我国核桃仁去皮技术总结
刘亚娜等
基金项目: 贵州省核桃研发团队服务企业行动计划 (黔科合服企 ［2015］ 4010 号); 贵州省林业厅青年基金 (黔林科合丁字 ［2015］ 13号); 贵州省科技厅科技支撑计划 (黔科合支撑 ［2017］ 2552 号); 贵州省科学技术基金 (黔科合 J 字 ［2014］ 2105 号)。
核桃 (Juglans regia L. ) 是一种木本油料树种，其坚果营养丰富，有长寿果之美誉 。核桃仁外有一层呈深浅不一的淡黄色、黄色或褐色薄皮，称为核桃内种皮 。核桃内种皮含有大量的酚类物质 ，尤其是能沉淀蛋白质、生物碱的水溶性单宁成分，会极大影响核桃加工制品的风味，它可与唾液蛋白质结合，使舌头上皮组织细胞收缩，引起令人不悦的收敛感和干燥感 ，使核桃制品产生苦涩味口感; 单宁还能与核桃蛋白质等营养物质结合产生沉淀影响澄清度 ，而且这种沉淀被视为抗营养物质，从而降低核桃制品的质量; 同时天然植物单宁在空气中很容易被氧化，尤其在高温条件、铁和铜等金属离子存在或多酚氧化酶的参与下，很快被氧化成醌类物质，是引起核桃饮料发生褐变及核桃油色泽较深的主要原因 。核桃内种皮中单宁含量约为 326. 16 mg/100g，约占核桃仁单宁总量的 98% 。在实际生产加工过程中，内种皮的存在是限制核桃仁精深加工的主要因素。因此有效去除核桃内种皮是改善目前我国核桃深加工制品品质的一个关键环节 ，可进一步提升消费者对核桃制品的喜好度。
本文通过查阅大量核桃仁去皮技术方面的文献，归纳整理并分析探讨了每种去皮技术的优缺点，较系统的阐述了核桃仁去皮技术的研究进展，以期对核桃仁深加工产业的发展提供参考。
1 核桃仁不同去皮技术
1. 1 纯手工去皮法
纯手工去皮法是不经任何辅助，人工手剥去内种皮。此法去皮干净，损失率少，营养保持好。但由于内种皮紧紧覆盖着整个核桃仁，且核桃仁呈皱褶，沟回满布，人工去皮难度大，耗时较长，效率较低 ，对鲜核桃仁可行，一般在生产规模不大或机械设备较差时使用。
1. 2 沸水去皮法
沸水去皮法是直接将核桃仁放入水中加热至沸腾，然后停止加热，焖制一定时间，取出，进行手工去皮或高压水枪冲击去皮。原理是通过加热使核仁膨胀，遇冷收缩，达到核仁与内种皮分离的目的。焖制时间越长，去皮效果越好，但随着焖制时间的延长会造成核桃仁发绵，质地变差 ，也会使部分营养成分溶到水中，造成营养物质的流失。单一的沸水去皮法去皮效果差，一般适用于小批量的生产，或将其与其他的去皮方法进行结合应用。
1. 3 烘烤去皮法
烘烤法是将核桃仁放入烘箱中，烘烤一定时间，取出冷却后，利用热胀冷缩的原理，手搓去皮。烘烤温度和时间的掌握很重要，若烘烤不足，达不到应有的去皮效果，也不会产生浓郁的香味;而烘烤过剧，则会导致蛋白质变性发黄甚至焦化，产生烧糊味。单一的烘烤去皮法效果差，且容易焦煳，对核桃仁的营养成分损耗较大，操作不易控制，生产中不宜大规模采用。但可以将烘烤去皮法与其他方法进行结合使用，如适当的沸水去皮法加上烘烤，去皮的效果较佳，可有效保持核桃仁质地、色泽、香味 。康玮丽 等人采用热风烘烤 －微波联用去皮技术去除核桃内种皮，得到最佳的工艺条件为: 微波功率 769 W，微波时间 51 s，烘烤温度 130 ℃，烘烤时间 16 min，核桃仁脱皮率可达98. 01%。刘会平 等人将核桃仁烘烤后，迅速冷却，然后采用脉动气冲去皮以及人工挑选等工序得到去除内种皮的核桃仁。烘烤得到的无内种皮的核桃仁产品酥脆，香味浓郁，生产周期缩短，若与脉动气去皮等高新技术联合使用，特别适合于高档核桃制品的加工生产。
1. 4 碱液浸泡去皮法
核桃内种皮与仁之间因存在果胶质而结合得比较牢固，用稀碱液在一定温度下浸泡核桃仁，使内种皮与仁之间的果胶层被溶解，内种皮整皮脱落，皮块易去掉 。然而当碱性太强时，不但会腐蚀掉种皮，也会腐蚀到果肉，造成果肉质量损失，同时核桃仁质地变软，颜色变白，影响最后产品的口感，不利于后续加工利用 。如缩短浸泡时间去皮，又会因稀碱液还未来得及润湿核仁表皮而达不到理想的去皮效果; 长时间浸泡又会腐蚀核仁使其质地变差，造成质量损失。如浸泡温度较低时，去皮耗时比较长，去皮的效果就难达到工艺的要求。浸泡温度过高时蛋白质会发生水解、变性，碱液残留量也随温度增加，同时对果肉也会有一定的腐蚀，导致质地变软 。因此，碱液浸泡去皮法最关键的是选择低浓度碱液在中等温度下较短时间内浸泡核桃仁达到去除内种皮的目的，以保证核桃仁质地完好。
碱液去皮法又分为 NaOH 去皮法、Na 2 CO 3 溶液去皮法、Na 2 CO 3 和 Ca (OH) 2 混合液去皮法、Ca (OH) 2 去皮法。
NaOH 去皮法: 陈树俊 等人用不同质量分数的 NaOH 溶液进行核桃仁去皮试验，发现 0. 5%的NaOH 溶液、70 ℃ 条件下浸泡 10 min 去皮较为容易，核桃仁的色泽和质地均良好; 刘淼等人发现质量分数 0. 9%的 NaOH 溶液、浸泡温度 78 ℃、浸泡时间 3 min 时去除山核桃内种皮效果最好，且核桃仁质地良好; 王喜萍 将核桃仁倒至 50 ～ 60℃的 1%的 NaOH 溶液中浸泡 5～10 min，以流水冲去内种皮制作山核桃饮料，表明低浓度的 NaOH 溶液在短时间内就可以达到较好的去皮效果。也有学者将不同的脱皮剂与之结合使用，如温凯 采用0. 5%NaOH 与 0. 1%CaCl 2 的复合碱液在 63 ℃条件下浸泡核桃仁 5 min，再用高压小流量清水枪喷淋并结合鼓泡式水流冲击与超声波振荡，三效联合冲洗去皮，对核桃仁损伤程度较小，去皮效果最好，去皮率高达 97%。
Na 2 CO 3 溶液去皮法: 陈树俊 等人通过对不同质量分数 Na 2 CO 3 溶液的去皮效果进行比较，综合考虑时间、温度等各种因素，发现质量分数 2%的 Na 2 CO 3 溶液、温度75 ℃、加热浸泡15 min 的条件下，核桃仁去皮后的色泽和质地较好，也无碱味。而余少华在相同的温度和浸泡时间条件下，采用质量分数 1. 5%的 Na 2 CO 3 溶液进行去皮，去皮后核桃仁的色泽和质地都较好。蒲成伟 也采用质量分数 1. 5%的 Na 2 CO 3 溶液，在 90 ℃温度下浸泡 4 min 进行核桃仁去皮试验，发现虽然去皮效果好，但是碱液残留量较高。
Na 2 CO 3 和 Ca (OH) 2 混合液去皮法: 质量分数为 2%～3%Na 2 CO 3 和 10%Ca (OH) 2 混合去皮效果较好，去掉的皮块大而整，易于漂洗干净 。
Ca (OH) 2 可以对核桃仁的硬度和脆度起保护作用，试验也验证了这一点，内种皮去除后，核桃仁的硬度及颜色比单纯运用 Na 2 CO 3 溶液去皮的效果好 。
Ca (OH) 2 去皮: 单独运用饱和石灰水去皮效果很差，但预煮一段时间后可以提高核桃仁的硬度，这对改善罐头制品中核桃仁的质地有很重要的作用。
此外方楚楚将超声波运用到核桃仁的碱液去皮工艺中，发现超声波辅助去皮可以大大缩短碱液去皮时间，提高核桃仁去皮效率，且非常适用于不规则的核桃仁。尽管选用不同的低浓度碱液进行去皮效果良好，但也存在许多不足之处。吴世兰 等人对核桃仁碱液去皮过程中的营养功能成分动态变化进行了跟踪分析，发现碱液去皮后，核桃仁的水分含量增加了 16. 84%，蛋白质、粗脂肪含量分别减少了24. 7%、4. 1%，必需氨基酸评分从 1. 82 降低到1. 28，核桃内种皮总酚和总黄酮含量分别下降81. 7%和 72. 2%，核桃仁蛋白的溶解性也明显降低。去皮核桃仁在后续的烘干过程中颜色变成暗黄色，散发出碱味，核桃仁油的酸值和过氧化值分别增加 0. 43 mg/g、1. 78 mg/g。而且碱液去皮技术产生的废水污染物也给企业的废水处理带来很大的压力。同时碱液残留问题严重 ，成为制约核桃仁加工制品向绿色食品、有机食品方向发展的一个瓶颈。因此碱液去皮法虽应用较为广泛，但有待更进一步完善。
1. 5 盐液去皮法
盐液去皮法即采用一定浓度的复合盐液浸泡核桃仁达到去除内种皮的效果。赵聪 等人对分别用盐液法与碱液法去除内种皮的核桃仁的营养成分进行了对比: 将焦磷酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸钠按照 5 ∶ 3 ∶ 2 的比例进行复合，配制成一定量 3%的水溶液，将其加热至 75 ℃，将核桃仁浸泡其中 5～7 min，沥水至水不成流，用高压气枪将核桃仁内种皮气动吹射去除。结果表明: 盐液法得到的核桃仁蛋白质、粗脂肪的含量明显多于碱液法; 钠含量仅为碱液法的 1/5; 无限制性氨基酸的产生; 不饱和脂肪酸相对百分含量降低量仅约为碱液法的 1/2。
刘会平 等人将核桃仁经含柠檬酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠的混合水溶液 70 ℃浸泡 10 min 后，经淋洗、沥干、气动吹射脱皮和再次沥干和人工挑选等工序，制得脱皮完全的核桃仁，去皮率可达97%。对比说明，盐液去皮法水污染程度低。同时，柠檬酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等盐类也是加工植物蛋白饮料中的常用食品添加剂，安全可靠。经过盐液法去皮后得到的内种皮多酚类物质含量高，有利于提纯再利用，可大大提高核桃的附加值。但盐液去皮法易导致水溶性的营养成分流失，且去皮效率不及碱液去皮法。
1. 6 冻融去皮法
冻融去皮法 是在 －5～ －25 ℃的冷冻温度下，待核桃仁表面出现均匀冰衣，再将其置于常温环境中或30～60 ℃的温水中融化冰衣，然后采用人工或机械剥离核桃仁的种皮，最后包装成成品。对于镶嵌在凹处难以去除的内种皮，可以再次将核桃仁进行低温冻结，然后再进行融化去皮，如此反复，最终完全除去内种皮。温度越低，形成冰衣的时间随之缩短，但不需要将核桃仁完全冻透，因而冻结温度一般不低于 －25 ℃。冻融去皮法最大程度地保留了核桃仁的营养品质; 去皮后核桃仁色泽良好; 无污染、无残留，符合绿色食品和有机食品的加工要求。但冻融去皮法相对的时间成本较大，如冰柜冻结温度在 － 10 ℃ 左右时，冰衣形成时间就需 12h 。目前冻融法去核桃仁内种皮的研究报道较少，去皮的工艺参数还需进一步深入研究。
1. 7 机械去皮法
高压蒸汽冲洗加毛刷清扫法为核桃仁最为典型的机械去皮法。蒸汽去皮机工作时，注入蒸汽形成很高的压力，然后蒸汽排气阀打开，蒸汽瞬间排出，压力随之骤降，实现核桃内种皮炸裂分离。核桃仁随螺旋推进的同时受到毛刷的清理，刷掉其残余的种皮。由于核桃仁处于蒸汽中的时间短，熟化现象较弱，可有效保留核桃仁的营养成分; 蒸汽去皮和毛刷清皮相结合，去皮效果好，同时也降低了水的用量 。张涛 研制了一种核桃仁包衣二次去皮的系统和方法，即将核桃仁在烘干机烘干后在风冷机中进行急剧风冷，使得核桃仁表面的包皮与主体进行有效的分离，然后再经过后续的毛刷辊去皮机构和破解机构，实现完全去皮的工艺。其中毛刷去皮部主体是由若干平行布置的毛刷辊组成的三维弧形通道，且在所述毛刷辊的表面设有刷毛 。
机械去皮法自动化程度高，节省人力物力，特别适用于企业大规模生产，现已在马铃薯去皮工艺中应用，较为成熟 ，但适宜于核桃仁去皮的加工设备仍需进一步完善推出。
1. 8 酶法去皮
酶法去皮是一种利用酶制剂 (一般以果胶酶、纤维素酶为主) 在特定的条件下，将以果胶和纤维素为主体的囊衣破坏、除去核桃内种皮的方法。荣瑞芬等人将活性为 30000 IU 的果胶酶溶解在pH3. 2～3. 8 的磷酸氢二钠 － 柠檬酸缓冲液中，制备得 3%～5%的果胶酶解液，然后将浸泡过的核桃仁浸没于果胶酶解液中，置于功率为 250 W、工作频率为 40 KHZ 的超声波发生器中，恒温 50 ℃进行酶解和超声处理 2. 5～5 h，捞出核桃仁，用压力为 7～10 MPa 的流水喷淋冲洗核桃仁，得到色泽乳白、仁果完整、质地柔韧、口感纯正的去内种皮核桃仁。酶法去皮处理温和，核桃仁原有的形态以及营养成分、风味物质保持较好，同时也提高了产品的外观质量 。目前酶法去皮在核桃仁去皮方面的研究报道甚少，工艺参数还较为缺乏; 其成本较高，大多用于浆果 。
2 问题与展望
各种去皮的方法均要考虑到核桃仁的实际情况，如未完全成熟的核桃水分含量高，短时间内就能达到较好的去皮效果; 而完全成熟又经晒干的核桃水分含量很低，浸泡所需时间较长才能达到去皮效果。目前，碱液去皮法依然是当前工业上运用最为成熟、有效的一种去皮手段，应用最为广泛。这可能是碱液去皮法较其它方法成本较低、效率较高所导致。但碱液去皮后存在的问题仍需有效解决，这也是核桃仁去皮研究的一个难点。若机械设备成熟，机械去皮法作为新型的加工技术可在核桃仁加工中大规模推广应用。
近年来，随着人们营养意识的逐渐增强，功能性食品市场的不断拓展，核桃乳饮料以及核桃仁、核桃粉等核桃深加工品种不断涌入市场，这对核桃仁去皮技术的要求更为严格。随着科技的进步，新的去皮技术也会应运而生，但核桃仁去皮技术必然围绕兼顾皮和仁的品质且高效环保的方向进行研究。
核桃仁中对人体有益的多酚类物质主要集中在内种皮部分，核桃内种皮的去除必将导致这部分物质生理活性的降低 ，而去除的内种皮往往被作为废弃物处理。因此，如何能够有效回收利用核桃内种皮也将成为一个研究课题。目前已有对去除后的内种皮中的多酚物质进行分离提纯 的研究，加以合理利用可提升核桃制品副产物的利用率。
