核桃内种皮多酚的研究进展及应用前景

郭慧清，张泽坤，白光灿，卫亚洁，王安冬，马长华

核桃内种皮多酚的研究进展及应用前景

郭慧清，张泽坤，白光灿，卫亚洁，王安冬，⋆马长华

（北京中医药大学中药学院，北京100102）

核桃内种皮中含有丰富的对人体有益的多酚物质，但在核桃食品加工过程中往往被当作废弃物来处理，造成资源的巨大浪费，因此开发利用核桃内种皮多酚物质具有重要的现实意义。针对核桃内种皮多酚生理活性的提取和分离技术进行综述，并对其应用前景进行了展望。

核桃内种皮；多酚；研究进展；应用前景

0 引言

核桃（Juglans regia L.）又称胡桃、羌桃、万岁子等，系胡桃科核桃属植物[1]。核桃仁是核桃坚果的种仁，其外有一层薄皮，为核桃内种皮，核桃内种皮中含有丰富的多酚类物质，主要是酚酸和水解鞣质，还有少量黄酮类成分[2]。它虽然只占整个仁质量的10%左右，但核桃仁中对人体有益的多酚类物质主要集中在种皮部分，而在无种皮的核桃仁中酚酸类物质的种类和含量都明显减少，黄酮类物质的种类和种皮中的相比虽然差别不大，但是含量也明显减少[3]。张天财等人[4]测得，云南昭通鲜核桃不同部位多酚分布为核桃种皮（21.73%）＞核桃青果皮（6.37%）＞核桃壳（2.92%） ＞核桃仁（0.77%）。荣瑞芬等人[5]测得干制的新疆核桃内种皮中总酚和黄酮类分别为1.038 g/100 g和0.744 g/100 g，分别是种仁中含量的12.51倍和1.78倍。核桃酚与熟知的茶多酚、葡萄多酚类似，也具有众多的营养保健功能，但是由于其具有苦涩味，易氧化褐变，还会使核桃蛋白凝集沉淀的特性，在食品加工企业中，核桃内种皮往往被当作废弃物来处理[6-7]。结合国内外的研究现状，对核桃内种皮多酚的生物活性、提取分离技术进行概述，并对其应用前景进行了展望，为全面利用核桃营养价值、提升核桃产品的附加值、拓宽核桃产品市场提供参考。

1 核桃内种皮多酚的生物活性

1.1 抗氧化

植物多酚，可以有效清除自由基、阻断自由基链式反应、螯合金属离子，是潜在的抗氧化剂[8]。大量关于核桃内种皮多酚体外清除羟自由基（·OH）、超氧阴离子（·O2-）、过氧化氢（H2O2）及DPPH，ABTS等自由基，还原金属离子，对抗油脂过氧化等方面的试验都证实了其显著的抗氧化能力。张泽生等人[9]研究表明，核桃内种皮多酚提取物可增强D-半乳糖致衰小鼠体内血清、肝脏和脑组织中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性，降低丙二醛含量，在体内具有良好的抗氧化效果。

1.2 保肝

Shimoda H等人[10]发现，口服核桃内种皮多酚提取物能有效抑制D-氨基半乳糖和CCl4导致的小鼠肝损伤，特里马素Ⅰ等鞣花单宁是核桃内种皮中保肝的主要成分。Brugg B[11]测得，核桃多酚可以降低酒精诱导的小鼠肝损伤血清酶生物标志物（AST，ALT，GGT和LDH） 和各个组织中丙二醛的含量，对肝脏具有保护作用。

1.3 抗癌

多酚类物质的抗癌作用和抗氧化、调控细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡和分化、影响血管生成及肿瘤细胞信号传导有关，协同常规治疗方法还可以增强抗肿瘤的作用[12-13]。Carvalho M等人[14]研究表明，核桃多酚提取物对人类肾脏癌细胞株A-498、769-P和结肠癌细胞株Caco-2有抑制作用。Sánchez-González C等人[15]研究发现，核桃多酚可以抑制前列腺特异性抗原与前列腺癌细胞雄激素受体的表达，对前列腺癌具有预防作用。

1.4 保护心血管

多酚类物质对心脑血管具有保护作用，主要通过抗氧化和改变血脂、血管的功能实现[16]。Anderson K J等人[17]发现富含多酚的核桃提取物能抑制血脂和低密度脂蛋白的氧化，有助于对抗动脉粥样硬化。Ros E等人[18]研究表明，核桃多酚等抗氧化物质可以改善高胆固醇血症患者的内皮功能，降低患冠状动脉疾病的风险。

1.5 改善认知功能

植物多酚改善认知功能的作用，可能与其抗氧化、抗神经炎症、神经保护、促神经元生长、改善脑血流等作用有关[19]。Valizadeh Z等人[20]发现，没食子酸可以提高β-淀粉样蛋白诱导的AD型痴呆症大鼠的空间学习和记忆能力。Balu M等人[21]研究表明，核桃仁中的多酚等抗氧化物质能对抗β-淀粉样蛋白引起的氧化应激和细胞死亡，对于阿尔茨海默病具有治疗作用。Choi J G等人[22]发现，核桃多酚可以抑制中脑细胞中活性氧和一氧化氮的产生，还可以减缓纹状体多巴胺及其代谢产物的衰竭，对于预防或治疗帕金森病有很大帮助。

1.6 抗菌、抗病毒

大多数的多酚类物质都可以通过抑制生物膜形成，中和细菌毒素等方式抑制微生物的致病因子[23]。翟梅枝[24]研究发现，核桃叶中槲皮素、山萘酚、金丝桃甙等黄酮类化合物对烟草花叶病毒（TMV） 有抑制作用。Pereira J A等人[25]研究了6个不同品种的核桃仁多酚提取物，其中Lara品种对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌均有不同程度的抑制作用。Oliveira I等人[26]研究了5个不同品种的核桃青壳多酚提取物，他们均对金黄色葡萄球菌有抑制作用，且最小抑菌质量浓度为0.1 mg/mL。

1.7 抑制黑色素

酪氨酸酶是黑色素合成过程中的关键酶，香草酸、没食子酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、芦丁和槲皮素等核桃相关多酚单体对酪氨酸酶均有抑制作用[27]。Akin M等人[28]研究表明，核桃叶、核桃青壳和核桃仁中的多酚提取物对酪氨酸酶均有抑制作用。朱亚新[29]以小鼠B16黑色素瘤细胞株作为受试细胞，研究表明5种核桃提取物（核桃粕提取物、核桃种皮提取物、核桃青皮提取物、核桃叶提取物核和核桃壳提取物）对黑色素合成均有抑制作用，其中核桃种皮提取物对酪氨酸酶活性影响最大，黑色素合成的抑制效果最为明显。

1.8 缓解免疫毒性

Qamar W等人[30]研究表明，核桃仁多酚提取物可以降低香烟烟雾提取物诱导的小鼠急性肺毒性，表现为支气管肺泡灌洗液中乳酸脱氢酶，总细胞和总蛋白的数目减少，谷胱甘肽数目增加，肺组织中谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶活性升高，黄嘌呤氧化酶的活性降低。杨璐冰[31]研究表明，核桃多酚可以缓解4-戊基苯酚和3-甲基-4-硝基苯酚诱导的脾淋巴细胞免疫毒性，表现为脾淋巴细胞活力、T细胞亚群数、T细胞分泌细胞因子和颗粒酶的功能均得到恢复。

1.9 治疗糖尿病

糖尿病及其并发症的发生和发展与氧化应激密切相关，氧化应激会引发胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能障碍、糖耐量受损和线粒体功能障碍[32]。Fukuda T等人[33]研究发现，Ⅱ型糖尿病小鼠连续4周口服核桃多酚提取物后，尿中8-羟基脱氧鸟苷的含量显著降低，表明核桃多酚可以减缓氧化应激反应，对糖尿病具有治疗作用。此外，α-淀粉酶在淀粉和糖原消化中起着重要作用，核桃多酚可以抑制其活性，从而治疗糖尿病。周晔[34]测定各核桃品种内种皮多酚对α-淀粉酶半数抑制浓度IC50范围为100～250 μg/mL，抑酶活性较强，且该活性仅与缩合单宁含量密切相关，推测多酚可能通过与蛋白质相结合的方式使酶失活。

2 核桃内种皮多酚的提取纯化技术

2.1 核桃多酚的提取技术

核桃多酚的提取技术目前还处于实验室阶段，常用一定体积分数的甲醇、乙醇作为提取溶剂，常见方法有溶剂提取法[35-38]、超声波辅助提取法[34,39-40]和微波辅助提取法[41]，还常加入一定量的酶和螯合剂等来提高多酚得率。贾淑平等人[39]采用纤维素酶和果胶酶复合酶-超声波法提取核桃青皮多酚，纤维素酶和果胶酶催化降解了核桃皮内的纤维素和胶质，并释放出与纤维素和胶质紧密结合的多聚体酚类物质；同时酶的作用增加了表皮的通透性，有利于多酚类物质的溶出。赵国建等人[41]以乙醇为提取溶剂，采用微波辅助提取法提取核桃青皮中的多酚，并加入了一定量的六偏磷酸钠（SHMP）。螯合剂SHMP可以置换出与金属螯合的多酚物质，还能提高多酚的稳定性，防止其氧化损失。研究结果表明，在试验条件下，多酚得率为4.01 mg/g，高于对照溶剂提取法的73.4%。李笑笑[6]采用酸化乙醇超声提取法提取核桃内种皮中的多酚物质，单因素试验结果确定最佳提取工艺为盐酸浓度0.05 mol/L，提取温度65℃，单次提取时间 10 min，提取次数4次，此法可以去除96%以上的种皮多酚。

2.2 核桃多酚的纯化技术

对于核桃多酚的分离，常用的方法是大孔树脂吸附色谱法、硅胶柱层析法和葡聚糖凝胶色谱法。梁杏[36]确定了 HPD-100型树脂分离纯化核桃饼粕多酚最佳工艺为上样液pH值4.0，上样液质量浓度4.0 mg/mL，上样液流速1 mL/min，上柱液体积1.8 BV，洗脱液乙醇体积分数75%，洗脱流速4 BV/h，洗脱体积3 BV。此纯化使核桃饼粕多酚提取物的含量从26.63%提高到81.10%，回收率为87.33%。Zhang Z等人[42]用硅胶柱层析和葡聚糖凝胶色谱反复分离纯化核仁的乙酸乙酯提取物，得到没食子酸、没食子酸乙酯、香草酸等7种多酚类化合物。此外，近年来迅速发展的高速逆流色谱技术（HSCCC）在核桃多酚中也表现出良好的分离性能。Grace M H等人[43]用HSCCC从核仁中分离得到了没食子酸、儿茶酚、木麻黄鞣宁、花梗鞣素、特里马素Ⅰ等9种多酚类化合物。

3 总结与展望

酚酸类化合物在植物体内通常与蛋白质以非共价键形成稳定的分子复合物，其中疏水作用力是主要的非共价键结合方式，以离子键和氢键与蛋白结合的酚类物质抗氧化活性最强。因此，要想提高多酚得率和抗氧化活性，仅仅用传统的提取溶剂是不够的，还应尽可能破坏酚类和蛋白质之间的相互作用。

去皮技术对于开发利用核桃内种皮至关重要。传统的碱液去皮后，核桃仁内种皮总酚和总黄酮含量分别下降81.7%和72.2%，核仁的表面也会遭到腐蚀，影响其内在品质，并且此法对环境污染严重。液氮急冻法虽然最大程度保留了内种皮中的酚类物质，但处理后核仁发脆易碎且耗时较长[34]，因此有待发展能同时兼顾皮和仁的品质且环保高效的新型去皮技术。

近几年，随着人们对核桃内种皮营养和功能的认识，基于核桃内种皮多酚的功能性食品和饮品，如核桃膳面[44]、核桃茶[45]、核桃露[46]等开始出现，但其应用还仅仅处于起步阶段。研究人员可以考虑利用其抗氧化及抑菌的生物活性制成食品添加剂，来对抗油脂的氧化，防止食物腐败。除了在食品领域，其在医药领域的应用前景也十分广阔，其保肝、抗癌、降血糖等生物活性可以辅助药物治疗疾病，如利用其抑菌的活性，开发成“天然抗生素”，代替或者协同抗生素治疗疾病。此外，核桃内种皮多酚在日化领域也有巨大的应用潜力。长时间面对手机和电脑、环境污染加剧、生活压力增加等都给皮肤带来了巨大压力，核桃内种皮多酚作为天然抗氧化剂，无疑是拯救皮肤的“福星”；目前市售的外用祛斑化妆品多含有重金属、激素等毒副作用大的成分，核桃内种皮多酚作为抑制黑色素合成的天然成分，可以开发成功效好、安全性高的植物淡斑化妆品，推动化妆品产业的可持续发展。虽然目前核桃内种皮多酚的研究大都处于试验室，相信随着内种皮分离、多酚提取纯化等技术的完善，工业规模化生产指日可待。

[1]黄黎慧，黄群，孙术国，等.核桃的营养保健功能与开发利用 [J].粮食科技与经济，2009（4）：48-50.

[2]Trandafir I，Cosmulescu S，Botu M，et al.Antioxidant activity，and phenolic and mineral contents of the walnut kernel（Juglans regia L）.as a function of the pellicle color[J].Fruits，2016 （3）：177-184.

[3]万政敏，郝艳宾，杨春梅，等.核桃仁种皮中的多酚类物质高压液相色谱分析 [J].食品工业科技，2007，28（7）：212-213，224.

[4]张天财，陈朝银，赵声兰，等.核桃种皮中多酚的测定及种皮对核桃贮藏品质的影响 [J].食品工业科技，2013，34（20）：65-69，74.

[5]荣瑞芬，历重先，刘雪峥，等.核桃内种皮营养与功能成分初步分析研究 [J].食品科学，2008（11）：541-543.

[6]李笑笑.核桃内种皮多酚的提取及核桃油与核桃蛋白粉的稳定性研究 [D].无锡：江南大学，2017.

[7]魏静，郝利平.核桃仁种皮中多酚的提取工艺研究 [J].山西农业大学学报（自然科学版），2010（2）：150-153.

[8]Shahidi F，Naczk M，Shahidi F，et al.Phenolics in food and nutraceuticals[J].Phenolics in Food&Nutraceuticals，2004，13 （3）：12-15.

[9]张泽生，王霄然，王田心，等.核桃内种皮提取物的体内抗氧化活性研究 [J].中国食品添加剂，2017（1）：110-114.

[10]Shimoda H，Tanaka J，Kikuchi M，et al.Walnut polyphenols prevent liver damage induced by carbon tetrachloride and d-galactosamine：hepatoprotective hydrolyzable tannins in the kernel pellicles of walnut[J].Journal of Agricultural&Food Chemistry，2008，56 （12）：4 444-4 449.

[11]Brugg B.Determination of hepatoprotective and antioxidant role of walnuts against ethanol-induced oxidative stress in rats[J].Cell Biochemistry and Biophysics，2015，71 （2）：1-8.

[12]王修杰，袁淑兰，魏于全.植物多酚的防癌抗癌作用 [J].天然产物研究与开发，2005，17（4）：508-517.

[13]Bonfili L，Cecarini V，Amici M，et al.Natural polyphenols as proteasome modulators and their role as anti-cancer compounds.[J].Febs Journal，2008 （22）：5 512-5 526.

[14]Carvalho M，Ferreira P J，Mendes V S，et al.Human cancer cell antiproliferative and antioxidant activities of Juglans regia L.[J].Food&Chemical Toxicology，2010，48 （1）：441-447.

[15]Sánchez-González C，Ciudad C J，Noé V，et al.Walnut polyphenol metabolites， urolithins A and B， inhibit the expression of the prostate-specific antigen and the androgen receptor in prostate cancer cells.[J].Food&Function，2014，11 （5）：2 922-2 930.

[16]陶冶，杨晓.多酚类物质对心脑血管保护作用的研究进展 [J].中国医药指南，2011，20（9）：226-228.

[17]Anderson K J，Teuber S S，Gobeille A， et al.Walnut polyphenolics inhibit in vitro human plasma and LDL oxidation[J].Journal of Nutrition，2001（11）：2 837-2 849.

[18]Ros E，Núez I，Pérez-Heras A，et al.A walnut diet improves endothelial function in hypercholesterolemic subje-cts：a randomized crossover trial[J].Circulation，2004 （13）：1 609-1 620.

[19]张伟，胡永杰，武海英，等.改善认知功能的植物多酚研究进展 [J].世界科学技术—中医药现代化，2014（11）：2 454-2 459.

[20]Valizadeh Z，Eidi A，Sarkaki A，et al.Dementia type of Alzheimer's disease due to β-amyloid was improved by gallic acid in rats[J].Healthmed，2012，11 （6）：3 648-3 656.

[21]Balu M，Essa M M，Ved C，et al.Protective effects of walnut extract against amyloid beta peptide-induced cell death and oxidative stress in PC12 cells[J].Neurochemical Research，2011，36（11）：2 096-2 103.

[22]Choi J G，Park G，Kim H G，et al.In vitro and in vivo neuroprotective effects of walnut（Juglandis semen） in models of parkinson's disease[J].International Journal of Molecular Sciences，2016，17 （1）：108-116.

[23]柯春林，王娣，谢海伟，等.多酚化合物抗菌活性的最新进展 [J].食品工业科技，2012，33（17）：405-408.

[24]翟梅枝．植物次生物质的抗病活性及构效分析 [D]．福州：福建农林大学，2003．

[25]Pereira J A，Oliveira I，Sousa A，et al.Bioactive properties and chemical composition of six walnut（Juglans regia L）.cultivars.[J].Food&Chemical Toxicology，2008，46（6）：2 103-2 115.

[26]Oliveira I，Sousa A，Ferreira I C F R，et al.Total phenols，antioxidant potential and antimicrobial activity of walnut（Juglans regia L）.green husks[J].Food&Chemical Toxicology，2008，46 （7）：2 326-2 331.

[27]朱亚新，陈朝银，赵声兰.核桃多酚对酪氨酸酶的作用 [J].食品工业科技，2014，35（22）：382-385.

[28]Akin M，Arabaci G，Saki N.Total phenols，antioxidant potential and tyrosinase inhibitory activity of walnut（Juglans regia L）.leaf，husk and seed[J].Asian Journal of Chemistry， 2013，25（16）：9 337-9 340.

[29]朱亚新.核桃多酚对酪氨酸酶活性和黑色素合成的影响及其化妆品的试制 [D].昆明：昆明理工大学，2016.

[30]Qamar W，Sultana S.Polyphenols from Juglans regia L.（walnu）tkernel modulate cigarette smoke extract induced acute inflammation，oxidative stress and lung injury in Wistar rats[J].Human&Experimental Toxicology， 2011，30 （6）：499-518.

[31]杨璐冰.核桃多酚提取物对4-戊基苯酚和3-甲基-4-硝基苯酚诱导的小鼠脾淋巴细胞免疫毒性的缓解作用 [D].北京：北京林业大学，2016.

[32]Rains J L，Jain S K，Rains J L，et al.Oxidative stress，insulin signaling，and diabetes[J].Free Radical Biology&Medicine，2011，50 （5）：567-575.

[33]Fukuda T，Ito H，Yoshida T.Effect of the walnut polyphenol fraction on oxidative stress in type 2 diabetes mice[J].Biofactors，2004，21 （1-4）：251-253.

[34]周晔.核桃内种皮多酚分析与抗氧化活性 [D].北京：中国林业科学研究院，2013.

[35]张春梅，陈朝银，赵声兰，等.核桃内种皮多酚提取工艺及其体外抗氧化活性的初步研究 [J].中国酿造，2014（7）：130-134.

[36]梁杏.核桃饼粕多酚提取纯化及其抗氧化和降脂活性初步研究 [D].昆明：云南中医学院，2016.

[37]徐宏化，程慧，王正加，等.美国山核桃总多酚与总黄酮含量及抗氧化活性 [J].核农学报，2016（1）：72-78.

[38]房祥军，郜海燕，陈杭君.正交试验法优化山核桃仁中总多酚的提取工艺参数研究 [J].中国食品学报，2009（1）：153-157.

[39]贾淑平，燕子红，买买提吐尔逊.响应面法优化核桃青皮多酚复合酶-超声波提取工艺 [J].河南工业大学学报（自然科学版），2016（6）：75-80，102.

[40]苏锐.长柄扁桃仁多酚提取工艺及抗氧化活性研究 [D].杨凌：西北农林科技大学，2014.

[41]赵国建，王向东，王焕.提取方法对核桃青皮多酚提取效果的影响 [J].农业工程学报，2012（S1）：351-355.

[42]Zhang Z，Liao L，Jeffrey M，et al.Antioxidant phenolic compounds from walnut kernels（Juglans regia L）.[J].Food Chemistry，2009（1）：160-165.

[43]Grace M H，Neff S A，Warlick C，et al.HSCCC isolation and characterization of walnut polyphenols with antioxidative and lipolytic activity[J].Faseb Journal，2013，27 （1）：1 065-1 082.

[44]陈永浩，吴吉生，郝艳宾，等.核桃膳面及其制备方法：中国，CN201610534713.5[P].2016-12-07.

[45]陈朝银，赵声兰，陈丹.一种基于核桃仁多酚的核桃茶及其饮品制备：中国，CN201210314690.9[P].2013-01-02.

[46]万剑啸，刘晓红.一种含内种皮美国加州核桃露及其制备方法：中国，CN201210053001.3[P].2013-09-11.◇

Research Progress and Application Prospect of Polyphenols in the Walnut Kernel Pellicle

GUOHuiqing，ZHANG Zekun，BAI Guangcan，WEI Yajie，WANG Andong，⋆MA Changhua
（School of Chinese Pharmacy，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China）

Walnut kernel pellicle is rich in polyphenols which have favorable effects on human health.However，it is discarded during the processing of walnut food，resulting in a great waste of resources.So the application of polyphenols in the walnut kernel pellicle is important.In this paper，the biological activity，extraction and purification of polyphenols in the walnut kernel pellicle are introduced and the application prospect is also discussed.

walnut kernel pellicle；polyphenols；research progress；application prospect

TS201.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.09.010

1671-9646（2017） 09a-0036-04

2017-06-24

郭慧清（1993— ），女，在读硕士，研究方向为药品质量控制。

⋆通讯作者：马长华（1960— ），男，本科，教授，研究方向为药品质量控制。