核桃營養(yǎng)成分與生理活性及開發(fā)利用

陸 俊 趙安琪 成 策 單齊冀 李忠海 袁列江

(1.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，湖南長沙 410004;2.稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室，湖南長沙 410004;3.湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，湖南長沙 410007)

核桃(Juglans regial L.)又稱胡桃、羌桃，原產(chǎn)歐洲東南部、西亞等地區(qū)，為“木本油料之王”。中國核桃品種多樣，資源豐富，是當今世界第一大核桃生產(chǎn)國。根據(jù)《中國果樹志》核桃卷記載，有486個優(yōu)良單株系，216個無性系品種和優(yōu)良品種，164個農(nóng)家實生良種［1］。2011年，中國核桃種植面積已達到333.3萬hm2，產(chǎn)量達到165萬t［2］。核桃的全身包括核桃殼、核桃青皮、核桃葉、核桃花等都具有非常理想的加工利用價值。目前中國核桃深加工產(chǎn)品主要有核桃油、核桃蛋白、核桃粉、核桃乳及一系列的風味核桃制品［3］。文章擬對核桃的營養(yǎng)成分、生理活性及加工利用現(xiàn)狀進行綜述，旨在為核桃的綜合開發(fā)利用提供參考。

1 主要營養(yǎng)成分

1.1 核桃仁的營養(yǎng)成分

核桃仁是核桃食用及加工的主要部分，營養(yǎng)價值極高，有補腎溫肺潤腸、強體健腦、駐顏延年功效，有著“萬歲子”、“長壽果”、“益智果”、“美容果”、“紅棗加核桃，賽過靈芝草”等美譽，被歷代醫(yī)學家和養(yǎng)生學家視為益壽精品［4］。核桃脂肪含量很高，其主要成分是亞麻酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，大約占總比例的90%，其中亞油酸含量為63.0%，是普通菜籽油含量的3～4倍。核桃蛋白是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)含量高達14% ～17%。核桃仁中主要有4種蛋白質(zhì):谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶谷蛋白，分別占核桃蛋白的70.11%，17.57%，6.81%，5.33%，核桃蛋白中含18種氨基酸，包含人體所需的8種必需氨基酸且比例適合［5］。每100 g核桃仁主要營養(yǎng)成分見表1，此外，還含有錳、鉻、硒、鋅等微量元素［6］及神經(jīng)酸、鱈油酸、EPA、DHA、角鯊烯、褪黑素、黃酮、胡蘿卜素等微量功效成分［7］。核桃油中富含有益的微量元素和維生素，比一般食用油的亞油酸含量高，且含有較多抗氧化活性:分胡桃醌、金絲桃苷、扁蓄苷、胡桃苷、山奈酚、槲皮素、異槲皮素、沒食子酸，是一種極具營養(yǎng)價值的植物油深受國內(nèi)外消費者所接受和歡迎［8］。

表1 每100 g核桃仁所含營養(yǎng)成分［6］Table 1 The nutrient contents in per 100 g walnuts kernel

1.2 核桃青皮的營養(yǎng)成分

核桃青皮，又叫青龍衣，是核桃最外部的綠色果皮，性平味苦辛。每克山核桃外果皮中鐵 23.42 μg、錳 3.66 μg、鋅6.15 μg、鎂 355 μg、鈣 2 650 μg、鉀 41 157.96 μg、砷含量0.26 μg。其中外果皮鉀的含量是樹皮鉀含量的9.5倍，其它微量元素的含量均比樹皮中各元素的含量低［9］。此外，還含有豐富的VB、VC、槲皮素、山萘醇、金絲桃苷、扁蓄苷等營養(yǎng)成分。

1.3 核桃花的營養(yǎng)成分

核桃花中含有18.78%的蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)中必需氨基酸占總氨基酸含量的 41.27%，其中色氨酸和谷氨酸含量較高)，12.82%的灰分，13.16%的膳食纖維，還含有較高微量元素和維生素(見表2［10］)。核桃花中花粉含量也較高，每個雄花序含0.13～0.50 g花粉;花粉中含有25.38%的蛋白質(zhì)，11.08%的可溶性糖;花粉高鉀低鈉，微量元素中鋅、硒含量較高，是一種較好的天然營養(yǎng)保健食品資源［11，12］。此外，核桃花中還含有黃酮類化合物、三萜類化合物、甾醇類化合物等。賈忠等［13］從甘肅核桃花中分離鑒定了7個黃酮類化合物:槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷、槲皮素、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-α-L-吡喃阿拉伯糖苷。

1.4 核桃葉的營養(yǎng)成分

核桃葉中富含胡蘿卜素、揮發(fā)油、鞣質(zhì)以及有機酸、無機鹽［14］，且含有多種抗氧化和抗炎的多酚和黃酮類化合物，如2-乙氧基胡桃醌、山柰酚、山柰酚-3-O-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-吡喃葡萄糖苷、6，7-二羥基香豆素［15］。

表2 每100 g核桃花所含營養(yǎng)成分［10］Table2 The nutrient contents in per 100 g Juglans regia L.

1.5 核桃殼的營養(yǎng)成分

莫樹門等［16］研究表明核桃殼的揮發(fā)成分所占比重較大，約為78.52%;固定碳次之，約為21.03%;水分和灰分約為14.70%和0.72%。徐紹平等［17］研究結果顯示，核桃殼中主要元素是碳和氧，分別占46.61%和47.63%;其次是氫(5.52%);除此之外，還含有少量氮(0.24%)。李海潮等［18］發(fā)現(xiàn)核桃殼中的木質(zhì)素含量最高，約占38.05%，其次是纖維素和半纖維素，分別占30.88%和27.26%;水分和苯醇抽出物分別占9.59%和3.71%;灰分含量較少，約占0.66%。

2 生理活性

2.1 健腦益智，延緩衰老作用

核桃蛋白是一種非常優(yōu)質(zhì)的植物蛋白質(zhì)，能促進腦部的健康，延緩衰老［19］。核桃仁又稱天然腦黃金，富含量谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等重要的生理活性物質(zhì)，谷氨酸在人體內(nèi)可促進γ-氨基丁酸的合成，從而降低血氨，促進腦細胞呼吸，可以用于治療神經(jīng)精神疾病，如神經(jīng)衰弱、精神分裂癥和腦血管障礙等引起的記憶和語言障礙及小兒智力不全等［20］。研究表明食用核桃能減弱餐后的氧化應激反應［21］及保護海馬神經(jīng)元細胞［22］，還有研究［23］表明食用核桃能減輕順鉑引起的神經(jīng)損害作用。核桃油還有改善記憶、預防癌癥、清除自由基等功效［24，25］。因此，核桃油常被開發(fā)成微膠囊、口服液等保健食品［26－28］。

2.2 防治心腦血管疾病作用

核桃油富含具有降低血脂，防止高血壓、心臟病、動脈硬化等功效的成分，如n-3脂肪酸、生育酚、亞油酸和亞麻酸。研究［29］認為，亞油酸、亞麻酸是體內(nèi)合成前列腺素和PGE的必需物質(zhì)，而PGE有著防治血栓、降血壓、防止血小板聚集的功能。研究［30］表明，核桃主要通過降低低密度脂蛋白和血壓減少心血管疾病的發(fā)生，核桃還含有多種功能性多肽，如Liu等［31］從核桃中分離到一種血管緊張素轉換酶抑制多肽，有降低血壓功效。核桃油和核桃油復合VE也具有降低大鼠血脂、改善動脈粥樣硬化的作用。核桃花中 K、Fe、Mn、Zn、Se含量高，有助于維持機體酸堿平衡，有助于預防和治療高血壓，參與造血和能量代謝及抗體的產(chǎn)生增強免疫功能等［32］。

2.3 抑菌殺蟲作用

核桃青皮中還包括有萘醌類、多酚類、多糖、二芳基庚烷類等活性成分［33］，具有較強的抑菌殺蟲效果。呂海寧等［34］發(fā)現(xiàn)核桃青皮提取物對枯草芽孢桿菌和大腸桿菌具有顯著的抑菌活性。核桃青皮95%乙醇粗提物對粘蟲有較明顯的拒食作用及胃毒作用［35］。核桃青皮石油醚提取物對朱砂葉螨雌成螨作用(濃度為1 mg/mL時)24 h后的死亡率可達到83.44%［36］;核桃殼的某些提取物還具有抗氧化性和抑菌活性，如以核桃殼為原料制備木醋液，經(jīng)研究［37］證明其:對番茄早疫、葡萄灰霉和蘋果炭疽等3種植物病原菌的抑制率均達到90%，而其中的主要成分為酚類化合物和有機酸。新鮮核桃青皮乙醇提取物對板栗葉螨也具有一定的觸殺作用［38］。

2.4 抗氧化防癌作用

核桃還含有較好的抗氧化活性，核桃有“抗氧化之王”的美譽，核桃油中含有人體必需脂肪酸和角鯊烯，具有一定的抗氧化能力，能使皮膚保持彈性，防止皮膚衰老，核桃仁正丁醇提取物清除 DPPH和ABTS自由基的能力及還原 Fe3+的能力高于陽性對照 BHT，核桃仁種皮中的酚酸類物質(zhì)有17種，其中蘆丁的含量最高［39］，核桃葉多酚也具有良好的體外抗氧化能力與抗脂質(zhì)過氧化能力［40］;核桃油中β-谷甾醇能預防癌癥［41］，山核桃葉總黃酮能顯著誘導人多發(fā)性骨髓瘤(U266)細胞株的凋亡［42］。核桃青龍衣中的多糖及胡桃醌對多種癌癥有一定的療效，如核桃楸對胃癌、食道癌、肝癌及腸癌等均有顯著療效，尤其是青龍衣對各期及術后食管賁門癌的總有效率為53%［43］。桃青皮粗提物和核桃青皮提取物沒食子酸、乙酸乙酯、紫杉葉素、7-D-芹菜糖-兒茶酚對食管癌細胞EC9706和KYSE150有明顯的增殖抑制作用［44］。

2.5 其它生理活性

Hosseini等［45］發(fā)現(xiàn)核桃雌花醇提物能顯著提升糖尿病小鼠血糖水平，降低谷草轉氨酶和堿性磷酸酶。此外還有研究［46］證實，核桃仁具有補益氣血、養(yǎng)顏美膚的作用。

3 開發(fā)與利用

3.1 在食品方面的開發(fā)與利用

核桃蛋白也被廣泛的用于研究開發(fā)各種產(chǎn)品，形成了多種風味系列核桃制品產(chǎn)品，如銀杏核桃飲料［47］、全脂核桃乳飲料［48］、綠茶核桃乳飲料［49］、核桃醬油［50］、核桃花生牛奶［51］、琥珀核桃仁、核桃速溶粉、核桃露等［52］。

從核桃外果皮中提取的褐色素浸膏安全無毒，有較好的水溶性、耐熱性和耐光性，不受蔗糖及金屬離子的影響，可用于果凍、蛋糕、軟糖等食品的著色［53，54］。

核桃殼中的天然棕色素［55－57］是一種水溶性色素，具有較好的熱穩(wěn)定性但對光照不穩(wěn)定，對弱酸性和弱堿性較穩(wěn)定，對大部分金屬離子穩(wěn)定，是一種廉價易得、安全可靠、使用方便的天然植物色素，具有較高的應用價值。

余曉煥等［58］還從核桃花中分離出能較好的溶于水和乙醇溶液的天然黑色素。核桃葉還可作為原料加工制成保健茶，其制品清香、口感鮮醇爽口，具有高維生素、高黃酮、高水浸出物、低多酚的特點，具有較強的抗氧化特性［59，60］。核桃渣可以做成核桃膨化食品［61］。核桃殼還被用作食用菌栽培原料。于海龍［62］、董佳梁［63］等發(fā)現(xiàn)使用核桃殼代替玉米芯的配方栽培刺芹側耳，發(fā)菌快、子實體含氮量高，效果理想。

3.2 在醫(yī)藥方面的開發(fā)與利用

核桃花用途廣泛，可食用、藥用或飼用，也可開發(fā)成保健食品和醫(yī)療藥品［64］。核桃花臨床上還可制成酊劑去除疣子［65］。中國年產(chǎn)雄花序約30萬t，多數(shù)只用做牲畜飼料或菜肴、中藥。其綜合開發(fā)利用還屬空白，因此，核桃花具有廣闊的開發(fā)利用前景。中醫(yī)藥方用核桃青皮治療某些皮膚病和胃神經(jīng)痛［21］。核桃殼含有豐富的鈣、磷、鐵等微量元素及胡蘿卜素、核黃素、VE等，在很多中醫(yī)治療中都有應用。羅洪［66］比較了運用核桃殼碳化與思密達在臨床上治療嚴重腹瀉的療效，結果表明核桃殼碳化治療組對于主要癥狀的改善明顯優(yōu)于思密達對照組。袁志太［67］研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一定中醫(yī)方法處理后的核桃殼扣在病眼上，并配合針灸等中醫(yī)療法，可有效治療白內(nèi)障。

3.3 在化工方面的開發(fā)與利用

核桃殼在化工方面利用主要集中在活性炭方面的應用［68－70］，王湖坤等［71］運用氯化鋅活化法制備的核桃殼活性炭可用于印染廢水的處理，對廢水的色度去除率達100%，對CODcr去除率達79%。Zabihi等［72］采用氯化鋅活化法制備的核桃殼粉末活性炭能去除工業(yè)廢水中的Hg2+。何淵源等［73］采用液相化學還原法制備的核桃殼負載納米零價鐵吸附劑對Pb2+的吸附容量較大。核桃殼活性炭對一氧化氮和碘的吸附性能明顯優(yōu)于市售活性炭［74］。此外，山核桃殼還可用于酸解制備木糖［75］。

3.4 在工藝品方面的開發(fā)與利用

中國核桃工藝品的賞玩起源于漢隋，流行于唐宋，盛行于明清，具有2 000多年發(fā)展歷史，形成了世界上獨有的核桃賞玩文化。越來越多的核桃殼被開發(fā)成工藝品，形成特有的文玩核桃，如云南的主要文玩核桃——鐵核桃具有較大的工藝品價值［76］。

4 問題與展望

近些年來，核桃資源的開發(fā)利用得到較全面的發(fā)展，在食品、醫(yī)藥、化工和工藝品領域顯示出很大的應用空間。但是，就目前情況來看，在核桃研究開發(fā)中還存在許多急需解決的問題，如對核桃蛋白的蛋白質(zhì)組成成分研究得還不夠，尤其是占蛋白總量70%的核桃谷蛋白尚未有研究;在核桃蛋白的制備上，目前產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的僅有未完全脫脂的核桃粉，核桃濃縮蛋白和分離蛋白均沒有商品化的產(chǎn)品;對于核桃副產(chǎn)品的利用還需加強，如核桃殼、核桃青皮、核桃葉等在保健產(chǎn)品領域應該有更深入和全面的研究和利用;此外，缺乏規(guī)?；瘡氖潞颂腋碑a(chǎn)物深加工利用的企業(yè)，如何選育高營養(yǎng)價值的核桃品種也是值得關注的問題。為了能夠高效地解決上述問題，進一步提高核桃產(chǎn)品的營養(yǎng)功能和加工特性，提高核桃產(chǎn)品的利用價值、利用率和附加值，中國應培育和推廣優(yōu)良品種，改良加工工藝，加強核桃樹整體資源的綜合利用水平，建立核桃綜合深加工與利用規(guī)?；S，培育品牌企業(yè)，加強政策和技術支持，以提升核桃行業(yè)的經(jīng)濟效益，為中國的經(jīng)濟發(fā)展作出應有的貢獻。

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