核桃的营养成分及其保健功能的研究进展

张 亭，杜 倩，李 勇

(北京大学公共卫生学院，北京 100191)

核桃与扁桃、榛子和腰果被并称世界四大干果[1]。核桃在全世界都有生产，最初产于西亚、欧洲的东部和南部，目前核桃在北美、北非东亚等地区也有广泛栽培。作为核桃生产大国，我国现有核桃栽培面积和年产量分别为200万hm2和50万t，稳居世界第一[2]，且收获面积及产量逐年平稳增加[3]。

传统中医认为，核桃生性温和、味道甘甜并且无毒无害，在疾病治疗过程中有健胃补血和润肺养神的奇效[4]。20世纪末以来，西方学者研究发现，核桃在预防和治疗2型糖尿病、心血管疾病、神经系统疾病和癌症等方面均有良好效果。为了能够尽可能地挖掘核桃对机体的保健功效，本文就近年来国内外关于核桃营养成分和保健功能的研究进展进行综述，为之后核桃营养保健食品的深入开发和利用提供科学依据。

1 核桃的营养成分

1.1 蛋白质

核桃仁中蛋白质的含量一般为15%，最高可达29.7%，不同地区和不同变异类型核桃的蛋白质含量存在一定差异。根据蛋白溶解度的不同，核桃蛋白可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，含量最高的是谷蛋白(70.11%)，其次是球蛋白(17.57%)[5]。

核桃蛋白因含有18种氨基酸，且8种必需氨基酸种类齐全，且构成与人体氨基酸模式近似而被美国农业部评为优质蛋白[6]。核桃仁中含有较高比例的天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸，而赖氨酸含量相对较低，这一表现对人体的生理功能大有裨益[7]。谷氨酸在体内能够合成γ-氨基丁酸，后者可降低血氨浓度，促进脑细胞呼吸，对由神经衰弱、精神分裂等引起的记忆障碍、语言障碍和小儿智力的不完全发育等有治疗作用，而精氨酸可以促进人体内苏氨酸的循环，促进肝脏合成尿素排除，具有解毒功能、恢复肝功能[8]、增强肾功能及防治性功能减退[9]的作用。近年研究发现，核桃蛋白中疏水性和酸性氨基酸较多[10]。此外，核桃蛋白消化率和净蛋白比值较高。

1.2 脂肪

核桃种仁富含脂肪，约为60%～70%。不同品种及种植区域的核桃脂肪含量略有差异。葡萄牙6种核桃脂肪酸检测结果显示，核桃中脂肪含量达68.83%～72.14%[11]。脂肪酸成分中，不饱和脂肪酸占90%。其中，亚油酸和亚麻酸含量较高(约为72%)，而胆固醇的含量为0，这对促进机体的健康具有特殊意义[12]。亚油酸、亚麻酸作为大脑必需的脂肪构成其细胞骨架，含量较高时还可使血净化血液，对心血管系统疾病起到预防作用，有“动脉清道夫”之称。冯春艳[13]对云南、北京和陕西当地核桃进行研究发现，三地的ω-3和ω-6不饱和脂肪酸比例依次为1∶8.14、1∶5.35和1∶9.63，这一结果恰好证实了核桃较好的必需脂肪酸构成。一项研究显示，当ω-3和ω-6两种不饱和脂肪酸比例为1∶4～1∶6时，对心脑血管疾病的预防作用达到最大[14]。一些调查还表明，以核桃作为低能量饮食替代品比传统低脂肪饮食更具良好减肥效果。此外，核桃仁磷脂对脑组织也非常有益，有“天然脑黄金”之称[9]。

1.3 碳水化合物和膳食纤维

碳水化合物在机体所必需的三大产能营养素中属于经济、主要的能量来源，特别是大脑进行运作时所必需的能量来源葡萄糖，只能由碳水化合物提供。Paynet[15]的研究表明，加利福尼亚核桃中碳水化合物含量为12.8%；Ravaim[16]的研究则显示，核桃碳水化合物含量为13.1%；张庆祝等[20]对核桃进行了分析，发现总糖含量为15.93%，还原糖含量为3.77%；可见不同地区、不同品种核桃中的碳水化合物含量存在差异。

膳食纤维能够促进人体胃肠的蠕动，防止便秘，在一定程度上能够预防消化道肿瘤的发生。它作为一种功能性成分已被列入继碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的第七营养素[18]。核桃是机体膳食纤维的良好补充来源，Savage G P等[19]对新西兰的多品种核桃进行了研究，发现当地核桃膳食纤维含量为4.2%～5.2%；冯春燕[13]则对核桃膳食纤维的存在部位进行了研究，发现其主要存在于内种皮，含量约为核桃仁的5倍。

1.4 维生素和矿物质

核桃富含维生素。核桃种仁中维生素的含量尤其高，且种类丰富，能够稳定细胞膜，防止细胞膜中不饱和脂肪酸发生过氧化作用。Payne T等[15-17]对100g核桃的维生素含量检测，发现种仁中维生素含量由多到少分别是烟酸、泛酸、维生素B1、维生素B2和维生素B6。维生素E也称“生育酚”，可以提高机体免疫力，清除自由基，是公认的良好抗氧化剂，具有美容抗衰老功效，其中α-生育酚和γ-生育酚能够协助治疗前列腺癌。李大鹏等[20]检测了核桃γ-维生素E含量，为4.74mg/100g。

核桃中富含锌、铬、锰等人体所必需的矿物质元素，其中锌元素是脑垂体的关键组分之一，能够很好地治疗高血压和心血管疾病。冯春燕[13]的研究表明，核桃中钾(135.58mg/100g)、镁(64.29mg/100g)、钙(55.59mg/100g)含量较高，核桃仁内种皮的矿物质元素含量约为核桃种仁的5倍。张建华等[21]对“大姚”核桃和“小油笼”核桃、早熟核桃成分进行比对，发现“大姚”核桃仁中矿物质元素包括钾、磷、镁、硫等的含量均高于“小油笼”核桃和早熟核桃。

1.5 其他活性成分

核桃中除含有大量常见营养成分外，还含有许多功能性成分。Solara等[22]对核桃中酚类物质检测，发现核桃中酚类物质有酚酸(香草酸、丁香酸、鞣花酸、绿原酸)、苯醌(胡桃醌、1，4-萘醌)和类黄酮(儿茶素、杨梅树皮素)。冯春燕[13]的研究显示，核桃内种皮总酚含量为1.034g/100g，种仁含量为0.144/100g。另有研究表明，核桃内种皮黄酮含量为种仁的5.33～7.18倍，平均含量为2.77g/100g[23]，由此可见，核桃内种皮酚类和黄酮类含量较高，加工食用核桃时要注意保护内种皮，充分保留黄酮、总酚的抗氧化功能。

褪黑激素是人体大脑松果体分泌的一种吲哚类激素，能够自然诱导人体睡眠。老年人体内因褪黑激素含量很低而出现很多睡眠障碍。Russell R J等[24]采用高效液相色谱法对核桃中褪黑激素进行检测，发现核桃中褪黑激素含量在2.5%～4.5%之间，表明核桃是褪黑激素的良好来源。有研究显示，对动物进行核桃喂养后，其血液中褪黑激素的含量可变为原来的4倍，抗氧化能力也随之加强。此外，褪黑激素具有延缓人体衰老，延缓与年龄有关的神经内分泌疾病如帕金森症、阿兹海默症等的发生和抑制肿瘤等功效。

2 核桃的药理作用、保健功能

2.1 健脑益智

张清安等[25]用核桃油对小鼠进行为期2w的灌胃干预，发现适量核桃油不仅可促进小鼠学习记忆，还能有效逆转NaNO3和乙醇引起的记忆再现和构建记忆保持障碍。Harandi等[31]通过注射东莨菪碱构建损伤模型，发现预先饲喂4w核桃的实验组有效恢复了记忆功能损伤，其机制可能与核桃降低乙酰胆碱酯酶(AChE)活性相关。樊永波等[27]用核桃饼粕对大鼠连续喂养60d，发现核桃饼粕能明显提高大鼠的学习和记忆能力、改善大鼠的抗氧化功能、提高乙酰胆碱酯酶的活性，此外，精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸含量较高的核桃蛋白也是增强学习记忆功能的有效成分。有研究证实，从核桃中提取的以瓜氨酸为主要成分的多种氨基酸混合物对小鼠的学习记忆能力有改善作用[28]。

饮用核桃植物蛋白饮料的人群实验，实验前后分别用临床记忆量表评价记忆水平，结果表明，饮用植物蛋白饮料60d的受试者指向记忆年龄量表分均高于对照组，且在排除迁移学习和心理暗示影响后，实验组明显改善了图像自由记忆、人像特点回忆和记忆商方面的记忆水平[29]。

认知功能的年老化是受多因素综合作用的结果。据调查，核桃摄入较多者在简单反应时间(SRTT)、符号数字替换(SDST)、简单数字学习(SDLT)、故事回忆(SRT)等神经行为评估系统测试中均有更好表现，表明食用核桃对认知功能有益处[30]。虞立霞等[31]研究了核桃对发育期小鼠认知功能的改善作用，结果显示，添加3%、6%核桃的饲料较不添加组能增加小鼠脑质量，促进脑发育，促进之后的成年小鼠的学习记忆，并提高小鼠的兴奋性及探索主动性。梁明等[32]对15月龄的SD雌性大鼠给予核桃酶解提取物进行为期6个月的干预，发现核桃酶解提取物能够明显延迟老年大鼠的记忆力衰退，提高老年性大鼠大脑皮质去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)含量而降低海马中乙酰胆碱酯酶(AchE)水平以及外周血促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇(CORT)含量。此外，Hicyilmaz等[33]发现，核桃补充摄入可以通过调节海马中的NMDAR和脂质过氧化水平来对认知功能的下降起保护作用。

2.2 护肝作用

核桃具有良好的护肝作用，这可能与其抗氧化活性有关。Brugg B[34]用乙醇诱导了小鼠慢性肝脏损害模型，进行核桃饮食干预后，检测血清发现，10%核桃饲料组小鼠的丙氨酸转氨酶、天门冬氨酸转氨酶、乳酸脱氢酶和谷胱甘肽转肽酶含量均较低，丙二醛和抗氧化体系间也达到了动态平衡状态。Fink A等[35]研究发现，核桃在肝脏变性的病理变化过程中可以起到调节功效。研究者对Zucker肥胖鼠和瘦鼠分别进行了14%的猪油膳食和14%、8%的核桃油膳食干预，发现与前者相比，14%的核桃油膳食能显著降低胖鼠的肝脏脂肪、甘油三酯含量，下调脂蛋白脂肪酶的倍侠核糖核苷酸的表达，上调瘦鼠和胖鼠微粒体甘油三酯转移蛋白mRNA的表达，同时降低了胆固醇含量。该结果表明，核桃油是非酒精导致的肝脏变性、脂肪肝发生过程中的调节因子，能够通过上调甘油三酯转移蛋白基因的表达有效抑制肝脏脂肪的累积。

2.3 降糖作用

李丽等[36]采用酿酒酵母模型和T2DM动物模型评价核桃蛋白及多肽降血糖活性，结果表明，在2种模型中，核桃多肽的降糖活性均优于核桃蛋白，实验结果在很大程度上表现出一致性。此外，有研究以一定量的核桃喂养STZ建模的小鼠6w后对小鼠体重、血糖及相关性激素进行测定，发现相关的性激素均有下调的趋势[37]。Ghorbani 等[38]给STZ建模的雄性Wistar小鼠饲喂核桃一段时间后发现能够明显控制实验组鼠体重减轻，并有较好的降糖作用。Ma Y Y等[39]对2型糖尿病患者以核桃干预观察其内皮功能，发现核桃可以改善2型糖尿病患者血管舒张功能。此外，有研究显示，每周吃2次核桃的个体，2型糖尿病患病危险性会降低24%[40]。

2.4 降血脂作用

Choi等[41]进行为期20w的动物实验(n≥6)，评估了核桃饮食对高脂饮食引起的脂肪肝的保护作用。结果显示，核桃饮食干预后，小鼠肝脏甘油三酯显著下降。核桃的添加改变了与肝脏脂质平衡相关的蛋白质水平，增加AMP蛋白激酶磷酸化，降低脂肪酸合酶(FAS)水平，并降低过氧化物酶体增生物活化受体-α(PPAR-α)含量。同时发现，摄入核桃可以降低脂肪肝小鼠脂肪组织中巨噬细胞的浸润水平，抑制促炎基因的表达，从而抑制高脂饮食引起的脂肪组织炎症和凋亡。

一项随机交叉设计人群干预试验中，受试者为20位奶蛋素食主义者，接受为期8w的饮食干预，干预物分别为富含ω-3脂肪酸的鸡蛋(6个/w)、核桃(6×28.4g/w)及标准鸡蛋(6个/w)，发现补充核桃引起红细胞膜α-亚麻酸(ALA)含量增多，降低了血清甘油三酯、总胆固醇(TC)和Apo B浓度，以及TC/HDL比值[42]。Rajaram等[43]对25位正常至轻度高血脂受试者进行3种等能量饮食干预，即对照饮食、核桃饮食(植物ω-3脂肪酸)及鲑鱼饮食。采集血清分析显示，食用核桃组的总胆固醇和LDL胆固醇显著低于对照组，鲑鱼组的甘油三酯降低而HDL胆固醇升高。另外，核桃组的TC/HDL-C、LDL-C/HDL-C比值均有升高。该研究表明，核桃中的植物脂肪酸及鱼类中的动物脂肪酸均有降低血脂的作用，可有效地预防冠心病(CHD)。

2.5 抗氧化防癌作用

贾靖霖等[44]利用酸性、碱性、中性3种蛋白酶复合酶解脱脂后核桃渣分离出的核桃蛋白，并对酶解产物进行抗氧化活性研究，结果显示，核桃多肽能够清除超氧阴离子自由基、羟基自由基以及DPPH自由基，且显示一定的量效关系，表明核桃多肽具有一定的抗氧化能力。Chen等[45]发现，胃蛋白酶酶解物清除DPPH能力最强，其酶解产物抑制脂质过氧化的能力与谷胱甘肽(GSH)相似，并发现在酶解产物中抗氧化性最强的肽序列为Ala-Asp-Ala-Phe(423.23D)。另有研究表明，对底纹脱脂核桃粕进行碱提得到的核桃肽抗氧化活性和得率分别是0.85±0.01、32.55%，微波预处理得到的核桃肽抗氧化活性和得率分别是0.86±0.03、34.63%，高于直接酶解得到的核桃肽抗氧化活性和得率[46]。

许典等[47]发现，核桃粕经黑曲霉发酵而产生的低分子质量多肽对人小肠癌细胞(Caco-2)的增殖有较强的抑制作用。分子质量<5ku的发酵多肽组分对Caco-2细胞的抑制作用最强，同时该样品对人乳腺癌细胞(MCF-7)增殖也有显著的抑制作用。有研究表明，核桃中的γ-生育酚具有抗氧化功效，还可抑制前列腺癌和肺癌细胞的增殖[48]。核桃褪黑激素可以通过膜受体、核受体影响细胞间通讯联系和细胞内的信号转导而直接抑制癌细胞的生长，此外，它也可以通过使一氧化氮合酶活性降低，导致一氧化氮含量下降，进而抑制肿瘤细胞。对不同周龄转基因前列腺癌细胞增殖速率机理的研究表明，核桃膳食可以抑制前列腺癌细胞增殖，同时降低血浆类胰岛素生长因子(IGF-1)和胆固醇[49]的含量，影响机体能量代谢。

2.6 预防心血管疾病作用

有研究表明，每日食用核桃能够对心脏病发生起到良好的预防作用[50-51]。在心血管系统疾病的发生过程中，核桃主要通过降低机体胆固醇、减少血管炎症和改良动脉功能发挥作用。食用核桃可以明显降低血管内C-激动蛋白(CRP)和有害血小板黏附分子，减少动脉炎症的发生[52]。一项美国的研究显示，核桃可使胆固醇酯的凝聚程度降低，促进动脉血小板发育，还可以通过降低动脉内皮素活性而提高内皮细胞功能[53]。

Wang等[54]采用0.05g/kg·BW剂量的核桃蛋白酶解物干预自发性高血压大鼠后，干预组大鼠的收缩压(SBP)大幅降低，表明核桃蛋白酶解物具有降低血压的作用[54]。许慧娇[55]采用体外模拟方法检测核桃蛋白肽的降血压活性，发现分子量小于1 000D的中性蛋白酶酶解物和碱性蛋白酶酶解物对血管紧张素转换酶(ACE)的抑制率分别最高达88.42%和73.13%。Liu等[56]发现，去脂核桃中ACE抑制活性最强的肽P-2a2，半抑制浓度IC50为25.67 μg/mL，提示核桃肽P-2a2可被应用于具有降压活性的功能食品。

2.7 其他作用

研究显示，核桃可能对机体的体质量有一定的调节功能[57]。一项对微胖参试者(BMI>25，有代谢综合征的早期表现)进行的为期8w的“核桃营养餐研究”中，饮食中多加56 g核桃的核桃组参试者的心脏病和糖尿病的发生率明显降低，且体质量无继续增加，表明核桃具有调节体质量的功能。

对117名健康青年男性进行核桃膳食干预，12w后发现添加75g/d全壳核桃的受试者精子活力、运动性和形态都有改善[58]。段心妍[59]的实验证明，核桃肽可以有效促进雄性SD大鼠体力疲劳的恢复。贾靖霖等[60]发现，核桃蛋白可降低小鼠血乳酸和尿素氮的含量，而显著升高肌糖元和肝糖原含量，表明核桃蛋白有一定的抗疲劳功效。核桃仁蛋白提取物酶解物能够有效抑制机体的大肠杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌(最小抑菌浓度分别为50%、50%、60%)[61]。

3 展望

目前，国内食用核桃的比例明显低于我国应有的巨大消费市场。究其原因，发现国内核桃深加工的方式有限。因此，应加强对核桃深加工产品的开发和利用，使核桃的活性成分和保健功效充分发挥，进而促进我国核桃产业的健康和可持续发展。◇