不同产地核桃仁的成分分析及营养评价

于沛沛，于萌萌,姜启兴，夏文水，许学勤　(江南大学食品学院，江苏无锡 214122)



不同产地核桃仁的成分分析及营养评价

于沛沛，于萌萌,姜启兴，夏文水，许学勤*(江南大学食品学院，江苏无锡 214122)

我国是核桃生产大国，种质资源已达380多种，大多数省份均有栽培[1]，主要产地集中在云南、四川、新疆、山西、陕西、河北等省，年产量最高可达20万t，并呈现逐年增加趋势，对一些地区来说核桃是主要的经济来源[2]。与动物性油脂相比，核桃油中不含胆固醇，以不饱和脂肪酸为主，因此经常食用核桃可以预防动脉粥样硬化等心血管疾病[3]，对保护大脑和营养神经系统也起着重要作用[4]。此外，核桃还含有黄酮、维生素E等具有抗氧化作用的生物活性物质，有美容养颜、抗衰老等作用[5]。基于以上功能，人们对于核桃的利用已不仅限于直接食用，通过不同加工方式生产的核桃产品不断出现。初加工产品琥珀核桃、核桃酱受到消费者的青睐，深加工产品核桃油、核桃粉、核桃饮料、核桃复合饮品也不断推陈出新。核桃不同的加工方式与原料的营养组成、状态、新鲜度有很大的关系，如核桃乳品质除与本身的加工方法有关外，原料中蛋白质和脂肪含量、氨基酸和脂肪酸组成等也会产生影响。

已有学者研究不同核桃仁的营养成分[6-8]，但不同产区由于土质、气候、湿度等因素使核桃仁成分有所不同。笔者选择了3个核桃生产大省新疆、山西和云南的4个代表性品种，比较了各自的组成差异性，并进行了相应的营养评价，旨在为各产地核桃的加工和综合利用提供理论依据，并为建设和推广核桃品牌，增加各产区核桃的市场竞争力提供支持。

1材料与方法

1.1材料供试原料：新疆和田薄皮核桃仁、山西香玲核桃仁、云南丽江野生核桃仁、云南漾杂1号核桃仁，依次编号1～4号。云南的核桃为当地市场购买，其他为网上购买，每250 g真空包装，4 ℃储藏备用。

主要试剂： 浓硫酸、氢氧化钠、硼酸、硫酸铜、硫酸钾、浓盐酸、三氟化硼等，国药集团化学试剂有限公司，均为分析纯。

主要仪器与设备：101-3-BS电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；凯式定氮仪KND系列，上海洪纪仪器设备有限公司；Agilent 1100安捷伦氨基酸自动分析仪，安捷伦科技有限公司；specter AA 220石墨炉原子吸收仪，美国瓦里安(中国)有限公司；PE-2280火焰原子吸收仪，PerkinElmer股份有限公司；气相色谱仪GC-2010，岛津国际贸易(上海)有限公司；VARIAN CARY 50紫外分光光度计，美国瓦里安(中国)有限公司。

1.2方法

1.2.1基本成分测定。水分含量：参照GB5009.3-2010，105 ℃恒重法测定；粗蛋白质含量：参照GB5009.5-2010，凯氏定氮法测定；粗脂肪含量：参照GB/T.5009.6-2010，索氏抽提法测定；总灰分含量：参照GB/T.5009.4-2010，550 ℃灼烧法测定。

1.2.2氨基酸分析及营养评价。根据Heu等的方法[9]，采用Agilent 1100安捷伦氨基酸自动分析仪，4.0×125 mm C18柱，柱温40 ℃，缓冲液流速：1.0 ml/min。流动相：A为20 mmol/L醋酸钠；B为20 mmol/L醋酸钠∶甲醇∶乙腈=1∶2∶2(V∶V∶V)。检测波长：紫外，338 nm。色氨酸在盐酸水解过程被破坏，所以未能测出。

蛋白质的氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)按照以下公式计算[10]：

式中，t为试验样品的必需氨基酸含量(%，干基)；s为全鸡蛋蛋白质的必需氨基酸含量(%，干基)；n为比较的必需氨基酸个数。

1.2.3脂肪酸组成的测定。取约50～60 mg核桃油于20 ml试管中，加入0.5 mol/L的NaOH甲醇溶液2 ml，60 ℃水浴中加热至油珠完全溶解(约30 min)，冷却后加入25%BF3甲醇溶液2 ml，60 ℃水浴酯化30 min，冷却后加入2 ml正已烷，振摇1～2 min，加入蒸馏水5 ml，振荡2 min，静置离心取上层有机相于一只干燥试管中。

采用气相色谱法测定[11]，柱温：220.0 ℃；FID温度：250 ℃；进样量：0.5 μl；空气流速：360 ml/min；氢气流速：30 ml/min。

1.2.4主要矿质元素的测定。Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn、Mn、Cu等采用火焰原子吸收法测定；As、Pb采用石墨炉原子吸收仪测定；P采用紫外分光光度法测定。

1.2.5数据分析。方差分析采用SPASS18.0，数据采用平均值±标准偏差(Mean±SD，n=3，P<0.05)表示。

2结果与分析

2.1不同核桃仁的基本成分分析由表1可知，4种核桃仁基本成分存在差异。脂肪含量云南丽江野生山核桃、漾杂1号最高，分别为65.20%、65.74%，两者相比差异不显著；新疆薄皮核桃脂肪含量次之，为63.47%；香玲核桃仁脂肪含量最少，为62.62%，与云南核桃存在显著性差异，高的脂肪含量对企业加工核桃油有利。新疆和田薄皮核桃仁蛋白含量最高，为18.41%，与香玲核桃(17.91%)相比无显著性差异，而与云南核桃有显著性差异，蛋白质含量高的品种适于植物蛋白饮料和蛋白粉的生产。4种核桃与郝常艳所介绍的新疆新光、云南娘青、山西汾阳中林1号、美国霍华德核桃品种的蛋白质和脂肪含量也有所不同[12]。水分含量1～4号核桃仁依次为3.51%、4.03%、4.38%、3.88%，低水分对于延缓氧化和保藏有利。漾杂1号灰分含量最高，为2.51%，其次是香玲核桃(2.29%)和野生山核桃(2.06%)，新疆核桃灰分最低(1.98%)。灰分中含有某些人体所需的微量元素，也可加工成营养补充剂，用以促进人体的生长发育。由于核桃不同种植地区的光照、湿度、温度等条件造成了各自的不同。

表1　核桃仁的基本成分　%

注：表中同行不同字母表示差异显著(P﹤0.05)。

2.2不同核桃仁蛋白质的氨基酸组成分析氨基酸种类和含量决定蛋白质的质量。从表2看出，核桃仁中含有至少16种氨基酸，不同的品种对应的氨基酸含量有所差异，其中云南核桃必需氨基酸含量最高，均在30%以上，薄皮和香玲核桃的必需氨基酸在20.74%和25.94%，差异显著。1～4号核桃必需氨基酸与总氨基酸的比值(WEAA/WTAA)分别在29.54%、29.46%、29.27%和29.28%，差异不显著；必需氨基酸与非必需氨基酸比值(WEAA/WNEAA)分别在41.92%、41.76%、41.39%和41.40%。根据FAO/WHO的理想模式，优质蛋白中WEAA/WTAA在40%以上，WEAA/WNEAA在60%以上，因此，核桃蛋白与动物蛋白相比，不算是一种优质蛋白，但同样可以为人体提供所需的营养素，是蛋白的良好来源。

表2　核桃仁氨基酸组成　%

注：表中氨基酸含量数据为每100 g蛋白质中的含量，同行不同字母表示差异显著(P﹤0.05)。

在核桃非必需氨基酸中，谷氨酸和精氨酸所占比例最高，含量均在10%以上，不同核桃仁之间存在差异。精氨酸具有促进肝脏解毒的功能，谷氨酸可作为兴奋性神经递质参与信息传递等[13]。

2.3不同核桃仁氨基酸营养评价必需氨基酸的含量决定蛋白质的营养价值，表3列出了核桃仁必需氨基酸的含量和WHO/FAO、鸡蛋蛋白推荐量，AAS和CS的结果如表4所示，野生山核桃和漾杂1号的氨基酸评分和化学评分均比新疆薄皮核桃和香玲核桃高，异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的AAS接近甚至超过1.0。总体上以AAS为指标时，4种核桃中苯丙氨酸和酪氨酸评分最高，异亮氨酸次之，赖氨酸最低；以CS为指标时，苯丙氨酸和酪氨酸评分最高，赖氨酸评分最低，因此，核桃中第一限制性氨基酸是赖氨酸，其他必需氨基酸评分相对接近WHO/FAO和鸡蛋蛋白模式。必需氨基酸指数漾杂1号、野生山核桃、香玲核桃、薄皮核桃依次下降，因此从氨基酸角度分析，野生山核桃和漾杂1号的营养价值优于香玲和薄皮核桃。

表3　核桃仁中必需氨基酸含量　mg/g氮

表4　核桃仁必需氨基酸的AAS和CS评分

注：*为第一限制氨基酸。

2.4不同核桃仁脂肪酸组成由表5可见，4种核桃仁中都主要检测到9种脂肪酸，其中饱和脂肪酸4种(以棕榈酸和硬脂酸为主)，单不饱和脂肪酸3种，多不饱和脂肪酸2种(以亚油酸和α-亚麻酸为主)。饱和脂肪酸方面，香玲核桃(8.14%)、薄皮核桃(8.50%)、漾杂1号(8.58%)、野生山核桃(8.81%)呈逐渐上升的趋势，差异显著。不饱和脂肪酸的相对百分含量在90%以上，由于地理环境的不同，脂肪酸组成有一定差别，野生山核桃单不饱和脂肪酸含量明显高于其他3种，多不饱和脂肪酸含量最低。核桃仁中脂肪酸组成和相对含量与王晓燕等[14]，刘华英等[15]报道的其他品种也有所差异，说明不同的核桃仁品种，脂肪酸的组成不相同。不饱和脂肪酸在人体内有重要生理功能，亚油酸是人体必需脂肪酸，可使胆固醇脂化，从而降低血清和肝脏中的胆固醇水平，对糖尿病也有预防作用。亚麻酸在体内可转变为EPA和DHA，婴幼儿缺乏会影响智力发育，更会导致人体免疫力降低、疲劳等，它不能在人体内合成[16]。

表5　核桃仁中脂肪酸组成及相对含量　%

注：表中同行不同字母表示差异显著(P﹤0.05)。

2.6不同核桃仁矿物质组成从表6中看出，核桃中常量矿质元素K、P、Ca、Mg含量较高，必需微量元素Zn、Fe、Mn等含量也相对较高。薄皮核桃仁Ca、Na含量高，香玲核桃Ca、P、Cu、Zn含量比较高，分别为1 914.77、 3 332.61、18.13和27.83 mg/kg。野生山核桃在K、P、Mg、Fe含量上比其他3个品种高，漾杂1号Na、Zn含量相对比较高，10种元素中Na、Zn、Mg的含量在4种核桃仁中存在显著性差异。4种核桃仁中矿物质含量与铁核桃、礼品1号等品种[17]相差不大。矿物质元素是维持机体生理活动不可缺少的，P是构成磷脂的元素，磷脂与核桃健脑益智的功能密不可分。Ca是骨骼和牙齿的主要成分，可以增强人体的骨骼密度，缺钙会造成骨质疏松等疾病。Zn可以促进淋巴细胞增殖和大脑发育，可预防味觉、嗅觉、视觉的减退和小儿龋齿的发生，是维持生命正常活动的关键因子，Cu和Fe参与造血，是红血球中血红素的重要成分，在血红蛋白合成上是一个活性剂[18]；Mg在保护人体心血管、预防心脏病等方面具有积极作用。但矿物元素需从食物中获得，核桃仁中含有丰富的P、Ca、Zn、Fe等对人体有益的元素，能可以满足人们对矿物元素的需求。Pb、As对人体危害大的元素低于国家标准(Pb限量标准0.2 mg/kg，As限量标准0.1 mg/kg)。

表6　核桃仁中矿物元素组成　mg/kg

注：表中同行不同字母表示差异显著(P﹤0.05)。

3结论

试验得出，云南丽江野生山核桃和漾杂1号脂肪含量最高达65%，新疆和田薄皮核桃和山西香玲核桃蛋白质相对较高，其中脂肪含量高的品种适于作为核桃油生产的原料，蛋白质含量高的品种适于作为核桃乳制品和蛋白粉生产的原料，同时生产时也要考虑到原料的新鲜度、状态等。

与动物蛋白相比，核桃蛋白虽不是一种优质蛋白，但核桃蛋白质中氨基酸种类齐全，含有人体所需的必需氨基酸，苯丙氨酸和酪氨酸含量丰富，非必需氨基酸中谷氨酸和精氨酸含量最高，第一限制性氨基酸是赖氨酸。从氨基酸营养学角度分析，云南2个品种核桃的营养价值要优于其他2种。核桃仁中不饱和脂肪酸含量达到90%以上，多不饱和脂肪酸含量在75%左右，野生山核桃最低，不饱和脂肪酸以亚油酸为主，能为人体提供重要的生理功能。同时核桃是人体所需微量元素的良好来源，可作为安全食品使用。

4种核桃仁生长环境不同，营养组成各有差异，加工时应充分发挥各自的优势，更好地提升核桃仁的利用价值。

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摘要以新疆、山西、云南三地的4种不同核桃仁为研究对象，对其基本成分、氨基酸、脂肪酸组成及主要矿物质含量进行测定，同时进行蛋白质的营养评价。结果表明，4种核桃仁基本成分存在一定差异(P﹤0.05)，粗蛋白含量介于16.82%～18.41%，新疆和田薄皮核桃粗蛋白含量最高；粗脂肪含量介于62.62%～65.74%，漾杂1号粗脂肪含量最高；水分含量介于3.51%～4.38%，灰分介于1.98%～2.51%。4种核桃仁中氨基酸种类齐全，必需氨基酸与氨基酸总量比值较稳定，平均值为29.39%，必需氨基酸与非必需氨基酸比值在41%以上，氨基酸评分和化学评分接近FAO/WHO模式，第一限制性氨基酸为赖氨酸；不饱和脂肪酸占90%以上，以亚油酸和α-亚麻酸为主；4种核桃仁中矿物元素Ca、P、Mg、Fe、Zn等含量各不相同，重金属As、Pb远低于食品卫生标准限量。

关键词核桃仁；产地；组成；营养评价

Composition Analysis and Nutritional Evaluation of Representative Walnut Kernels from Different Areas

YU Pei-pei, YU Meng-meng, JIANG Qi-xing, XU Xue-qin*et al(Food School of Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122)

AbstractThe basic components, amino acid, fatty acid and minerals of four kinds of walnuts from different cultivation areas were determined, and nutritional qualities were synthetically evaluated. Results showed that the contents of basic components from different walnuts were slightly differences. The contents of crude protein were between 16.82% and 18.41%, thin-shelled walnut from Xinjiang, Hetian was the highest. The contents of fat were between 62.62% and 65.74%, walnuts from Yunnan were higher than others. The contents of water were between 3.51% and 4.38%. The contents of ash were between 1.98% and 2.51%. Walnut had all kinds of amino acid. The ratio of essential amino acids and total amino acids were stable, averaged to 29.39%, the ratio of essential amino acids and non-essential amino acids were up to 40%. The scores of AAS and CS were up to the standard value of FAO/WHO. The first limiting amino acid was lysine. Walnut oil showed high content of polyunsaturated fatty acids (mainly linoleic acid andα-linolenic acid) averaged up to 90%. Minerals were rich, particularly in Ca, P, Mg, Fe, Zn, the heavy metal (As, Pb) were under the restriction of food safety.

Key wordsWalnut kernels; Producing area; Composition; Nutritional evaluation

收稿日期2015-04-24

通讯作者

作者简介于沛沛(1983-)，女，山东潍坊人，工程师，硕士，从事食品加工与保藏研究。*，副教授，博士，从事食品加工与保藏研究。

中图分类号S 664.1;TS 201.4

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)18-296-04