于沛沛，于萌萌,姜啟興，夏文水，許學(xué)勤　(江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122)

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不同產(chǎn)地核桃仁的成分分析及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

于沛沛，于萌萌,姜啟興，夏文水，許學(xué)勤*(江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122)

我國(guó)是核桃生產(chǎn)大國(guó)，種質(zhì)資源已達(dá)380多種，大多數(shù)省份均有栽培[1]，主要產(chǎn)地集中在云南、四川、新疆、山西、陜西、河北等省，年產(chǎn)量最高可達(dá)20萬(wàn)t，并呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)，對(duì)一些地區(qū)來(lái)說核桃是主要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源[2]。與動(dòng)物性油脂相比，核桃油中不含膽固醇，以不飽和脂肪酸為主，因此經(jīng)常食用核桃可以預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病[3]，對(duì)保護(hù)大腦和營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)系統(tǒng)也起著重要作用[4]。此外，核桃還含有黃酮、維生素E等具有抗氧化作用的生物活性物質(zhì)，有美容養(yǎng)顏、抗衰老等作用[5]?；谝陨瞎δ?，人們對(duì)于核桃的利用已不僅限于直接食用，通過不同加工方式生產(chǎn)的核桃產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。初加工產(chǎn)品琥珀核桃、核桃醬受到消費(fèi)者的青睞，深加工產(chǎn)品核桃油、核桃粉、核桃飲料、核桃復(fù)合飲品也不斷推陳出新。核桃不同的加工方式與原料的營(yíng)養(yǎng)組成、狀態(tài)、新鮮度有很大的關(guān)系，如核桃乳品質(zhì)除與本身的加工方法有關(guān)外，原料中蛋白質(zhì)和脂肪含量、氨基酸和脂肪酸組成等也會(huì)產(chǎn)生影響。

已有學(xué)者研究不同核桃仁的營(yíng)養(yǎng)成分[6-8]，但不同產(chǎn)區(qū)由于土質(zhì)、氣候、濕度等因素使核桃仁成分有所不同。筆者選擇了3個(gè)核桃生產(chǎn)大省新疆、山西和云南的4個(gè)代表性品種，比較了各自的組成差異性，并進(jìn)行了相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，旨在為各產(chǎn)地核桃的加工和綜合利用提供理論依據(jù)，并為建設(shè)和推廣核桃品牌，增加各產(chǎn)區(qū)核桃的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供支持。

1材料與方法

1.1材料供試原料：新疆和田薄皮核桃仁、山西香玲核桃仁、云南麗江野生核桃仁、云南漾雜1號(hào)核桃仁，依次編號(hào)1～4號(hào)。云南的核桃為當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買，其他為網(wǎng)上購(gòu)買，每250 g真空包裝，4 ℃儲(chǔ)藏備用。

主要試劑： 濃硫酸、氫氧化鈉、硼酸、硫酸銅、硫酸鉀、濃鹽酸、三氟化硼等，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，均為分析純。

主要儀器與設(shè)備：101-3-BS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；凱式定氮儀KND系列，上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；Agilent 1100安捷倫氨基酸自動(dòng)分析儀，安捷倫科技有限公司；specter AA 220石墨爐原子吸收儀，美國(guó)瓦里安(中國(guó))有限公司；PE-2280火焰原子吸收儀，PerkinElmer股份有限公司；氣相色譜儀GC-2010，島津國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司；VARIAN CARY 50紫外分光光度計(jì)，美國(guó)瓦里安(中國(guó))有限公司。

1.2方法

1.2.1基本成分測(cè)定。水分含量：參照GB5009.3-2010，105 ℃恒重法測(cè)定；粗蛋白質(zhì)含量：參照GB5009.5-2010，凱氏定氮法測(cè)定；粗脂肪含量：參照GB/T.5009.6-2010，索氏抽提法測(cè)定；總灰分含量：參照GB/T.5009.4-2010，550 ℃灼燒法測(cè)定。

1.2.2氨基酸分析及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。根據(jù)Heu等的方法[9]，采用Agilent 1100安捷倫氨基酸自動(dòng)分析儀，4.0×125 mm C18柱，柱溫40 ℃，緩沖液流速：1.0 ml/min。流動(dòng)相：A為20 mmol/L醋酸鈉；B為20 mmol/L醋酸鈉∶甲醇∶乙腈=1∶2∶2(V∶V∶V)。檢測(cè)波長(zhǎng)：紫外，338 nm。色氨酸在鹽酸水解過程被破壞，所以未能測(cè)出。

蛋白質(zhì)的氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)按照以下公式計(jì)算[10]：

式中，t為試驗(yàn)樣品的必需氨基酸含量(%，干基)；s為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%，干基)；n為比較的必需氨基酸個(gè)數(shù)。

1.2.3脂肪酸組成的測(cè)定。取約50～60 mg核桃油于20 ml試管中，加入0.5 mol/L的NaOH甲醇溶液2 ml，60 ℃水浴中加熱至油珠完全溶解(約30 min)，冷卻后加入25%BF3甲醇溶液2 ml，60 ℃水浴酯化30 min，冷卻后加入2 ml正已烷，振搖1～2 min，加入蒸餾水5 ml，振蕩2 min，靜置離心取上層有機(jī)相于一只干燥試管中。

采用氣相色譜法測(cè)定[11]，柱溫：220.0 ℃；FID溫度：250 ℃；進(jìn)樣量：0.5 μl；空氣流速：360 ml/min；氫氣流速：30 ml/min。

1.2.4主要礦質(zhì)元素的測(cè)定。Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn、Mn、Cu等采用火焰原子吸收法測(cè)定；As、Pb采用石墨爐原子吸收儀測(cè)定；P采用紫外分光光度法測(cè)定。

1.2.5數(shù)據(jù)分析。方差分析采用SPASS18.0，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(Mean±SD，n=3，P<0.05)表示。

2結(jié)果與分析

2.1不同核桃仁的基本成分分析由表1可知，4種核桃仁基本成分存在差異。脂肪含量云南麗江野生山核桃、漾雜1號(hào)最高，分別為65.20%、65.74%，兩者相比差異不顯著；新疆薄皮核桃脂肪含量次之，為63.47%；香玲核桃仁脂肪含量最少，為62.62%，與云南核桃存在顯著性差異，高的脂肪含量對(duì)企業(yè)加工核桃油有利。新疆和田薄皮核桃仁蛋白含量最高，為18.41%，與香玲核桃(17.91%)相比無(wú)顯著性差異，而與云南核桃有顯著性差異，蛋白質(zhì)含量高的品種適于植物蛋白飲料和蛋白粉的生產(chǎn)。4種核桃與郝常艷所介紹的新疆新光、云南娘青、山西汾陽(yáng)中林1號(hào)、美國(guó)霍華德核桃品種的蛋白質(zhì)和脂肪含量也有所不同[12]。水分含量1～4號(hào)核桃仁依次為3.51%、4.03%、4.38%、3.88%，低水分對(duì)于延緩氧化和保藏有利。漾雜1號(hào)灰分含量最高，為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%)。灰分中含有某些人體所需的微量元素，也可加工成營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，用以促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育。由于核桃不同種植地區(qū)的光照、濕度、溫度等條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異顯著(P﹤0.05)。

2.2不同核桃仁蛋白質(zhì)的氨基酸組成分析氨基酸種類和含量決定蛋白質(zhì)的質(zhì)量。從表2看出，核桃仁中含有至少16種氨基酸，不同的品種對(duì)應(yīng)的氨基酸含量有所差異，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%，差異顯著。1～4號(hào)核桃必需氨基酸與總氨基酸的比值(WEAA/WTAA)分別在29.54%、29.46%、29.27%和29.28%，差異不顯著；必需氨基酸與非必需氨基酸比值(WEAA/WNEAA)分別在41.92%、41.76%、41.39%和41.40%。根據(jù)FAO/WHO的理想模式，優(yōu)質(zhì)蛋白中WEAA/WTAA在40%以上，WEAA/WNEAA在60%以上，因此，核桃蛋白與動(dòng)物蛋白相比，不算是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，但同樣可以為人體提供所需的營(yíng)養(yǎng)素，是蛋白的良好來(lái)源。

表2　核桃仁氨基酸組成　%

注：表中氨基酸含量數(shù)據(jù)為每100 g蛋白質(zhì)中的含量，同行不同字母表示差異顯著(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，不同核桃仁之間存在差異。精氨酸具有促進(jìn)肝臟解毒的功能，谷氨酸可作為興奮性神經(jīng)遞質(zhì)參與信息傳遞等[13]。

2.3不同核桃仁氨基酸營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)必需氨基酸的含量決定蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，表3列出了核桃仁必需氨基酸的含量和WHO/FAO、雞蛋蛋白推薦量，AAS和CS的結(jié)果如表4所示，野生山核桃和漾雜1號(hào)的氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分均比新疆薄皮核桃和香玲核桃高，異亮氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的AAS接近甚至超過1.0。總體上以AAS為指標(biāo)時(shí)，4種核桃中苯丙氨酸和酪氨酸評(píng)分最高，異亮氨酸次之，賴氨酸最低；以CS為指標(biāo)時(shí)，苯丙氨酸和酪氨酸評(píng)分最高，賴氨酸評(píng)分最低，因此，核桃中第一限制性氨基酸是賴氨酸，其他必需氨基酸評(píng)分相對(duì)接近WHO/FAO和雞蛋蛋白模式。必需氨基酸指數(shù)漾雜1號(hào)、野生山核桃、香玲核桃、薄皮核桃依次下降，因此從氨基酸角度分析，野生山核桃和漾雜1號(hào)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)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評(píng)分

注：*為第一限制氨基酸。

2.4不同核桃仁脂肪酸組成由表5可見，4種核桃仁中都主要檢測(cè)到9種脂肪酸，其中飽和脂肪酸4種(以棕櫚酸和硬脂酸為主)，單不飽和脂肪酸3種，多不飽和脂肪酸2種(以亞油酸和α-亞麻酸為主)。飽和脂肪酸方面，香玲核桃(8.14%)、薄皮核桃(8.50%)、漾雜1號(hào)(8.58%)、野生山核桃(8.81%)呈逐漸上升的趨勢(shì)，差異顯著。不飽和脂肪酸的相對(duì)百分含量在90%以上，由于地理環(huán)境的不同，脂肪酸組成有一定差別，野生山核桃單不飽和脂肪酸含量明顯高于其他3種，多不飽和脂肪酸含量最低。核桃仁中脂肪酸組成和相對(duì)含量與王曉燕等[14]，劉華英等[15]報(bào)道的其他品種也有所差異，說明不同的核桃仁品種，脂肪酸的組成不相同。不飽和脂肪酸在人體內(nèi)有重要生理功能，亞油酸是人體必需脂肪酸，可使膽固醇脂化，從而降低血清和肝臟中的膽固醇水平，對(duì)糖尿病也有預(yù)防作用。亞麻酸在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)镋PA和DHA，嬰幼兒缺乏會(huì)影響智力發(fā)育，更會(huì)導(dǎo)致人體免疫力降低、疲勞等，它不能在人體內(nèi)合成[16]。

表5　核桃仁中脂肪酸組成及相對(duì)含量　%

注：表中同行不同字母表示差異顯著(P﹤0.05)。

2.6不同核桃仁礦物質(zhì)組成從表6中看出，核桃中常量礦質(zhì)元素K、P、Ca、Mg含量較高，必需微量元素Zn、Fe、Mn等含量也相對(duì)較高。薄皮核桃仁Ca、Na含量高，香玲核桃Ca、P、Cu、Zn含量比較高，分別為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個(gè)品種高，漾雜1號(hào)Na、Zn含量相對(duì)比較高，10種元素中Na、Zn、Mg的含量在4種核桃仁中存在顯著性差異。4種核桃仁中礦物質(zhì)含量與鐵核桃、禮品1號(hào)等品種[17]相差不大。礦物質(zhì)元素是維持機(jī)體生理活動(dòng)不可缺少的，P是構(gòu)成磷脂的元素，磷脂與核桃健腦益智的功能密不可分。Ca是骨骼和牙齒的主要成分，可以增強(qiáng)人體的骨骼密度，缺鈣會(huì)造成骨質(zhì)疏松等疾病。Zn可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖和大腦發(fā)育，可預(yù)防味覺、嗅覺、視覺的減退和小兒齲齒的發(fā)生，是維持生命正?；顒?dòng)的關(guān)鍵因子，Cu和Fe參與造血，是紅血球中血紅素的重要成分，在血紅蛋白合成上是一個(gè)活性劑[18]；Mg在保護(hù)人體心血管、預(yù)防心臟病等方面具有積極作用。但礦物元素需從食物中獲得，核桃仁中含有豐富的P、Ca、Zn、Fe等對(duì)人體有益的元素，能可以滿足人們對(duì)礦物元素的需求。Pb、As對(duì)人體危害大的元素低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(Pb限量標(biāo)準(zhǔn)0.2 mg/kg，As限量標(biāo)準(zhǔn)0.1 mg/kg)。

表6　核桃仁中礦物元素組成　mg/kg

注：表中同行不同字母表示差異顯著(P﹤0.05)。

3結(jié)論

試驗(yàn)得出，云南麗江野生山核桃和漾雜1號(hào)脂肪含量最高達(dá)65%，新疆和田薄皮核桃和山西香玲核桃蛋白質(zhì)相對(duì)較高，其中脂肪含量高的品種適于作為核桃油生產(chǎn)的原料，蛋白質(zhì)含量高的品種適于作為核桃乳制品和蛋白粉生產(chǎn)的原料，同時(shí)生產(chǎn)時(shí)也要考慮到原料的新鮮度、狀態(tài)等。

與動(dòng)物蛋白相比，核桃蛋白雖不是一種優(yōu)質(zhì)蛋白，但核桃蛋白質(zhì)中氨基酸種類齊全，含有人體所需的必需氨基酸，苯丙氨酸和酪氨酸含量豐富，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賴氨酸。從氨基酸營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度分析，云南2個(gè)品種核桃的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要優(yōu)于其他2種。核桃仁中不飽和脂肪酸含量達(dá)到90%以上，多不飽和脂肪酸含量在75%左右，野生山核桃最低，不飽和脂肪酸以亞油酸為主，能為人體提供重要的生理功能。同時(shí)核桃是人體所需微量元素的良好來(lái)源，可作為安全食品使用。

4種核桃仁生長(zhǎng)環(huán)境不同，營(yíng)養(yǎng)組成各有差異，加工時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，更好地提升核桃仁的利用價(jià)值。

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摘要以新疆、山西、云南三地的4種不同核桃仁為研究對(duì)象，對(duì)其基本成分、氨基酸、脂肪酸組成及主要礦物質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，4種核桃仁基本成分存在一定差異(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%，漾雜1號(hào)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種核桃仁中氨基酸種類齊全，必需氨基酸與氨基酸總量比值較穩(wěn)定，平均值為29.39%，必需氨基酸與非必需氨基酸比值在41%以上，氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分接近FAO/WHO模式，第一限制性氨基酸為賴氨酸；不飽和脂肪酸占90%以上，以亞油酸和α-亞麻酸為主；4種核桃仁中礦物元素Ca、P、Mg、Fe、Zn等含量各不相同，重金屬As、Pb遠(yuǎn)低于食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量。

關(guān)鍵詞核桃仁；產(chǎn)地；組成；營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

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

通訊作者

作者簡(jiǎn)介于沛沛(1983-)，女，山東濰坊人，工程師，碩士，從事食品加工與保藏研究。*，副教授，博士，從事食品加工與保藏研究。

中圖分類號(hào)S 664.1;TS 201.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-296-04