核桃营养成分与生理活性及开发利用

陆 俊 赵安琪 成 策 单齐冀 李忠海 袁列江

(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙 410004;2.稻谷及副产物深加工国家工程实验室，湖南长沙 410004;3.湖南省产商品质量监督检验研究院，湖南长沙 410007)

核桃(Juglans regial L.)又称胡桃、羌桃，原产欧洲东南部、西亚等地区，为“木本油料之王”。中国核桃品种多样，资源丰富，是当今世界第一大核桃生产国。根据《中国果树志》核桃卷记载，有486个优良单株系，216个无性系品种和优良品种，164个农家实生良种［1］。2011年，中国核桃种植面积已达到333.3万hm2，产量达到165万t［2］。核桃的全身包括核桃壳、核桃青皮、核桃叶、核桃花等都具有非常理想的加工利用价值。目前中国核桃深加工产品主要有核桃油、核桃蛋白、核桃粉、核桃乳及一系列的风味核桃制品［3］。文章拟对核桃的营养成分、生理活性及加工利用现状进行综述，旨在为核桃的综合开发利用提供参考。

1 主要营养成分

1.1 核桃仁的营养成分

核桃仁是核桃食用及加工的主要部分，营养价值极高，有补肾温肺润肠、强体健脑、驻颜延年功效，有着“万岁子”、“长寿果”、“益智果”、“美容果”、“红枣加核桃，赛过灵芝草”等美誉，被历代医学家和养生学家视为益寿精品［4］。核桃脂肪含量很高，其主要成分是亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，大约占总比例的90%，其中亚油酸含量为63.0%，是普通菜籽油含量的3～4倍。核桃蛋白是一种优质蛋白质，蛋白质含量高达14% ～17%。核桃仁中主要有4种蛋白质:谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶谷蛋白，分别占核桃蛋白的70.11%，17.57%，6.81%，5.33%，核桃蛋白中含18种氨基酸，包含人体所需的8种必需氨基酸且比例适合［5］。每100 g核桃仁主要营养成分见表1，此外，还含有锰、铬、硒、锌等微量元素［6］及神经酸、鳕油酸、EPA、DHA、角鲨烯、褪黑素、黄酮、胡萝卜素等微量功效成分［7］。核桃油中富含有益的微量元素和维生素，比一般食用油的亚油酸含量高，且含有较多抗氧化活性:分胡桃醌、金丝桃苷、扁蓄苷、胡桃苷、山奈酚、槲皮素、异槲皮素、没食子酸，是一种极具营养价值的植物油深受国内外消费者所接受和欢迎［8］。

表1 每100 g核桃仁所含营养成分［6］Table 1 The nutrient contents in per 100 g walnuts kernel

1.2 核桃青皮的营养成分

核桃青皮，又叫青龙衣，是核桃最外部的绿色果皮，性平味苦辛。每克山核桃外果皮中铁 23.42 μg、锰 3.66 μg、锌6.15 μg、镁 355 μg、钙 2 650 μg、钾 41 157.96 μg、砷含量0.26 μg。其中外果皮钾的含量是树皮钾含量的9.5倍，其它微量元素的含量均比树皮中各元素的含量低［9］。此外，还含有丰富的VB、VC、槲皮素、山萘醇、金丝桃苷、扁蓄苷等营养成分。

1.3 核桃花的营养成分

核桃花中含有18.78%的蛋白质(蛋白质中必需氨基酸占总氨基酸含量的 41.27%，其中色氨酸和谷氨酸含量较高)，12.82%的灰分，13.16%的膳食纤维，还含有较高微量元素和维生素(见表2［10］)。核桃花中花粉含量也较高，每个雄花序含0.13～0.50 g花粉;花粉中含有25.38%的蛋白质，11.08%的可溶性糖;花粉高钾低钠，微量元素中锌、硒含量较高，是一种较好的天然营养保健食品资源［11，12］。此外，核桃花中还含有黄酮类化合物、三萜类化合物、甾醇类化合物等。贾忠等［13］从甘肃核桃花中分离鉴定了7个黄酮类化合物:槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷、槲皮素、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-α-L-吡喃阿拉伯糖苷。

1.4 核桃叶的营养成分

核桃叶中富含胡萝卜素、挥发油、鞣质以及有机酸、无机盐［14］，且含有多种抗氧化和抗炎的多酚和黄酮类化合物，如2-乙氧基胡桃醌、山柰酚、山柰酚-3-O-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3-O-吡喃葡萄糖苷、6，7-二羟基香豆素［15］。

表2 每100 g核桃花所含营养成分［10］Table2 The nutrient contents in per 100 g Juglans regia L.

1.5 核桃壳的营养成分

莫树门等［16］研究表明核桃壳的挥发成分所占比重较大，约为78.52%;固定碳次之，约为21.03%;水分和灰分约为14.70%和0.72%。徐绍平等［17］研究结果显示，核桃壳中主要元素是碳和氧，分别占46.61%和47.63%;其次是氢(5.52%);除此之外，还含有少量氮(0.24%)。李海潮等［18］发现核桃壳中的木质素含量最高，约占38.05%，其次是纤维素和半纤维素，分别占30.88%和27.26%;水分和苯醇抽出物分别占9.59%和3.71%;灰分含量较少，约占0.66%。

2 生理活性

2.1 健脑益智，延缓衰老作用

核桃蛋白是一种非常优质的植物蛋白质，能促进脑部的健康，延缓衰老［19］。核桃仁又称天然脑黄金，富含量谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等重要的生理活性物质，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，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［20］。研究表明食用核桃能减弱餐后的氧化应激反应［21］及保护海马神经元细胞［22］，还有研究［23］表明食用核桃能减轻顺铂引起的神经损害作用。核桃油还有改善记忆、预防癌症、清除自由基等功效［24，25］。因此，核桃油常被开发成微胶囊、口服液等保健食品［26－28］。

2.2 防治心脑血管疾病作用

核桃油富含具有降低血脂，防止高血压、心脏病、动脉硬化等功效的成分，如n-3脂肪酸、生育酚、亚油酸和亚麻酸。研究［29］认为，亚油酸、亚麻酸是体内合成前列腺素和PGE的必需物质，而PGE有着防治血栓、降血压、防止血小板聚集的功能。研究［30］表明，核桃主要通过降低低密度脂蛋白和血压减少心血管疾病的发生，核桃还含有多种功能性多肽，如Liu等［31］从核桃中分离到一种血管紧张素转换酶抑制多肽，有降低血压功效。核桃油和核桃油复合VE也具有降低大鼠血脂、改善动脉粥样硬化的作用。核桃花中 K、Fe、Mn、Zn、Se含量高，有助于维持机体酸碱平衡，有助于预防和治疗高血压，参与造血和能量代谢及抗体的产生增强免疫功能等［32］。

2.3 抑菌杀虫作用

核桃青皮中还包括有萘醌类、多酚类、多糖、二芳基庚烷类等活性成分［33］，具有较强的抑菌杀虫效果。吕海宁等［34］发现核桃青皮提取物对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌具有显著的抑菌活性。核桃青皮95%乙醇粗提物对粘虫有较明显的拒食作用及胃毒作用［35］。核桃青皮石油醚提取物对朱砂叶螨雌成螨作用(浓度为1 mg/mL时)24 h后的死亡率可达到83.44%［36］;核桃壳的某些提取物还具有抗氧化性和抑菌活性，如以核桃壳为原料制备木醋液，经研究［37］证明其:对番茄早疫、葡萄灰霉和苹果炭疽等3种植物病原菌的抑制率均达到90%，而其中的主要成分为酚类化合物和有机酸。新鲜核桃青皮乙醇提取物对板栗叶螨也具有一定的触杀作用［38］。

2.4 抗氧化防癌作用

核桃还含有较好的抗氧化活性，核桃有“抗氧化之王”的美誉，核桃油中含有人体必需脂肪酸和角鲨烯，具有一定的抗氧化能力，能使皮肤保持弹性，防止皮肤衰老，核桃仁正丁醇提取物清除 DPPH和ABTS自由基的能力及还原 Fe3+的能力高于阳性对照 BHT，核桃仁种皮中的酚酸类物质有17种，其中芦丁的含量最高［39］，核桃叶多酚也具有良好的体外抗氧化能力与抗脂质过氧化能力［40］;核桃油中β-谷甾醇能预防癌症［41］，山核桃叶总黄酮能显著诱导人多发性骨髓瘤(U266)细胞株的凋亡［42］。核桃青龙衣中的多糖及胡桃醌对多种癌症有一定的疗效，如核桃楸对胃癌、食道癌、肝癌及肠癌等均有显著疗效，尤其是青龙衣对各期及术后食管贲门癌的总有效率为53%［43］。桃青皮粗提物和核桃青皮提取物没食子酸、乙酸乙酯、紫杉叶素、7-D-芹菜糖-儿茶酚对食管癌细胞EC9706和KYSE150有明显的增殖抑制作用［44］。

2.5 其它生理活性

Hosseini等［45］发现核桃雌花醇提物能显著提升糖尿病小鼠血糖水平，降低谷草转氨酶和碱性磷酸酶。此外还有研究［46］证实，核桃仁具有补益气血、养颜美肤的作用。

3 开发与利用

3.1 在食品方面的开发与利用

核桃蛋白也被广泛的用于研究开发各种产品，形成了多种风味系列核桃制品产品，如银杏核桃饮料［47］、全脂核桃乳饮料［48］、绿茶核桃乳饮料［49］、核桃酱油［50］、核桃花生牛奶［51］、琥珀核桃仁、核桃速溶粉、核桃露等［52］。

从核桃外果皮中提取的褐色素浸膏安全无毒，有较好的水溶性、耐热性和耐光性，不受蔗糖及金属离子的影响，可用于果冻、蛋糕、软糖等食品的着色［53，54］。

核桃壳中的天然棕色素［55－57］是一种水溶性色素，具有较好的热稳定性但对光照不稳定，对弱酸性和弱碱性较稳定，对大部分金属离子稳定，是一种廉价易得、安全可靠、使用方便的天然植物色素，具有较高的应用价值。

余晓焕等［58］还从核桃花中分离出能较好的溶于水和乙醇溶液的天然黑色素。核桃叶还可作为原料加工制成保健茶，其制品清香、口感鲜醇爽口，具有高维生素、高黄酮、高水浸出物、低多酚的特点，具有较强的抗氧化特性［59，60］。核桃渣可以做成核桃膨化食品［61］。核桃壳还被用作食用菌栽培原料。于海龙［62］、董佳梁［63］等发现使用核桃壳代替玉米芯的配方栽培刺芹侧耳，发菌快、子实体含氮量高，效果理想。

3.2 在医药方面的开发与利用

核桃花用途广泛，可食用、药用或饲用，也可开发成保健食品和医疗药品［64］。核桃花临床上还可制成酊剂去除疣子［65］。中国年产雄花序约30万t，多数只用做牲畜饲料或菜肴、中药。其综合开发利用还属空白，因此，核桃花具有广阔的开发利用前景。中医药方用核桃青皮治疗某些皮肤病和胃神经痛［21］。核桃壳含有丰富的钙、磷、铁等微量元素及胡萝卜素、核黄素、VE等，在很多中医治疗中都有应用。罗洪［66］比较了运用核桃壳碳化与思密达在临床上治疗严重腹泻的疗效，结果表明核桃壳碳化治疗组对于主要症状的改善明显优于思密达对照组。袁志太［67］研究发现，经一定中医方法处理后的核桃壳扣在病眼上，并配合针灸等中医疗法，可有效治疗白内障。

3.3 在化工方面的开发与利用

核桃壳在化工方面利用主要集中在活性炭方面的应用［68－70］，王湖坤等［71］运用氯化锌活化法制备的核桃壳活性炭可用于印染废水的处理，对废水的色度去除率达100%，对CODcr去除率达79%。Zabihi等［72］采用氯化锌活化法制备的核桃壳粉末活性炭能去除工业废水中的Hg2+。何渊源等［73］采用液相化学还原法制备的核桃壳负载纳米零价铁吸附剂对Pb2+的吸附容量较大。核桃壳活性炭对一氧化氮和碘的吸附性能明显优于市售活性炭［74］。此外，山核桃壳还可用于酸解制备木糖［75］。

3.4 在工艺品方面的开发与利用

中国核桃工艺品的赏玩起源于汉隋，流行于唐宋，盛行于明清，具有2 000多年发展历史，形成了世界上独有的核桃赏玩文化。越来越多的核桃壳被开发成工艺品，形成特有的文玩核桃，如云南的主要文玩核桃——铁核桃具有较大的工艺品价值［76］。

4 问题与展望

近些年来，核桃资源的开发利用得到较全面的发展，在食品、医药、化工和工艺品领域显示出很大的应用空间。但是，就目前情况来看，在核桃研究开发中还存在许多急需解决的问题，如对核桃蛋白的蛋白质组成成分研究得还不够，尤其是占蛋白总量70%的核桃谷蛋白尚未有研究;在核桃蛋白的制备上，目前产业化生产的仅有未完全脱脂的核桃粉，核桃浓缩蛋白和分离蛋白均没有商品化的产品;对于核桃副产品的利用还需加强，如核桃壳、核桃青皮、核桃叶等在保健产品领域应该有更深入和全面的研究和利用;此外，缺乏规模化从事核桃副产物深加工利用的企业，如何选育高营养价值的核桃品种也是值得关注的问题。为了能够高效地解决上述问题，进一步提高核桃产品的营养功能和加工特性，提高核桃产品的利用价值、利用率和附加值，中国应培育和推广优良品种，改良加工工艺，加强核桃树整体资源的综合利用水平，建立核桃综合深加工与利用规模化工厂，培育品牌企业，加强政策和技术支持，以提升核桃行业的经济效益，为中国的经济发展作出应有的贡献。

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