新疆薄皮核桃的化学组成及特性的研究

毛晓英，华欲飞

(1.江南大学食品学院，江苏无锡214122;2.石河子大学食品学院，新疆石河子832003)

新疆薄皮核桃的化学组成及特性的研究

毛晓英1，2，华欲飞1，*

(1.江南大学食品学院，江苏无锡214122;2.石河子大学食品学院，新疆石河子832003)

核桃作为一种健康营养的食品，对其化学组成及特性的研究显得尤为重要。为了更有利于新疆薄皮核桃的开发和利用，采用国标方法测定核桃的化学组成，采用气相色谱法测定脂肪酸组成，采用液相色谱法测定氨基酸组成。结果显示:核桃仁蛋白质含量高达17.66%，粗脂肪含量达60.84%;核桃脱脂粉的氮溶解指数(NSI)为2.74%;核桃仁油含较高的多不饱和脂肪酸，总含量为75.05%，其中亚油酸含量高达64.03%，亚麻酸达11.02%。赖氨酸(Lys)是核桃蛋白质氨基酸的第一限制必需氨基酸。核桃蛋白质中含有较多的谷氨酸和精氨酸，含量均超过其它几种氨基酸。除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和赖氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推荐给2～5岁幼儿的标准，其它几种必需氨基酸均高于标准值。

新疆薄皮核桃，化学组成，脂肪酸组成，氨基酸组成

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

表1 新疆薄皮核桃仁基本成分含量

表2 核桃脱脂粉的基本成分含量

核桃(Juglans regia L.) 购于新疆农贸市场，为新疆薄皮核桃品种;正己烷、95%乙醇、硫酸、硫酸铜、硫酸钾、30%过氧化氢、乙醚 上海化学试剂有限公司，分析纯。

90-1恒温磁力搅拌器，WH-1微型漩涡混合仪上海沪西分析仪器厂;HH-4数显恒温水浴锅 常州金坛化学仪器厂;TGL-16B高速台式离心机 上海安亭科学仪器厂;UV21 00紫外可见分光光度计尤尼柯中囡(上海)公司;PHS-3C pH计 上海精密科学仪器有限公司;TDL-5低速大容量离心机 上海安亭科学仪器厂;电热恒温干燥箱，旋转蒸发仪上海医疗器械厂;高效气相色谱仪GC-2010 日本岛津;液相色谱仪AG1100 美国安捷伦公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水分的测定 参照 GB/T 14769-1993的方法。

1.2.2 灰分的测定 参照GB/T 5505-2008的方法。

1.2.3 蛋白质含量的测定 参照GB/T 14771-1993的方法。

1.2.4 脂肪含量的测定 参照GB/T 14772-1993的方法。

1.2.5 溶解度(NSI)的测定 精确称取1.000g蛋白，在常温下溶解于50mL去离子水中，磁力搅拌1h，离心(4000r/min，20min)，取上清液5mL，用微量凯氏定氮法测定其蛋白含量。

溶解度(%)=可溶性氮/总氮含量×100%

1.2.6 碳水化合物含量的计算 碳水化合物(%)= 1-脂肪(%)-蛋白质(%)-水分(%)-灰分(%)

1.2.7 核桃油的提取方法 采用正己烷为溶剂进行提取。将去皮的核桃仁烘干后粉碎，按照1∶5的料液比加入正己烷进行提取1h，过滤，将残渣再次加入正己烷进行提取，直至滤液为无色透明为止，收集所有滤液，用旋转蒸发仪回收正己烷，收集核桃油置于冰箱冷藏备用。

1.2.8 脱脂核桃粉的制备 参照Sze-Tao的方法［8］。

1.2.9 必需氨基酸分值(EAAS)的计算 参照Karuppanan Vijayakumari的方法［14］。

必需氨基酸分值=每100g测定蛋白质中的必需氨基酸的克数/每100g FAO/WHO推荐模式中必需氨基酸的克数×100

1.2.10 脂肪酸组成分析 气相色谱分析法。色谱条件:方法:GC/FID;色谱柱:CP-WAX，30M，I.D.0.32mm;进样口温度:250℃;检测器温度:250℃;程序升温:120℃(3min)→190℃/10℃→220℃/2℃(15min);载气(N2)流量:3mL/min;燃气(H2)流量: 47mL/min;助燃气(Air)流量:400mL/min;分流比: 10∶1。

1.2.11 氨基酸组成分析 液相色谱分析法。色谱条件:色谱柱:ODS HYPERSIL，(250×4.6)mm，5μm;柱温:40℃;流速:1.0mL/min;检测器:紫外检测器，338nm 262nm(pro Hypro)梯度洗脱。

1.2.12 数据处理与分析 全部实验数据用Microsoft Excel进行统计处理。计算标准偏差(SE)。

2 结果与讨论

2.1 新疆薄皮核桃的基本化学组成及成分的研究

新疆薄皮核桃仁的基本化学成分见表1，结果显示，新疆薄皮核桃蛋白质含量高达17.66%，均高于我国其它地区核桃的蛋白质含量，如:云南大姚核桃(16.2%)，小油笼核桃(13.6%)［5］等，粗脂肪含量达60.84%，低于我国其它地区的核桃粗脂肪含量，如云南大姚核桃(73.88%)，山东核桃(68.89%)［4］。除此之外，新疆薄皮核桃水分含量为3.2%，灰分为1.94%，碳水化合物为16.36%。与国外的核桃相比，新疆薄皮核桃蛋白质含量高于美国核桃(16.66%)，而粗脂肪含量低于美国核桃(66.90%)［8］。分析新疆薄皮核桃仁蛋白质含量较高而粗脂肪含量较低的原因，可能由于新疆特殊的地理环境和气候对核桃的生长和发育产生了一定的影响。

2.2 核桃脱脂粉的基本化学组成及成分的研究

对新疆薄皮核桃仁进行脱脂处理后得到的核桃脱脂粉的基本成分含量见表2。结果显示，脱脂后的核桃粉粗脂肪降至0.21%，蛋白质含量为52.51%，水分含量变化不大，为2.8%，灰分降至0.54%，脱脂粉的NSI为 2.74%，相比较脱脂大豆蛋白的 NSI (75.3%)［9］要低得多。新疆薄皮核桃脱脂粉较低的NSI会增加核桃蛋白产品的溶解难度，从而限制了相应产品的开发与应用。

2.3 新疆薄皮核桃油脂肪酸组成及含量的研究

新疆薄皮核桃油脂肪酸组成及含量见表3。结果显示，新疆薄皮核桃仁油含较高的多不饱和脂肪酸，总含量为75.05%，其中亚油酸含量高达64.03%，亚麻酸达11.02%。而饱和脂肪酸的含量较少，为8.71%，结果表明，新疆薄皮核桃油脂肪酸组成与其它地区不同品种的核桃油脂肪酸组成［4-7］基本一致，饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸含量相差不大。与美国核桃相比，新疆薄皮核桃油的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸略高于美国核桃(单不饱和脂肪酸为15.65%，多不饱和脂肪酸为75.02%)［8］。核桃油含较高的多不饱和脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)，其总含量远远高于杏仁、腰果、榛子、花生、澳洲坚果、松仁等坚果［10］，因此，食用核桃和核桃油可以补充人体自身不能合成的亚油酸和亚麻酸，尤其对促进婴幼儿的脑部发育有重要的作用。

表4 新疆薄皮核桃必需氨基酸组成及成分

表5 新疆薄皮核桃非必需氨基酸组成及成分

表3 核桃仁油脂肪酸组成及含量脂肪酸 含量(%)

2.4 新疆薄皮核桃氨基酸组成及成分的研究

新疆薄皮核桃中蛋白质的必需氨基酸和非必需氨基酸组成及成分分别见表4和表5。研究结果显示，核桃蛋白质的氨基酸种类丰富，除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和赖氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推荐给2～5岁幼儿的标准，其他几种必需氨基酸均高于标准值。赖氨酸(Lys)是核桃蛋白质氨基酸的第一限制必需氨基酸。结果表明，核桃蛋白质可以强化幼儿食品以提高其必需氨基酸的含量。此外，研究结果还显示，核桃蛋白质的必需氨基酸中，除了蛋氨酸(Met)，其它几种含量均高于FAO/ WHO推荐给成年人的标准值［13］，结果表明，核桃蛋白质对于成年人而言，是一种营养丰富，必需氨基酸含量较高的食品，作为有营养的食材辅料添加到各种食品中均可以提高该食品的营养价值，以满足成年人对必需氨基酸的需求。此外，从核桃蛋白质必需氨基酸分值数据可以看出，核桃蛋白质必需氨基酸分值最高的是组氨酸(FAO/WHO推荐给2～5岁幼儿)，为125.3;苏氨酸(FAO/WHO推荐给成人的标准)，为397.8。因此，核桃蛋白质也可以作为组氨酸和苏氨酸的强化食材加入到需要强化的食品中。另外，核桃蛋白质中含有较高的谷氨酸和精氨酸，含量均超过其它几种氨基酸。而精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸的含量相对较高，对人体有着重要的生理功能［11］。谷氨酸在人体内可促进γ-氨基丁酸的合成，从而降低血氨，促进脑细胞呼吸，还可以用于治疗神经精神疾病，如神经衰弱、精神分裂症和脑血管障碍等引起的记忆和语言障碍及小儿智力不全等。精氨酸在人体内有助于苏氨酸循环，在人体肝脏内将大量的氨合成尿素，再由尿排出以解氨毒，所以精氨酸具有解毒、恢复肝脏功能的特殊生理作用［12］。

3 结论

由于生长在特殊的地理环境和气候条件下，新疆薄皮核桃的化学成分及特性与我国其它地区的核桃及国外的核桃品种存在一定的差异。表现为蛋白质含量高达17.66%，均高于我国其它地区核桃及美国核桃的蛋白质含量。粗脂肪含量略低于我国其它地区核桃及美国核桃的粗脂肪含量。核桃脱脂粉的NSI为2.74%，远低于脱脂大豆蛋白的NSI。核桃油脂肪酸组成与其它地区不同品种的核桃油脂肪酸组成基本一致，饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸含量相差不大。核桃油的单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸略高于美国核桃。赖氨酸(Lys)是核桃蛋白质氨基酸的第一限制必需氨基酸。核桃蛋白质中含有较高的谷氨酸和精氨酸，含量均超过其它几种氨基酸。除了蛋氨酸(Met)，其它几种必需氨基酸含量均高于FAO/WHO推荐给成人的标准值。除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和赖氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推荐给2～5岁幼儿的标准，其它几种必需氨基酸均高于标准值。

由以上结果可以看出，核桃富含丰富的不饱和脂肪酸及蛋白质，因此，核桃油的加工与核桃蛋白产品的加工应成为核桃加工的主流产品。核桃油含有丰富的不饱和脂肪酸，有利于幼儿脑部的发育，开发系列添加特殊成长因子的核桃油产品可以扩大核桃油的品种。核桃蛋白质是一种营养丰富、必需氨基酸丰富的植物蛋白质，但由于其赖氨酸含量较低，且NSI较低，核桃蛋白质产品的加工更应趋向于与其它植物蛋白质复合以完善其赖氨酸不足的缺点，开发复合蛋白粉、复合核桃乳等产品，从而提高核桃蛋白质的利用率。然而，国内外关于核桃蛋白质的功能特性的研究并不多，且研究深度不够，因此，为了更有利于开发核桃蛋白产品，关于核桃蛋白质的结构与其加工功能性的关系有待于进一步深入的研究。

［1］Albert C M，Gaziano J M，Willett W C，et al.Nut consumption and decreased risk of sudden cardiac death in the physicians’health study［J］.Archives of Internal Medicine，2002，162(12): 1382-1387.

［2］FDA(2004).US Food and Drug Administration.Office of Nutritional Products，Labeling and Dietary Supplements.Qualified Health Claims:Letter of Enforcement Discretion.Walnuts and Coronary Heart Disease(Docket No.02P-0292)［R］，March 9. http://www.cfsan.fda.gov/dms/qhcnuts3.html.

［3］Mexis S F，Badeka A V，Riganakos K A，et al.Effect of packaging and storage conditions on quality of shelled walnuts［J］.Food Control，2009，20(8):743-751.

［4］张美勇，徐颖，刘嘉芬，等.核桃不同品种果实坚果品质分析［J］.中国农学通报，2008，24(12):313-316.

［5］张建华，黎其万，杨晓洪，等.大姚核桃的主要营养成分分析［J］.西南农业学报，2008，21(4):1048-1052.

［6］王晓燕，张志华，李月秋，等.核桃品种中脂肪酸的组成与含量分析［J］.营养学报，2004，26(6):499-501.

［7］赵志刚.山核桃仁油中脂肪酸组成的分析及评价［J］.安徽农业科学，2009，37(6):2473-2474.

［8］Sze Tao，K W C，Sathe，et al.Walnut(Juglans regia L.): Proximate composition，protein solubility，protein amino acid composition and protein in vitro digestibility［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2000，80(9):1393-1401.

［9］毕万里.醇法大豆浓缩蛋白加工工艺对其理化性质的影响［D］.江南大学，2008.

［10］ Mahesh Venkatachalam，SridharK，etal.Chemical Composition of Selected Edible Nut Seeds［J］.J Agric Food Chem，2006，54:4705-4714.

［11］ Elaine.The scientific evidence for a beneficial health relationship between walnuts and coronary heart disease［J］. Journal of Nutrition，2002，132(5):1062.

［12］Pieters M，Oosthuizen W，Jerling JC，et al.Hanekom SM clustering of haemostatic ariables and the effect of high cashew and walnut diets on these variables in metabolic syndrome patients［J］.Blood Coagula Fibrinolysis，2005，16(6):429-436.

［13］16.FAO/WHO(1990)Protein quality evaluation［R］.Report of a Joint Food and Agriculture Organization/World Health Organization Expert Consultation，FAO:Rome.

［14］Karuppanan Vijayakumari，Perumal Siddhuraju，Karnam Janardhanan.Chemical Composition，Amino Acid Content and Protein Quality of the Little-Known Legume Bauhinia purpurea L［J］.J Sci Food Agric，1997，73:279-286.

Research of chemical composition and properties of thin-shelled walnut in Xinjiang

MAO Xiao-ying1，2，HUA Yu-fei1，*
(1.Department of Food Science，Jiangnan University，Wuxi 214122，China; 2.Department of Food Science，Shihezi University，Shihezi 832003，China)

As a kind of healthy and nutritious food，research about chemical composition and properties of walnut is very important.To do good to development of thin-shelled walnut production in Xinjiang，chemical composition determined by national standard，fatty acid composition determined by gas chromatography and amino acids composition determined by liquid chromatography were studied.The results showed as follows:walnut kernel protein content was 17.66%，content of crude fat was 60.84%;nitrogen solubility index(NSI)of walnut defatted flour was 2.74%;walnut kernel oil showed high content of polyunsaturated fatty acids，the total content was 75.05%，linoleic acid content was up to 64.03%，linolenic acid reached 11.02%.Lysine(Lys)was the first limiting amino acid of Walnut protein.Walnut protein contains high glutamic acid and arginine，which content more than others.Except for methionine(Met)，phenylalanine(Phe)and lysine(Lys)，other essential amino acids were higher than the standard value of FAO/WHO recommendation for children aged 2 to 5.

Xinjiang thin-shelled walnut;chemical composition;fatty acid composition;amino acids composition

TS201.4

A

1002-0306(2011)09-0389-04

核桃(Juglans regia L.)又名胡桃、羌桃，属胡桃科胡桃属植物，是一种营养价值和经济价值都很高的珍贵果木。核桃原产于亚洲西部，自汉代时传入中国，至今在中国的栽培历史己有1700年左右。中国核桃栽培面积位居世界首位，年产核桃10万t以上。核桃仁富含油脂40%～65%，蛋白质14%～17%，及维生素5.8%等营养成分，并具有健胃、补血、润肺、益肾和补脑等多种功效，是一种营养丰富的滋补品。很多研究人员发现定期食用核桃能减少心脏病的发生［1］。美国食品药品管理局发布有关声明指出每日膳食中定量食用核桃能够减少心脏病的发病率［2］。因此，作为一种健康营养的食品，很多研究人员将核桃作为辅料添加到其他食品当中以提高食品的营养价值［3］。为了更有利于核桃产品的开发与利用，对其化学组成及特性的研究显得尤为重要。目前，中国的研究人员对不同地区不同品种核桃的化学组成有一些研究［4-7］，研究结果显示，不同地区不同品种的核桃化学组成差异明显。新疆是种植薄皮核桃的大省，该地区产的核桃皮薄，肉厚，产量高。新疆核桃产业主要以出口鲜食核桃为主，核桃产品的开发与利用的深度不够。关于新疆薄皮核桃化学组成及特性的研究尚未见报道。因此，本研究主要对新疆薄皮核桃的化学组成及特性进行研究，以期为新疆薄皮核桃产品的开发与利用提供理论依据。

2010-05-17 *通讯联系人

毛晓英(1976-)，女，博士研究生，讲师，研究方向:粮食油脂与植物蛋白工程。

石河子大学“农产品加工与贮藏”重点实验室开放课题(SPXY200705)。