国内核桃雄花序开发利用研究进展

张俊丽，贾丽娜，赵银平，卢 超

（1渭南市农业技术推广中心，陕西渭南714000；2渭南市农业科学研究所，陕西渭南714000；3湖北省农业科学院中药材研究所，湖北恩施445000）

0 引言

核桃(Juglans regia)系胡桃科(Juglandaceae)核桃属(Juglans)落叶乔木，根、枝、叶、外皮、外壳、花、果仁均可入药[1-2]。核桃营养丰富，富含脂肪酸、蛋白质、矿物质、糖类及酚类等物质[3]，对心血管疾病、糖尿病、癌症、泌尿系统结石、神经系统疾病等有一定的康复治疗和预防效果[3-6]，具有重要的开发利用价值，但目前关于核桃的开发研究多以核桃仁等为主[5-9]，以核桃雄花序为试验材料的研究较少。核桃是典型的雌雄同株异花，核桃雄花序（有研究也称为核桃花）呈葇荑状下垂，授粉后可采摘食用[10-11]。核桃雄花序数量与核桃相当[10]，资源丰富，且富含蛋白质、无机元素、维生素和氨基酸，是一种亟待开发的天然营养保健食品资源[1-2,4,11]，因此开发利用核桃雄花序资源具有重要的经济价值和社会意义。近年来，已有学者就核桃雄花序成分、干制加工、成分提取及抗氧化活性等进行了相关研究，笔者就上述研究进行概述，以期为核桃雄花序资源的综合利用提供一定依据。

1 核桃雄花序资源

中国是核桃原产地之一，栽培历史达2000多年，栽培品种涉及13个属，200余个品种，在除黑龙江、上海、广东、海南、台湾外的其他26省（区、市）都有栽培和分布[1,3,7,12]。核桃位列四大干果之首，是中国重要的经济树种之一，栽培面积和产量均居世界首位[7,12]。中国核桃产业发展迅速，种植面积和产量稳步增加[13]。有数据显示[14-16]，2015年初，国内核桃总面积554.8万hm2，是2002年种植面积的5.2倍；产量达271.4万t，较2002年增加237.1万t，年增长率18.8%。云南、陕西、山西、四川、新疆等10个省（自治区）种植面积均在10万hm2以上[17]，其中云南省282万hm2，产量85万t，种植面积和产量均居全国首位[18]，陕西省71.3万hm2，产量19万t，居全国第二[19-20]。近年来，国内核桃栽培面积以每年10%的速度递增，至2020年核桃产量有望达到300万t[12]。有研究测算，一株18年生核桃树每株有雄花序2000多个，干重5 kg[10]，照此推算，2015年国内核桃雄花序年产约10亿kg，核桃花粉约10万t。核桃雄花序年产稳定[10]，具有极大的开发利用价值。

2 核桃雄花序成分分析与鉴定

2.1 营养成分分析

核桃雄花序营养丰富全面，尤其是蛋白质、无机元素、VC、VE及氨基酸含量较高。有研究显示，核桃雄花序鲜样中蛋白质含量达18.8%，干花中高达21%～25%，高于核桃仁，是干蕨菜和脱水白菜的3倍[1-2,21-22]。陈朝银等[1-2]研究还显示，核桃雄花序含丰富的无机元素，其中K 4050 mg/100 g、Ca 1180 mg/100 g、Mg 420 mg/100 g、Fe 30.47 mg/100 g、Mn 9.79 mg/100 g、Zn5.68mg/100g、Se 17 μg/100 g，β-胡萝卜素1524 μg/100 g，视黄醛当量254 μg/100 g，VB22.43 mg/100 g、VC 27.68 mg/100 g、VE 2.88 mg/100 g，且谷氨酸、色氨酸、必需氨基酸分别占总氨基酸含量的23%、8.7%和41.2%。核桃雄花序K/Na约508，在维持机体酸碱平衡方面有重要作用[1]，K、Fe、Mn、Zn、Se及β-胡萝卜素等可参与人体蛋白质、碳水化合物、造血、能量、脂肪代谢等过程，在维持细胞正常功能、清除自由基、抗氧化、增强免疫及抗感染抗衰老等方面有重要作用[1-2,6,21-22]。

2.2 化学成分鉴定

贾忠等[5,23]采用结晶、重结晶、硅胶柱层析、聚酰胺柱层析等方法从核桃雄花序中分离纯化得到了13个化合物，采用MS、～1H-NMR、～(13)C-NMR等现代波普技术鉴定了10个化合物，分别为槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅰ)、槲皮素-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖苷(Ⅱ)、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷(Ⅲ)、槲皮素(Ⅳ)、山奈酚-3-O-α-L-鼠李糖苷(Ⅴ)、山奈酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(Ⅵ)、山奈酚 3-α-L-吡喃阿拉伯糖苷(Ⅶ)、熊果酸(Ⅷ)、β-谷甾醇(Ⅸ)、胡萝卜苷(Ⅹ)，其中化合物Ⅰ～Ⅶ为黄酮类化合物[5,10,23]，且均为首次从核桃中分离得到。黄酮类化合物具有较强的天然抗氧化性，且具较强的自由基清除性，在抗动脉硬化、降低胆固醇、辐射防护等方面有重要作用[24]。某些黄酮类化合物还有抗坏血酸和肾上腺素的抗氧化活性，是某些酶的抑制剂和平滑肌的松弛剂[24]。

3 核桃雄花序成分提取工艺

3.1 蛋白质提取工艺

樊建等[21]研究7种pH值、4种温度和3种阳离子溶液条件下，核桃雄花序蛋白质提取率，结果显示，核桃雄花序蛋白质在碱性溶液中抽提率较大，在酸性溶液中最小；温度对其影响不明显；在Na+、K+溶液中的抽提率明显大于Ca2+溶液。樊建等[21]的研究还显示，pH值核桃雄花序蛋白质抽提率有明显影响，表现为碱性溶液＞中性溶液＞酸性溶液，但碱性过高时，蛋白质提取液粘度增大，其营养价值会随之降低。核桃雄花序蛋白质在Na+、K+溶液中抽提率高的可能原因是：碱性条件下，蛋白质中氨基酸被离子化，以R-CH(NH)2-COO-形式存在，而Ca2+会与蛋白质中氨基酸结合以螯合物形式存在，使氨基酸中的-COO-数目减少，分子间静电相斥减少，蛋白质结果收缩，不容易从水中溶解出来。

3.2 黑色素提取工艺

天然黑色素具有抗氧化、防衰老、防紫外线辐射和抗艾滋病毒等多种功能。核桃雄花序外表呈深黑色，溶于水性溶剂，属天然黑色素提取原料之一[25]。余晓焕等[25]设定1:70、1:100、1:150 3个固液比，0.5、1.0、1.5、2.0 h 4个提取时间，1级、2级2个提取级数，采用正交试验研究固液比、提取时间和提取级数对核桃雄花序黑色素提取率的影响，结果显示，以纯净水为提取溶剂、固液比为1:150、提取时间为1.5 h、提取级数一级时，提取率可达到28.96%，色价为48.08。以水为提取剂安全性高、提取率大，色价较高，提取的色素具有广阔的开发前景和应用价值[10]。

3.3 总多酚提取工艺

核桃雄花序具有的抗缺氧、抗炎、抗氧化、抗溶血等功能与高含量的多酚类物质有直接关系[26-27]。超声提取技术操作便捷，提取效果优于常规水浴浸提，近年来广泛用于天然产物浸提[28-31]。王长雷等[32]采用单因素和正交试验研究核桃雄花序的最佳提取工艺，30%甲醇提取效果优于乙醇、乙酸乙酯和丙醇，这主要因为多酚易溶于甲醇，植物多酚易与植物组织中蛋白质、生物碱、多糖和花色苷等物质复合[33]。王长雷等[32]采用常规水浴浸提法和超声波辅助浸提法对甲醇体积、浸提温度、时间和料液比等进行研究，结果显示，超声波辅助浸提法提取效果优于常规水浴浸提法，超声波辅助浸提条件下核桃雄花序总多酚提取工艺为甲醇体积分数30%，料液比1:30(g:mL)，70℃浸提10 min；该提取工艺下，核桃雄花序中总多酚含量达6.56%。

4 核桃雄花序的抗氧化作用

自由基是生命代谢的中间产物，是维持机体正常代谢的重要物质[34]。通常自由基产生和清除保持动态平衡，自由基清除能力下降可导致机体内自由基过剩，进而破坏健康细胞，侵害人体内的蛋白质等物质[3,35]。有研究显示，核桃雄花序有一定的抗氧化活性[36]，对维护机体自由基动态平衡有积极作用[3,34-35]。汪海波等[34]采用DPPH·清除法研究新鲜核桃雄花序的抗氧化活性，结果显示，核桃雄花序有一定的抗氧化活性，其中乙酸乙酯提取物对DPPH·清除作用最强，活性优于BHA（叔丁基羟茴香醚），IC50值达到30.7 μg。汪海波等[34]研究还显示，核桃雄花序提取物对DPPH·的清除能力与提取物浓度呈正相关，乙酸乙酯提取物自由基清除能力最强，水溶性提取物和正丁醇提取物等大极性物质有一定的自由基清除作用，但活性较弱，石油醚提取物基本没有自由基清除作用。核桃属植物Juglans sinensis提取物可抗氯化汞诱发的急性肾衰竭，这可能与抗脂质过氧化作用有关，且核桃DPPH·自由基的清除有肝脏保护作用[5,37]。

5 核桃雄花序干制与保鲜工艺

5.1 核桃雄花序干制

漂烫是蔬菜烹饪和加工过程中的重要环节，可有效钝化氧化酶活性，防止蔬菜色泽劣变，产生不良风味，同时可改变蔬菜细胞结构，便于干制[38]。张文娥等[39]关于不同漂烫时间对‘黔核7号’核桃雄花序主要品质及抗氧化活性的研究显示，漂烫时间低于3 min时，核桃雄花序营养成分损失较小，随漂烫时间延长，核桃雄花序中可溶性糖、淀粉、可滴定酸、灰分、脂肪酸、粗纤维、蛋白质及K、Fe、Mn、Zn、Cu、P等含量明显降低，总酚含量和总黄酮含量均随漂烫时间延长而明显下降，且漂烫前期的降幅高于后期。俞秀玲等[22]研究显示，适宜的烫漂条件是90℃、20 s，以NaCl为组分的烫漂液护色效果优于 Na2SO4、NaCO3、Zn(Ac)3，并且采用热风干燥分段控温的方式，干制品的色泽及复水后的口感最好。王健等[11]采用正交试验设计分析显示，烫漂液pH 5.5时，90℃烫漂60 s，核桃雄花序VC保留率和感官特性达到一定的期望值。杨佩荣[40]研究显示，为便于贮运，可采用酒精置换花中水分。核桃雄花序保持较高的脱水率及色泽和形态的条件是：酒精浓度高于80%，酒精与花液固比18:1，加入适量柠檬酸后于55～60℃干燥15 min。另有研究显示，真空干燥[41]、微波干燥[42-43]等方法均能达到理想的保存效果，且复水性更好，放入热水30 min后可复原成鲜核桃花[40]。

5.2 超高压保鲜

超高压技术可使食品内蛋白质变性[44-45]、淀粉糊化[46]、钝化酶活力或使其部分失活及微生物致死[47-48]，从而达到保鲜效果，延长果实贮藏期和货架期[11]。在鲜核桃雄花序采摘期和保质期均较短，但干制保存后营养成分损失严重[11,44]。关于不同压力、时间及温度对核桃雄花序序保鲜效果[11]的研究表明，超高压技术是适宜的核桃雄花序处理技术，处理的最佳条件是450 MPa、45℃处理30 min，该条件下核桃雄花序氧化物酶和多酚氧化酶活性分别降至31.06%和29.17%，叶绿素含量0.409 mg/g，VC保留率89.64%，可溶性蛋白含量13.14 mg/g。超高压保鲜技术是一个纯物理过程[11]，不影响食品原有质地、风味和色泽，成为近年来的研究热点，在食品加工处理领域应用广泛[47-50]。

6 展望

中国是核桃生产大国，核桃雄花序资源丰富，营养全面，开发利用前景广阔，随国内核桃产业的快速发展，核桃雄花序资源开发利用将会进一步加强。目前，核桃雄花序资源除少量食用或饲用外，大部分被丢弃，造成资源浪费，且关于核桃雄花序的研究还集中在成分提取、分析鉴定及干制加工等方面，相关研究还不完善，不能为合理开发利用核桃雄花序资源提供系统的理论依据。作为一种待开发的天然营养保健食品资源，需要加大核桃雄花序系列保健食品研制与开发、天然黑色素提取与应用、天然抗氧化剂开发等方面的研发力度；另外，有关核桃雄花序成分提取工艺优化集成技术、生态环境变化对雄花序食用品质影响以及雄花序黑色素成分鉴定等方面内容也亟待进一步加强，为核桃资源综合利用提供理论指导。