褚朝森 ，周梅生*，顧明華，王曉麗，李慶鋒，胡玉濤

1. 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院連云港中醫(yī)藥分院（連云港 222007）；2. 連云港康誠(chéng)生物科技有限公司（連云港 222007）；3. 海州區(qū)田園盛宴家庭農(nóng)場(chǎng)（連云港 222241）

核桃（Juglans regiaL.）是胡桃科核桃屬多年生落葉喬木[1]，學(xué)名胡桃。核桃中含有60%以上的油脂成分[2]，而且其中含有大量的不飽和脂肪酸，尤其是油酸、亞油酸及亞麻酸，是易消化和防治高血脂、冠心病等老年病的優(yōu)良食用油[3]。此外，核桃油中含有人體必需的礦物質(zhì)K、Na、Zn等，且富含維生素E、維生素K和維生素A，是一種高級(jí)營(yíng)養(yǎng)保健油[4]。

核桃油的傳統(tǒng)提取方法為壓榨法[5]，該方法設(shè)備投資低、操作簡(jiǎn)單，但存在出油率低、雜質(zhì)多、色澤過(guò)深的缺點(diǎn)。近年來(lái)，高新技術(shù)在核桃油提取中的應(yīng)用備受關(guān)注。季澤峰等[6]采用水酶法在室溫下完成了山核桃油的提取，所得油脂酸價(jià)低，過(guò)氧化值高，富含維生素E。劉雪芳等[7]采用索氏提取法提取了香玲核桃中的油脂，該法在較低溫度（60 ℃以下）下進(jìn)行，有效實(shí)現(xiàn)了油脂中高溫不穩(wěn)定物質(zhì)的保護(hù)。仲山民等[8]采用超臨界流體技術(shù)提取了山核桃油，所得核桃油具有較高的品質(zhì)。王翔宇等[9]采用超聲波輔助溶劑浸出法提取了巴塘核桃油，提油率為58.9%，該法省時(shí)、高效、提油率高?？傮w看來(lái)，新技術(shù)較傳統(tǒng)方法有著提取率高、油品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。但目前核桃油的提取多以核桃干品為研究對(duì)象，對(duì)鮮食核桃直接提取核桃油的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。

核桃干燥過(guò)程必然帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)成分的流失和變質(zhì)[10]，鮮食核桃能更好地保存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，近年來(lái)，鮮食核桃因其較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及獨(dú)特的風(fēng)味逐漸成為消費(fèi)時(shí)尚[11]。然而鮮食核桃相關(guān)研究的滯后和產(chǎn)業(yè)支撐缺乏，難以實(shí)現(xiàn)其商品的價(jià)值屬性，其中鮮食核桃的加工及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是亟需解決的問(wèn)題之一。試驗(yàn)采用簡(jiǎn)便、高效的超聲輔助萃取法對(duì)鮮食核桃油的制取工藝進(jìn)行了研究，測(cè)定了核桃油的理化性質(zhì)，并采用GC/MS對(duì)核桃油的脂肪酸組分進(jìn)行了分析。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料、設(shè)備及儀器

鮮食核桃：2018年9月，取自江蘇省連云港海州田園盛宴家庭農(nóng)場(chǎng)，取樣后放冷庫(kù)保存。

超聲波清洗器（上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司，SK8210LHC）；高速中藥粉碎機(jī)（浙江省永康市溪岸五金藥具廠，HX-200A）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司，YRE-501）；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司，DUG-9240A）；電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司，F(xiàn)A1004）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫公司，GC-MS-7890B-5977）；試驗(yàn)所用試劑均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 鮮食核桃油超聲提取試驗(yàn)

1.2.1 超聲提油的基本流程

新鮮核桃去果殼，果仁用粉碎機(jī)粉碎至一定粒度，稱取10 g加入到250 mL錐形瓶中，加入一定量的石油醚，混勻。將錐形瓶放入超聲波清洗器中超聲，設(shè)置超聲功率、頻率、時(shí)間、溫度。超聲結(jié)束后，過(guò)濾收集濾液，濾餅用少量石油醚洗滌，將濾液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中減壓蒸除溶劑，殘留物即為核桃油，參照文獻(xiàn)[12]方法計(jì)算萃取率。

1.2.2 不同因素對(duì)核桃油萃取的影響試驗(yàn)

依次考察不同果仁粒度（10，20，40，60和80目）、液料比（3∶1，5∶1，7∶1，9∶1和11∶1 mL/g）、超聲功率（200，250，300，350和400 W）、超聲頻率（30，35，40，45和50 kHz）、超聲溫度（20，30，40，50和60 ℃）、超聲時(shí)間（20，30，40，50和60 h）對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響。

1.3 測(cè)定方法

核桃油理化性質(zhì)測(cè)定：水分含量采用GB/T 14489.2—2008測(cè)定；相對(duì)密度采用GB/T 5009.2—2003測(cè)定；酸值采用GB/T 5530—2005測(cè)定；碘值采用GB/T 5532—2008測(cè)定；皂化值采用GB/T 5534—2008測(cè)定；折光指數(shù)采用GB/T 5527—2010測(cè)定。

甲酯化：參照文獻(xiàn)[13]方法，取1.0 mL核桃油至25 mL容量瓶中，加入4 mL正己烷-乙醚（2∶1）和2 mL 0.5 mol/L NaOH甲醇溶液，加水至刻度，搖勻，超聲處理2 min，取出移至離心管中，以4 000 r/min離心2 min，吸取上層脂肪酸甲酯作GC/MS分析。

脂肪酸的測(cè)定采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法：HP-5 MS色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度200 ℃，分流進(jìn)樣比20∶1。程序升溫：80 ℃保持2 min，以10 ℃/min升到200 ℃后保持20 min；接口溫度280 ℃，電離方式EI，離子源溫度230 ℃，質(zhì)量掃描方式SCAN，溶劑延遲2 min，質(zhì)量掃描范圍33～350 amu。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

2.1.1 果仁粒度對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

在液料比7∶1（mL/g）、超聲功率250 W、超聲頻率40 kHz、超聲溫度20 ℃、超聲時(shí)間30 min的條件下，考察不同果仁粒度對(duì)核桃油萃取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著果仁目數(shù)的增大，萃取率逐漸上升。果仁目數(shù)增大，粉碎度提高，顆粒表面積增大，與溶劑接觸更加充分，進(jìn)而提高了核桃油的萃取率。當(dāng)目數(shù)達(dá)60目時(shí)，萃取率為37%；目數(shù)升高至80目，萃取率無(wú)明顯變化。從節(jié)約能源的角度考慮，選擇60目作為最佳核桃果仁粉碎粒度。

圖1 果仁粒度對(duì)核桃油萃取率的影響

2.1.2 液料比對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

果仁粉碎粒度為60目，設(shè)置超聲功率250 W、超聲頻率40 kHz、超聲溫度20 ℃、超聲時(shí)間30 min，考察液料比對(duì)核桃油萃取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著溶劑量的增加，核桃油的萃取率明顯上升，當(dāng)液料比達(dá)到9∶1（mL/g）時(shí)，萃取率達(dá)42%，之后增大溶劑使用量，萃取率無(wú)明顯變化。過(guò)量的溶劑增大后續(xù)濃縮操作壓力，綜合考慮，選擇9∶1（mL/g）作為最佳液料比。

2.1.3 超聲功率對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

果仁粉碎粒度為60目，液料比為9∶1（mL/g），設(shè)置超聲頻率40 kHz、超聲溫度20 ℃、超聲時(shí)間30 min，考察不同超聲功率對(duì)核桃油萃取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，隨著超聲功率增大，核桃油萃取率呈上升趨勢(shì)，這是由于超聲功率增大，分子運(yùn)動(dòng)加劇，組織細(xì)胞破裂，提取物更容易被溶劑浸出，進(jìn)而提高了核桃油的萃取率。當(dāng)超聲功率為300 W時(shí)，核桃油萃取率最高，達(dá)49%，因此最佳超聲波功率為300 W。

圖2 液料比對(duì)核桃油萃取率的影響

圖3 超聲功率對(duì)核桃油萃取率的影響

2.1.4 超聲頻率對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

果仁粉碎粒度為60目，液料比為9∶1（mL/g），設(shè)置超聲功率300 W、超聲溫度20 ℃、超聲時(shí)間30 min，考察超聲頻率對(duì)核桃油萃取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著超聲頻率增大，核桃油的萃取率逐漸上升。當(dāng)頻率較低（30 kHz）時(shí)，萃取率僅有38%；當(dāng)頻率上升至45 kHz時(shí)，萃取率達(dá)53%，證實(shí)較高的頻率有利于核桃油的提取，之后提高頻率，萃取率無(wú)變化。故優(yōu)選45 kHz為最佳超聲頻率。

圖4 超聲頻率對(duì)核桃油萃取率的影響

2.1.5 超聲溫度對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

果仁粉碎粒度為60目，液料比為9∶1（mL/g），設(shè)置超聲功率300 W、超聲頻率45 kHz、超聲時(shí)間30 min，考察超聲溫度對(duì)核桃油提取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖5。

由圖5可知，隨著溫度的升高，核桃油的萃取率有所上升，但變化范圍較小。當(dāng)溫度升至50 ℃時(shí)，核桃油的萃取率最高，達(dá)58%。繼續(xù)升高溫度，核桃油的萃取率有所下降。研究結(jié)果表明，溫度對(duì)核桃油的萃取率影響不大，綜合考慮，最佳超聲溫度為50 ℃。

圖5 超聲溫度對(duì)核桃油萃取率的影響

2.1.6 超聲時(shí)間對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響

果仁粉碎粒度為60目，液料比為9∶1（mL/g），設(shè)置超聲功率300 W、超聲頻率45 kHz、超聲溫度50℃，考察超聲時(shí)間對(duì)核桃油萃取率的影響，所得結(jié)果見(jiàn)圖6。

由圖6可知，隨著超聲時(shí)間增加，核桃油的萃取率呈上升趨勢(shì)。當(dāng)超聲時(shí)間由20 min增加至30 min時(shí)，萃取率顯著提高，由30%上升至58%；隨后延長(zhǎng)超聲時(shí)間，核桃油的萃取率上升緩慢；當(dāng)超聲時(shí)間為50 min時(shí)，核桃油萃取率最高，達(dá)63%。從節(jié)約時(shí)間、提高經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，最佳超聲時(shí)間為50 min。

圖6 超聲時(shí)間對(duì)核桃油萃取率的影響

通過(guò)研究各因素對(duì)核桃油萃取率的影響，結(jié)果表明，果仁的粉碎粒度、液料比、超聲功率、超聲頻率、超聲溫度和超聲時(shí)間均對(duì)核桃油的萃取率有一定程度的影響，其中果仁的粉碎粒度、液料比、超聲功率、超聲時(shí)間對(duì)核桃油萃取率的影響顯著。綜合評(píng)價(jià)，核桃油的最佳萃取工藝條件為果仁粉碎粒度60目、液料比9∶1（mL/g）、超聲功率300 W、超聲頻率45 kHz、超聲溫度50 ℃、超聲時(shí)間50 min，此時(shí)核桃油萃取率最高，達(dá)63%。

2.2 鮮食核桃油理化性質(zhì)測(cè)定

依據(jù)國(guó)標(biāo)方法測(cè)定鮮食核桃油的水分含量、相對(duì)密度、酸值、碘值、皂化值和折光指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，鮮食核桃油的水分含量平均值為0.07%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[14]；對(duì)比文獻(xiàn)[15]數(shù)據(jù)，鮮食核桃油的相對(duì)密度平均值為0.875，與文獻(xiàn)報(bào)道一致；酸值平均值為0.350 mg/g，與文獻(xiàn)報(bào)道的陜西核桃油數(shù)值接近，處于較低水平，說(shuō)明鮮食核桃油精制程度高，質(zhì)量好；碘值平均值為130.4 g/100 g，與文獻(xiàn)報(bào)道的山西核桃油數(shù)值相當(dāng)，處于較高水平，說(shuō)明鮮食核桃油中不飽和脂肪酸含量較高；皂化值平均值為155.31 mg/g，與文獻(xiàn)報(bào)道的新疆核桃油數(shù)值相當(dāng)；折光指數(shù)平均值為1.475，略高于文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)值。總體看來(lái)，該工藝制備的鮮食核桃油具備市售核桃油的一般性質(zhì)，具有較高的品質(zhì)。

表1 鮮食核桃油的理化性質(zhì)

2.3 脂肪酸組分檢測(cè)

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)所提取的鮮食核桃油脂肪酸組分進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖7。鮮食核桃油中檢測(cè)出含量較高的組分有四種，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)比，鑒定為棕櫚酸、亞油酸、油酸、硬脂酸，根據(jù)峰面積大小計(jì)算出四種脂肪酸的相對(duì)含量，結(jié)果見(jiàn)圖8。

由圖8可知，鮮食核桃油中亞油酸含量最高，為55.18%；其次為油酸，含量27.87%，兩者均為不飽和脂肪酸；棕櫚酸（含量10.51%）和硬脂酸（含量4.69%）含量較低，兩者為飽和脂肪酸。研究結(jié)果表明，鮮食核桃油中以不飽和脂肪酸為主，由于不飽和脂肪酸具有抗氧化、抗衰老、降低膽固醇等功能[16]，該核桃油具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

圖7 鮮食核桃油脂肪酸檢測(cè)結(jié)果

圖8 核桃油脂肪酸含量圖

3 討論和結(jié)論

通過(guò)考察果仁粒度、液料比、超聲功率、超聲頻率、超聲溫度和超聲時(shí)間對(duì)鮮食核桃油萃取率的影響，得出核桃油的最佳萃取工藝條件：果仁粉碎粒度60目、液料比9∶1（mL/g）、超聲功率300 W、超聲頻率45 kHz、超聲溫度50 ℃、超聲時(shí)間50 min。此條件下核桃油萃取率為63%。采用國(guó)標(biāo)方法對(duì)鮮食核桃油的理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，并與文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，證實(shí)鮮食核桃油具有市售核桃油的一般性質(zhì)，且精制度高，具有較高的品質(zhì)。采用GC/MS分析了鮮食核桃油的組成成分，結(jié)果表明，鮮食核桃油中主要以棕櫚酸、亞油酸、油酸和硬脂酸為主，其中棕櫚酸含量為10.51%，亞油酸含量為55.18%，油酸含量為27.87%，硬脂酸含量為4.69%。此次試驗(yàn)為鮮食核桃的加工和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了新的思路。