泡酒，可用于治肝胃气痛，胃神经痛，急、慢性胃痛。20世纪50年代国内外民间用青核桃泡酒剂治疗胃痛、痛经、癌症痛等，以代替吗啡、阿片酊等止痛药，已收到了良好的止痛效果。动物实验表明，青核桃中含有的无机钾盐是镇痛的活性成份，对大鼠丘脑束旁核痛反应神经元电活动有显著影响；青核桃无机盐可提高小鼠脑内K/Ca离子比值，使小鼠脑内5-HT含量增加，在中枢神经系统作用下，激发某些神经元使之释放递质等调制了痛觉反应，达到止痛效果。另外，鲜青皮汁（干皮蒸水）可涂治顽癣。用刀削下鲜嫩核桃绿色外皮外用可治体癣、股癣、牛皮癣、头癣及秃疮。核桃青皮中含有多种生物活性成分，在其未成熟前含有大量维生素C。采用BSLB（brineshrimplethelitybioassay）法对核桃青皮提取的活性成分进行初步筛选的结果表明。其醋酸乙酯提取物均具有较明显的细胞毒性，可望进一步研究制成新的抗肿瘤药物。用60℃的水为萃取剂，以水与青皮质量比为1∶5，可对晾干的核桃外果皮（青皮）中褐色素进行提取，得到褐色素浸膏。这种色素可用于软糖、果冻、蛋糕等食品的着色。使用结果表明，该色素水溶性好，耐热性和耐光性较好。蔗糖、金属离子对色素的色泽无不良影响，乙醇对色素有增色效应，棕黄色的核桃皮色素稀溶液加入少量乙醇后，可形成诱人的深酒红色，适合用于色酒酿造。1.3.2核桃叶与核桃枝条核桃叶中含有大量的Vc、Vb、Ve、胡萝卜素、挥发油（香精油）、鞣质、染色物质、以及核桃醌、胰岛素多糖、有机酸、无机盐、高抗炎作用的多酚复合物等多种生物化学成分等，具有促进肌体强壮，对患维生素缺乏症、喉头炎、淋巴结、甲妆腺肿大、结核病、黄胆病、妇科病、皮肤病等均有较好疗效。核桃树叶煎水可治全身搔痒；1%以上浓度的核桃叶浸剂能杀灭钩端螺旋体；叶中所含的多酚复合物具有良好的抗癌作用；核桃树叶的煎剂，尚有加速体内糖的同化或降低血糖的作用，并可提高内分泌等体液调节能力。核桃叶不同溶剂提取物均对油脂的氧化有一定的抑制作用，其中以70%丙酮提取物效果最好，其抗氧化的主要成分有鞣质类、黄酮类、植物甾醇及萜类。对核桃叶中黄酮类物质的提取方法研究表明，在综合考虑提取时间、溶剂用量、提取得率等因素后，70%乙醇回流法是提取核桃叶总黄酮的最好方法。核桃叶茶制作工艺在国内已经推出。用该工艺开发的核桃叶茶呈暗绿色，成形好；茶汤色泽黄绿、澄清，有核桃叶特有的清香，口感鲜醇爽口。对核桃叶茶化学成分分析表明，该茶具有高维生素C、高黄酮、高水浸出物、低多酚之特点，是种理想的高维生素C保健茶。核桃枝具有疏肝理气、开郁润燥、散结解毒等功效，适于治疗乳腺癌、胃癌及痰气交阻之食道癌。近年来临床试验证实，核桃枝条加龙葵全草制成的核葵注射液，对于宫颈癌及甲状腺癌有不同程度的疗效。核桃枝条浓缩汁（或注射液）对单独型慢性气管炎有显效。在传统的药膳中，有核桃枝南瓜蒂汤、核桃枝煮鸡蛋等食谱。1.3.4核桃花与花粉我国核桃花的量大，民间除少量用作蔬菜食用、药用或作饲用，大部分核桃花都被浪费掉。对核桃营养成分进行的系统分析与研究表明，核桃花营养丰富和全面，特别是蛋白质高达21%，K、Pe、Mn，Zn、Se及6胡萝卜素、VB2、Ve、Vc等含量也较高，是一种很好的天然营养保健食品资源。对核桃花蛋白质提取条件进行的初步研究表明，核桃花蛋白质在碱性溶液中抽提率较大，在酸性溶液中最小；温度对其影响不大；在Na、K溶液中的抽提率明显大于钙离子，这亦为核桃花的进一步综合利用提供了科学的依据。核桃花花粉含量高，营养丰富。每个雄花序的花粉含量为0.13g～0.50g。据分析，核桃花花粉中含有蛋白质25.38%，氨基酸总量21.33%，可溶性糖11.08%，以及钾、铁、锰、锌、硒等多种矿物质；花粉中的6胡萝卜素、核黄素、抗坏血酸、维生素E等含量也较高，故而，核桃花粉是一种较好的天然营养保健食品资源。另有报道，核桃花酊剂可用于去除疣子。1.3.5核桃壳核桃壳中含核桃醌、氢化胡桃醌、P-葡萄糖甙、鞣质、没食子酸等，因此可以作药用。我国获准了一项“一种用熏蒸法治疗近视的核桃壳眼镜”实用新型专利权，其特征是在镜框上嵌有一个由核桃壳做的半球形镜盒，镜盒内装有艾轴和可燃烧艾条，镜盒底部置有一药垫，治疗时，将艾条点燃药垫上所浸的治疗近视的药物通过加热薰蒸眼部，使近视眼得到治疗。据报道，核桃壳眼镜灸治疗近视眼主要是由于核桃壳含有丰富的钙、磷、铁等微量元素及胡萝卜素，核黄素、维生素E等。2、核桃加工技术2.1核桃仁核桃仁营养丰富，口感香脆，处直接用于生食外，通过初步加工可以制成多种美味食品，也是高级的糕点、糖果的辅料。通过深加工可以制成食用油和多种营养保健晶。2.1.1核桃油核桃属于小宗特种油料，必须根据其特性选择合适的制取方法，既保持核桃油的天然品质又避免核桃蛋白的变性。国内外对核桃油制取方法的研究比较多。核桃油的制取有多种方法，主要有压榨法、有机溶剂萃取法、水代法、超临界二氧化碳流体萃取法。压榨法分螺旋压榨法和液压法两种。核桃仁的含油量高达65～70%，且纤维状物质很少，故机榨制油很难。如果不添加其他辅料，榨膛内无法达到榨油所需的压力，核桃饼与核桃油无法分离，而呈酱状一起被挤压出来，无法制取核桃油，为了克服这个问题，可采用螺旋榨油机制取核桃油时，在核桃仁中添加部分核桃壳，这样核桃油就比较容易压榨出来，但会导致榨取的油中杂质过多，更重要的是核桃饼不能再利用。传统的液压制油可以制取核桃油，但其劳动强度大，效率低，无法实现产业化生产。1995年，吴碧琴等人采用自行研制的壳仁分离机对核桃原料进行处理后，再将核桃仁通过2次冷压榨制取核桃油。该方法工艺路线短，设备配套简单＋操作方便，投资少，见效快，核桃油营养成分保存完好，油品质佳，风味独特，无溶剂残留。2004年王克建等报道核桃仁经脱皮、烘干、破碎处理后采用液压法提取核桃油在工艺上是完全可行的。核桃饼中残油率在8%以下，所得核桃油的各项指标经过精炼后符合国家有关标准；在加工过程中不必添加硬壳等副料，通过控制压力、压榨次数和压榨时间来有效控制核桃油的提取率，使得脱脂核桃饼符合特定加工的需要。已烷萃取核桃油可以实现大规模生产，但己烷萃取的不足之处在于脱溶过程中温度太高，对核桃粕和核桃油品质均有影响，采用以丁烷和丙烷为主要成分的4号溶剂萃取核桃油，浸出过程和脱溶过程温度都比较低，能避免核桃蛋白的变性。根据油料的特性，可以把压榨，萃取两种方法结合起来，应用也是相当广泛的。核桃油也可以采用水代法制取，但由于油料需要炒制，不仅影响了油的天然品质，也造成核桃蛋白变性，不利于核桃的综合利用。Oliveira等及王克建等采用超临界二氧化碳流体萃取技术制取核桃油，在22MPa、35℃的萃取条件下，萃取出的核桃油质量虽比用上述其他方法制取的核桃油要好，但香气仍存在欠缺。要实现大规模生产，还需设备的巨大发展和资金的大量投入，因而距离产业化生产尚有一段较长的路程。经研究，分析各种不同的方法，发现采用快速液压法制取油脂可以满足这一要求，并且操作过程简单，效率高，适合于工业化生产。核桃油的不饱和脂肪酸含量很高，达到90%左右，主要由油酸、亚油酸、亚麻酸组成。由于不饱和脂肪酸的含量高，容易氧化。引起油脂氧化的主要原因是氧化反应和水解反应。温度和时间对核桃油自氧化的影响高度显著，且温度大于时间的影响，因此，核桃油应尽量在低温下贮藏。85%磷酸脱胶处理的核桃油氧化稳定性优于盐析及明矾胶处理的样品；同时2，6-二叔丁基对甲酚在3种脱胶油中的抗氧化效果均优于维生素E。另外，通过对核桃油的毒性实验表明了，核桃油安全无毒、可靠，可以长期食用。2.1.2核桃保健食品我国近年来对核桃保健食品已做了深入的研究。国内申请有核桃乳、核桃汁、核桃露、速溶核桃粉、核桃酒等营养保健品制备专利。各类产品在市场上销售良好。但到目前为止，由于核桃的加工特性，特别是核桃蛋白相对于其他植物蛋白，对热比较敏感，变性温度比较低，为67.05℃。蛋白变性后其亲水性、乳化性等物化特性降低。生产工艺技术上还存在一些难点，如核桃去皮、风味保持、脂肪上浮、蛋白质沉淀、提高物料利用率等。2.2核桃壳2.2.1核桃壳超细粉核桃壳硬度比较大，不容易破碎，这给处理带来了困难，但也因其特性带来了巨大的商机。美国的研究者发现核桃壳经超微粉碎制成超细粉后，用途非常广泛。在金属清洗行业，核桃壳经过处理后可以用作金属的清洗和抛光材料。比如飞机引擎、电路板以及轮船和汽车的齿轮装置都可以用处理后的核桃壳清洗。核桃壳被粉碎成极细的颗粒后具有一定的弹性、恢复力和巨大的承受力，所以适合在气流冲洗操作中作为研磨剂。在石油行业，断裂地带和松散地质部分的石油钻探与开采比较困难，这时可以用核桃壳超细粉作为堵漏剂填充，以利于钻探或开采的顺利进行。在高级涂料行业，核桃壳加工后添加在涂料中可使涂料具有类似塑料的质感，性能显著优于普通涂料。这种涂料可以涂在塑料、墙纸、砖以及墙板上，用以覆盖表面的裂痕。在炸药行业，炸药制造者将核桃壳超细粉添加在炸药里，与其他添加物一起大大增加了炸药的威力。在化妆品行业，由于核桃壳超细粉为纯天然物质，安全无毒，故作为一种粗糙的沙砾般的添加剂，可以用在肥皂、牙膏以及其他一些护肤晶里，效果也是非常理想的。核桃壳超细粉的加工方法主要有以下几类：一是借助与运动的研磨介质产生的作用力粉碎物料的磨介式粉碎，其代表设备有球磨机、搅拌磨等。磨介式粉碎的产品粒度较大而且不很均匀。二是机械剪切式超微粉碎。这种方式常用于韧性物料和柔性物料的加工。三是气流式超微粉碎。它是利用超音速气流作为颗粒的载体，随着气流的运动，颗粒之间相互碰撞而达到粉碎的目的。其类型有扁平式，循环管式、对喷式等。气流式超微粉碎的产品粒度比较均匀，而且温度上升比较低。根据核桃壳的性质，我们用气流式超微粉碎法制取核桃壳超细粉，效果比较理想。美国已经有企业销售核桃壳超细粉，Hill等认为将来还会发现核桃壳其他的一些用途。随着其用途的不断扩大，核桃壳的市场也会越来越大，其价值甚至会超过核桃仁。2.2.2核桃壳其它用途核桃壳质地厚实坚硬，是生产木炭和活性炭（医用、食品）的最佳原料。把核桃壳粉碎成2.5～15mm的碎片，在810℃下活化150min，可制得优良活性炭。以核桃壳为原料提取食用棕色素，以含水乙醇为溶剂提取效果较好，操作简便；核桃壳棕色素带有淡淡的香味，并具有良好的耐热性和抗氧化性；而且提取后的残渣仍可用于活性炭的制取，是提高核桃壳利用率的有效途径；关于核桃壳棕色素的结构及作为天然色素的类属，以及提取成本核算等内容，有待于进一步探讨。核桃壳亦可以用于干馏生产，其主要产品有核桃壳焦油；核桃壳焦油进行真空蒸馏加工，可制蜊抗聚剂，此产品可满足合成橡胶工业生产的需要，用核桃壳焦油生产的抗聚剂代替木材生产的抗聚剂，不仅可以减少木材消耗，也减少了对森林的破坏。综上所述可知，核桃浑身是宝，如果能加以综合利用，合理开发并促成产业化，就能变山区的资源优势为经济优势，造福于山区人民。我国是一个核桃生产大国，云南作为中国核桃最大的产区，省委省政府已把核桃产业，作为开发山区，实现生态经济协调发展的重点进行建设。种植面积，产量会继续扩大。从长远来看，保持核桃业的健康发展，最好的办法就是结合市场需要，对核桃进行产业化综合深加工，提高产品的附加值，将巨大的资源优势转化为经济优势。通过在不同区域建立综合加工厂，形成核桃加工业的龙头企业，以加工带动种植，以加工促进发展，为核桃种植者带来可观的经济效益，为当地的经济发展作出应有的贡献。