核桃的營(yíng)養(yǎng)成分及其對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)保健功效的研究進(jìn)展

吳道勛，黃靖暉，苗圣楠，張 丹，李 瑤

(滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，云南大理 671006)

核桃(JuglansregiaL.)在中國(guó)被稱(chēng)為羌桃、胡桃，與扁桃、腰果、榛子并稱(chēng)為“四大干果”。核桃在世界各地都有所種植，其原產(chǎn)于亞洲、南歐以及西亞等地區(qū)的部分地區(qū)，現(xiàn)在，中國(guó)也已成為核桃生產(chǎn)大國(guó)，并在本土培養(yǎng)出多個(gè)核桃品種，產(chǎn)量穩(wěn)步提升。核桃作為藥食兩用的植物資源，對(duì)于人體健康的維持和改善也有積極作用。研究表明，核桃仁中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括人體所必需的氨基酸、碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)，還含有多酚類(lèi)、糖類(lèi)、褪黑素、黃酮類(lèi)及鐵、錳、鋅等多重微量元素與膳食纖維等。具有健腦益智、延緩細(xì)胞衰老以及增強(qiáng)免疫力的功效，并且對(duì)神經(jīng)衰弱、冠心病、高血壓、胃病和肺氣腫也有一定的輔助療效[1-2]。

該研究分類(lèi)闡述核桃營(yíng)養(yǎng)成分與其在腦部及神經(jīng)方面的功能效果，將其作為研究基礎(chǔ)，為后續(xù)研究人員對(duì)核桃的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與利用提供相應(yīng)的研究思路和科學(xué)依據(jù)。

1 核桃的營(yíng)養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)核桃蛋白因具有優(yōu)良的精凈蛋白比值和消化率而成為食物優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源，其蛋白質(zhì)含量約為15%左右(最高29%)，主要包括谷蛋白(占總量的70.11%)、球蛋白(占總量的17.57%)、清蛋白(占總量的6.81%)和醇溶谷蛋白(占總含量的5.33%)4種[3]；王翼平等[4]于1995年通過(guò)凱氏測(cè)氮法測(cè)得核桃中蛋白質(zhì)含量為28.100 g/100 g，并通過(guò)Beckman6300氨基酸分析儀測(cè)得氨基酸含有17種，總量為27.189 g/100 g，還得知其必需氨基酸的含量為：谷氨酸>精氨酸>天冬氨酸。楊永濤等[5]應(yīng)用模糊識(shí)別法計(jì)算得出核桃蛋白總氨基酸含量在 343.22～985.99 mg/g，必需氨基酸占氨基酸總量的30%～41%，氨基酸比值系數(shù)分67.02%～87.98%，其蛋白與模式蛋白較為貼近，這說(shuō)明核桃蛋白的氨基酸被吸收率更高，效果更加顯著，更適合人體吸收；除核桃仁外，核桃植株的其他部分蛋白質(zhì)含量也很高，如核桃花的蛋白質(zhì)含量為18.78%，氨基酸中的必需氨基酸占氨基酸總量的41.27%，比重較高的為色氨酸和谷氨酸[6]；花粉中的蛋白質(zhì)含量更是高達(dá)25.38%[7]。

1.2 脂肪研究顯示[8]，核桃脂肪含量高且穩(wěn)定，平均為65.3%，變異系數(shù)為 3.1%，同時(shí)檢出了棕櫚酸、硬脂肪酸、油酸、亞油酸、α-亞麻酸5種脂肪酸，平均含量(含量范圍)是：61.4%(38.7%～70.0%)、22.5%(11.1%～49.4%)、7.7%(3.9%～11.4%)、6.4%(4.3%～8.2%)、2.0%(1.5%～3.6%)。不飽和脂肪酸的平均含量達(dá)91.60%，必需脂肪酸的平均含量達(dá)69.10%；其主要成分是α-亞麻酸(ALA)、亞油酸(LA)等不飽和脂肪酸，大約占脂肪總量的90.00%，其中，亞油酸在核桃中的占比為60.30%，是普通菜籽油的3～4倍[9]；該脂肪酸有許多積極作用和功能效果，因其內(nèi)部成分不含膽固醇，對(duì)血管的軟化以及高血壓的預(yù)防有積極作用，故有“動(dòng)脈清道夫”之稱(chēng)；核桃中的亞油酸和亞麻酸在人體中可以通過(guò)一系列連續(xù)的去飽和以及伸長(zhǎng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為必需的不飽和脂肪酸，如肝臟中的EPA(20：5n-3)和DHA(22：6n-3)等，以滿(mǎn)足人體代謝機(jī)能的基本需要[10]；而核桃仁作為大腦優(yōu)秀的“管家”，有“天然腦黃金”之稱(chēng)[11]。

1.3 維生素除脂肪和核桃蛋白外，核桃仁中還富含維生素B、維生素C以及硫胺素、核黃素和抗壞血酸等多類(lèi)維生素，是多種維生素的良好食物來(lái)源。Payne[12]測(cè)得100 g的核桃含有抗壞血酸、硫胺素、核黃素、煙酸、泛酸、葉酸、視黃醇、維生素B6、生物素的含量分別為5.600、0.330、0.240、123.000、90.000、0.080、0.023、0.750、0.040 mg；而Raval[13]同樣對(duì)100 g核桃進(jìn)行含量測(cè)定，其成分與含量為抗壞血酸0.880 mg、硫胺素0.300 mg、核黃素0.100 mg、煙酸0.820 mg、泛酸0.450 mg、葉酸0.056 mg、維生素B60.440 mg。Savage等[14]運(yùn)用毛細(xì)管氣相色譜分析法測(cè)得每100 g核桃中含有α、β、γ 3種生育酚，其含量分別為14.80～28.70 μg、1.00～8.27 μg和206.90～355.00 μg；維生素E對(duì)于人體自由基的侵入有很好的抵御作用，可提高人體抗衰老能力，達(dá)到美容養(yǎng)顏的效果，作為其同系物的α-生育酚和γ-生育酚在抑制前列腺癌、改善機(jī)體免疫力和保障機(jī)體功能正常運(yùn)行等方面具有積極作用；且在油脂過(guò)氧化的時(shí)候發(fā)揮主要作用，被用作優(yōu)質(zhì)抗氧化劑。

1.4 礦物質(zhì)核桃中營(yíng)養(yǎng)成分多樣，種類(lèi)繁多，其礦物質(zhì)元素豐富，主要包括磷、鉀、鈣、鎂、錳、銅、鐵、鋅等[15]；Lavedrine等[16]通過(guò)原子吸收分光光度法對(duì)100 g源自法國(guó)和加利福尼亞的2種核桃進(jìn)行成分分析發(fā)現(xiàn)，其礦物質(zhì)含量從高到低依次為鉀(487、372 mg)>鎂(191、134 mg)>鈣(91、58 mg)>錳(4.3、3.3 mg)>鐵(1.8、2.3 mg)>鋅(1.9、1.6 mg)>銅(1.2、1.4 mg)>鈉(0.4、6.7 mg)，且不同的種類(lèi)、種植地區(qū)和氣候還有土壤因子對(duì)核桃種仁品質(zhì)的影響都非常巨大，其中土壤中含有的有效磷對(duì)于核桃粗脂肪含量具有一定影響，且其粗蛋白與礦物質(zhì)元素的含量也與土壤的機(jī)質(zhì)，酸堿性和水解氮含量有關(guān)[17]。此外，核桃花粉中鉀、鋅、硒含量也較高，可作為天然的營(yíng)養(yǎng)保健品。

1.5 碳水化合物和膳食纖維碳水化合物作為一種可以為人體提供營(yíng)養(yǎng)的廉價(jià)營(yíng)養(yǎng)素，是生命結(jié)構(gòu)細(xì)胞的主要構(gòu)成成分，就機(jī)體攝取利用情況來(lái)看通?？梢苑譃閮纱箢?lèi)：?jiǎn)翁腔螂p糖和纖維素。經(jīng)多方試驗(yàn)證明，核桃中含有碳水化合物，Payne[12]通過(guò)測(cè)得其碳水化合物含量為12.8%；Raval[13]測(cè)得核桃中13.1%為碳水化合物，且有“粗纖維”之稱(chēng)的膳食纖維也在核桃的營(yíng)養(yǎng)成分中占據(jù)一席之地(含量為4.2%～5.2%[18])，作為新晉第七大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，雖然不能為人體所吸收但在一定程度上對(duì)機(jī)體腸蠕動(dòng)有促進(jìn)作用，對(duì)于降低心腦血管疾病和癌癥疾病的發(fā)生率也有正面影響。馮春艷[19]進(jìn)一步對(duì)核桃相應(yīng)部位進(jìn)行測(cè)定得知核桃種皮的膳食纖維約相當(dāng)于5倍核桃種仁膳食纖維，由此可知核桃種皮也可作為膳食纖維的補(bǔ)充物質(zhì)的良好來(lái)源。

1.6 生物活性物質(zhì)核桃還含有許多生物活性物質(zhì)，比如豐富的多酚、植物甾醇等活性物質(zhì)，主要營(yíng)養(yǎng)成分包括槲皮素、金絲桃苷、扁蓄苷等。洪茜茜[20]分離鑒定了核桃分心木的抗氧化和鎮(zhèn)靜催眠活性成分，具體包括酚類(lèi)(2.39%～3.54%)和皂苷(1.86%～5.98%)等物質(zhì)；研究顯示[21]，核桃中的酚類(lèi)物質(zhì)主要包括3種，分別是酚酸、苯醌和類(lèi)黃酮，具體包括草酸、丁香酸、鞣花酸、綠原酸，胡桃醌、1，4-萘醌，兒茶素、楊梅樹(shù)皮素。且酚類(lèi)和黃酮類(lèi)主要分布在核桃內(nèi)種皮上，馮春艷[19]和余旭亞等[22]分別針對(duì)核桃內(nèi)種皮與種仁的酚類(lèi)與黃酮含量進(jìn)行測(cè)定，其總酚含量在核桃內(nèi)種皮中與核桃仁中分別為1.034與0.144 g/100 g；黃酮含量在核桃仁中為0.47%。王艷梅等[23]通過(guò)分光光度法測(cè)定出了存在于核桃隔膜中的黃酮含量為6.259%。數(shù)據(jù)顯示，核桃內(nèi)種皮黃酮含量為種仁的5.33～7.18倍，平均含量為2.77 g/100 g[24]，在核桃花中，也存在主要活性成分包括黃酮類(lèi)、三萜類(lèi)以及甾醇類(lèi)化合物，且核桃仁中含有豐富的褪黑素，有“黑夜荷爾蒙”之稱(chēng)，是由大腦松果體合成的。Reiter等[25]通過(guò)高效液相色譜法對(duì)核桃仁進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其褪黑激素含量在2.5%～4.5%，是極佳的自然來(lái)源。

2 核桃的神經(jīng)系統(tǒng)保健功效

2.1 保護(hù)神經(jīng)元作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物性生物活性化學(xué)物質(zhì)的豐富來(lái)源，核桃仁里含有如亞麻酸和亞油酸等大量不飽和脂肪酸，被證明能在年齡增加時(shí)保護(hù)大腦健康，預(yù)防心腦血管疾病、改善神經(jīng)系統(tǒng)功能[26]，此外核桃提取物還對(duì)多種壓力源具有神經(jīng)保護(hù)作用，Willis等[27]采用核桃油處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可通過(guò)抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化，從而保護(hù)細(xì)胞免受炎癥和氧化應(yīng)激的增加。同時(shí)，核桃中提取的EPA和DHA在維護(hù)大腦健康中都發(fā)揮著不可或缺的作用，能有效減少氧化應(yīng)激、改善免疫功能，在維持突觸可塑性、神經(jīng)元膜穩(wěn)定性、基因表達(dá)和神經(jīng)發(fā)生方面扮演重要角色；研究證實(shí)核桃仁中存在的多酚包括但不限于羥基肉桂酸，例如綠原酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸、阿魏酸和芥子酸，丁香酸、鞣花酸等氫苯甲酸等化合物，能夠促進(jìn)大腦的紋狀體和海馬體的神經(jīng)元鈣穩(wěn)態(tài)，而紋狀體和海馬體則對(duì)影響初級(jí)和次級(jí)記憶功能至關(guān)重要[28]。另有研究表明[29]，食用核桃能減弱餐后的氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而保護(hù)海馬神經(jīng)元細(xì)胞。

2.2 抑制腦功能衰退作用核桃分心木中存在黃酮及其抗氧化活性物質(zhì)，沙玉歡等[30]通過(guò)超聲波輔助堿液法測(cè)得其黃酮獲得率為14.15%；核桃分心木中提取的黃酮類(lèi)化合物在抑制腦功能衰退與激發(fā)腦部活力等方面具有積極作用，當(dāng)用黃酮類(lèi)化合物作用于因D-半乳糖誘導(dǎo)后的衰老小鼠時(shí)，其腦組織中EPA和DHA以及不飽和脂肪酸的含量明顯增加，小鼠的腦切片結(jié)果顯示對(duì)其海馬組織損傷也產(chǎn)生了一定的保護(hù)和修復(fù)作用。

謝東雪等[31]經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)證明，核桃青皮多糖提純得到的2種均一多糖(JPs-1-1和JPs-2-1)均具有較好的抗氧化活性，且其抗氧化活性的強(qiáng)弱與樣品濃度呈正相關(guān)。此外核桃內(nèi)種皮含蘆丁、沒(méi)食子酸、綠原酸等黃酮和多酚類(lèi)化合物，可通過(guò)清除細(xì)胞自由基和炎性介質(zhì)等方式來(lái)保護(hù)腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整[32]。

2.3 改善認(rèn)知能力增加堅(jiān)果尤其是核桃仁的攝入量，已被證明可顯著改善人群的認(rèn)知能力，核桃仁含不飽和脂肪酸、多酚、維生素E、磷脂和蛋白質(zhì)等改善記憶成分[33]。Nooyens等[34]的一項(xiàng)隊(duì)列研究報(bào)告提出，堅(jiān)果攝入量基礎(chǔ)值較高的人群通常伴隨處理速度、認(rèn)知靈活性、記憶力和整體認(rèn)知功能比其他人群更高的特點(diǎn)。Pribis等[35]選擇健康、認(rèn)知完整的年輕人作為研究對(duì)象，進(jìn)行了一項(xiàng)雙盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照的交叉研究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充核桃仁60 g/d，連續(xù)8周可顯著改善參與者的推理性語(yǔ)言推理能力；張清安等[36]證實(shí)適量的核桃油不僅能夠促進(jìn)小鼠的學(xué)習(xí)記憶，還能有效逆轉(zhuǎn) NaNO3和乙醇引起的記憶再生障礙，加強(qiáng)小鼠對(duì)記憶的保留能力；張偉等[37]發(fā)現(xiàn)，核桃青皮對(duì)于其改善認(rèn)知功能具有一定的作用，可能與其抗氧化、抗神經(jīng)炎癥、神經(jīng)保護(hù)、促神經(jīng)元生長(zhǎng)、改善腦血流等功能有關(guān)。Valizadeh等[38]發(fā)現(xiàn)，核桃青皮內(nèi)提取出的沒(méi)食子酸(GA)可以提高β-淀粉樣蛋白誘導(dǎo)的AD型癡呆癥大鼠的空間學(xué)習(xí)和記憶能力；Haider等[39]給大鼠口服核桃，為期28 d。通過(guò)高架十字迷宮(EPM)和徑向臂迷宮(RAM)評(píng)估大鼠的記憶功能。觀察到與對(duì)照相比，核桃處理的大鼠的學(xué)習(xí)和記憶有顯著改善，且口服核桃后，腦單胺分析顯示大鼠腦中血清素水平升高，研究表明，核桃可能通過(guò)增強(qiáng)大腦5-HT代謝發(fā)揮其低吞噬和促智作用。

2.4 預(yù)防治療神經(jīng)類(lèi)疾病在所有神經(jīng)類(lèi)疾病中，核桃在預(yù)防阿茲海默癥方面發(fā)揮的作用十分值得關(guān)注。給阿爾茨海默病(AD)大鼠分別灌胃核桃仁丙酮、乙醇、水提取物，行為學(xué)試驗(yàn)和神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果顯示核桃仁內(nèi)丙酮提取物對(duì)于改善記憶的效果最好，且可以很好地防治AD[40]。Muthaiyah等[41]研究表明，核桃仁中的多酚等抗氧化物質(zhì)能對(duì)抗β-淀粉樣蛋白引起的氧化應(yīng)激和細(xì)胞死亡，對(duì)于阿爾茨海默病具有治療作用。在華盛頓高地和因伍德哥倫比亞老齡化項(xiàng)目(WHICAP)和基于臨床觀察的預(yù)測(cè)研究2項(xiàng)縱向隊(duì)列研究中[42]，研究人員對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了為期平均4年的隨訪。結(jié)果表明，在阿茲海默癥早期階段，存在大于等于1種載脂蛋白4等位基因(APOE4)的患者與認(rèn)知能力下降更快明顯相關(guān)。在另一項(xiàng)研究中，Yasuno等[43]為41名65歲以上的參與者每天補(bǔ)充來(lái)自魚(yú)、番茄紅素和銀杏葉提取物的多不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)，持續(xù)3年，并將他們與622名沒(méi)有補(bǔ)充劑的相似年齡組的參與者進(jìn)行比較。結(jié)果表明，抗氧化劑的組合在3年后改善了老年人的認(rèn)知功能，并且在APOE4非攜帶者(E4-)和APOE4攜帶者(E4+)組中都觀察到了認(rèn)知功能的改善。雖然動(dòng)物來(lái)源的n-3 PUFA與核桃的n-3 PUFA不同，但由于人體可將核桃中的ALA轉(zhuǎn)化為EPA和DHA，可推斷富含n-3 PUFA的核桃與其他高抗氧化化合物結(jié)合可延緩AD相關(guān)的認(rèn)知能力下降。

Choi等[44]發(fā)現(xiàn)，核桃青皮中提取的多酚可以抑制中腦細(xì)胞中活性氧和一氧化氮的產(chǎn)生，還可以減緩紋狀體多巴胺及其代謝產(chǎn)物的衰竭，對(duì)于預(yù)防或治療帕金森病有很大幫助。Reiter等[25]報(bào)道提出，食用核桃可以增加人體血液中褪黑激素的濃度，具有消除自由基的功效，降低認(rèn)知障礙和癡呆發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。Muthaiyah等[45]的一項(xiàng)試驗(yàn)研究表明，核桃提取物可以抵消Aβ誘導(dǎo)的大鼠腎上腺髓質(zhì)PC12細(xì)胞的氧化應(yīng)激和細(xì)胞毒性，并且，核桃中的不飽和脂肪酸能通過(guò)調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性來(lái)減輕神經(jīng)炎癥。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，核桃憑借其優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)組成與突出的保健能力，逐漸在日常飲食中被廣泛引用。因此，歸為健康食品的核桃，在延緩腦部衰老，降低慢性疾病發(fā)生概率與增加壽命等方面可能具有一定功效。此外，改善學(xué)習(xí)記憶和延緩腦功能減退是人類(lèi)追求強(qiáng)大和健康的研究熱點(diǎn)之一，阿爾茲海默病等神經(jīng)退行性疾病已成為影響人們健康生活的嚴(yán)重問(wèn)題之一。許多相關(guān)藥物大都存在副作用，傳統(tǒng)藥食同源的健腦食物如堅(jiān)果類(lèi)因安全性高、多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素豐富越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注。核桃作為傳統(tǒng)的健腦食品，在改善大腦與神經(jīng)細(xì)胞健康，保護(hù)人體神經(jīng)元等方面具有優(yōu)良表現(xiàn)，可達(dá)到防治神經(jīng)類(lèi)疾病的作用。核桃作為傳統(tǒng)的健腦食品，對(duì)于腦部及神經(jīng)系統(tǒng)的改善與保護(hù)功效尤為突出。且能達(dá)到防治相關(guān)神經(jīng)類(lèi)疾病的作用。今后核桃的培育，應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)技術(shù)手段的應(yīng)用水平，促進(jìn)優(yōu)良品種的生產(chǎn)，提高核桃的全資源利用率，建立深加工工廠，加強(qiáng)政策與資源支持，提升核桃產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和普及范圍。