川西不同产地“盐源早”核桃的品质研究及评价

时羽杰，李晶晶，糜加轩，刘欢欢，肖 玉，王 芳，万雪琴

（四川农业大学林学院，成都 611130）

核桃系胡桃科（Juglandaceae）胡桃属（Juglans）和山核桃属（Carya）一些具有经济和栽培价值种的统称，包括核桃（Juglans regia）、泡核桃（Juglans sigillata）、山核桃（Carya cathayensis）以及长山核桃（Carya illinoensis）4个种[1-2]。核桃位列世界四大干果之首，富含蛋白质、黄酮、多酚、甾醇、矿质元素、脂肪及脂肪酸等营养成分[3-5]。我国的核桃产量常年位居世界前列，四川省作为核桃的主要产区之一，种质资源分布非常丰富[6]，但品质良莠不齐，资源利用率低下。常利用高改嫁接的方式来解决此问题[7]，而“盐源早”品种由于其生态适应性强，生长势旺盛，早实性好，成为了川西地区高改嫁接最多的核桃品种，也是四川省种植面积最大，产量最多的核桃品种，对四川核桃产业发展起着重要的作用[8]，已成为市场上主流的核桃品种。当前核桃产业形势严峻，市场竞争压力大，价格持续降低，只有不断地提高核桃品质，才能在竞争中脱颖而出，产业才能健康发展。随着种植面积扩大，生产上出现不同产地“盐源早”核桃品质参差不齐的状况，直接影响了“盐源早”核桃产业的发展。因此，选择优良品质的核桃品种是促进其产业发展的关键[9]。

王中奎等[10]对不同产地核桃的综合性状研究发现，新疆阿克苏的核桃综合评价值最高，且出仁率和壳厚是其最关键的评价指标。刘娇等[11]对云南8个主栽核桃品种的品质进行比较及综合评价，结果为不同核桃品种间的形态指标差异显著，营养物质差异较小，且“漾泡”核桃的综合品质最高。王伟等[12]对西藏9个产地的光核桃仁脂肪酸测定发现，芒康县与其他8个产地间油脂含量差异较大，而除芒康县外，其余8个产地间的油脂含量相对稳定。化婷[13]对不同产地“香玲”核桃的形态性状和营养品质进了研究，了解性状及品质来更好地发挥其优良特性，提高坚果品质。

针对西藏、新疆和云南等地的品种核桃综合品质研究已有大量文献报道，而目前尚无关于川西地区品种核桃“盐源早”形态特征和营养品质的综合性研究。因此，本研究选取来自四川省九龙县、泸定县、德昌县、雷波县、冕宁县和盐源县6个不同产地的高改嫁接核桃“盐源早”，通过对其形态指标、脂肪酸、氨基酸和功能性成分等47种指标进行测定和比较分析，并进行综合品质评价，以期为“盐源早”品种核桃增产丰收、提高果实品质和发展提供理论依据，并对精准深化核桃品种产业、增加经济效益有重要的指导意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2019年8 月底，于德昌、盐源、九龙、冕宁、泸定和雷波6个县的核桃主栽区采集样品并记录当地经纬度和海拔高度，样点和数据信息见表1和图1。在每个主栽区内选取5个具有代表性的高改嫁接人工林（品种为“盐源早”，经营管理措施正常，在当地有较好的代表性），每个种植区内选取30株6～8 a生的核桃树，于每株树冠四面的中上部随机采取6个充分成熟的果实。用网袋包装，堆放于阴凉通风处3～5 d后脱去青皮，再将核桃置于45℃烘箱内烘干，常温下保存备用。

表1 采样地点信息Table 1 Sampling location information

图1 采样地点分布Figure 1 Distribution of sampling sites

1.2 测定方法

随机选取50个大小均匀的坚果，用电子天平称量坚果质量；用游标卡尺测量坚果三径（横径、纵径、侧径）、壳厚和果尖高；并计算三径均值和出仁率（仁质量/单果质量×100%）。营养成分按照国家标准方法进行测定：粗脂肪含量测定按照GB 5009.6-2016方法[14]；脂肪酸含量测定按照GB/T 5009.168-2016方法[15]；蛋白质含量测定按照GB 5009.5-2016方法[16]；氨基酸含量及组成测定按照GB 5009.124-2016方法[17]；维生素E含量测定按照GB 5009.82-2016方法[18]；甾醇含量测定按照GB/T 25223-2010方法[19]；矿质元素含量测定按照GB 5009.268-2016方法[20]；总黄酮含量测定参考刘基[21]的方法；多酚含量测定参考伊再提古丽·加帕尔[22]的方法。

1.3 数据处理

采用Excel 2019和SPSS 26.0软件对数据进行Duncan差异显著性分析及主成分分析，并用Origin 2019进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 坚果一般品质指标分析

由图2可知，不同产地“盐源早”核桃的一般品质指标（除果尖高和蛋白质外）均存在着显著性差异。8个指标的变异系数为1.96%～15.38%，其中果尖高的变异系数（1.96%）最小，坚果仁重的变异系数（15.38%）最大，其余的指标包括单果重、出仁率、壳厚和蛋白质均存在较丰富的变异。6个产地的“盐源早”核桃三径差异较小，只有德昌显著大于盐源、九龙和雷波（P＜0.05），而冕宁和泸定与其他产地均无显著性差异。德昌的单果质量最重为17.43 g，显著大于其他5个产地（P＜0.05），且这5个产地间无显著性差异。德昌的坚果仁质量最大为8.81 g，显著大于其余5个产地（P＜0.05），且在5个产地间（除泸定与冕宁外），其余各产地间均无显著性差异。泸定的出仁率最高，为51.10%，显著大于盐源、冕宁和雷波（P＜0.05），与德昌、九龙两地无显著性差异。盐源的坚果壳厚最大，为1.66 mm，显著大于九龙、泸定和雷波（P＜0.05），与德昌、冕宁无显著性差异。德昌的粗脂肪含量最高，为69.16%，显著高于盐源、冕宁和泸定（P＜0.05），与九龙、雷波无显著性差异。而果尖高和蛋白质含量均变化较小，6个产地间无显著性差异。

图2 不同产地“盐源早”核桃的一般品质指标差异比较Figure 2 Comparison of general quality indexes of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas

综合分析8个品质指标发现，德昌的“盐源早”核桃三径、单果重、坚果仁重、脂肪酸和蛋白质含量均最高，出仁率、果尖高和坚果壳厚也较大，说明德昌“盐源早”核桃果实重、外形好以及产量高，虽然果壳较厚，但出仁率较高，内含营养物质含量也较高。其中三径、平均果重和脂肪酸含量均达到了国家特级核桃标准，出仁率达到了国家一级核桃标准。

2.2 坚果脂肪酸含量分析

由图3可知，不同产地间“盐源早”核桃的脂肪酸组分含量存在一定差异，但不饱和脂肪酸（UFA）的总量基本稳定。整体变异系数在0.56%～16.39%，其中UFA变异系数（0.56%）最小，其次是亚油酸和多不饱和脂肪酸变异系数分别为4.64%和4.84%，系数均小于5%，变异较小，而硬脂酸的变化最为丰富，变异系数为16.39%。冕宁的“盐源早”硬脂酸含量最高，为3.10%，与其他5个产地间均有显著性差异（P＜0.05），其棕榈酸含量（5.41%）也为最高，显著高于德昌和泸定（P＜0.05），与盐源、九龙和雷波无显著性差异。盐源核桃的油酸含量最高，为26.14%，显著高于冕宁、泸定和雷波（P＜0.05），与德昌和九龙两地无显性著差异。泸定核桃的亚油酸最高，为63.12%，显著高于德昌、盐源、九龙和冕宁（P＜0.05），而与雷波无显著性差异。雷波的亚麻酸含量最高，为11.69%，显著高于其他5个产地（P＜0.05）。冕宁“盐源早”的饱和脂肪酸（SFA）总含量最高，为8.61%，也显著高于其他5个产地（P＜0.05）。泸定“盐源早”的 UFA总含量最高，为92.87%，显著高于德昌、盐源、九龙和冕宁（P＜0.05），而与雷波无显著性差异。盐源核桃的单不饱和脂肪酸（MUFA）含量最高，为26.23%，与德昌和九龙无显著性差异，但这3个产地的MUFA含量均显著高于冕宁、泸定、雷波（P＜0.05）。雷波核桃的多不饱和脂肪酸（PUFA）含量最高，为74.18%，与泸定无显著性差异，但这2个产地的PUFA含量均显著高于德昌、盐源、九龙和冕宁（P＜0.05）。

图3 不同产地“盐源早”核桃的脂肪酸含量差异比较Figure 3 Comparison of fatty acid content of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas

综合分析发现，6个产地的“盐源早”核桃脂肪酸组成以不饱和脂肪酸为主，含量均在90%以上，其中多不饱和脂肪酸（亚油酸、亚麻酸）占75%，单不饱和脂肪酸（油酸）占25%，具有最佳的脂肪酸结构。其中雷波“盐源早”的亚油酸和亚麻酸含量较高，与其他产地间存在显著性差异（P＜0.05），且亚油酸（n-6）与 α-亚麻酸（n-3）比值为 5∶1，符合世界卫生组织和联合国粮农组织制定的（4～6）∶1的标准。

2.3 坚果氨基酸含量分析

由表2可知，6个产地“盐源早”核桃中均含有17种氨基酸（色氨酸水解时被破坏，没检测出），且含量丰富，氨基酸总量（TAA）在（7.44～9.88）g/100 g之间，平均值为8.46 g/100 g，变异系数为13.06%。其中盐源核桃的氨基酸总含量最高，为9.88 g/100 g，与其他产区有显著性差异（P＜0.05），而泸定的含量最低，为7.44 g/100 g。必需氨基酸含量在（2.34～3.32）g/100 g之间，平均值为2.74 g/100 g，变异系数为14.41%。其中盐源核桃的必需氨基酸含量最高，为3.32 g/100 g，而九龙的含量最低，为2.34 g/100 g。盐源产地中的必需氨基酸包括苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）和非必需氨基酸包括天冬氨酸（Asp）、丝氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、胱氨酸（Cys）和脯氨酸（Pro）的含量均显著高于其他5个产地（P＜0.05），而泸定产地的 12种氨基酸（Asp、Thr、Ser、Gly、Val、Ala、Met、Leu、Tyr、Phe、Lys、His）和TAA含量均为最低，说明盐源的“盐源早”核桃氨基酸含量最为丰富，泸定的氨基酸含量最为匮乏。通过聚类热图（图4）发现，在6个产地的17种氨基酸中，Glu的含量最高，Arg的含量次之，而在必需氨基酸中，Leu的含量最高，Phe的含量次之。6个产地“盐源早”核桃的氨基酸含量组成将其分为了两大类，第一类是盐源和雷波，第二类是由冕宁和九龙先聚在一起，再与泸定、德昌聚为另一大类。说明雷波和盐源的“盐源早”核桃氨基酸组成较为相似，氨基酸含量都较为丰富；而冕宁、九龙、德昌与泸定的氨基酸组成较为相似，且氨基酸含量与雷波、盐源两地相比均较为匮乏。

表2 不同产地“盐源早”核桃的氨基酸含量比较Table 2 Comparison of amino acid content of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing g·100g-1

图4 不同产地“盐源早”核桃的氨基酸差异热图Figure 4 Heat map of amino acid difference of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas

2.4 坚果的功能性成分分析

由图5可见，不同产地间“盐源早”核桃的功能性成分存在显著性差异。图5a中冕宁“盐源早”的黄酮含量最高，为0.58 mg/100 g，雷波的黄酮含量最低，为0.06 mg/100 g，且各产地间黄酮含量均存在显著性差异（P＜0.05）。图5b中冕宁“盐源早”的多酚含量最高，为5.80 mg/100 g，雷波的多酚含量最低，为1.73 mg/100 g，且各产地间多酚含量均存在着显著性差异（P＜0.05）。图5c中泸定“盐源早”的甾醇含量最高，为142.58 mg/100 g，显著高于其他5个产地（P＜0.05）；而德昌、盐源、九龙和雷波的甾醇含量均较低，且产地间没有显著性差异。图5d中冕宁“盐源早”的钙含量最高，为1 150.84 mg/kg，与其他产地间均有显著性差异（P＜0.05）；而德昌、九龙和雷波的钙含量均较低，且产地间没有显著性差异。图5e中冕宁和雷波的“盐源早”铁含量较高，分别为46.17和45.62 mg/kg，与其他产地间有显著性差异（P＜0.05）；而德昌的铁含量最低，为 30.33 mg/kg，显著低于其他产地（P＜0.05）。图5f中泸定“盐源早”的锌含量最高，为36.41 mg/kg，与其他产地间有显著性差异（P＜0.05）；而盐源、九龙和冕宁的锌含量均较低，分别为 25.96、26.24 和 27.08 mg/kg，3 个产地间无显著性差异，且均显著低于其他产地（P＜0.05）。

图5 不同产地“盐源早”核桃的功能性成分差异比较Figure 5 Comparison of functional components of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas

由表3可知，6个产地“盐源早”核桃中α-生育酚和β-生育酚含量极低，均未检测出。而γ-生育酚、δ-生育酚和维生素E总量在不同产地间基本不存在显著性差异。γ-生育酚含量最高的是雷波，为350.89 mg/kg，含量最低的是盐源，为235.35 mg/kg。δ-生育酚含量最高的是泸定，为85.41 mg/kg，含量最低的是盐源，为48.40 mg/kg。在维生素E总含量中，泸定含量最高（428.81 mg/kg），盐源含量最低（283.74 mg/kg），说明泸定的维生素E含量较为丰富，抗氧化能力较强；而盐源的维生素E含量匮乏，抗氧化能力较弱。综合分析发现，冕宁“盐源早”核桃的黄酮、多酚、钙元素和铁元素含量均最高，且甾醇、锌元素和维生素E含量也相对较高，说明冕宁的“盐源早”核桃功能性成分含量较其他5个产地更为丰富，适合作为功能性产品开发。

表3 不同产地“盐源早”核桃的维生素E组成及含量比较Table 3 Comparison of vitamin E composition and content of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas mg·kg-1

2.5 坚果品质的综合性分析

对不同产地“盐源早”核桃的22个关键指标进行主成分分析，提取前4个主成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率。如表4所示，前4个主成分的特征值都大于1，且累计贡献率达到95.203%，说明这4个主成分可以较好地解释22个指标对核桃综合品质的影响。第1主成分包括了壳厚、亚油酸、油酸、甾醇、多酚、γ-生育酚、δ-生育酚和锌，第 2 主成分包括三径、仁重、单果重、出仁率、粗蛋白、粗脂肪、棕榈酸和铁，第3主成分包括硬脂酸、钙和黄酮，第4主成分包括亚麻酸、必需氨基酸和氨基酸总量。

表4 主成分分析结果Table 4 The results of principal component analysis

以主成分贡献率作为权重建立综合评价模型[23]，由综合评价模型计算6个不同产地“盐源早”核桃的综合品质得分及排名。由表5可知，德昌的“盐源早”核桃综合得分最高，品质最好。其次是泸定、雷波、冕宁和盐源，而九龙的综合得分最低，品质较差。

表5 不同产地“盐源早”核桃的综合评分及排名Table 5 Comprehensive score and ranking of‘Yanyuanzao’walnuts from different producing areas

3 讨论

核桃作为四大坚果之首，因兼具营养和保健功能广受国内外人群青睐[24]。本研究表明，川西6个不同产地“盐源早”核桃的一般品质指标（形态指标和内含物）、脂肪酸组分及含量、氨基酸组分及含量、功能性成分及矿质元素含量差异较大。其一般性品质指标比较分析发现，平均三径、果尖高和粗脂肪变异系数较小，分别为2.26%、1.96%和3.28%，但平均三径数值较大，在（36.11±1.60）～（38.14±1.41）mm之间，均高于云南“漾泡”“三台”“云新”“泸水1号”等主栽核桃品种的三径（30.3～35.7 mm）[11]，也高于刘杨青等[25]对阿坝州“芦92”“薄壳早”“珍珠核桃”“理县香”等多个主栽核桃品种的研究结果（24.4～34.6 mm）。其脂肪含量（64.55%～69.16%）也较高，均高于“辽宁 1 号”（51.51%）、“硕丰”（58.87%）、“魁香”（57.95%）等品种，与“香玲”（65.80%）和“清香”（69.74%）主流早实核桃品种相似[26]。而单果质量、种仁质量、出仁率、坚果壳厚及粗蛋白的变异系数较大，分别为9.56%、15.38%、9.34%、9.11%和12.12%，说明“盐源早”核桃坚果虽然都采用嫁接繁殖方式，但由于6个产地的海拔有较大的差距，受到不同土壤、水分、温度等环境因子的影响，同一品种在形态特征方面仍存在显著性差异。这与刘金凤等[27]对“细香”核桃的研究结果类似。在6个产地间，德昌产地的“盐源早”核桃三径、单果重、坚果仁重、脂肪酸和蛋白质含量均最高，出仁率、果尖高和坚果壳厚也较大，与其他产地间存在显著性差异（P＜0.05），其横径（36.28 mm）、单果质量（17.43 g）、粗脂肪含量（69.16%）达到国家特级核桃标准，出仁率（50.51%）达到国家一级核桃标准，蛋白质含量（12.28%）达到国家二级核桃标准，说明坚果食用性品质较高。

核桃中含有丰富的脂肪酸，主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、花生酸、亚油酸和亚麻酸，与宋岩等[9]研究的新疆主栽品种“温138”“新温81号”“新乌417 号”“扎 343”“新 179 号”和“纸皮”等，郑悦雯等[28]研究“金薄香 1、4、6、7 号”“辽宁 1、2 号”“晋龙 1、2号”“西林3号”和“西扶1号”的10个山西核桃坚果脂肪酸主要组分基本一致，但相对含量因品种和产地不同而存在较大差异。其中不饱和脂肪酸含量在91.39%～92.87%之间，高于黄山市屯溪区薄壳山核桃不饱和脂肪酸含量（78.27%～82.14%）[29]，也高于新疆“温185”和“新新2号”的不饱和脂肪酸含量（85.89%～89.85%）[30]。不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸和亚麻酸）在预防心血管疾病和营养保健方面等有重要作用[31]。本试验结果显示，6个产区的“盐源早”核桃中单不饱和脂肪酸占总脂肪酸成分的18.50%～26.23%，多不饱和脂肪酸占总脂肪酸成分的65.99%～74.18%。核桃中脂肪酸营养价值主要取决于多不饱和脂肪酸（亚油酸和亚麻酸）的含量[32]，其中亚油酸含量最高，与 Wang X.M.、Chen C.Y.、M.Nakanishi等[33-35]的研究结果一致，而含量因品种不同存在较大的差异。“盐源早”核桃的亚油酸和亚麻酸含量分别为55.69%～63.12%和8.80%～11.69%，远高于山核桃中的亚油酸（25.15%）和亚麻酸（1.91%）的含量[36]。其中亚油酸是人体不能自身合成的必需脂肪酸，具有降低血脂和血压的作用[37]。亚麻酸也是人体不能合成的必需脂肪酸，具有预防和治疗癌症、抑郁症和老年痴呆症等诸多功效[38]。

6个产地“盐源早”核桃中均含有17种氨基酸，包括7种人体必需的氨基酸，苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）和赖氨酸（Lys），其中亮氨酸含量（0.57～0.75 g/100g）和苯丙氨酸含量（0.32～0.45 g/100 g）最高，非必需氨基酸中谷氨酸含量（1.37～1.94 g/100 g）最高，其组分模式与杨旭昆等[39]、李世亮[40]的研究结果相一致，但相对含量存在明显差异，可能是由于品种和产区不同所引起的。必需氨基酸与总氨基酸的比值（EAA/TAA）为32.30%，略低于FAO/WHO的规定值。其中德昌“盐源早”核桃的EAA/TAA值为34.01%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值（EAA/NEAA）为51.54%，这与FAO/WHO规定的EAA/TAA（40%）和 EAANEAA（60%）较为接近[41]，即最为符合人体所需的营养比例，说明德昌“盐源早”核桃的氨基酸营养比例最优。

核桃种仁除了含有大量蛋白质和脂肪外，还有较多功能性成分及矿质元素，且在6个产地间存在一定差异。其中黄酮含量为0.06～0.577 mg/100 g；多酚含量为1.73～5.75 mg/100 g；维生素E含量为283.74～428.81 mg/kg，其中γ-生育酚含量最高，δ-生育酚含量次之，而α-生育酚和β-生育酚含量极低均未检测到。功能性成分含量均较郑悦雯等[28]研究的山西核桃坚果低，可能是由于品种不同造成。钙含量为841～1 150 mg/kg；铁含量为 30.3～46.1 mg/kg；锌含量为25.9～36.4 mg/kg。“盐源早”的锌含量与陇南地区的品种核桃“清香”“元林”“陇刘1号”相一致[24]。且 6个地区的锌和铁含量均高于张莹莹等[42]研究的石门核桃品种“魁香”和“辽宁1号”；钙含量均高于湘西北地区13个品种核桃[43]。说明这6个产区的“盐源早”核桃矿质元素含量较为丰富，还含有多种功能性成分，是一种药食同源的保健食品。

本研究将6个产地的“盐源早”核桃品种的各项品质指标进行主成分分析，综合评价结果表明，德昌产地“盐源早”核桃综合品质最好，且该地区处凉山彝族自治州中南部，属于典型川西山地核桃栽培区，海拔较高、夏无酷暑、冬无严寒、降水适中、土壤条件好且病虫害较少[44]。其优越的土地资源和自然条件，发展核桃产业潜力巨大[45]。今后应大力开展该地良种选育和利用，可以考虑作为核桃综合开发利用的主要产地。

4 结论

川西不同产地“盐源早”核桃的表型性状、脂肪酸、氨基酸和功能性成分中除了果尖高和蛋白质含量差异较小外，其余指标均存在显著性差异。将6个产地核桃果实的22个指标进行主成分分析，来作为选育“盐源早”核桃品种、品质评价的综合指标。综合品质评价优劣顺序依次为德昌、泸定、雷波、冕宁、盐源和九龙。其中德昌的“盐源早”核桃综合品质最高，可以作为优良种质资源保存，并考虑将德昌作为核桃综合开发利用的主要产地，向周边辐射推广核桃种植模式，促进核桃产业发展。