胡大佐,白瑞亮,王成忠,于婷娟,楊明冠,姜 華,趙之峰,孫 銳,*

(1.齊魯工業(yè)大學(山東省科學院)食品科學與工程學院,山東濟南 250300;2.山東省經(jīng)濟林管理站,山東濟南 250000;3.濟南市林果科技推廣和產(chǎn)業(yè)服務中心,山東濟南 250000)

核桃(JuglansregiaL.)屬胡桃科(Juglandaceae)落葉喬木,其適應性強,在我國廣泛分布。核桃樹用途廣泛,既可用作觀賞樹種栽培,也能作為油料原料和中藥材原料,經(jīng)濟和藥用價值很高[1]。山東省濟南市、泰安市等地分布有當?shù)靥禺a(chǎn)的雞爪綿核桃,其果實質(zhì)量約10.55～21.05 g,出仁率約50%左右,口感好,營養(yǎng)豐富;蛋白質(zhì)含量約13%～21%、脂肪含量約54%～67%,可溶性糖含量約3%～6%[2-4]。對于核桃的開發(fā)利用多集中于果實,對其它部位的研究和開發(fā)較少。核桃花是核桃種植過程中產(chǎn)量較大的附加產(chǎn)品,核桃雌雄花序比例約為1∶30～1∶300,在核桃的栽培過程中需要除去雄花序以保證果實的營養(yǎng)供給,過程中就會產(chǎn)出大量的核桃雄花[5],在西北、華北等盛產(chǎn)核桃花的地區(qū),當?shù)鼐用裼兄秤煤颂一ǖ膫鹘y(tǒng),主要作為蔬菜食用,也有部分作為藥用或飼用[6]。但僅當?shù)鼐用裣M也會造成核桃雄花資源的浪費,而目前的常規(guī)干制保存會造成核桃雄花的營養(yǎng)流失,不利于產(chǎn)品推廣。因此增加對于核桃雄花的研究,開發(fā)核桃花茶、優(yōu)化其加工工藝,提高核桃雄花的保鮮時間與干制品的復水性,能夠提高核桃產(chǎn)業(yè)競爭力和企業(yè)效益,對經(jīng)濟和社會發(fā)展有著重要意義。

目前對于核桃雄花營養(yǎng)成分的分析已有一定研究,其蛋白質(zhì)含量最高可達21%,按干重計算高于干蕨菜和脫水白菜[7]。核桃雄花營養(yǎng)豐富,綠色健康,富含抗氧化成分,有助于延緩人體衰老[8-10],有著一定的保健作用。濟南等地雞爪綿核桃雄花產(chǎn)量大,適宜實現(xiàn)規(guī)模化加工生產(chǎn),但核桃雄花成熟期短,一般在三月中下旬至四月中旬。不同生長階段的核桃花的營養(yǎng)成分和品質(zhì)有著一定差異,在加工后的風味和口感也會有所不同,自然掉落的核桃雄花水分含量低,相較于幼嫩的核桃雄花,口感粗糙、不夠脆嫩。因此選擇不同生長階段的核桃雄花進行采收極為重要,但目前對于不同生長階段核桃雄花營養(yǎng)成分的對比分析較少。為了獲得風味與口感更好的核桃雄花,使人們食用時獲得更好的口感與營養(yǎng),本文對比了不同成熟度的核桃雄花的多個理化指標分析其營養(yǎng)成分的差異,同時也為后續(xù)核桃雄花的進一步生產(chǎn)加工提供一定的指導和參考,根據(jù)所需工藝需求不同可以選擇不同階段的核桃雄花作為原材料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高氯酸、硝酸 優(yōu)級純,阿拉丁試劑公司;葡萄糖 分析純,濟南盛茉莉化工有限公司;乙醇、鹽酸、磷酸、硼酸、草酸、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、酒石酸鉀鈉、亞硫酸氫鈉、碳酸鈉、硝酸鋁、重蒸酚、碘、碘化鉀、考馬斯亮藍G-250、牛血清白蛋白、酚酞、3,5-二硝基水楊酸 分析純,天津富宇試劑公司;蘆丁標準品 國藥集團化學試劑有限公司;Ca、Na、K、Fe、Mg、Zn元素標準品 國家標準物質(zhì)中心。

LCD-A500分析天平 福州華志;YP10002電子天平 上海光正;DHS-20A自動水分測定儀 力辰科技;NAI-ZFCDY-6Z自動脂肪測定儀 上海那艾;TRL-12M馬弗爐 洛陽泰瑞;722s分光光度計 上海儀電;ZDJ-4A型自動電位滴定儀 上海雷磁;原子吸收分光光度計TAS-990 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同生長階段雞爪綿核桃雄花的采集 雞爪綿核桃雄花采自濟南市南部山區(qū)核桃種植區(qū),核桃花分化持續(xù)約一年,從當年四月上旬直到翌年四月中下旬[11]。參照常君等的研究[12],以雄花體積開始增大,葉片完全展開,花序長約3～5 cm時作為半成熟階段;花藥由綠變黃,開始有大量花粉散出,花序長約7～9 cm作為成熟階段;自然掉落在地上的核桃雄花作為自然掉落階段,樣品采回后置于-20 ℃冰箱內(nèi)保存。

1.2.2 不同生長階段核桃雄花主要營養(yǎng)成分含量的測定 水分采用自動水分測定儀進行測定;灰分采取馬弗爐灰化法;粗脂肪含量的檢測采取索氏提取法;粗蛋白含量的檢測采取凱氏定氮法;可溶性蛋白含量的檢測采取考馬斯亮藍法[13],所得標準曲線線性回歸方程為Y=0.0197X+0.0918,相關(guān)系數(shù)R2=0.9911;總糖和可溶性糖含量的檢測采取3,5-二硝基水楊酸比色法[14],所得標準曲線線性回歸方程為Y=0.97X-0.022,相關(guān)系數(shù)R2=0.9856;總酸含量的檢測采用ZDJ-4A型自動電位滴定儀進行測定;黃酮含量的測定參照DB43/T 476-2009植物源性食品中總黃酮的測定,所得標準曲線線性回歸方程為Y=0.9334X-0.0174,相關(guān)系數(shù)R2=0.9939。

1.2.3 礦質(zhì)元素的檢測 樣品處理:稱取1.000 g(精確至0.0001 g)干燥至恒重并過篩后的樣品放入高壓消解罐中加入混合酸(濃硝酸∶高氯酸=4∶1),放入烘干箱中在100 ℃下預熱1 h后在130 ℃保溫2 h。將消解罐取出自然冷卻到室溫后打開,將消解液移入50 mL容量瓶中并用去離子水定容至刻度。

含量的測定:吸取標準溶液制備標準溶液,Na標準溶液濃度分別為0、0.5、1.0、1.5 μg/mL;K標準溶液濃度分別為0.0、1.0、2.0、3.0、4.0 μg/mL;Mg標準液濃度分別為0.0、0.1、0.2、0.3、0.4 μg/mL;Zn標準液濃度分別為0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg/mL。將標準溶液與樣品溶液分別導入空氣-乙炔火焰原子吸收分光光度計中,依次分別在589.0、766.5、285.2和213.9 nm下測定含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

單個因素三次平行試驗,利用SPSS 23統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理,采用單因素方差分析,顯著性水平P<0.05。

表1 不同生長階段核桃雄花常規(guī)指標的對比

表2 不同生長階段核桃雄花可溶性成分指標的對比(mg/100 g)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長階段核桃雄花主要營養(yǎng)成分含量的對比

核桃雄花在不同生長階段主要營養(yǎng)成分含量對比見表1。水分含量直接決定了食品口感與耐儲性,對食品品質(zhì)有著重要影響[15];由表1可知半成熟階段和成熟階段的核桃雄花水分含量較為接近,均為85%左右,而自然掉落階段核桃雄花水分含量與其他階段差異顯著(P<0.05),水分含量僅為27.50%?；曳质呛颂一ń?jīng)過高溫后殘留的無機鹽和氧化物,如表1所示,核桃雄花灰分含量在8.51%～12.92%之間,半成熟階段與成熟階段核桃雄花灰分含量較低,均為9%左右,自然掉落的核桃雄花其灰分含量顯著(P<0.05)高于前者,可達12.92%。核桃雄花中脂肪含量在不同生長階段差異較大,在半成熟階段和成熟階段時較低,分別為0.78%和0.90%,自然掉落時脂肪含量明顯較高,為2.66%,這主要是由于水分的降低而導致脂肪相對含量上升導致的。三個階段的核桃雄花粗蛋白含量均較高,其中自然掉落階段的核桃雄花含有的粗蛋白最多,為17.82%,其次是半成熟階段的16.38%,成熟階段的核桃雄花蛋白含量最低,為14.53%。在總糖含量方面,半成熟階段的核桃雄花總糖含量最高,為14.36 g/100 g,其次為成熟階段的13.49 g/100 g,最低的是自然掉落階段的9.52 g/100 g,推測是由于自然掉落的核桃雄花部分組織已纖維化,導致測得總糖含量偏低。

2.2 不同生長階段核桃雄花可溶性營養(yǎng)成分含量的對比

可溶性蛋白與是植物細胞重要的內(nèi)含物,是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì),對食品品質(zhì)有著重要影響[16]。不同成熟階段核桃雄花可溶性蛋白和含量見表2。由表2可知不同成熟階段核桃雄花中可溶性蛋白含量有著顯著性差異(P<0.05),成熟階段核桃雄花可溶性蛋白含量顯著(P<0.05)高于半成熟階段與自然掉落的核桃雄花,約80.30 mg/100 g,而半成熟階段和自然掉落的核桃雄花可溶性蛋白含量分別為57.50和69.05 mg/100 g。

總酸含量和可溶性糖是影響核桃雄花口感和品質(zhì)的重要因素之一,可溶性糖含量能夠在一定水平上反映核桃雄花的甜度[17]。不同成熟階段核桃雄花總酸和可溶性糖含量見表2。自然掉落階段和半成熟階段的核桃雄花中總酸含量顯著高于成熟階段,其含量由高到低分別為223.67、190.33、81.33 mg/100 g;可溶性糖含量隨著核桃雄花的生長升高而降低,其含量分別為3220.00、1753.33、1326.67 mg/100 g。

黃酮類化合物具有生理活性與藥理作用,能夠抗腫瘤、抗癌抗氧化及抗自由基,降血糖,保護神經(jīng)系統(tǒng)等[18-19]。不同成熟階段核桃雄花總黃酮含量見表2。半成熟階段黃酮含量最高,為922.33 mg/100 g、成熟階段和自然掉落階段的核桃雄花黃酮含量分別為772.00和774.22 mg/100 g,可能是伴隨著核桃雄花的生長,有部分黃酮類物質(zhì)被氧化而導致其含量下降。

2.3 不同生長階段礦物質(zhì)含量的對比

礦物質(zhì)元素對人體有著重要作用:K有助于預防和治療高血壓;Zn與免疫功能、味覺、虛癥及清熱功能有關(guān)[20-21]。不同生長階段核桃雄花礦物質(zhì)元素含量如表3所示。核桃雄花中Na元素的含量隨著生長而增長,半成熟階段的含量較低,約8.05 mg/100 g,成熟階段達到12.13 mg/100 g,自然掉落的核桃雄花Na元素含量也較高,為13.33 mg/100 g;隨著核桃雄花生長,Zn元素含量也在升高,從半成熟階段的5.19 mg/100 g、成熟階段的5.39 mg/100 g到自然掉落時的6.55 mg/100 g。在半成熟階段K元素含量為173.19 mg/100 g,成熟階段212.19 mg/100 g,自然掉落階段為208.28 mg/100 g,可見成熟階段的核桃雄花中K元素含量最高。而Mg元素在測定的三個樣本中含量變化不大,半成熟階段為31.43 mg/100 g,成熟階段為31.46 mg/100 g,自然掉落的核桃雄花含量為30.16 mg/100 g。

表3 不同生長階段核桃雄花礦質(zhì)元素的對比(mg/100 g)

表5 成熟階段核桃雄花與其他蔬菜的營養(yǎng)成分比較

2.4 核桃雄花中營養(yǎng)成分與生長階段相關(guān)性分析

對核桃雄花中營養(yǎng)成分與生長階段的線性回歸分析和相關(guān)性系數(shù)的計算結(jié)果見表4。結(jié)果表明,水分、總糖、可溶性糖的含量與核桃雄花生長階段呈負相關(guān),而灰分、粗脂肪含量與核桃花的生長階段呈正相關(guān);在礦質(zhì)元素含量方面,Na、Zn元素隨著核桃雄花的生長都有著一定的積累,K元素在掉落階段的含量相較于成熟階段有略微降低,而Mg元素在各個階段含量差距不大,其他指標在不同階段均有一定的波動。伴隨著核桃雄花的生長,營養(yǎng)成分中有些可溶性成分與不溶性成分的變化趨勢不同,出現(xiàn)這種情況可能是由于掉落的核桃雄花經(jīng)過自然風干,水分蒸發(fā)導致部分可溶性成分損失,而不溶性成分含量隨著水分喪失而相對升高。可以看出,各生長階段核桃雄花營養(yǎng)成分含量都有不同,半成熟階段與成熟階段核桃雄花的營養(yǎng)成分差異相對較小,其與掉落階段的核桃雄花營養(yǎng)成分差異更大一些。

表4 核桃雄花營養(yǎng)成分與生長階段的相關(guān)性分析

3 討論

核桃雄花營養(yǎng)豐富,相比于香椿[22],核桃雄花可溶性糖含量更高,且蛋白質(zhì)含量也較高,是可口的優(yōu)質(zhì)蔬菜;每100 g不同生長階段核桃雄花提供的能量分別為130.23、120.21、133.89 kcal,也是蔬菜中提供熱量較多的品種,相對于普通蔬菜水果,其黃酮含量更高,有著更好的抗氧化活性[23]。以成熟階段核桃雄花與雞爪綿核桃果仁、其他常見蔬菜與野菜相比較結(jié)果見表5,相較于核桃果仁17.17%的蛋白含量,核桃雄花中蛋白含量略低,脂肪含量低于果仁(62.75%),可溶性糖含量也低于果仁。核桃雄花粗蛋白含量約14.53%,遠高于其他蔬菜,其總糖含量也高于其他蔬菜,脂肪含量與其他蔬菜接近,能夠為人體提供更多熱量和蛋白質(zhì)。在礦物質(zhì)含量方面,其鈉含量低于白菜(492.50 mg/100 g)、菠菜(242.00 mg/100 g)和油菜(405.30 mg/100 g),高于干蕨菜(0.50 mg/100 g);其Zn含量約5.39 mg/100 g,高于油菜和蕨菜。

自然掉落階段的核桃雄花水分含量過低,口感粗糙,不適宜直接食用,但由于其蛋白含量較高,營養(yǎng)也較為豐富,可以作為動物飼料原料進行開發(fā)應用以提高資源利用率。成熟階段的核桃雄花總糖含量半成熟階段較為接近,可溶性糖含量低于半成熟階段,但其總酸含量低(190.33 mg/100 g),因此口感較好,苦澀味較輕,相較于其他且含有豐富的蛋白質(zhì),Zn含量也較高,適宜作為鮮食蔬菜食用或進行進一步加工處理。半成熟階段核桃雄花黃酮含量為922.33 mg/100 g,高于其他階段,用于提取其中黃酮類物質(zhì)可以獲得較好的得率。

4 結(jié)論

綜上所述,核桃雄花的營養(yǎng)成分較為齊全,具有較高的使用價值,是補充人體營養(yǎng)的健康食品。綜合比較不同生長階段的核桃雄花的營養(yǎng)成分與口感,半成熟階段的核桃雄花有相對較高的黃酮含量,可以提取其中的氧化活性物質(zhì),成熟階段的核桃雄花口感較好、營養(yǎng)豐富,適用于鮮食或作為后續(xù)加工制作干制品或核桃花茶的原料,而自然掉落階段的核桃雄花盡管不適宜人們食用,但蛋白質(zhì)含量也較高,可以用于飼料加工以充分利用資源。