10个核桃无性系鲜果内种皮苦涩味相关物质及易剥性比较

王 芳，郑先强，糜加轩，吕 健，朱 艳，时羽杰，万雪琴，杨汉波

（1.四川农业大学 a.长江上游林业生态工程四川省重点实验室；b.长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室；c.华西雨屏区人工林生态系统研究长期科研基地；d.生态林业研究所，四川 成都 611130；2.达州市宣汉县林业局，四川 达州 635017）

核桃Juglans regia是胡桃科Juglandaceae 胡桃属Juglans所有种的统称，是集营养、药用、材用等多种经济价值于一体的重要木本油料树种和生态树种[1-3]。核桃鲜果和干果的种仁外均有一层乳白色或者黄褐色的内种皮。有研究结果表明，核桃内种皮含有大量的多酚类物质，有益于人体健康，但具有苦涩味，是导致核桃口感变差的原因之一[4]。因此，在核桃食用或工业生产中常将核桃内种皮剥离，这极大地降低了核桃的市场价值。干果是最主要的核桃产品类型，然而随着贮藏期的延长，营养成分会逐渐损失，且核仁含有的大量油脂和不饱和脂肪酸[5]在长期储藏后会氧化酸败、产生异味[6]。王文倩等[7]经研究发现，核桃干果贮藏6个月后，其油酸、亚油酸和亚麻酸含量分别降低了9.59%、10.58%和12.71%。尚艳姣等[8]研究了鲜食核桃和干食核桃种仁在低温贮藏期间品质的变化，发现鲜食核桃种仁的总抗氧化能力、SOD 活性、总酚含量较高。孙媛等[9]经研究指出，鲜食最大限度地减少了核桃营养成分的流失，与干核桃相比，鲜食核桃作为新鲜果蔬在中国市场潜力较大。马艳萍等[10]对鲜食核桃和干核桃种仁在冷藏条件下的贮藏生理及营养品质变化进行了研究，发现鲜食核桃种仁的脂肪、必需氨基酸、其他氨基酸及总氨基酸含量均高于干核桃。因此，鲜食核桃在口感、营养等方面均比核桃干果优异。随着核桃产业的深入发展及人们生活水平的不断提高，市场对核桃加工产品品质和营养价值的要求也越来越高，传统的核桃产品类型已经难以满足人们日益增长的消费需求。鲜食核桃因口感香甜，富含大量蛋白质、脂肪、氨基酸，抗氧化能力强，深受消费者喜爱，成为消费时尚[11]。鲜食核桃作为核桃产业发展的新方向，将极大拓展核桃产品的市场空间[12]。

在鲜食核桃品种选育方面，目前仅山西、河南、山东等地开展了少量的新品种选育工作[13-14]，有关于四川省攀枝花地区鲜食核桃资源坚果性状的调查报道[15]，但关于选育适宜四川部分地区或全省栽培的鲜食核桃品种的研究鲜有报道。鉴于此，本研究中以核桃鲜果内种皮作为试验材料，筛选鲜食优良核桃无性系，以期为鲜食核桃专用品种的开发和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2009—2010年，在四川省马边彝族孜州县等地进行乡土核桃种质资源调查，收集泡核桃J.sigllata优良无性系185个。2011年3月，将所收集优良无性系的1年生核桃嫁接苗栽植于四川农业大学崇州基地，作为无性系测定林，株行距4 m×5 m。在8年的抗病性、生长状况、产量、坚果品质等性状综合评测的基础上，选出10个综合表现优良的无性系，编号分别为64、65、71、86、91、92、100、106、199 和301号。以这10个无性系的果实为试验材料。

在果实成熟期，分别在植株东、西、南、北4个方位，树高2/3 处采摘果实。以单株为1个重复，每个无性系设置3个重复，每个重复采摘40个果，不足40个的全部采摘，按单株分装后带回实验室，4 ℃条件下保存待用。

1.2 试验方法

1.2.1 内种皮厚度和去皮耗时的测定

将每个无性系的核桃果实全部混在一起。每个无性系随机选取3个果实，将内种皮完整取下，分别测量6个顶角（上端、下端及两侧顶角）内种皮的厚度，取平均值。每个无性系随机选取9个果实，记录3 位测试者完整剥下内种皮所耗费的时长，每位测试者每个无性系剥3个，计算剥去内种皮的平均耗时。

1.2.2 内种皮化学物质含量的测定

多酚含量的测定采用福林酚比色法[16]，单宁含量的测定采用钨酸钠比色法[17]，黄酮含量的测定采用紫外-分光光度计法[18]，多糖含量测定采用苯酚-硫酸法[19]。

1.2.3 优良无性系的筛选

采用独立选择标准法对试验中10个无性系鲜食核桃内种皮中的单宁、黄酮、多酚、多糖含量以及内种皮厚度、去皮耗时进行选择，筛选出更加优良的核桃品种。

1.3 数据处理与分析

使用Excel 软件对数据进行初步统计处理，使用SPSS 27 软件对各性状进行方差分析和多重比较。方差分析采用一般线性模型，并利用方差分量估算遗传变异系数（genetic coefficient of variation，GCV）。采用Spearman 相关分析法探讨内种皮性状间的相关性。

参考林木无性系测试中的重复估算方法进一步估算各性状的重复力（h2）[20]。

h2=(SB−SE)/[SB+(k−1)SE]。

式中：SB为处理间均方，SE为处理内均方，k为个体的度量次数。

2 结果与分析

2.1 不同核桃无性系的鲜果内种皮厚度和去皮耗时

不同核桃无性系的鲜果内种皮厚度和去皮耗时如图1所示，其方差分析结果见表1。

图1 不同核桃无性系的鲜果内种皮厚度和去皮耗时Fig.1 Endotesta thickness and peeling time-consuming of different walnut clones

表1 不同核桃无性系的鲜果内种皮厚度与去皮耗时的方差分析结果†Table 1 Variance analysis of endotesta thickness and peeling time-consuming of different walnut clones

由表1 可知，10个无性系的内种皮厚度和去皮耗时在无性系间存在极显著差异（P＜0.01），在无性系内差异不显著（P＞0.05）。参试无性系的内种皮厚度为0.10 ～0.25 mm，其中92号无性系的内种皮最薄，199号无性系的内种皮最厚，且两者均与其他无性系之间存在显著差异。10个核桃无性系的去除鲜果内种皮耗时为1.53 ～2.82 min，其中72号内种皮最易去除，65号无性系内种皮最难去除。由表1 可知，内种皮厚度和去皮耗时在10个无性系间差异均达到极显著水平（P＜0.01）。进一步对无性系间内种皮厚度和去皮耗时进行多重比较分析（图1），结果显示72、86、91 和92号无性系鲜果的去除内种皮耗时显著低于其他6个无性系，92号无性系鲜果内种皮厚度显著低于其他无性系。

2.2 不同核桃无性系的鲜果内种皮苦涩味相关物质和多糖含量

不同核桃无性系的鲜果内种皮苦涩味相关物质和多糖含量如图2所示，其方差分析结果见表2。

图2 不同核桃无性系的鲜果内种皮苦涩味相关物质和多糖含量Fig.2 Contents of bitter and astringency related substances and polysaccharide content in seed coats of different walnut clones

由表2 可知，内种皮单宁含量、多糖含量、黄酮含量和多酚含量在各无性系间均存在极显著差异（P＜0.01），无性系内差异不显著（P＞0.05）。进一步对无性系间的差异进行多重比较，结果如图2所示。由图2 可见，内种皮单宁含量为2.81 ～11.54 mg/g，91、92号无性系鲜果内种皮的单宁含量最高，分别为10.58 和11.54 mg/g，显著高于其他无性系，64号无性系鲜果内种皮的单宁含量最低（2.81 mg/g）。10 种无性系鲜果内种皮的多糖含量为2.41 ～5.77 mg/g，其中301号无性系鲜果内种皮的多糖含量最高，为5.77 mg/g，且显著高于其他9个无性系。91号无性系鲜果内种皮的黄酮和多酚含量最高，分别为16.31、28.27 mg/g，且均显著高于其他无性系，86号无性系鲜果内种皮的黄酮含量最少（7.41 mg/g），72号无性系鲜果内种皮的多糖含量最少（2.42 mg/g）。

表2 不同核桃无性系的鲜果内种皮苦涩味相关物质和多糖含量的方差分析结果†Table 2 Variance analysis result of the content of bitterness and astringency related substances and polysaccharide content in the seed coats of different walnut clones

2.3 核桃无性系鲜果内种皮各性状间的相关性和遗传参数

核桃无性系的鲜果内种皮各性状间的相关系数见表3。由表3 可知，单宁含量与去皮耗时存在显著负相关关系，多酚含量与黄酮含量之间存在极显著正相关关系，其余性状间均不存在显著的相关关系。

表3 核桃无性系的鲜果内种皮各性状间的相关系数†Table 3 Correlation coefficient between characters of seed coat in fresh fruit of walnut clones

核桃无性系的鲜果内种皮各性状遗传参数的估算结果见表4。由表4 可知，除去皮耗时的遗传变异系数为0.195 外，其余性状的遗传变异系数均在0.200 以上，表明无性系鲜果内种皮的易剥性和苦涩味物质含量受中等强度的遗传效应作用。各性状的重复力均在0.850 以上，表明无性系鲜果内种皮的易剥性和苦涩味物质含量受遗传效应和固定环境效应的控制较强，受随机环境因素的影响较弱，无性系鲜果内种皮的易剥性和苦涩味物质含量的性状具有较高的遗传稳定性。

表4 核桃无性系的鲜果内种皮各性状的遗传参数Table 4 Genetic parameters of various traits in endotesta of walnut clones

3 结论与讨论

为了筛选出内种皮苦涩味轻、易去内种皮的优良无性系，培育鲜食核桃品种，本研究中选取鲜食核桃内种皮的单宁、黄酮、多酚、多糖含量以及内种皮厚度和去皮耗时共6个指标，运用独立选择标准法，从10个优良核桃无性系中初步筛选出1个符合选育目标的优良无性系（86号）。该无性系具有易去除内种皮，且内种皮中多酚、单宁等苦涩味相关物质含量相对较低等优良特性，适宜作为鲜食核桃专用品种进一步开发利用。

黄酮具有抗氧化[21]、抗病毒、抗菌、健脑等功效，其数量较多，在天然酚类化合物中居于首位[22]，是药用成分的主要活性物质之一[23]。大量植物中有黄酮类物质存在。盛幼珍等[24]对桂花、甘草、竹叶、松叶中的黄酮类物质进行了提取和比较，发现桂花黄酮具有较强的抗氧化性能。多酚也是天然植物性原料的有效成分[25]，具有抗炎、抗癌等功效，葡萄、高粱、大麦中含有丰富的多酚类化合物[26]。单宁是植物体中普遍存在的一类高相对分子质量的水溶性多酚类化合物的总称[27]，具有抗氧化、抑菌等功效。大量研究结果表明，黄酮、多酚、单宁等是导致食品涩味重的主要因子[28]。程福建等[29]认为，茶叶的苦味成分主要包括生物碱、氨基酸、茶皂素、多酚类物质。李辉等[30]通过对黑龙江省大豆品种的大豆异黄酮含量进行分析，发现异黄酮是引起大豆食品苦涩味的主要因子。章志远等[31]采用感官评定方法研究麻竹笋苦涩味物质含量与口感的关系，结果表明引起麻竹笋苦涩味的主要物质是可溶性单宁。

有研究结果表明，鲜核桃具有苦涩味主要是因为内种皮含有大量单宁、黄酮、多酚等物质[32-33]。本研究中对不同核桃无性系鲜果内种皮的苦涩味相关物质（单宁、黄酮等）的含量进行了比较分析，发现苦涩味相关物质含量在无性系间存在显著差异。鲜食核桃品质包括营养品质和口感风味品质。口感品质是鲜食核桃仁品质的重要组成部分，其相关物质含量是衡量鲜食核桃仁品质的重要指标。内种皮单宁、黄酮、多酚等苦涩味物质的含量越少，鲜核桃仁的口感就越好。

冀爱青等[34]以7 种早实核桃品种为材料，研究青皮中总酚和黄酮含量的动态变化，结果表明，烂果率与总酚含量显著正相关，与黄酮含量显著负相关，保持青皮中较低的总酚含量和较高的黄酮含量可延长核桃鲜果的保存期。本研究中，10个无性系鲜果内种皮的单宁含量为2.81 ～11.54 mg/g，整体低于北方8个主栽品种内种皮的单宁含量（11.11 ～34.54 mg/g）[35]，但高于新疆核桃（0.80 ～5.62 mg/g）[36]，表明品种或无性系及栽培环境对核桃内种皮的单宁含量均有较大影响，同时本研究中内种皮单宁含量在10个无性系间的差异达极显著水平，表明以内种皮单宁含量为目标的选育基础较好且改良潜力较大，并且宜选择受环境因素影响相对较小的优良鲜食核桃无性系。

多糖是植物体中广泛存在的重要生物大分子[37]，是维持生命活动正常运转的基本物质之一。多糖具有提高机体免疫力、抗菌、防衰老[38]及抗氧化[39]等功效。王少武等[40]经研究发现，核桃仁种皮多糖对霉菌具有一定的抑制作用。多糖含量越高，鲜食核桃的营养价值越高，抗氧化能力越强。本研究结果表明，核桃无性系鲜果内种皮中多糖物质含量为2.41 ～5.77 mg/g，说明核桃内种皮具有较高的营养价值。

鲜食核桃内种皮苦味较重，在食用过程中基本会将其剥除。多数研究报道集中在筛选去除核桃内种皮的简便机械方法等方面[41-43]。本研究结果表明，内种皮厚度与去皮耗时在无性系间存在显著差异，说明选育易剥皮鲜食核桃无性系具有一定的选择基础和改良潜力，此类鲜食核桃适宜机械加工，可用于开发休闲零食。但是本研究中参试无性系偏少，代表性不足，而且采用的是单年单点数据，难以确保性状的稳定性。下一步将会增加研究材料，扩大评价范围，同时设置区域试验，开展多年多点试验。