核桃仁及內種皮營養(yǎng)與功能成分分析研究進展

馮春艷，榮瑞芬，劉雪崢

（北京聯(lián)合大學師范學院，北京100011）

核桃仁及內種皮營養(yǎng)與功能成分分析研究進展

馮春艷，榮瑞芬*，劉雪崢

（北京聯(lián)合大學師范學院，北京100011）

核桃是營養(yǎng)價值極高的食物，含有豐富的營養(yǎng)及功能成分，為充分了解和利用核桃的營養(yǎng)與保健功效，分別對國內外核桃仁及其內種皮的營養(yǎng)與功能成分的分析測定研究進展進行了綜述。

核桃仁，內種皮，營養(yǎng)與功能成分

核桃系胡桃科核桃屬植物，原產于歐洲東南部、東亞及北美地區(qū)，是人類種植的最古老的樹生堅果之一，在世界多個國家栽培。核桃又名胡桃、羌果，與扁桃、腰果、榛子并列為世界四大干果。2006年世界年產量約為1.664×106萬t。中國和美國是世界上核桃產量最大的國家，分別占世界總產量的25%和20%［1］。核桃營養(yǎng)豐富而味美，是良好的滋補品。據(jù)《本草綱目》記載，核桃具有補氣養(yǎng)血、潤噪痰、益命門［2］、健胃和補腦等多種功效，被歷代醫(yī)家和養(yǎng)生學家視為益壽精品［3］。核桃仁富含油脂、蛋白質、維生素以及多種礦物質元素，其中蛋白質和脂類占整個重量的84%以上［4］。目前，市場上核桃加工品品種單一，主要作為輔料使用，對核桃仁及內種皮營養(yǎng)及功能成分的研究未見報道，所以明確其營養(yǎng)和功能成分含量，以更好地利用核桃仁，開發(fā)核桃保健食品，為核桃仁及內種皮產品的精深加工奠定理論基礎，具有一定的現(xiàn)實意義。

1 核桃仁及內種皮的營養(yǎng)成分分析

1.1 核桃仁的營養(yǎng)成分分析

核桃仁的營養(yǎng)十分豐富，每100g核桃仁含脂肪69g，蛋白質19.6g，碳水化合物5.4g，無機鹽1.9g，鈣43mg，鐵3.9mg，胡蘿卜素0.16mg，維生素B10.3mg，維生素B20.11mg，維生素PP 1.7mg等［5］。此外，核桃仁還含有豐富的氨基酸以及鋅、鎂、錳、銅、鉻等微量元素。核桃仁中含有人體不能合成的亞油酸甘油脂及亞麻酸、油酸甘油脂等成分，作為維持膜流動性的重要物質，有利于細胞膜的酶促反應，同時對降低血清中的膽固醇，減低脂質過氧化程度有著積極的作用。所含磷脂有補腦作用，是神經細胞新陳代謝的基本物質，故核桃仁被稱為天然腦黃金［5］。

1.1.1 蛋白質 蛋白質的營養(yǎng)價值高低取決于食物蛋白質中必需氨基酸的種類和數(shù)量。經研究表明核桃蛋白質中氨基酸與人體必需氨基酸比例近似。1978年，Stafford對核桃進行分析發(fā)現(xiàn)，蛋氨酸是核桃蛋白質的第一限制性氨基酸［6］；而 Clara研究表明，半胱氨酸是第一限制性氨基酸，接下來是色氨酸和蛋氨酸［7］。Szetal KWC和Sathe SK對核桃進行分析則認為賴氨酸是核桃蛋白質的第一限制性氨基酸，亮氨酸和甲硫氨酸+半胱氨酸是第二限制性氨基酸［8］。但近來的研究發(fā)現(xiàn)其賴氨酸是第一限制性氨基酸，第二限制性氨基酸為蘇氨酸［9］。上述研究表明：不同品種的核桃其第一限制性氨基酸不同。因此，有必要對不同核桃品種的蛋白質進行分析測定，研究核桃蛋白質的質量并確定其第一限制性氨基酸。

1.1.2 脂肪

1.1.2.1 脂肪酸 對核桃仁脂肪酸分析表明其主要成分是不飽和脂肪酸，約占其總量的90%。鄭敏燕等的研究表明核桃油脂肪酸包含有13種成分，主要為亞油酸、油酸、亞麻酸、軟脂酸和硬脂酸，這5種主要成分占核桃油脂肪酸總量的98.3%［10］。核桃中人體必需脂肪酸亞油酸含量為普通菜籽油含量的3～4倍［11］。Tom Payne的研究表明核桃油中飽和脂肪酸占11%，單不飽和脂肪酸占18%，多不飽和脂肪酸占71%，并且還從核桃油中分析得到植物甾醇［12］。Szetal KWC和Sathe SK的研究表明核桃油單不飽和脂肪酸為油酸，占總脂肪酸的15.65%；多不飽和脂肪酸為亞油酸和亞麻酸，分別占總脂肪酸的61.21%和13.81%［8］。Jose′Alberto Pereira等采用火焰離子毛細管氣相色譜分析法對核桃油中脂肪酸進行檢測，結果表明核桃油中含有十四烷酸、十五烷酸、軟脂酸、十六碳烯酸、十七烷酸、十七碳烯酸、硬脂酸、油酸等，其中飽和脂肪酸的含量低于10%，單不飽和脂肪酸的含量為15.16%～20.53%，多不飽和脂肪酸主要成分含量為66.95%［13］。L Carl Greve等對采自加利福尼亞、華盛頓、中國、法國四個國家的核桃進行分析，得出核桃油中主要包括五種脂肪酸，為油酸、亞油酸、亞麻酸、軟脂酸、硬脂酸，且含量各不相同［14］。核桃油的不飽和程度受環(huán)境、基因類型、成熟度及它們之間的相互作用等的影響。Marcela L Martínez等對不同地區(qū)的八種核桃中脂肪酸進行檢測得出核桃中主要含有五種脂肪酸，每種脂肪酸含量因核桃種類的不同而不同：棕櫚酸為 6.38%～8.15%、硬脂酸為 0.93%～2.16%、油酸為 16.1%～25.4%、亞油酸為52.5%～58.9%、亞麻酸為11.4%～16.5%［15］。Joana S Anaral等對葡萄牙的不同的6個核桃品種進行檢測，除上述5種主要脂肪酸外，還檢測到十四烷酸、十七烷酸、反式油酸、二十烷酸、二十二烷酸、γ-亞麻酸、二十二碳二烯酸、二十二碳三烯酸等十三種脂肪酸，但含量極微［18］，不同品種間各脂肪酸含量有差異。綜合以上研究結果可知，核桃中主要脂肪酸為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸這5種脂肪酸，含量高低依次為亞油酸＞油酸＞亞麻酸＞棕櫚酸＞硬脂酸，各脂肪酸含量因品種、地區(qū)、成熟度等的不同而不同［16］。

1.1.2.2 磷脂 磷脂具有補腦作用，能增強細胞活力，對造血、促進皮膚細膩、傷口愈合和毛發(fā)生長都有重要的作用，是神經細胞新陳代謝的基本物質。陳勤等［5］的研究表明核桃仁中富含磷脂。但對核桃中磷脂的含量卻沒有報道，有待于進一步分析測定。

1.1.3 碳水化合物 碳水化合物是一類由碳、氫、氧三種元素組成的有機化合物，是三大產能營養(yǎng)素中最主要、最經濟的能量來源。更為重要的是，大腦工作時所需要的唯一直接來源是葡萄糖，這是其他營養(yǎng)素無法替代的。碳水化合物也是構成機體組織的主要成分，還能促進消化道的運動，防止便秘，預防腸道腫瘤的發(fā)生。Tom Payne的研究表明加利福尼亞核桃中碳水化合物含量為12.8%［12］；張慶祝等對核桃進行分析得到核桃中總糖含量為15.93%［4］；M Ravai研究表明核桃中碳水化合物含量為3.4%［17］。核桃中碳水化合物的含量因種類、地區(qū)的不同而不同，對核桃風味、口感的影響也不同。

膳食纖維是“完全不能被消化道酶所消化的植物成分，是碳水化合物的一種，膳食纖維可有效預防冠心病、糖尿病、高血壓肥胖癥、心肌梗塞等疾病的發(fā)生。膳食纖維的重要生理功能為人們所了解并逐漸得到公認，作為一種功能性成分現(xiàn)在已被列入繼蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物元素和水之后的第七營養(yǎng)素［18］。Tom Payne的研究表明加利福尼亞核桃中膳食纖維含量為5.2g/100g，粗纖維含量為2.2g/100g［12］。G P Savage對新西蘭12種核桃的研究表明核桃中膳食纖維含量為4.2%～5.2%［19］，由此表明核桃中膳食纖維含量較豐富，但核桃堅果外層有一層薄膜似的內種皮，可能含有更多的膳食纖維，而目前還未見到有關內種皮或果實各部位膳食纖維含量的研究報道。

1.1.4 維生素 維生素是人體正常生理代謝不可缺少的小分子有機物，對代謝起調節(jié)作用，但是多數(shù)維生素人體無法自己合成，而必須通過攝取食物或藥劑補充。M Ravai對核桃中維生素的含量進行分析得到每100g核桃中含抗壞血酸為0.88mg，硫胺素0.3mg，核黃素0.1mg，煙酸0.82mg，泛酸0.45mg，葉酸0.056mg，VB60.44mg［17］。Tom Payne的研究表明每100g核桃中含抗壞血酸為5.6mg，硫胺素0.33mg，核黃素 0.24mg，煙酸 1.23mg，泛酸 0.90mg，葉酸0.080mg，VB60.75mg，VA（視黃醇）為0.023mg，VH（生物素）為0.040mg［12］。G P Savage等采用毛細管氣相色譜分析法對13種核桃中所含的生育酚進行了分析研究，結果表明每100g核桃中含有 α-生育酚14.8～28.7μg，β-生育酚 1.0～8.27μg，γ-生育酚206.9～355.0μg，δ-生育酚28.0～62.1μg。這是第一次成功地將核桃油中的β-生育酚和γ-生育酚進行分離，并首次檢測出核桃中β-生育酚的含量［20］。

上述結果表明，核桃中含有多種維生素，是良好的多種維生素的食物來源。維生素D對預防兒童佝僂病和成人骨質疏松有重要作用，但是目前還沒有關于核桃中維生素D和維生素K含量的報道，因此，有必要對核桃中是否存在維生素D及維生素K以及其含量進行進一步研究。

1.1.5 礦物質 礦物質是構成人體需要的七大營養(yǎng)素之一，是構成人體機體組織和維持正常生理功能所必需的，它具有維持機體組成、細胞內外滲透壓、酸堿平衡、細胞膜通透性、神經和肌肉興奮等作用。

核桃中的礦物質含量及種類都比較豐富。F Lavedrine等人對法國和加利福尼亞核桃中所含礦物元素進行了分析比較，他們采用原子吸收分光光度法對核桃進行分析得出，每100g法國和加利福尼亞核桃中分別含鈣為91、58mg，銅為1.2、1.4mg，鐵為1.8、2.3mg，鉀為487、372mg，鎂為191、134mg，錳為4.3、3.3mg，鈉為0.4、6.7mg，鋅為1.9、1.6mg；采用氣譜與質譜連用法分析每100g核桃中含硒分別為0.4μg（法國）和1.0μg（加利福尼亞）；采用比色法分析每100g核桃中含磷為385mg（法國）和353mg（加利福尼亞）［21］。由上述可以看出，雖然法國核桃和加利福尼亞核桃的鈣含量和鈉含量的差別比較大，但是礦物質種類幾乎相同，且種類多樣、含量豐富。Tom Payne等對加利福尼亞核桃成分進行了分析，結果表明，除上述元素外，還檢測出核桃中有含量為3μg/100g的碘［12］。碘在人體內含量很少，食物是人體碘的主要來源。由上述研究結果可知核桃中含有多種礦物質元素，以鉀和鎂含量最高，其次是鈣，雖然不同產地的核桃中礦物質種類和含量稍有不同，但核桃仍可為人類提供豐富的礦物元素營養(yǎng)。

1.2 核桃內種皮的營養(yǎng)成分分析

目前，國內外的研究機構和學者多利用各種檢測手段對帶皮核桃仁的營養(yǎng)及功能成分進行分析比較，但是對核桃內種皮的營養(yǎng)成分的分析檢測卻鮮有報道。核桃內種皮是核桃仁外的一層薄膜，略有苦澀味，鮮食和加工時需要去除掉。但是作為種皮或果皮結構部分，一般都含有較高的礦物質和維生素等營養(yǎng)成分。A G P研究表明，核桃內種皮中粗蛋白及粗脂肪含量遠遠低于去皮核桃仁及帶皮核桃仁中粗蛋白及粗脂肪含量，而且核桃內種皮中各種成分含量會影響整個核桃的成分分布及酚含量［22］。因此，有必要對核桃內種皮的營養(yǎng)成分進行系統(tǒng)的分析測定，為充分了解核桃營養(yǎng)成分的分布和利用核桃的營養(yǎng)價值提供理論依據(jù)。

2 核桃仁及內種皮的功能成分分析

核桃中含有多不飽和脂肪酸、磷脂、酚類物質、黃酮、褪黑素等多種功能成分，具有消除體內的過氧化產物，增強細胞活力，提高神經細胞功能，消除自由基等多種作用。核桃仁中這些成分對增強機體免疫功能，降低血脂，保護生物膜具有重要功能。

2.1 核桃仁的功能成分分析

2.1.1 不飽和脂肪酸 各類脂肪酸在人體代謝中都具有十分重要的生理作用，由于結構不同，功能也不大一樣。單不飽和脂肪酸具有降血糖、降血壓、降膽固醇、調節(jié)血脂和保護心臟的作用。多不飽和脂肪酸具有調節(jié)人體的脂質代謝、治療和預防心腦血管疾病、抗癌、對抗肥胖、促進生長發(fā)育和提高幼體的成活率等功效［23］。

各種脂肪酸攝入的比例不同，提供的營養(yǎng)保健作用不同，目前比較關注的是飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸之比、ω-6和ω-3多不飽和脂肪酸之比例［24］。眾多的研究表明，ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸的比例為1∶4～1∶6時能最好地發(fā)揮它們的功能作用［25］，飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸之比為10%∶15%∶5%［26］，但有關核桃中各類脂肪酸存在比例的研究報道很少，因此，有必要對我國核桃中的ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸比值進行測定分析，研究它們的比例是否符合人體需要，通過調節(jié)飲食中ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸的比例，達到防治心腦血管等多種疾病的目的。

2.1.2 核桃仁中的酚類物質 核桃仁中含有豐富的具有生理活性的多酚類物質，對人體起到了積極的抗氧化作用。Koren J Anderson從英國核桃仁中提取的多酚類物質能有效抑制由AAPH或Cu2+誘導的低密度脂蛋白的氧化，可以顯著抑制血漿中硫代巴比妥酸反應物的形成［27］。核桃仁提取物抗氧化能力要高于維生素E，在評價核桃的抗動脈粥樣硬化的作用時，Armstrong P認為應該考慮到核桃多酚的作用［28］。Anita Solar等采用光二極管矩陣檢測器-高效液相色譜分析法對核桃中的酚類物質進行了分析，表明核桃中的酚類物質包括類黃酮（包括兒茶素和楊梅樹皮素）、酚酸（包括香草酸、丁香酸、鞣花酸、綠原酸）和苯醌（包括胡桃醌和1，4-萘醌），它們在核桃中的含量都隨季節(jié)的變化而變化［29］。波斯核桃中總酚含量為2.53mg/g單寧酸［30］。

黃酮類化合物具有擴張冠狀血管、降低高血壓、增強心臟收縮、減少心臟搏動數(shù)、止咳去痰、抗菌消炎、抗毛細血管脆性和異常透過性、抑制腫瘤細胞、保肝、瀉下、解痙等作用［34］。余旭亞等研究表明，去仁皮的核桃仁中的總黃酮含量為0.47%［31］。王艷梅等采用分光光度法測定了核桃隔膜中總黃酮的含量，總黃酮的含量為6.259%［32］。最新研究還發(fā)現(xiàn)黃酮是一種激發(fā)腦潛能的物質，它能有效地激發(fā)腦活力，抑制成人及老年人腦功能衰退，對提高青少年智力產生積極作用［33］。

2.1.3 褪黑素 褪黑素又稱褪黑激素、松果體素，是人體大腦松果體分泌的一種誘導自然睡眠的物質，直接影響著人的睡眠情況。Ruessel J Riter等采用高效液相色譜法對核桃進行定性分析，表明核桃中含有褪黑素，含量為2.5～3.5ng/g。采用放射免疫分析得出老鼠食用核桃后血清中褪黑素含量增加，而且血清的抗氧化能力和對鐵的還原能力增強［34］。

大量的研究表明，經常食用核桃能夠降低心腦血管疾病、腫瘤及癌癥的發(fā)生。這是因為核桃中含有的褪黑素，維生素E、ω-3族多不飽和脂肪酸等抗氧化物質的協(xié)同作用能夠增強心腦血管系統(tǒng)的抗氧化活性，同時限制癌細胞及腫瘤細胞的生長［35-40］。

2.2 核桃仁內種皮的功能成分分析

2.2.1 核桃仁內種皮中的總酚 Leonard Jurd研究表明，核桃內種皮含有鄰苯二酚的衍生物即鞣花酸、沒食子酸、沒食子酸甲酯和胡桃苷［41］。Toshiyuki Fukudas等人從核桃內種皮中分離出的多酚類物質有2，3-HHDP-D-吡喃糖、異小木麻黃素（Isastrictinin）、長梗馬兜鈴素（Pedunculagin）、木麻黃蹂寧（Casuarictin）、小木麻黃素（Strictinin）、大麻黃蹂寧（Casuarinin）等多種多酚類物質。這些多酚類化合物具有 SOD的功能，可以有效清除超氧陰離子（O-2·）自由基。長梗馬兜鈴素直接作用于凝血酶，抑制血纖維蛋白原凝血酶的活性，顯著延長凝血時間［42］。

Mateja Colaric采用高效液相色譜分析法對十種核桃中酚類物質中的酚酸（綠原酸、咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、芥子酸、鞣花酸、丁香酸）、丁香醛及胡桃醌進行了分析，研究結果表明：丁香酸、胡桃醌、鞣花酸（含量分別為 33.83、11.75、5.90mg/100g；1003.24、317.90、128.98mg/100g內種皮）含量最高；阿魏酸和芥子酸的含量最低（分別為0.06、0.05mg/100g仁；2.93、2.17mg/100g內種皮），而內種皮中咖啡酸的含量要比核桃仁中的含量高出14.8%［43］。

萬鄭敏等采用高效液相色譜分析對核桃內種皮中的多酚類物質進行了分析研究。在核桃內種皮中檢測到17種酚酸類物質，含有標樣中的沒食子酸、綠原酸、咖啡酸、對羥基苯甲酸、香豆酸和阿魏酸6種酚酸類物質，含量最高的是沒食子酸（146.2mg/100g干樣），最少的是阿魏酸，含量為6.1mg/100g干樣；而在無種皮的核桃仁中HPLC檢測到的酚酸類物質僅為7種，標樣中的6種酚酸類物質只檢測到了沒食子酸和對羥基苯甲酸兩種，含量也明顯減少，分別為5.3、0.8mg/100g干樣［44］。由此可知：核桃內種皮中的多酚類物質的種類和含量都比較豐富，是核桃酚的主要來源，且部分酚類僅存在于核桃內種皮內。

3 研究展望

綜上所述，雖然近年來對核桃功能和營養(yǎng)成分的研究已逐步深入，但對核桃仁及內種皮的功能性因子的系統(tǒng)性分析檢測報道較少，以及在此基礎上功能性保健產品的研究開發(fā)也未見報道，因此有必要進一步對核桃仁及內種皮的營養(yǎng)和功效成分進行分析，為開發(fā)核桃保健品奠定理論基礎，提高核桃加工品附加值。

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Research progress in nutritional and functional compositions analysis of walnut kernel and pellicle

FENG Chun-yan，RONG Rui-fen*，LIU Xue-zheng
（Teacher’s College of Beijing Union University，Beijing 100011，China）

Walnut is a kind of nutritional food，which contains rich nutrititional and functional compositions.The nutritional and functional composition analysis study progress on walnut kernel and pellicle in domestic and abroad were reviewed respectively in order to fully understand and use the nutritional and health care efficacy of walnut.

walnut kernel；pellicle；nutritional and functional composition

TS255.6

A

1002-0306（2011）02-0408-05

2009-12-29 *通訊聯(lián)系人

馮春艷（1983-），女，碩士研究生，研究方向：食品功能與安全。

北京市教育委員會科技發(fā)展計劃面上項目（KM200811417010）；北京市屬高等學校人才強教計劃資助項目。