核桃的營養(yǎng)成分及其保健功能的研究進(jìn)展

張 亭，杜 倩，李 勇

(北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，北京 100191)

核桃與扁桃、榛子和腰果被并稱世界四大干果[1]。核桃在全世界都有生產(chǎn)，最初產(chǎn)于西亞、歐洲的東部和南部，目前核桃在北美、北非東亞等地區(qū)也有廣泛栽培。作為核桃生產(chǎn)大國，我國現(xiàn)有核桃栽培面積和年產(chǎn)量分別為200萬hm2和50萬t，穩(wěn)居世界第一[2]，且收獲面積及產(chǎn)量逐年平穩(wěn)增加[3]。

傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為，核桃生性溫和、味道甘甜并且無毒無害，在疾病治療過程中有健胃補血和潤肺養(yǎng)神的奇效[4]。20世紀(jì)末以來，西方學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，核桃在預(yù)防和治療2型糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和癌癥等方面均有良好效果。為了能夠盡可能地挖掘核桃對機(jī)體的保健功效，本文就近年來國內(nèi)外關(guān)于核桃營養(yǎng)成分和保健功能的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為之后核桃營養(yǎng)保健食品的深入開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 核桃的營養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)

核桃仁中蛋白質(zhì)的含量一般為15%，最高可達(dá)29.7%，不同地區(qū)和不同變異類型核桃的蛋白質(zhì)含量存在一定差異。根據(jù)蛋白溶解度的不同，核桃蛋白可分為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，含量最高的是谷蛋白(70.11%)，其次是球蛋白(17.57%)[5]。

核桃蛋白因含有18種氨基酸，且8種必需氨基酸種類齊全，且構(gòu)成與人體氨基酸模式近似而被美國農(nóng)業(yè)部評為優(yōu)質(zhì)蛋白[6]。核桃仁中含有較高比例的天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸，而賴氨酸含量相對較低，這一表現(xiàn)對人體的生理功能大有裨益[7]。谷氨酸在體內(nèi)能夠合成γ-氨基丁酸，后者可降低血氨濃度，促進(jìn)腦細(xì)胞呼吸，對由神經(jīng)衰弱、精神分裂等引起的記憶障礙、語言障礙和小兒智力的不完全發(fā)育等有治療作用，而精氨酸可以促進(jìn)人體內(nèi)蘇氨酸的循環(huán)，促進(jìn)肝臟合成尿素排除，具有解毒功能、恢復(fù)肝功能[8]、增強腎功能及防治性功能減退[9]的作用。近年研究發(fā)現(xiàn)，核桃蛋白中疏水性和酸性氨基酸較多[10]。此外，核桃蛋白消化率和凈蛋白比值較高。

1.2 脂肪

核桃種仁富含脂肪，約為60%～70%。不同品種及種植區(qū)域的核桃脂肪含量略有差異。葡萄牙6種核桃脂肪酸檢測結(jié)果顯示，核桃中脂肪含量達(dá)68.83%～72.14%[11]。脂肪酸成分中，不飽和脂肪酸占90%。其中，亞油酸和亞麻酸含量較高(約為72%)，而膽固醇的含量為0，這對促進(jìn)機(jī)體的健康具有特殊意義[12]。亞油酸、亞麻酸作為大腦必需的脂肪構(gòu)成其細(xì)胞骨架，含量較高時還可使血凈化血液，對心血管系統(tǒng)疾病起到預(yù)防作用，有“動脈清道夫”之稱。馮春艷[13]對云南、北京和陜西當(dāng)?shù)睾颂疫M(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，三地的ω-3和ω-6不飽和脂肪酸比例依次為1∶8.14、1∶5.35和1∶9.63，這一結(jié)果恰好證實了核桃較好的必需脂肪酸構(gòu)成。一項研究顯示，當(dāng)ω-3和ω-6兩種不飽和脂肪酸比例為1∶4～1∶6時，對心腦血管疾病的預(yù)防作用達(dá)到最大[14]。一些調(diào)查還表明，以核桃作為低能量飲食替代品比傳統(tǒng)低脂肪飲食更具良好減肥效果。此外，核桃仁磷脂對腦組織也非常有益，有“天然腦黃金”之稱[9]。

1.3 碳水化合物和膳食纖維

碳水化合物在機(jī)體所必需的三大產(chǎn)能營養(yǎng)素中屬于經(jīng)濟(jì)、主要的能量來源，特別是大腦進(jìn)行運作時所必需的能量來源葡萄糖，只能由碳水化合物提供。Paynet[15]的研究表明，加利福尼亞核桃中碳水化合物含量為12.8%；Ravaim[16]的研究則顯示，核桃碳水化合物含量為13.1%；張慶祝等[20]對核桃進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)總糖含量為15.93%，還原糖含量為3.77%；可見不同地區(qū)、不同品種核桃中的碳水化合物含量存在差異。

膳食纖維能夠促進(jìn)人體胃腸的蠕動，防止便秘，在一定程度上能夠預(yù)防消化道腫瘤的發(fā)生。它作為一種功能性成分已被列入繼碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的第七營養(yǎng)素[18]。核桃是機(jī)體膳食纖維的良好補充來源，Savage G P等[19]對新西蘭的多品種核桃進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)睾颂疑攀忱w維含量為4.2%～5.2%；馮春燕[13]則對核桃膳食纖維的存在部位進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其主要存在于內(nèi)種皮，含量約為核桃仁的5倍。

1.4 維生素和礦物質(zhì)

核桃富含維生素。核桃種仁中維生素的含量尤其高，且種類豐富，能夠穩(wěn)定細(xì)胞膜，防止細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用。Payne T等[15-17]對100g核桃的維生素含量檢測，發(fā)現(xiàn)種仁中維生素含量由多到少分別是煙酸、泛酸、維生素B1、維生素B2和維生素B6。維生素E也稱“生育酚”，可以提高機(jī)體免疫力，清除自由基，是公認(rèn)的良好抗氧化劑，具有美容抗衰老功效，其中α-生育酚和γ-生育酚能夠協(xié)助治療前列腺癌。李大鵬等[20]檢測了核桃γ-維生素E含量，為4.74mg/100g。

核桃中富含鋅、鉻、錳等人體所必需的礦物質(zhì)元素，其中鋅元素是腦垂體的關(guān)鍵組分之一，能夠很好地治療高血壓和心血管疾病。馮春燕[13]的研究表明，核桃中鉀(135.58mg/100g)、鎂(64.29mg/100g)、鈣(55.59mg/100g)含量較高，核桃仁內(nèi)種皮的礦物質(zhì)元素含量約為核桃種仁的5倍。張建華等[21]對“大姚”核桃和“小油籠”核桃、早熟核桃成分進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)“大姚”核桃仁中礦物質(zhì)元素包括鉀、磷、鎂、硫等的含量均高于“小油籠”核桃和早熟核桃。

1.5 其他活性成分

核桃中除含有大量常見營養(yǎng)成分外，還含有許多功能性成分。Solara等[22]對核桃中酚類物質(zhì)檢測，發(fā)現(xiàn)核桃中酚類物質(zhì)有酚酸(香草酸、丁香酸、鞣花酸、綠原酸)、苯醌(胡桃醌、1，4-萘醌)和類黃酮(兒茶素、楊梅樹皮素)。馮春燕[13]的研究顯示，核桃內(nèi)種皮總酚含量為1.034g/100g，種仁含量為0.144/100g。另有研究表明，核桃內(nèi)種皮黃酮含量為種仁的5.33～7.18倍，平均含量為2.77g/100g[23]，由此可見，核桃內(nèi)種皮酚類和黃酮類含量較高，加工食用核桃時要注意保護(hù)內(nèi)種皮，充分保留黃酮、總酚的抗氧化功能。

褪黑激素是人體大腦松果體分泌的一種吲哚類激素，能夠自然誘導(dǎo)人體睡眠。老年人體內(nèi)因褪黑激素含量很低而出現(xiàn)很多睡眠障礙。Russell R J等[24]采用高效液相色譜法對核桃中褪黑激素進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)核桃中褪黑激素含量在2.5%～4.5%之間，表明核桃是褪黑激素的良好來源。有研究顯示，對動物進(jìn)行核桃喂養(yǎng)后，其血液中褪黑激素的含量可變?yōu)樵瓉淼?倍，抗氧化能力也隨之加強。此外，褪黑激素具有延緩人體衰老，延緩與年齡有關(guān)的神經(jīng)內(nèi)分泌疾病如帕金森癥、阿茲海默癥等的發(fā)生和抑制腫瘤等功效。

2 核桃的藥理作用、保健功能

2.1 健腦益智

張清安等[25]用核桃油對小鼠進(jìn)行為期2w的灌胃干預(yù)，發(fā)現(xiàn)適量核桃油不僅可促進(jìn)小鼠學(xué)習(xí)記憶，還能有效逆轉(zhuǎn)NaNO3和乙醇引起的記憶再現(xiàn)和構(gòu)建記憶保持障礙。Harandi等[31]通過注射東莨菪堿構(gòu)建損傷模型，發(fā)現(xiàn)預(yù)先飼喂4w核桃的實驗組有效恢復(fù)了記憶功能損傷，其機(jī)制可能與核桃降低乙酰膽堿酯酶(AChE)活性相關(guān)。樊永波等[27]用核桃餅粕對大鼠連續(xù)喂養(yǎng)60d，發(fā)現(xiàn)核桃餅粕能明顯提高大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力、改善大鼠的抗氧化功能、提高乙酰膽堿酯酶的活性，此外，精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸含量較高的核桃蛋白也是增強學(xué)習(xí)記憶功能的有效成分。有研究證實，從核桃中提取的以瓜氨酸為主要成分的多種氨基酸混合物對小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力有改善作用[28]。

飲用核桃植物蛋白飲料的人群實驗，實驗前后分別用臨床記憶量表評價記憶水平，結(jié)果表明，飲用植物蛋白飲料60d的受試者指向記憶年齡量表分均高于對照組，且在排除遷移學(xué)習(xí)和心理暗示影響后，實驗組明顯改善了圖像自由記憶、人像特點回憶和記憶商方面的記憶水平[29]。

認(rèn)知功能的年老化是受多因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)調(diào)查，核桃攝入較多者在簡單反應(yīng)時間(SRTT)、符號數(shù)字替換(SDST)、簡單數(shù)字學(xué)習(xí)(SDLT)、故事回憶(SRT)等神經(jīng)行為評估系統(tǒng)測試中均有更好表現(xiàn)，表明食用核桃對認(rèn)知功能有益處[30]。虞立霞等[31]研究了核桃對發(fā)育期小鼠認(rèn)知功能的改善作用，結(jié)果顯示，添加3%、6%核桃的飼料較不添加組能增加小鼠腦質(zhì)量，促進(jìn)腦發(fā)育，促進(jìn)之后的成年小鼠的學(xué)習(xí)記憶，并提高小鼠的興奮性及探索主動性。梁明等[32]對15月齡的SD雌性大鼠給予核桃酶解提取物進(jìn)行為期6個月的干預(yù)，發(fā)現(xiàn)核桃酶解提取物能夠明顯延遲老年大鼠的記憶力衰退，提高老年性大鼠大腦皮質(zhì)去甲腎上腺素(NE)、多巴胺(DA)含量而降低海馬中乙酰膽堿酯酶(AchE)水平以及外周血促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)和皮質(zhì)醇(CORT)含量。此外，Hicyilmaz等[33]發(fā)現(xiàn)，核桃補充攝入可以通過調(diào)節(jié)海馬中的NMDAR和脂質(zhì)過氧化水平來對認(rèn)知功能的下降起保護(hù)作用。

2.2 護(hù)肝作用

核桃具有良好的護(hù)肝作用，這可能與其抗氧化活性有關(guān)。Brugg B[34]用乙醇誘導(dǎo)了小鼠慢性肝臟損害模型，進(jìn)行核桃飲食干預(yù)后，檢測血清發(fā)現(xiàn)，10%核桃飼料組小鼠的丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、乳酸脫氫酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)肽酶含量均較低，丙二醛和抗氧化體系間也達(dá)到了動態(tài)平衡狀態(tài)。Fink A等[35]研究發(fā)現(xiàn)，核桃在肝臟變性的病理變化過程中可以起到調(diào)節(jié)功效。研究者對Zucker肥胖鼠和瘦鼠分別進(jìn)行了14%的豬油膳食和14%、8%的核桃油膳食干預(yù)，發(fā)現(xiàn)與前者相比，14%的核桃油膳食能顯著降低胖鼠的肝臟脂肪、甘油三酯含量，下調(diào)脂蛋白脂肪酶的倍俠核糖核苷酸的表達(dá)，上調(diào)瘦鼠和胖鼠微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)移蛋白mRNA的表達(dá)，同時降低了膽固醇含量。該結(jié)果表明，核桃油是非酒精導(dǎo)致的肝臟變性、脂肪肝發(fā)生過程中的調(diào)節(jié)因子，能夠通過上調(diào)甘油三酯轉(zhuǎn)移蛋白基因的表達(dá)有效抑制肝臟脂肪的累積。

2.3 降糖作用

李麗等[36]采用釀酒酵母模型和T2DM動物模型評價核桃蛋白及多肽降血糖活性，結(jié)果表明，在2種模型中，核桃多肽的降糖活性均優(yōu)于核桃蛋白，實驗結(jié)果在很大程度上表現(xiàn)出一致性。此外，有研究以一定量的核桃喂養(yǎng)STZ建模的小鼠6w后對小鼠體重、血糖及相關(guān)性激素進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的性激素均有下調(diào)的趨勢[37]。Ghorbani 等[38]給STZ建模的雄性Wistar小鼠飼喂核桃一段時間后發(fā)現(xiàn)能夠明顯控制實驗組鼠體重減輕，并有較好的降糖作用。Ma Y Y等[39]對2型糖尿病患者以核桃干預(yù)觀察其內(nèi)皮功能，發(fā)現(xiàn)核桃可以改善2型糖尿病患者血管舒張功能。此外，有研究顯示，每周吃2次核桃的個體，2型糖尿病患病危險性會降低24%[40]。

2.4 降血脂作用

Choi等[41]進(jìn)行為期20w的動物實驗(n≥6)，評估了核桃飲食對高脂飲食引起的脂肪肝的保護(hù)作用。結(jié)果顯示，核桃飲食干預(yù)后，小鼠肝臟甘油三酯顯著下降。核桃的添加改變了與肝臟脂質(zhì)平衡相關(guān)的蛋白質(zhì)水平，增加AMP蛋白激酶磷酸化，降低脂肪酸合酶(FAS)水平，并降低過氧化物酶體增生物活化受體-α(PPAR-α)含量。同時發(fā)現(xiàn)，攝入核桃可以降低脂肪肝小鼠脂肪組織中巨噬細(xì)胞的浸潤水平，抑制促炎基因的表達(dá)，從而抑制高脂飲食引起的脂肪組織炎癥和凋亡。

一項隨機(jī)交叉設(shè)計人群干預(yù)試驗中，受試者為20位奶蛋素食主義者，接受為期8w的飲食干預(yù)，干預(yù)物分別為富含ω-3脂肪酸的雞蛋(6個/w)、核桃(6×28.4g/w)及標(biāo)準(zhǔn)雞蛋(6個/w)，發(fā)現(xiàn)補充核桃引起紅細(xì)胞膜α-亞麻酸(ALA)含量增多，降低了血清甘油三酯、總膽固醇(TC)和Apo B濃度，以及TC/HDL比值[42]。Rajaram等[43]對25位正常至輕度高血脂受試者進(jìn)行3種等能量飲食干預(yù)，即對照飲食、核桃飲食(植物ω-3脂肪酸)及鮭魚飲食。采集血清分析顯示，食用核桃組的總膽固醇和LDL膽固醇顯著低于對照組，鮭魚組的甘油三酯降低而HDL膽固醇升高。另外，核桃組的TC/HDL-C、LDL-C/HDL-C比值均有升高。該研究表明，核桃中的植物脂肪酸及魚類中的動物脂肪酸均有降低血脂的作用，可有效地預(yù)防冠心病(CHD)。

2.5 抗氧化防癌作用

賈靖霖等[44]利用酸性、堿性、中性3種蛋白酶復(fù)合酶解脫脂后核桃渣分離出的核桃蛋白，并對酶解產(chǎn)物進(jìn)行抗氧化活性研究，結(jié)果顯示，核桃多肽能夠清除超氧陰離子自由基、羥基自由基以及DPPH自由基，且顯示一定的量效關(guān)系，表明核桃多肽具有一定的抗氧化能力。Chen等[45]發(fā)現(xiàn)，胃蛋白酶酶解物清除DPPH能力最強，其酶解產(chǎn)物抑制脂質(zhì)過氧化的能力與谷胱甘肽(GSH)相似，并發(fā)現(xiàn)在酶解產(chǎn)物中抗氧化性最強的肽序列為Ala-Asp-Ala-Phe(423.23D)。另有研究表明，對底紋脫脂核桃粕進(jìn)行堿提得到的核桃肽抗氧化活性和得率分別是0.85±0.01、32.55%，微波預(yù)處理得到的核桃肽抗氧化活性和得率分別是0.86±0.03、34.63%，高于直接酶解得到的核桃肽抗氧化活性和得率[46]。

許典等[47]發(fā)現(xiàn)，核桃粕經(jīng)黑曲霉發(fā)酵而產(chǎn)生的低分子質(zhì)量多肽對人小腸癌細(xì)胞(Caco-2)的增殖有較強的抑制作用。分子質(zhì)量<5ku的發(fā)酵多肽組分對Caco-2細(xì)胞的抑制作用最強，同時該樣品對人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)增殖也有顯著的抑制作用。有研究表明，核桃中的γ-生育酚具有抗氧化功效，還可抑制前列腺癌和肺癌細(xì)胞的增殖[48]。核桃褪黑激素可以通過膜受體、核受體影響細(xì)胞間通訊聯(lián)系和細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而直接抑制癌細(xì)胞的生長，此外，它也可以通過使一氧化氮合酶活性降低，導(dǎo)致一氧化氮含量下降，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞。對不同周齡轉(zhuǎn)基因前列腺癌細(xì)胞增殖速率機(jī)理的研究表明，核桃膳食可以抑制前列腺癌細(xì)胞增殖，同時降低血漿類胰島素生長因子(IGF-1)和膽固醇[49]的含量，影響機(jī)體能量代謝。

2.6 預(yù)防心血管疾病作用

有研究表明，每日食用核桃能夠?qū)π呐K病發(fā)生起到良好的預(yù)防作用[50-51]。在心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生過程中，核桃主要通過降低機(jī)體膽固醇、減少血管炎癥和改良動脈功能發(fā)揮作用。食用核桃可以明顯降低血管內(nèi)C-激動蛋白(CRP)和有害血小板黏附分子，減少動脈炎癥的發(fā)生[52]。一項美國的研究顯示，核桃可使膽固醇酯的凝聚程度降低，促進(jìn)動脈血小板發(fā)育，還可以通過降低動脈內(nèi)皮素活性而提高內(nèi)皮細(xì)胞功能[53]。

Wang等[54]采用0.05g/kg·BW劑量的核桃蛋白酶解物干預(yù)自發(fā)性高血壓大鼠后，干預(yù)組大鼠的收縮壓(SBP)大幅降低，表明核桃蛋白酶解物具有降低血壓的作用[54]。許慧嬌[55]采用體外模擬方法檢測核桃蛋白肽的降血壓活性，發(fā)現(xiàn)分子量小于1 000D的中性蛋白酶酶解物和堿性蛋白酶酶解物對血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)的抑制率分別最高達(dá)88.42%和73.13%。Liu等[56]發(fā)現(xiàn)，去脂核桃中ACE抑制活性最強的肽P-2a2，半抑制濃度IC50為25.67 μg/mL，提示核桃肽P-2a2可被應(yīng)用于具有降壓活性的功能食品。

2.7 其他作用

研究顯示，核桃可能對機(jī)體的體質(zhì)量有一定的調(diào)節(jié)功能[57]。一項對微胖參試者(BMI>25，有代謝綜合征的早期表現(xiàn))進(jìn)行的為期8w的“核桃營養(yǎng)餐研究”中，飲食中多加56 g核桃的核桃組參試者的心臟病和糖尿病的發(fā)生率明顯降低，且體質(zhì)量無繼續(xù)增加，表明核桃具有調(diào)節(jié)體質(zhì)量的功能。

對117名健康青年男性進(jìn)行核桃膳食干預(yù)，12w后發(fā)現(xiàn)添加75g/d全殼核桃的受試者精子活力、運動性和形態(tài)都有改善[58]。段心妍[59]的實驗證明，核桃肽可以有效促進(jìn)雄性SD大鼠體力疲勞的恢復(fù)。賈靖霖等[60]發(fā)現(xiàn)，核桃蛋白可降低小鼠血乳酸和尿素氮的含量，而顯著升高肌糖元和肝糖原含量，表明核桃蛋白有一定的抗疲勞功效。核桃仁蛋白提取物酶解物能夠有效抑制機(jī)體的大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌(最小抑菌濃度分別為50%、50%、60%)[61]。

3 展望

目前，國內(nèi)食用核桃的比例明顯低于我國應(yīng)有的巨大消費市場。究其原因，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)核桃深加工的方式有限。因此，應(yīng)加強對核桃深加工產(chǎn)品的開發(fā)和利用，使核桃的活性成分和保健功效充分發(fā)揮，進(jìn)而促進(jìn)我國核桃產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展?！?/p>