核桃仁及内种皮营养与功能成分分析研究进展

冯春艳，荣瑞芬，刘雪峥

（北京联合大学师范学院，北京100011）

核桃仁及内种皮营养与功能成分分析研究进展

冯春艳，荣瑞芬*，刘雪峥

（北京联合大学师范学院，北京100011）

核桃是营养价值极高的食物，含有丰富的营养及功能成分，为充分了解和利用核桃的营养与保健功效，分别对国内外核桃仁及其内种皮的营养与功能成分的分析测定研究进展进行了综述。

核桃仁，内种皮，营养与功能成分

核桃系胡桃科核桃属植物，原产于欧洲东南部、东亚及北美地区，是人类种植的最古老的树生坚果之一，在世界多个国家栽培。核桃又名胡桃、羌果，与扁桃、腰果、榛子并列为世界四大干果。2006年世界年产量约为1.664×106万t。中国和美国是世界上核桃产量最大的国家，分别占世界总产量的25%和20%［1］。核桃营养丰富而味美，是良好的滋补品。据《本草纲目》记载，核桃具有补气养血、润噪痰、益命门［2］、健胃和补脑等多种功效，被历代医家和养生学家视为益寿精品［3］。核桃仁富含油脂、蛋白质、维生素以及多种矿物质元素，其中蛋白质和脂类占整个重量的84%以上［4］。目前，市场上核桃加工品品种单一，主要作为辅料使用，对核桃仁及内种皮营养及功能成分的研究未见报道，所以明确其营养和功能成分含量，以更好地利用核桃仁，开发核桃保健食品，为核桃仁及内种皮产品的精深加工奠定理论基础，具有一定的现实意义。

1 核桃仁及内种皮的营养成分分析

1.1 核桃仁的营养成分分析

核桃仁的营养十分丰富，每100g核桃仁含脂肪69g，蛋白质19.6g，碳水化合物5.4g，无机盐1.9g，钙43mg，铁3.9mg，胡萝卜素0.16mg，维生素B10.3mg，维生素B20.11mg，维生素PP 1.7mg等［5］。此外，核桃仁还含有丰富的氨基酸以及锌、镁、锰、铜、铬等微量元素。核桃仁中含有人体不能合成的亚油酸甘油脂及亚麻酸、油酸甘油脂等成分，作为维持膜流动性的重要物质，有利于细胞膜的酶促反应，同时对降低血清中的胆固醇，减低脂质过氧化程度有着积极的作用。所含磷脂有补脑作用，是神经细胞新陈代谢的基本物质，故核桃仁被称为天然脑黄金［5］。

1.1.1 蛋白质 蛋白质的营养价值高低取决于食物蛋白质中必需氨基酸的种类和数量。经研究表明核桃蛋白质中氨基酸与人体必需氨基酸比例近似。1978年，Stafford对核桃进行分析发现，蛋氨酸是核桃蛋白质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，接下来是色氨酸和蛋氨酸［7］。Szetal KWC和Sathe SK对核桃进行分析则认为赖氨酸是核桃蛋白质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］。但近来的研究发现其赖氨酸是第一限制性氨基酸，第二限制性氨基酸为苏氨酸［9］。上述研究表明：不同品种的核桃其第一限制性氨基酸不同。因此，有必要对不同核桃品种的蛋白质进行分析测定，研究核桃蛋白质的质量并确定其第一限制性氨基酸。

1.1.2 脂肪

1.1.2.1 脂肪酸 对核桃仁脂肪酸分析表明其主要成分是不饱和脂肪酸，约占其总量的90%。郑敏燕等的研究表明核桃油脂肪酸包含有13种成分，主要为亚油酸、油酸、亚麻酸、软脂酸和硬脂酸，这5种主要成分占核桃油脂肪酸总量的98.3%［10］。核桃中人体必需脂肪酸亚油酸含量为普通菜籽油含量的3～4倍［11］。Tom Payne的研究表明核桃油中饱和脂肪酸占11%，单不饱和脂肪酸占18%，多不饱和脂肪酸占71%，并且还从核桃油中分析得到植物甾醇［12］。Szetal KWC和Sathe SK的研究表明核桃油单不饱和脂肪酸为油酸，占总脂肪酸的15.65%；多不饱和脂肪酸为亚油酸和亚麻酸，分别占总脂肪酸的61.21%和13.81%［8］。Jose′Alberto Pereira等采用火焰离子毛细管气相色谱分析法对核桃油中脂肪酸进行检测，结果表明核桃油中含有十四烷酸、十五烷酸、软脂酸、十六碳烯酸、十七烷酸、十七碳烯酸、硬脂酸、油酸等，其中饱和脂肪酸的含量低于10%，单不饱和脂肪酸的含量为15.16%～20.53%，多不饱和脂肪酸主要成分含量为66.95%［13］。L Carl Greve等对采自加利福尼亚、华盛顿、中国、法国四个国家的核桃进行分析，得出核桃油中主要包括五种脂肪酸，为油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸、硬脂酸，且含量各不相同［14］。核桃油的不饱和程度受环境、基因类型、成熟度及它们之间的相互作用等的影响。Marcela L Martínez等对不同地区的八种核桃中脂肪酸进行检测得出核桃中主要含有五种脂肪酸，每种脂肪酸含量因核桃种类的不同而不同：棕榈酸为 6.38%～8.15%、硬脂酸为 0.93%～2.16%、油酸为 16.1%～25.4%、亚油酸为52.5%～58.9%、亚麻酸为11.4%～16.5%［15］。Joana S Anaral等对葡萄牙的不同的6个核桃品种进行检测，除上述5种主要脂肪酸外，还检测到十四烷酸、十七烷酸、反式油酸、二十烷酸、二十二烷酸、γ-亚麻酸、二十二碳二烯酸、二十二碳三烯酸等十三种脂肪酸，但含量极微［18］，不同品种间各脂肪酸含量有差异。综合以上研究结果可知，核桃中主要脂肪酸为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸这5种脂肪酸，含量高低依次为亚油酸＞油酸＞亚麻酸＞棕榈酸＞硬脂酸，各脂肪酸含量因品种、地区、成熟度等的不同而不同［16］。

1.1.2.2 磷脂 磷脂具有补脑作用，能增强细胞活力，对造血、促进皮肤细腻、伤口愈合和毛发生长都有重要的作用，是神经细胞新陈代谢的基本物质。陈勤等［5］的研究表明核桃仁中富含磷脂。但对核桃中磷脂的含量却没有报道，有待于进一步分析测定。

1.1.3 碳水化合物 碳水化合物是一类由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，是三大产能营养素中最主要、最经济的能量来源。更为重要的是，大脑工作时所需要的唯一直接来源是葡萄糖，这是其他营养素无法替代的。碳水化合物也是构成机体组织的主要成分，还能促进消化道的运动，防止便秘，预防肠道肿瘤的发生。Tom Payne的研究表明加利福尼亚核桃中碳水化合物含量为12.8%［12］；张庆祝等对核桃进行分析得到核桃中总糖含量为15.93%［4］；M Ravai研究表明核桃中碳水化合物含量为3.4%［17］。核桃中碳水化合物的含量因种类、地区的不同而不同，对核桃风味、口感的影响也不同。

膳食纤维是“完全不能被消化道酶所消化的植物成分，是碳水化合物的一种，膳食纤维可有效预防冠心病、糖尿病、高血压肥胖症、心肌梗塞等疾病的发生。膳食纤维的重要生理功能为人们所了解并逐渐得到公认，作为一种功能性成分现在已被列入继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后的第七营养素［18］。Tom Payne的研究表明加利福尼亚核桃中膳食纤维含量为5.2g/100g，粗纤维含量为2.2g/100g［12］。G P Savage对新西兰12种核桃的研究表明核桃中膳食纤维含量为4.2%～5.2%［19］，由此表明核桃中膳食纤维含量较丰富，但核桃坚果外层有一层薄膜似的内种皮，可能含有更多的膳食纤维，而目前还未见到有关内种皮或果实各部位膳食纤维含量的研究报道。

1.1.4 维生素 维生素是人体正常生理代谢不可缺少的小分子有机物，对代谢起调节作用，但是多数维生素人体无法自己合成，而必须通过摄取食物或药剂补充。M Ravai对核桃中维生素的含量进行分析得到每100g核桃中含抗坏血酸为0.88mg，硫胺素0.3mg，核黄素0.1mg，烟酸0.82mg，泛酸0.45mg，叶酸0.056mg，VB60.44mg［17］。Tom Payne的研究表明每100g核桃中含抗坏血酸为5.6mg，硫胺素0.33mg，核黄素 0.24mg，烟酸 1.23mg，泛酸 0.90mg，叶酸0.080mg，VB60.75mg，VA（视黄醇）为0.023mg，VH（生物素）为0.040mg［12］。G P Savage等采用毛细管气相色谱分析法对13种核桃中所含的生育酚进行了分析研究，结果表明每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。这是第一次成功地将核桃油中的β-生育酚和γ-生育酚进行分离，并首次检测出核桃中β-生育酚的含量［20］。

上述结果表明，核桃中含有多种维生素，是良好的多种维生素的食物来源。维生素D对预防儿童佝偻病和成人骨质疏松有重要作用，但是目前还没有关于核桃中维生素D和维生素K含量的报道，因此，有必要对核桃中是否存在维生素D及维生素K以及其含量进行进一步研究。

1.1.5 矿物质 矿物质是构成人体需要的七大营养素之一，是构成人体机体组织和维持正常生理功能所必需的，它具有维持机体组成、细胞内外渗透压、酸碱平衡、细胞膜通透性、神经和肌肉兴奋等作用。

核桃中的矿物质含量及种类都比较丰富。F Lavedrine等人对法国和加利福尼亚核桃中所含矿物元素进行了分析比较，他们采用原子吸收分光光度法对核桃进行分析得出，每100g法国和加利福尼亚核桃中分别含钙为91、58mg，铜为1.2、1.4mg，铁为1.8、2.3mg，钾为487、372mg，镁为191、134mg，锰为4.3、3.3mg，钠为0.4、6.7mg，锌为1.9、1.6mg；采用气谱与质谱连用法分析每100g核桃中含硒分别为0.4μg（法国）和1.0μg（加利福尼亚）；采用比色法分析每100g核桃中含磷为385mg（法国）和353mg（加利福尼亚）［21］。由上述可以看出，虽然法国核桃和加利福尼亚核桃的钙含量和钠含量的差别比较大，但是矿物质种类几乎相同，且种类多样、含量丰富。Tom Payne等对加利福尼亚核桃成分进行了分析，结果表明，除上述元素外，还检测出核桃中有含量为3μg/100g的碘［12］。碘在人体内含量很少，食物是人体碘的主要来源。由上述研究结果可知核桃中含有多种矿物质元素，以钾和镁含量最高，其次是钙，虽然不同产地的核桃中矿物质种类和含量稍有不同，但核桃仍可为人类提供丰富的矿物元素营养。

1.2 核桃内种皮的营养成分分析

目前，国内外的研究机构和学者多利用各种检测手段对带皮核桃仁的营养及功能成分进行分析比较，但是对核桃内种皮的营养成分的分析检测却鲜有报道。核桃内种皮是核桃仁外的一层薄膜，略有苦涩味，鲜食和加工时需要去除掉。但是作为种皮或果皮结构部分，一般都含有较高的矿物质和维生素等营养成分。A G P研究表明，核桃内种皮中粗蛋白及粗脂肪含量远远低于去皮核桃仁及带皮核桃仁中粗蛋白及粗脂肪含量，而且核桃内种皮中各种成分含量会影响整个核桃的成分分布及酚含量［22］。因此，有必要对核桃内种皮的营养成分进行系统的分析测定，为充分了解核桃营养成分的分布和利用核桃的营养价值提供理论依据。

2 核桃仁及内种皮的功能成分分析

核桃中含有多不饱和脂肪酸、磷脂、酚类物质、黄酮、褪黑素等多种功能成分，具有消除体内的过氧化产物，增强细胞活力，提高神经细胞功能，消除自由基等多种作用。核桃仁中这些成分对增强机体免疫功能，降低血脂，保护生物膜具有重要功能。

2.1 核桃仁的功能成分分析

2.1.1 不饱和脂肪酸 各类脂肪酸在人体代谢中都具有十分重要的生理作用，由于结构不同，功能也不大一样。单不饱和脂肪酸具有降血糖、降血压、降胆固醇、调节血脂和保护心脏的作用。多不饱和脂肪酸具有调节人体的脂质代谢、治疗和预防心脑血管疾病、抗癌、对抗肥胖、促进生长发育和提高幼体的成活率等功效［23］。

各种脂肪酸摄入的比例不同，提供的营养保健作用不同，目前比较关注的是饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸之比、ω-6和ω-3多不饱和脂肪酸之比例［24］。众多的研究表明，ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸的比例为1∶4～1∶6时能最好地发挥它们的功能作用［25］，饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸之比为10%∶15%∶5%［26］，但有关核桃中各类脂肪酸存在比例的研究报道很少，因此，有必要对我国核桃中的ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比值进行测定分析，研究它们的比例是否符合人体需要，通过调节饮食中ω-3和ω-6多不饱和脂肪酸的比例，达到防治心脑血管等多种疾病的目的。

2.1.2 核桃仁中的酚类物质 核桃仁中含有丰富的具有生理活性的多酚类物质，对人体起到了积极的抗氧化作用。Koren J Anderson从英国核桃仁中提取的多酚类物质能有效抑制由AAPH或Cu2+诱导的低密度脂蛋白的氧化，可以显著抑制血浆中硫代巴比妥酸反应物的形成［27］。核桃仁提取物抗氧化能力要高于维生素E，在评价核桃的抗动脉粥样硬化的作用时，Armstrong P认为应该考虑到核桃多酚的作用［28］。Anita Solar等采用光二极管矩阵检测器-高效液相色谱分析法对核桃中的酚类物质进行了分析，表明核桃中的酚类物质包括类黄酮（包括儿茶素和杨梅树皮素）、酚酸（包括香草酸、丁香酸、鞣花酸、绿原酸）和苯醌（包括胡桃醌和1，4-萘醌），它们在核桃中的含量都随季节的变化而变化［29］。波斯核桃中总酚含量为2.53mg/g单宁酸［30］。

黄酮类化合物具有扩张冠状血管、降低高血压、增强心脏收缩、减少心脏搏动数、止咳去痰、抗菌消炎、抗毛细血管脆性和异常透过性、抑制肿瘤细胞、保肝、泻下、解痉等作用［34］。余旭亚等研究表明，去仁皮的核桃仁中的总黄酮含量为0.47%［31］。王艳梅等采用分光光度法测定了核桃隔膜中总黄酮的含量，总黄酮的含量为6.259%［32］。最新研究还发现黄酮是一种激发脑潜能的物质，它能有效地激发脑活力，抑制成人及老年人脑功能衰退，对提高青少年智力产生积极作用［33］。

2.1.3 褪黑素 褪黑素又称褪黑激素、松果体素，是人体大脑松果体分泌的一种诱导自然睡眠的物质，直接影响着人的睡眠情况。Ruessel J Riter等采用高效液相色谱法对核桃进行定性分析，表明核桃中含有褪黑素，含量为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对铁的还原能力增强［34］。

大量的研究表明，经常食用核桃能够降低心脑血管疾病、肿瘤及癌症的发生。这是因为核桃中含有的褪黑素，维生素E、ω-3族多不饱和脂肪酸等抗氧化物质的协同作用能够增强心脑血管系统的抗氧化活性，同时限制癌细胞及肿瘤细胞的生长［35-40］。

2.2 核桃仁内种皮的功能成分分析

2.2.1 核桃仁内种皮中的总酚 Leonard Jurd研究表明，核桃内种皮含有邻苯二酚的衍生物即鞣花酸、没食子酸、没食子酸甲酯和胡桃苷［41］。Toshiyuki Fukudas等人从核桃内种皮中分离出的多酚类物质有2，3-HHDP-D-吡喃糖、异小木麻黄素（Isastrictinin）、长梗马兜铃素（Pedunculagin）、木麻黄蹂宁（Casuarictin）、小木麻黄素（Strictinin）、大麻黄蹂宁（Casuarinin）等多种多酚类物质。这些多酚类化合物具有 SOD的功能，可以有效清除超氧阴离子（O-2·）自由基。长梗马兜铃素直接作用于凝血酶，抑制血纤维蛋白原凝血酶的活性，显著延长凝血时间［42］。

Mateja Colaric采用高效液相色谱分析法对十种核桃中酚类物质中的酚酸（绿原酸、咖啡酸、香豆酸、阿魏酸、芥子酸、鞣花酸、丁香酸）、丁香醛及胡桃醌进行了分析，研究结果表明：丁香酸、胡桃醌、鞣花酸（含量分别为 33.83、11.75、5.90mg/100g；1003.24、317.90、128.98mg/100g内种皮）含量最高；阿魏酸和芥子酸的含量最低（分别为0.06、0.05mg/100g仁；2.93、2.17mg/100g内种皮），而内种皮中咖啡酸的含量要比核桃仁中的含量高出14.8%［43］。

万郑敏等采用高效液相色谱分析对核桃内种皮中的多酚类物质进行了分析研究。在核桃内种皮中检测到17种酚酸类物质，含有标样中的没食子酸、绿原酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆酸和阿魏酸6种酚酸类物质，含量最高的是没食子酸（146.2mg/100g干样），最少的是阿魏酸，含量为6.1mg/100g干样；而在无种皮的核桃仁中HPLC检测到的酚酸类物质仅为7种，标样中的6种酚酸类物质只检测到了没食子酸和对羟基苯甲酸两种，含量也明显减少，分别为5.3、0.8mg/100g干样［44］。由此可知：核桃内种皮中的多酚类物质的种类和含量都比较丰富，是核桃酚的主要来源，且部分酚类仅存在于核桃内种皮内。

3 研究展望

综上所述，虽然近年来对核桃功能和营养成分的研究已逐步深入，但对核桃仁及内种皮的功能性因子的系统性分析检测报道较少，以及在此基础上功能性保健产品的研究开发也未见报道，因此有必要进一步对核桃仁及内种皮的营养和功效成分进行分析，为开发核桃保健品奠定理论基础，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 *通讯联系人

冯春艳（1983-），女，硕士研究生，研究方向：食品功能与安全。

北京市教育委员会科技发展计划面上项目（KM200811417010）；北京市属高等学校人才强教计划资助项目。