核桃资源功能研究与开发现状

程翠林，王振宇，2，*，赵海田，杨鑫，王荣春，马立明

（1.哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150096；2.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

核桃资源功能研究与开发现状

程翠林1，王振宇1，2，*，赵海田1，杨鑫1，王荣春1，马立明1

（1.哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150096；2.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

摘 要：核桃作为一种珍贵的木本油料果树，全身是宝，但我国对核桃产品综合开发力度与深度还远远不够。本文主要概述目前国内外对核桃各部分的应用，包括活性物质的提取及其功效研究，并对核桃资源的有效开发提出建议，旨在为充分发挥核桃资源的丰富优势，进行综合精深加工提供参考。

关键词：核桃；活性成分；提取；生理功效

核桃又名胡桃，核桃属，是一种珍贵的木本油料果树，全身是宝。不仅果仁可供食用，核桃枝、核桃花、核桃外皮、核桃壳、核桃叶等还具有药用价值。当前，我国核桃资源十分丰富，但对核桃产品综合开发力度与深度还远远不够，长期以来都只注重利用核桃仁制作初级产品，产品附加值太低[1]，出口产品都是以“原料”的形式出口，缺乏国际市场竞争力[2]。因此，核桃综合开发利用仍具有很大的潜力。只有对核桃进行深加工，充分利用我国核桃资源丰富的优势，对核桃树体及其枝叶、雄花序、青皮、核壳、核仁等各部分进行全面开发，生产具有高技术含量的产品，才能让这种宝贵的资源为我们带来更大的利益。本文就目前国内外对核桃资源的开发现状与其中活性成分的研究作一综述。

1 核桃仁

核桃仁不仅富含不饱和脂肪酸，而且还含有优质蛋白质、膳食纤维、维生素、植物甾醇以及多酚类物质等[3-5]。现代医学研究表明，核桃仁具有补气、养血、化痰、治喘等多种保健医疗功效。因此，核桃以其丰富的的营养和特殊的保健功效，必将成为21世纪最具加工优势的果品之一[6]。

1.1 核桃油

核桃油中不饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的90%，其中人体必需的脂肪酸-亚油酸含量为普通菜籽油含量的3倍～4倍[7]。在过去的几十年里，多不饱和脂肪酸对心血管疾病的预防作用早已被人们所认识。因此，核桃油开始引起人们特殊的关注。

1.1.1 直接压榨法

20世纪初，我国生产核桃油的方法多采用压榨法，即采用螺旋榨油机或液压榨油机一次性从物料中将油脂挤压出来。采用这种方法提取的核桃油脂，其中不饱和脂肪酸含量在90%以上，并且大部分为亚油酸，仅次于红花油，其营养价值较高，可作为高级食用油出口（该工艺流程如下[8]）。

高洪庆等认为上述工艺存在处理温度过高、工艺路线过长的弊病，因此为了最大限度的保留核桃油中的有效生理活性物质和防止不饱和脂肪酸的氧化，专门研究了核桃制油生产线，不经过轧坯、蒸炒等高温处理过程，成品油进行保鲜、充氮灌装，不仅缩短了工艺路线及加工时间，而且降低加工过程中的温度从而减少了热变。该工艺核桃仁出油率高达68%，而且产品质量较好，是中小型核桃油厂比较理想的生产工艺（具体流程如下[9-10]）。

1.1.2 预榨-浸出工艺

针对常规的制油法对核桃油中成分破坏较大的问题，端木凡林等[11]提出了核桃油的预榨-浸出工艺，该技术采用4号溶剂，常温浸出，低温脱溶，因此保存了浸出油中的生物活性物质，榨出的核桃油色淡、质优。出油量为仁重的32%左右，油中残溶50 mg/kg以下（具体工艺如下）。

1.1.3 利用超临界CO2萃取核桃油

随着绿色消费观念越来越得到人们的认同，使得工业界必须考虑使用洁净的、对环境无污染的工艺加工食品，从而推动了超临界流体萃取技术在核桃油提取研究中的应用。综合国内外研究[12-13]，常用生产工艺如下。

利用超临界CO2萃取核桃油，不仅得率高，而且富含不饱和脂肪酸，油色泽澄清，不含色素和有机溶剂，使得这种优质的核桃油广泛用于保健食品、医药和化妆品领域。

1.1.4 其它活性成分

关于核桃油的生理功能，国内外报道颇多。已证实，核桃仁具有抗肿瘤、抗菌[14]、抗氧化[15-18]、以及降血脂[19-21]，从而减少心血管疾病发生等作用。这主要是由于核桃仁中含有丰富的多酚类化合物[22-25]。Anderson等[26]采用LC-ELSD/MS方法对核桃仁中多酚物质进行分析，发现其中含有鞣花酸单体、聚合鞣花单宁和其它的酚酸类物质。Fukuda等[27]也从核桃仁中分离、鉴定出鞣花单宁，并证实其具有抗氧化特性。王克建等[28]利用HPLC-ESI-MS（高效液相/电喷雾质谱）方法对核桃仁中多酚类物质进行有效分析，进一步揭示其中多酚类物质有鞣花酰基葡萄糖4种异构体、橡椀酰基葡萄糖2种异构体、二鞣花酰基葡萄糖2种异构体、二没食子酰基葡萄糖2种异构体、鞣花酰基和橡椀酰基葡萄糖3种异构体。

1.2 制取蛋白质

核桃仁蛋白质含量一般为15%，最高29.7%。其氨基酸含量比较丰富，以谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸和亮氨酸居多[29]，属优质植物蛋白源，应用前景广阔。

1.2.1 提取工艺

工业上提取蛋白质，常根据其两性电解质的特性，采用碱提酸沉法。该法具体操作如下。

核桃仁→脱皮→均浆→调pH（8.0～9.0）→离心（3 000 r/min×20 min）→除去油层和下层沉淀→调pH（4.0～5.0）→离心（3 000 r/min×20 min）→取沉淀层→干燥

张红等[30]采用此法提取核桃蛋白，在核桃仁浓度为4%，pH9.0下碱溶，在pH5.0酸沉，核桃蛋白质得率最高，达70.0%左右。

1.2.2 功能研究

目前关于核桃蛋白质功能性的研究多集中在其加工功能特性方面[31-33]，如溶解性、乳化性、凝胶性、保水保油性等。当添加一定比例的核桃蛋白质在食品加工中对食品可以产生特征的物理化学、风味特性[34-35]与稳定性[36]。然而，关于其保健功效还需进一步深入的研究，只有包怡红等[37]对山核桃蛋白多肽进行制备及抗氧化功能研究。确定山核桃蛋白水解最适宜的酶制剂为风味蛋白酶，并且当水解度5%时，对羟基自由基的清除率可达50.90%。这为充分开发核桃蛋白资源提供了一定的理论基础。

2 核桃叶

据分析[38]，核桃叶片内的生物化学成分含有没食子酸、缩没食子酸、反油酸、胡桃叶醌、胡桃甙、α和β-蒎烯、柠檬烯、1，8-桉叶素、α-氢化胡桃醌葡萄甙、β-胡萝卜素、槲皮素-3-α-L-阿拉伯糖甙、金丝桃甙、VC、VB、VP、VA、菊糖以及有高抗炎作用的多酚复化物等。其中某些生物化学成分对多种疾病具有较好的疗效。现对核桃叶的利用作一介绍。

2.1 提取挥发油

有研究采用水蒸汽蒸馏－乙醚萃取方法，探索了从核桃叶中提取挥发油的条件，具体操作如下[39]。

由于核桃叶中的挥发油正在被开发作为食品业的抗氧剂、农业的植物生长调节剂，其应用具有较好的前景，但核桃叶的化学成分还是待确定，提取方法中的萃取剂、浸泡时的助剂等，从种类到用量都有待于进一步探讨。

2.2 活性成分研究

核桃叶中虽然含有丰富的生物活性物质，但目前对核桃叶提取物抗氧化性能的研究只有尉芹等[40]的报道。他们采用不同溶剂提取核桃叶中的抗氧化物质，以食用菜油为底物对其抗氧化活性进行了测定。结果发现：核桃叶不同溶剂提取物均对油脂的氧化有一定的抑制作用，其中以70%丙酮提取物效果最好。并通过分析，确定其中抗氧化的主要化学成分有酚类和鞣质类、黄酮类[41]、植物甾醇及萜类。其实在尉芹之前，翟梅枝等[42]就曾对核桃叶中的抗氧化物质——总黄酮进行过提取研究，认为70%乙醇回流法是提取核桃叶总黄酮的最好方法。此外，Joana等[43]对核桃叶中的酚类成分进行了较为深入的分析研究。HPLC-DAD/MS定性分析确定出7种酚类成分，通过定量分析指出quercetin 3-galactoside是所含酚类物质中含量最高的成分。

除了关于核桃叶抗氧化活性研究之外，也有报道发现核桃叶粗提物具有抗肿瘤活性。从核桃叶乙醇粗提物的正丁醇萃取部位鉴定出16种化合物，并证实其中化合物核桃酮（-）regiolone对人肝癌细胞（hep G2）显示较强的抗细胞增殖作用[44]。

3 核桃壳

目前，对核桃壳的利用研究很少，多数还局限在做成不同规格的核桃壳超细粉、木质素[45]、高级活性炭[46-47]及碳分子筛[48-49]，生产高附加值的产品几乎没有，可谓凤毛麟角。其实在许多果壳中都含有有效的活性成分，而且核桃壳占坚果重量的一半左右，每年我国核桃壳总产量约20万t，大量外壳被丢弃或焚烧，不但污染环境，也造成资源的极大浪费。因此应当加大对核桃壳功能性成分的开发力度。

3.1 天然色素的提取

有研究[50]采用乙醇回流浸提（以下工艺所示）制得核桃壳棕色素。所得色素产品带有淡淡的香味，并且具有良好的耐热性和抗氧化性，该色素可用于食品加工业。提取后的残渣仍可用于活性炭的生产，因而大大提高了核桃壳的利用率。

3.2 功能研究

随着对核桃壳的深入研究，关于其抗氧化作用逐渐被国内外研究人员所报道。Ma等[51-52]根据有机酸与酚的酸度不同，通过改变pH梯度将二者从核桃壳焦木酸中进行分离富集。并证实有机酸富集物具有抗菌作用，而酚类富集物则显示出显著的抗氧化作用（DPPH抑制作用与还原力能力）。胡博路等[53]用化学发光法和硫代巴比妥酸法研究了核桃壳的抗氧化作用。发现核桃壳对超氧阴离子自由基O2-·并无清除作用，但能清除羟基自由基·OH，并可有效地抑制脂质过氧化,其正己烷、乙酸乙酯提取物抑制脂质过氧化的效果可与茶多酚相媲美。这些研究提示核桃壳含有良好的抗氧化物质，如加以利用,可变废为宝，使核桃壳资源得到充分利用。

3.3 其它药用价值的研究

治疗白内障：袁志太[54]将经中药液浸泡后的核桃壳扣在病眼上，用艾条隔核是核桃壳炙，并配合针刺睛明、承泣、丝竹空等，可疏通眼部经气，达明目退翳之功。

治尿床：孙启凯[55]将核桃去掉可食之仁，留下外硬壳，火烧存性（即外表成炭,内为疏松,黄色状），研末以白酒服下1～2小匙,每日1次～2次,总疗效达95%以上。

4 其它研究

4.1 花

国内外对核桃花的研究鲜见报道。有研究报道，核桃花中蛋白质含量较高（18.4%），比核桃仁中蛋白质含量（15%）还高,是一种新的蛋白质资源。根据樊建等[56]对核桃花蛋白质的提取研究，下文为工艺流程设计。

近年来研究表明：天然黑色素具有抗氧化、防衰老、防紫外线辐射及抗艾滋病等多种功能，可广泛应用于日化、食品和医药等领域。核桃花外表呈深黑色，溶于水性溶剂，属天然黑色素的提取原料。因此，余晓焕等[57]对其提取工艺进行了研究，采用连续提取法获得最佳工艺条件为：以纯净水为提取溶剂，固液比为1∶150（g/mL），提取时间为1.5 h，提取级数一级。此时提取率可达到28.96%，色价为48.08。该工艺过程溶剂安全无毒，提取产物可直接用于食品、化妆品及医药等行业。

在功能性研究方面，汪海波等[58]采用DPPH·清除法对核桃花提取物进行研究，结果表明抗氧化活性成分主要存在于中等极性的乙酸乙酯提取物中，其作用与BHA相当。

4.2 青皮

核桃青皮中含有胡桃醌、α-氢化胡桃醌-4-葡萄糖甙、VC、鞣质、没食子酸、胡桃醌生物碱（C10H6O3）和萘醌等。但因是核桃产品的附产物，而少被利用。因此，若以核桃青皮作为植物化学物原料，必将大大提高核桃价值。然而，迄今为止关于核桃青皮的研究却瘳瘳无几。吕俊芳等[59]曾通过不同的溶剂对核桃外果皮棕褐色色素进行提取，确定热纯水（60℃）是最佳的提取溶剂。此外，也有研究[60]对核桃外果皮的热水浸提物进行深入研究，发现其水提物中总酚含量可达32.61 mg/g～74.08 mg/g，且显示较强的抗氧化性以及对革兰氏阳性致病菌的抑制作用。

4.3 树皮与树枝

核桃树皮、树枝中含有β-谷甾醇、白桦脂醇、没食子酸[61]、胡桃醌[62]等成分。经临床试验证明树皮单独煎水治搔痒，同枫、杨树叶共煎水治疗肾囊风；根皮制剂可做温和的泻剂，用于慢性便秘；枝条制取液，对于宫颈癌、甲状腺癌等有不同程度的疗效[63]。此外，有报道称核桃树皮中所含的没食子酸对人白血病细胞株K562、人非小细胞肺癌细胞株A549具有不同程度的抑制作用[61]。根据Qin Wei等[64]的研究报道，核桃枝条高温浸提物具有较强的抑菌能力，分析这种作用可能与富含多酚及有机酸有关。目前，在临床上应用的核桃类药品较少，其医疗价值未完全体现出来。为此，应大力开发由核桃为原料而制成的各类药品。

5 对开发核桃资源的几点建议

1）随着人们营养保健意识的增强，利用我国丰富的核桃资源，采取传统与现代科技手段相结合的方法大力开发适应市场经济需要、满足人们保健需要的功能性核桃食品与精细化产品。

2）加强对核桃中功能保健因子作用机理的研究，为开发不同功效、高附加值的核桃保健产品提供科学的理论依据。

3）加强核桃产业化发展。不仅增加二次就业机会，同时也能带动种植、养殖业的同步发展，促进农民增收，带来较高的经济和社会效益。

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Advances in Development and Functional Research of Walnut Resources

CHENG Cui-lin1，WANG Zhen-yu1，2，*，ZHAO Hai-tian1，YANG Xin1，WANG Rong-chun1，MA Li-ming1
（1.School of Food Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150096，Heilongjiang，China；2.Northeast Forest University，Harbin 150030，Heilongjiang，China）

Abstract：A great number of documents has identified that the walnut， as a rare kind of oleaginous fruit tree，has the plenty of nutrition all over the body.However，strengthen and profundity for developing walnut products in China is not enough with the primary and low added-value products.This essay summarizes the abstraction and physiological functions of different parts of walnut （including kernel， leaf， shell， flower and hull）， and tables some proposals for its effective exploitation.It is purposed to provide the evidence for making full use of abundant natural resources of walnut，making the products further and enhancing the added-value of walnut products.

Key words：walnut；functional compositions；

ion；physiological function

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.13.036

国家自然科学基金（No.31000831）

程翠林（1974—），女（汉），讲师，在读博士，主要从事天然产物化学研究。

2012-10-25