云建軍

(武威市涼州區(qū)黃羊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，甘肅 武威 733000)

1 引言

核桃又稱胡桃、羌桃，是重要的木本油料和堅果樹種，作為北方地區(qū)的主要經(jīng)濟林栽培樹種之一，在特色林果業(yè)建設(shè)、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化、區(qū)域性小氣候建設(shè)上發(fā)揮著重要作用，在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展的重要組成部分[1]。涼州區(qū)地處河西走廊中段，多種氣候條件并存，地理位置優(yōu)越，區(qū)位優(yōu)勢明確，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的絕佳地帶。為促進沿山冷涼灌區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)步推進生態(tài)立市戰(zhàn)略，核桃在沿山冷涼灌區(qū)得到了大面積的推廣種植，已成為當(dāng)?shù)氐奶厣珒?yōu)勢主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)濟的發(fā)展起到了積極地推動作用[2]。核桃收獲后，核桃青皮占有核桃總質(zhì)量的45%，需進行核桃外表青皮剝皮處理才能進行上市銷售，在此過程中剝下的核桃青皮通常采取陸地堆放、溝渠傾倒、地邊堆積的方式進行處理，造成污水橫流、垃圾亂堆，嚴(yán)重影響著周邊環(huán)境衛(wèi)生[3]。但是核桃青皮中含有大量的多酚類、多糖類物質(zhì)和鞣酸、青皮素等，在紡織染色、醫(yī)藥化工、生物肥料、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著大量的應(yīng)用，具有一定的市場開發(fā)前景[4]。

2 核桃青皮的市場應(yīng)用價值分析

核桃青皮有纖維素、鞣酸和黑色素等次生物質(zhì)，其有效成分包括酚類、黃酮類、香豆素類、木質(zhì)素類、生物堿類、糖苷類和有機酸類，在植物保護、醫(yī)藥化工、針紡針織領(lǐng)域的新產(chǎn)品開發(fā)商具有廣泛的應(yīng)用前景[5]。

2.1 具有良好的抗菌活性

核桃青皮提取物對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、甘薯黑斑病菌、小麥赤霉病菌、馬鈴薯晚病菌均有良好的抑制效果，能拒食和觸殺蘿卜蚜蟲，此外具有較強抗病毒、除草活性[6]。據(jù)研究40 mg/mL的核桃青皮乙酸乙酯提取物，對小麥紋枯、番茄灰霉、棉花立枯3種病原真菌的抑制率均為100%[7]；稀釋10倍的核桃青皮乙醇提取物能有效的抑制蘋果輪紋病菌[8]。由此表明在一定稀釋濃度下的核桃青皮具有良好的細(xì)菌抑制效果，故在一定程度上能有效防控農(nóng)業(yè)細(xì)菌性病害。

2.2 抑制過氧化氫酶的活性

過氧化氫酶是一種酶類清除劑，能促進過氧化氫酶分解為分子氧和水，以此達(dá)到清除體內(nèi)的過氧化氫，使細(xì)胞免于過氧化氫毒害的功效，是微生物防御功能的重要指標(biāo)之一[9]。據(jù)研究在微生物培養(yǎng)液中加入10倍核桃青皮乙醇提取物，處理2 h，能有效抑制過氧化氫酶的活性，達(dá)到限制微生物抗逆性的目的[4]。故適宜處理的核桃青皮提取物能增強抑制微生物活性，對于控制細(xì)胞過氧化氫酶的調(diào)控具有重要的理論指導(dǎo)意義。

2.3 提高織染物色牢度

色牢度是評價織染效果的重要指標(biāo)，也是衡量織染工藝技術(shù)水平的核心[10]。將核桃青皮素作為優(yōu)質(zhì)染色著色劑，具有柔軟、光亮、不脫色的優(yōu)勢；在紡織生產(chǎn)中應(yīng)用核桃青皮提取物能使直接染色和媒染染色達(dá)到3級以上，且染色織物牢度優(yōu)良[11]。將核桃青皮中的黑色素抽取，進行羊毛織物的后媒法染色，上染率達(dá)到30.5%[12]。故在織染業(yè)上具有重要的染色、著色、固色的應(yīng)用途徑。

3 核桃青皮配套加工工藝的優(yōu)化設(shè)計

核桃青皮在剝離后成為加工廢棄物，其處置利用方式成為影響區(qū)域環(huán)境衛(wèi)生、廢棄物處理的難題，制約著核桃加工生產(chǎn)環(huán)境和區(qū)域衛(wèi)生環(huán)境的提升[3]。在加工利用途徑上，利用浸提、抽提、發(fā)酵等先進解離工藝(圖1)，萃取解離核桃青皮中有效的黑色素，鞣酸、粗纖維等有效成分，對于實現(xiàn)林果產(chǎn)品的廢棄物有效開發(fā)利用，拓寬產(chǎn)品開發(fā)利用途徑，具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

圖1 核桃青皮配套加工工藝優(yōu)化設(shè)計

3.1 首次壓榨

核桃青皮的首次壓榨工藝延伸設(shè)計在核桃青皮剝離機生產(chǎn)工藝流程之后，即核桃青皮剝離后，隨即進入首次壓榨環(huán)節(jié)，通過螺旋榨汁機將核桃青皮中的水溶性有效成分?jǐn)D出，并充分的收集榨取得液體。對于無核桃青皮剝皮機的地區(qū)，可將核桃青皮一次收集，堆積存放，采取一天一榨的方式，隨時將核桃青皮榨汁，榨取液用塑料容器就地封存。

3.2 二次發(fā)酵

微生物中的活性酶、益生菌對于植物細(xì)胞壁中的纖維素具有較強的分解能力，能使核桃青皮中富含的有效成分事項二次提取，對于提高核桃青皮中黑色素等有效物質(zhì)的收集具有良好的作用。將木霉、枯草芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌按照3∶2∶1的比例混合，加入淀粉20 kg、紅糖10 kg，攪拌均勻呈糊狀[13]。壓榨后的核桃青皮殘渣與微生物菌劑充分的攪拌均勻，最上層用鐵鍬拍實呈饅頭狀，進行自然發(fā)酵60 d。在此過程中應(yīng)注意發(fā)酵料堆的防水、防破壞，在自然發(fā)酵未結(jié)束之前，不得隨意開挖，防止空氣進入造成核桃青皮霉變，

3.3 溶劑萃取

將發(fā)酵好的物料通過乙醚浸提的方式將核桃青皮中的可溶性物質(zhì)萃取收集[14]，在萃取過程中可采用集中開挖，一次提取的方式，防止在發(fā)酵物料堆開挖之后，加工不完，造成剩余物料廢棄。在使用乙醚等有機溶劑時要注意操作環(huán)境的通風(fēng)換氣，防止大量的有機溶劑聚集造成操作人員的吸入性中毒或火災(zāi)爆炸等事故。

3.4 剩余物料的使用

核桃青皮中除含有黑色素外還有部分木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸，可進行家畜飼料化應(yīng)用[15]。加工完后的核桃青皮在平坦的場地進行自然晾曬或干熱烘干處理，在降低核桃青皮殘渣中有機溶劑含量的同時降低水分，防止發(fā)生霉變，引起飼喂中毒。

4 展望

核桃青皮在核桃剝皮過程中產(chǎn)量大，進行工業(yè)化、飼料化、染料化利用對于緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物處置壓力、提高產(chǎn)業(yè)附加值具有重要意義。在做好前期加工工藝的基礎(chǔ)上，注重對核桃青皮提取物在染發(fā)、植保、醫(yī)藥、化工領(lǐng)域的開發(fā)利用，能在助推產(chǎn)業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級的基礎(chǔ)上提升產(chǎn)業(yè)附加值。

4.1 進行特色染發(fā)劑的開發(fā)利用

國內(nèi)對于核桃青皮中黑色素的利用主要集中在毛紡織染行業(yè)，雖用量大，但是其純植物、零添加化學(xué)成分的優(yōu)勢沒有得到充分的發(fā)揮。我國人口眾多，近年來美容燙染行業(yè)的發(fā)展突飛猛進、染發(fā)劑需求量大，應(yīng)在全面掌握核桃青皮中黑色素優(yōu)勢特點的基礎(chǔ)上，加大對核桃青皮特色染發(fā)劑的開發(fā)研究，使其成為保護人民健康、引領(lǐng)染發(fā)美容行業(yè)新潮流的主導(dǎo)產(chǎn)品[16]。

4.2 進行特色保健食品添加劑的開發(fā)利用

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，人們對健康的重視程度不斷加強，抗氧化性是控制衰老的基礎(chǔ)，合理的控制體內(nèi)過氧化氫酶的含量，增強抗逆性，對于清除體內(nèi)自由基，保持良好的身體健康具有重要的現(xiàn)實意義[17]。應(yīng)用核桃青皮中黑色素還原能力強，清除自由基優(yōu)勢大的條件下，加強對相關(guān)食品添加劑和特色保健小食品的開發(fā)利用，滿足廣大消費者對健康、純天然、植物元素等新型養(yǎng)生概念的消費需求。

4.3 注重對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保護劑的開發(fā)利用

農(nóng)藥等植物生長保護調(diào)節(jié)類產(chǎn)品是保證農(nóng)作物產(chǎn)品的基礎(chǔ)，是提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的基石。在化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥大量使用的背景下食用農(nóng)產(chǎn)品安全成為了社會大眾關(guān)注的焦點。在充分利用核桃青皮提取物趨避性強、抑菌效果好的基礎(chǔ)上，加大對純植物殺菌劑、趨避劑、除草劑等新型農(nóng)藥產(chǎn)品的開發(fā)[18]，在提高農(nóng)作物病蟲害防治效果的基礎(chǔ)上，降低農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)化學(xué)類物質(zhì)的添加使用量。