19種不同產(chǎn)地核桃的營養(yǎng)成分及脂肪酸的分析比較研究

余啟明，謝代祖，蔡錦源，*，韋藝，韋坤華，盧長江，韋林，李運飛，韓俊嚴，*，侯小利

（1.河池市林業(yè)科學(xué)研究院，廣西河池547000；2.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，廣西柳州545616；3.廣西藥用植物園廣西藥用資源保護與遺傳改良重點實驗室，廣西南寧530023）

核桃（Juglans regia L.），胡桃科核桃屬植物，原產(chǎn)于東亞、歐洲東南部及北美地區(qū)，與扁桃、腰果和榛子是世界四大干果[1]，在我國，核桃栽培歷史已有幾千年，核桃種類繁多，已達380 余種[2]。核桃種植分布在全國24 個省，種植面積和產(chǎn)量均位列世界第一[3]，且種植規(guī)模和產(chǎn)量仍在擴大。核桃為藥食兩用植物資源，其營養(yǎng)豐富，據(jù)《本草綱目》記載，核桃具有補氣養(yǎng)血、潤噪痰和益命門等效果，是良好的滋補品。核桃有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、生育酚、黃酮和多酚類物質(zhì)，有健腦益智、護肝、降糖、降血脂、抗氧化和預(yù)防心血管疾病等作用被廣泛關(guān)注和研究[4]。

廣西為核桃原產(chǎn)地之一，主要分布在河池市、百色市、柳州市和賀州市等21 個市縣，河池鳳山和白色市樂業(yè)縣為廣西核桃規(guī)?；N植的主要區(qū)域[5]，河池市利用資源條件優(yōu)勢，將核桃產(chǎn)業(yè)列為當?shù)亻_發(fā)扶貧攻堅行動的重點產(chǎn)業(yè)[6-7]，目前主要推薦品種有大泡核桃、長山核桃和云新系列早實核桃。然而廣西核桃面臨缺乏良種、接穗供應(yīng)困難以及合格嫁接苗缺口大等問題，需要大量的研究進行驗證、推廣核桃種植[8]。本研究旨在對從廣西區(qū)內(nèi)以及云南省不同產(chǎn)地采集的19 個核桃品種的果品質(zhì)量、理化成分、核桃油脂肪酸組成和含量進行測定分析，為篩選出有特色的優(yōu)良核桃品種提供理論基礎(chǔ)，有利于進一步推進廣西核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

核桃樣品均為河池市核桃研究所提供，包括廣西：鳳山頂貓（FSDM）、月里巴峨（YLBE）、南丹播鳥（NDBN）、南丹中堡（NDZB）、鳳山同樂（FSTL）和金城紫（JCZ），云南：漾雜母樹（YZMS）、漾雜高發(fā)（YZGF）、大泡（DP）、娘青（NQ）、云新（YX）、漾雜 2（YZ2）、三臺（ST）、漾雜無性（YZWX）、漾江光明（YJGM）、漾雜永平1（YZYP1）、漾雜永平 2（YZYP2）、漾雜光明（YZGM）和龍佳（LJ）；石油醚、濃硫酸、乙醇、正己烷、氫氧化鉀、甲醇、硼酸、氫氧化鈉（均為國產(chǎn)分析純）：廣東光華科技股份有限公司；37 種混合脂肪酸標準品（CRM47885）：Sigma 公司。

CP114 電子分析天平：奧豪斯儀器有限公司；FW100 高速萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；HH-S21-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋：江蘇金怡儀器科技有限公司；101-1 型電熱鼓風干燥箱：滄州華韻實驗儀器有限公司；SX-12-10 馬弗爐：上海洪紀儀器設(shè)備有限公司；GC2010PLUS 氣相色譜儀：日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品前處理及測定流程

樣品前處理及測定流程見圖1。

圖1 樣品處理及測定過程Fig.1 Sample pretreatment and determination process

1.2.2 平均果重量、橫徑和出仁率

按照GB/T20398-2006《核桃堅果質(zhì)量等級》進行測定橫徑、果重并計算出仁率。

1.2.3 理化成分分析

水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪分別依據(jù)GB 5009.238-2016《食品安全國家標準食品水分活度的測定》、GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》、GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》和GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中粗脂肪的測定》。

1.2.4 脂肪酸含量測定

取0.1 g 核桃油樣品，用0.5 mol/L 氫氧化鉀甲醇溶液進行甲酯化（80 ℃，水浴反應(yīng)2 h），取上層液進行分析，采用GB 5009.168-2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》進行測定，并依據(jù)面積歸一化法，使用Sigma 公司的37 種脂肪酸甲酯混合標準品進行脂肪酸分析及含量計算。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

平均果重、橫徑和出仁率均隨機抽取50 粒進行測定，計算平均值。理化成分和脂肪酸含量的測定均獨立進行3 次重復(fù)試驗，最終數(shù)據(jù)處理采用SPSS 18.0 軟件進行單因素方差分析（One-Way ANOVA）和Duncan多重比較檢驗，當結(jié)果的p＜0.05 時，則被認為有顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃的果品品質(zhì)和理化成分測定結(jié)果

19 種不同產(chǎn)地核桃樣品的理化成分和果品品質(zhì)測定的結(jié)果如表1 所示。

由表1 可知，各核桃樣品的果品品質(zhì)和理化成分均存在差異，橫徑范圍在27.11 mm ～33.36mm 之間，出仁率為45.16%～57.78%。各樣品核桃仁中水分含量為2.11%～4.07%，灰分含量為1.23%～1.97%，粗蛋白含量為12.43%～21.03%，粗脂肪含量為62.21%～71.02%。其中鳳山頂貓核桃的粗脂肪含量最高（p＜0.05），且出仁率排在第二。以核桃全果計算所得到的總脂肪得率如圖2 所示。

表1 19 個核桃品種的成分及物理特性Table 1 Proximate composition and physical characteristics of 19 different cultivars of walnuts

圖2 19 種由核桃全果計算得到的油脂得率Fig.2 Total oil yield calculated from whole walnuts of 19 different cultivars

由圖2 可知，各樣品之間的總脂肪得率也存在著顯著差異，其中鳳山頂貓的總脂肪得率顯著高于其余各組（p＜0.05），其次為云新。根據(jù) GB/T20398-2006《核桃堅果質(zhì)量等級》判斷，水分含量均為8%以下。19 種核桃中，除南丹中堡以外，脂肪含量均大于65%，在分級指標中屬于特級標準，其中，鳳山頂貓的脂肪含量最高達到71.02%。蛋白質(zhì)含量的結(jié)果顯示，除幾個品種在II 級，其余大部分品種都大于14%，滿足I 級或特級的標準。橫徑的結(jié)果表明，南丹中堡最小（27.11 mm），娘青為27.75mm，均處在III 級品（≥26 mm）的標準；其余的品種均在II 級（≥28 mm）標準以上，大多數(shù)樣品均高于I 級或特級（≥30 mm）標準。本試驗所有核桃出仁率的結(jié)果顯示，均高于II 級（≥43%）標準，16各品種的出仁率高于I 級（≥48%）標準，6 各樣品高于特級（≥53%）標準。

在Yerlikaya 等[9]的研究中所得到的結(jié)果為水分（1.91%～%4.48%）、灰分（1.53%～1.99%）、粗蛋白（10.58%～18.19%）和粗脂肪（61.32%～69.35%）。另一研究結(jié)果表明，脂肪為68.83%～72.14%、粗蛋白為14.38%～18.03%[10]。在37 種不同核桃中，所測得的總脂肪含量范圍在56.8%～70.88%之間[11]。杜天宇等[12]測定的核桃樣品的橫徑、出仁率和脂肪酸含量范圍分別為 30.4 mm～48.2 mm、42.95 %～64.06 %和 58.81 %～72.93%；云南的11 個核桃樣品的橫徑、出油率和出仁率分別為 26.63 mm～40.85 mm、39.80 %～70.59 %和35.61%～56.58%[13]；西藏的33 種核桃樣品的橫徑、出油率和出仁率分別為30.1 mm～39.9mm、61.7 %～69.6 %和28%～64%[14]。但是，在本研究中的核桃品種中，小個頭的核桃品種也有一些出仁率等指標均高于《核桃堅果質(zhì)量等級》規(guī)定的特級標準。綜合文獻的結(jié)果，盡管本研究中的核桃果實大小要小于其他研究的結(jié)果，但出油率以及出仁率基本與其他文獻報道的結(jié)果相近，并且處于中等偏上的水平內(nèi)。另外，在本研究中，根據(jù)核桃的毛重、出仁率和出油率數(shù)據(jù)換算出的脂肪得率結(jié)果也表明，鳳山頂貓、云新、月里巴峨、南丹中堡、大泡和漾江光明的核桃品種屬于優(yōu)良品種，僅就脂肪得率而言，與其他研究報道的優(yōu)良品種相比，廣西與云南均有較優(yōu)良的核桃品種。

2.2 核桃的脂肪酸分析結(jié)果

利用氣相色譜進行的19 種核桃仁的脂肪酸成分分析結(jié)果見表2。

表2 19 個核桃品種果仁中的油脂脂肪酸含量（相對百分比）Table 2 Fatty acid contents（relative percent）of oil extracted from the kernels of 19 different cultivars of walnuts

續(xù)表2 19 個核桃品種果仁中的油脂脂肪酸含量（相對百分比）Continue table 2 Fatty acid contents（relative percent）of oil extracted from the kernels of 19 different cultivars of walnuts

由表2 可知，按照37 種脂肪酸混標樣品的圖譜可鑒定出9 種脂肪酸，且這些脂肪酸占總含量的98.7%～99.3%之間，另外有一些脂肪酸未能鑒定出種類。亞油酸（C18：2）是核桃油脂肪酸中最主要的成分，占比在核桃油的43.59%～62.50%。其余核桃油的占比由大到小排序分別為：油酸（C18：1）為 18.08 %～42.68 %，亞麻酸（C16：0）為 2.36 %～9.22 %，棕櫚酸（C16：0）為3.98%～7.84%，硬脂酸（C18：0）為 2.03%～3.97%，剩余的占比小于0.5%，依次為花生烯酸（C20：1），棕櫚油酸（C16：1），花生酸（C20：0），珠光脂酸（C17：0）。各種脂肪酸的分布情況根據(jù)核桃品質(zhì)的不同各有差異，從核桃仁重量計算得到的結(jié)果，亞油酸含量最高的核桃品種是漾雜光明，達到62.50%（p＜0.05），并且亞油酸的占比也是高于其他品種（p＜0.05）。油酸含量最高的兩組是金城紫的42.68 %和龍佳的41.23 %（p＜0.05），然而該兩種核桃的亞油酸含量為所有品種中最低，分別為 46.36%和 43.59%（p＜0.05）。

本試驗所得到的核桃仁油的主要脂肪酸成分測定結(jié)果與一些文獻研究的基本相同。在Simsek 等[15]的研究中，亞油酸為10 種不同核桃油中含量最高的脂肪酸（50.24%～60.6%），第二位的是油酸（20.7 %～28.33%），第三位的是亞麻酸（5.04%～10.93%），其余的為棕櫚酸（1.8%～5.53%）和硬脂酸（1.17%～2.22%）。Zhai 等[16]對11 種新疆核桃品種脂肪酸進行測定的結(jié)果表明，所測得的脂肪酸含量從大到小的排序依次為：亞油酸（57.58%～67.70%）＞油酸（13.13%～18.85%）＞亞麻酸（9.68%～19.17%）＞棕櫚酸（5.05%～6.51%）＞硬脂酸（0.65%～2.58%）。Li 等[11]的試驗結(jié)果也與本試驗的結(jié)果相近，亞油酸為51.23 %～66.48 %），油酸為11.78%～31.62%），亞麻酸為6.5%～12.33%），棕櫚酸為4.98%～8.73%，硬脂酸為2.11%～3.74%。另外在其他的一些文獻中所得到的試驗結(jié)果，與本試驗的結(jié)果基本相類似[15-21]，亞油酸的成分占核桃油45 %～65 %左右，油酸的含量在11%～30%左右，本試驗中的金城紫和龍佳中單一不飽和脂肪酸（油酸）的含量均明顯的高于其他的試驗品種（p＜0.05），并且在其他研究中，涵蓋各個產(chǎn)地的核桃品種的分析結(jié)果均未見類似品種，這有可能與這兩種品種所處的特殊地貌，或者由于這兩種為特殊品種。此外，由本試驗的各種核桃品種的亞麻酸數(shù)據(jù)可知，與我國山西（晉中）（6.5%～12.33%）[11]、新疆（9.68%～19.17%）[16]和甘肅（10.11%～23.06%）[22]產(chǎn)地的核桃，以及土耳其（10.93%～15.04%）[15]和伊朗（10.48%～12.04%）[23]產(chǎn)地的核桃相比，均屬于中下水平，原因可能是本試驗測定的核桃樣品的脂肪酸成分受核桃品種，施肥條件，生長地域、氣候和土壤等因素影響。此外，脂肪酸成分含量還受核桃果實的成熟程度，果實在樹上生長的位置以及種子采收后的儲藏條件等因素的影響[24]。

2.3 核桃中各種脂肪酸類型分析結(jié)果

19 種不同核桃樣品中脂肪酸類型的分析結(jié)果如表3 所示，其中包括了由核桃仁中所占比重計算得到的脂肪酸類型的分析結(jié)果和由核桃全果中所占比重計算得到的結(jié)果。

1）核桃仁中脂肪酸含量的比例，2）核桃全果中脂肪酸含量的比例。

由表3 可知，核桃仁中不飽和脂肪酸的含量在87.95%～91.72%之間，飽和脂肪酸的范圍在7.47%～10.85%，單一不飽和脂肪酸的含量范圍是18.35%～43.00%，多價不飽和脂肪酸的含量在48.72%～71.71%之間。各種核桃中的ω6/ω3 的含量比值在6.56～19.63之間，這一比值最小的核桃樣品是娘青，最大的是金城紫（p＜0.05）。單一不飽和脂肪和多價不飽和脂肪在各個不同樣品中的差異顯著，兩種含量最高的組分別為金城紫和漾雜光明（p＜0.05）。

表3 19 個核桃品種的果仁或全核桃中油脂的脂肪酸含量比例（相對百分比）Table 3 Proportion of fatty acid contents（relative percent）of oil extracted from the kernels or whole walnuts of 19 different cultivars of walnuts

把各種不同品種的核桃按照由全果所得到的脂肪酸的凈得率如表3 中的數(shù)據(jù)所示。核桃干果計算得到的各種類型的脂肪酸含量范圍為：飽和脂肪酸（2.24%～4.19%）、不飽和脂肪酸（27.42%～36.78%）、單一不飽和脂肪酸（5.76%～14.13%）、多價不飽和脂肪酸（15.02%～25.65%）。由核桃全果計算得到的數(shù)據(jù)與核桃仁的數(shù)據(jù)排序分布情況不相同，并且各組間也存在這明顯的差異（p＜0.05）。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量最高的核桃品種分別為云新和鳳山頂貓。單一不飽和脂肪酸的含量最高的核桃品種為龍佳（p＜0.05），云新核桃中所含有的多價不飽和脂肪酸顯著的高于其他品種（p＜0.05）。

本研究中，核桃仁中USA 含量最高的是JCZ（p＜0.05），但與其他品種的差距不大，均在2%上下浮動。然而，通過核桃全果換算后鳳山頂貓的USA 含量最高（p＜0.05），各個品種間存在著較大差異，在9%上下浮動。核桃仁中PUFA 含量最高的核桃品種為漾雜光明，而核桃全果中的PUFA 含量最高的則是云新核桃，YZGM 僅排第9。通過核桃全果換算，所得數(shù)據(jù)更能直觀的反應(yīng)不同核桃品種的各類型脂肪酸含量的差異。USA 含量排名前三位為鳳山頂貓、云新和月里巴娥，PUFA 排名前三位為云新、南丹中堡、鳳山頂貓。核桃富含的 C18：2（ω3）和 C18：3（ω6）是人的必需脂肪酸，具有抗癌、肥胖的預(yù)和對人體脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)等作用[11]。Simopoulos[25]研究發(fā)現(xiàn) ω6/ω3 為 4-6 對心腦血管的預(yù)防作用可達最大化，10 以下也有一定的預(yù)防作用。Simopoulos[26]研究還發(fā)現(xiàn) ω6/ω3 為 1-2 對肥胖的預(yù)防作用最為明顯。本研究所得ω6/ω3 最低的前三位的樣品為娘親、漾雜光明、龍佳。

3 結(jié)論

19 種核桃樣品的水分、灰分、蛋白質(zhì)的含量均與文獻報道以及國標規(guī)定的范圍相符，樣品間的蛋白質(zhì)含量有明顯差異（p＜0.05）。除南丹中堡外，各核桃的脂肪酸含量均大于62%，鳳山頂貓的脂肪酸含量最高。出仁率的差異較明顯，鳳山頂貓的總出油率最高（p＜0.05），云新次之。核桃仁的脂肪酸含量存在差異，脂肪酸含量依次為 C18：2、C18：1、C18：3、C16：0 和 C18：0。首次發(fā)現(xiàn)金城紫和龍佳的油酸含量均明顯高于其他品種，而亞油酸含量均明顯低于其他品種。核桃仁中，鳳山頂貓的 UFA 含量最高（p＜0.05），龍佳的 MUFA 含量最高（p＜0.05），云新的 PUFA 含量最高（p＜0.05）。核桃全果換算后，UFA 前三的品種為鳳山頂貓、云新和月里巴娥；PUFA 前三為云新、南丹中堡、鳳山頂貓。按ω6/ω3 比值進行分析，ω6/ω3 最低的前三位的樣品為娘親、漾雜光明、龍佳。通過對19 種核桃樣品的成分進行含量測定，依據(jù)核桃仁的脂肪酸含量或全果的脂肪酸含量或ω6/ω3 結(jié)合脂肪酸類型進行分析排位，均可作為篩選優(yōu)良核桃品質(zhì)的依據(jù)，且篩選結(jié)果的排位有一定差異，可為廣西和云南產(chǎn)核桃品種的篩選研究提供參考。