核桃的营养保健功能及功能成分研究进展

李俊南，习学良，熊新武，杨建华，张雨思

(云南省林业科学院漾濞核桃研究院，云南大理 672500)

我国是世界核桃原产地之一，已有3 000多年的栽培历史。核桃营养丰富，食用价值高，是一种集脂肪、蛋白质、糖类、膳食纤维、维生素五大营养要素于一体的优质坚果，已成为我国重要的木本油料树种之一。许多古代医学名著对核桃功效都有记录，如《本草纲目》记载：“核桃补气养血，润燥化痰，益命门、利三焦，温肺润肠，治虚寒喘嗽、腰脚肿痛、心腹疝痛、血利肠风”。《开宝本草》记载：核桃“食之令人肥健，润肌、黑须发。”《食疗本草》称核桃：“通经脉，润血脉，黑须发，常服骨肉细腻光润”。现代，人们赋予核桃 “万岁子”、“长寿果”、植物“脑白金”、“益智果”、“黄金药果”等多种美誉，已被公认为是具有延年益寿、延缓衰老、健脑益智的功效。本文通过对核桃的主要营养组成成分分析比较，对其保健功能研究进展进行综述，以期为核桃营养保健产品的研究和开发提供科学依据。

1 核桃的主要营养成分

1.1 核桃油脂和脂肪酸

核桃仁在坚果中油脂的含量较高，粗脂肪含量为60%左右，主要以不饱和脂肪酸为主。郑敏燕等[2]研究表明，核桃油脂脂肪酸主要为油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸和硬脂酸，这5种主要成分占核桃油脂肪酸总量的98.3%，不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的90%以上。凌育赵等[3]采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)技术对陕西旬邑县核桃果实各部位脂肪酸组成研究，结果表明，果仁含有14种脂肪酸，包含C14～C24 的脂肪酸。Carl Greve L等[4]通过对采自中国、法国、加利福尼亚、华盛顿4个国家的核桃进行分析，得出脂肪酸主要由油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸和硬脂酸5种脂肪酸组成，且含量各不相同。Martinez等[5]对采自不同地区的8种核桃进行脂肪酸检测得出不同种类核桃的脂肪酸含量有差别。

核桃油中含亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸3种人体必需的脂肪酸。岳琳等[6]对新疆和田地区薄皮核桃油脂肪酸成分进行分析，表明亚油酸62.96%、亚麻酸7.55%、花生四烯酸4.12%。由表1可知，必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸在核桃油中含量较高，油酸含量较低。亚麻酸含量明显高于其他几种常见植物油，亚油酸含量与葵花籽油相近，也明显高于其他几种植物油。核桃油除单不饱和脂肪酸含量稍偏低外，饱和脂肪酸、亚油酸和α-亚麻酸的含量和比例最符合联合国粮农组织发布的《健康食用油的标准》饱和脂肪酸比例10%以下，必需脂肪酸中，亚麻酸∶亚油酸≤1∶4[7-15]。因此，核桃油是世界公认的健康食用油之一。

表1 核桃油亚油酸、亚麻酸含量与其他几种植物油对照

1.2 核桃蛋白质

核桃蛋白是一种优质天然蛋白，核桃仁粗蛋白含量一般在15%左右，主要由谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶谷蛋白4类蛋白质构成，含量分别占核桃总蛋白的70.11%、17.57%、6.81%、5.33%。核桃蛋白质中营养丰富，含有18种氨基酸成分，包含人体不能自身合成的8种必需氨基酸，其中谷氨酸和精氨酸含量高，大多数是疏水性氨基酸和酸性氨基酸[16]。Szetao KWC等[17]用胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶对核桃蛋白进行体外水解实验，发现3种酶均可在10min内将核桃蛋白中谷蛋白水解为相对分子质量较小的多肽。Kar等[18]发现，热变性可显著提高胃蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的水解速率。因此，核桃蛋白因其消化率和净蛋白比值较高而被人们评为优质的植物蛋白质。研究表明，对于2～5岁儿童来讲，核桃蛋白的第一限制性氨基酸为赖氨酸，第二限制性氨基酸是苏氨酸，第三限制性氨基酸则是半胱氨酸+蛋氨酸[19]。

1.3 其他营养成分

核桃仁中含有维生素E、维生素A、维生素B、维生素C、维生素D、维生素K等多种维生素和磷、钙、锌、铁、钾、镁、钠、锰、硒等各种微量元素(表2)。

表2 核桃的微量元素、维生素成分及含量

核桃仁中微量元素从高到低依次为S>K>P>Ca>Mg>Mn>Fe>Zn>Cu>Se，维生素含量从高到低依次为维生素E>维生素B>维生素A。此外，核桃中还含有磷脂、褪黑素、黄酮、植物甾醇、多酚等其他微量功效营养素和活性成分[20]。有研究表明，核桃油中含有较多抗氧化活性物质，如胡桃醌、胡桃苷、槲皮素、异槲皮素、没食子酸、绿原酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸[21-24]。

2 核桃的主要功能成分及药理

2.1 降低血脂，预防心脑血管疾病

核桃油中不含胆固醇，含90%以上的不饱和脂肪酸，富含α-亚麻酸、亚油酸，单不饱和脂肪酸约占不饱和脂肪酸总量的30%，因此，食用核桃油对心脑血管疾病具有预防和保健作用。

现代营养学家认为，人体中低密度脂蛋白易析出胆固醇沉积于血管壁上，造成血管增厚，弹性下降，引起冠心病、中风和动脉瘤等疾病，亚油酸可使血液中低密度脂蛋白降低。此外，亚油酸能促进皮肤发育和保护皮肤营养，还利于毛发健美的功效[25]。有研究表明，核桃蛋白酶解产物中存在着ACE抑制肽[26-27]。顾欣等[28]研究表明，胃蛋白酶酶解液通过纯化所得ACE抑制剂的Ic50值为0.32μg/mL，该ACE抑制剂在经过体外模拟消化后仍保持良好的ACE抑制活性。可见，核桃蛋白水解产物对心脑血管疾病也具有预防及辅助治疗作用。

2.2 预防2型糖尿病，辅助治疗癌症

糖尿病现今已成为致残甚至致死较高的疾病之一，糖尿病人中90%的人是2型糖尿病[29]。吴学勤[30]将核桃硬壳、分心木及胡桃肉煎水制成药汤用于2型糖尿病临床研究，表明经治疗后“三多症”明显改善，腰酸、乏力、多汗等脾肾虚症状大多消失或好转，胆固醇、甘油三酯、血糖都有所下降，特别是对2型糖尿病的尿糖有明显的降糖作用，对初诊未用任何降糖药物的轻、中型糖尿病患者疗效较好。Martino Forino[31]通过核桃叶饮在体内试验确定了核桃叶具有改善高血糖症的能力，并进一步跟踪核桃叶降血糖成分鉴定，得到大量的以(3S，3R，6R，7E，9S)-3，5，6，9-Tetrahydroxymegastigman-7-ene为主的复合物，并确定该物质是核桃叶抗糖尿病作用的主要成分。可见，核桃具有预防和辅助治疗2型糖尿病的作用。

核桃中含有较多抗氧化活性物质，众多研究证实它们具有延缓癌细胞生长的作用。陈传贵等[32]对不同浓度的亚油酸作用于MiaPaCa2人胰腺癌细胞生物学行为的影响研究表明，170 mg/L的亚油酸不会促进胰腺癌的进一步发展，相反，可抑制胰腺癌的进一步发展；随着浓度的增加，癌细胞的迁移、增殖明显受抑制，凋亡明显增加。研究表明，褪黑激素能降低一氧化氮合酶的活性，减少机体ON水平，从而抑制肿瘤的生长，还能刺激T细胞、B细胞的增殖产生和肿瘤坏死因子的产生，免疫抗体对应激性免疫抑制有拮抗作用。而且，褪黑激素也通过膜受体与核受体影响细胞间通讯联系和细胞内的信息转导而直接起到抵抗癌细胞增殖的作用[33]。有研究表明，核桃含有γ-生育酚，可以阻止前列腺和肺部癌细胞的生长，具有防氧化作用[34]。

2.3 益智健脑，延缓衰老

现代医学抗衰老学说中普遍认为，自由基作用是某些疾病发病机制中的重要因素，清除自由基具有抗衰老作用[35]。胡博路等[36]研究表明，核桃仁体外有明显的清除超氧阴离子自由基能力，加入适量维生素C清除率为93.97%。毕敏等[37]发现，核桃油能显著延长小鼠存活时间和促进戊巴比妥钠的催眠，说明核桃油有改善脑缺血，促进睡眠的作用和显著提高大鼠学习记忆的能力，这充分证明了核桃具有延年益寿、健脑益智的功效。赵海峰等[38]用核桃提取物对改善小鼠学习和记忆作用的实验中发现，核桃提取物在一定的剂量范围内可以提高发育期小鼠的神经递质NO的水平，具有改善小鼠学习与记忆的作用。

核桃褪黑素平均含量为3.5±1.0μg/kg[39]，是褪黑素的天然来源。褪黑素减少会出现睡眠障碍和系统紊乱等。临床营养学研究发现，食用一定量的核桃后血液中褪黑激素的含量增加，且抗氧化剂活性显著增强[40]。因此，食用核桃可使体内的褪黑素水平维持在年轻状态，有助于镇静和调节神经系统，更重要的是改善整个身体的机能和体质，延缓衰老的进程，对于具有睡眠障碍和神经弱致失眠的中、老年人群，核桃是最佳保健品。

2.4 保护肝脏，预防脂肪肝

α-亚麻酸是在人体内不能合成的必需脂肪酸，很多油脂中不含或仅含微量，核桃油中α-亚麻酸含量为10%～20%。α-亚麻酸在体内可合成EPA和DHA，能增加胆固醇的排泄和抑制内源性胆固醇的合成，降低血脂，预防动脉粥样硬化[41]。戴毅等[42]通过α-亚麻酸和γ-亚麻酸对高脂血症人群的降血脂作用研究表明，食用α-亚麻酸和γ-亚麻酸混合物的试验组血清TC、TG水平显著降低，血清HDL-C水平显著上升，且TC、TG、HDL-C有效率及总有效率明显高于对照组。许继取[43]研究发现，α-亚麻酸对高脂大鼠的血脂有明显调节作用，显著降低了高脂大鼠血浆甘油三酯(TG)、血浆总胆固醇(TC)水平，提高了血浆HDL3/HDL比值，使HDL微粒趋于小型化。由此可见，亚麻酸能辅助抑制脂肪合成，并分解脂肪将其排出体外，合理有效食用可以预防脂肪肝的形成。

3 功能成分分离、提取和检测方法研究进展

核桃仁中的功能成分以亚油酸、α-亚麻酸、维生素E、褪黑素、多酚类化合物、黄酮为主。核桃油脂中的功能成分以亚油酸、α-亚麻酸、维生素E研究较多。α-亚麻酸提取、富集纯化方法较多，常用的是尿素包合法结合其他技术共用效果较好。鲁仲辉[44]采用尿素脂肪酸包合结合银离子硅胶色谱技术分离纯化桑蚕蛹中α-亚麻酸，两种方法结合α-亚麻酸纯度提高至近100%，回收率达86.2%。亚油酸的提取和分离，人们常采用条件温和、操作简便的尿素包合法分离[45-46]。翟元春等[47]采取尿素包合分离核桃油亚油酸，得到最优工艺：包合时间24h、包合温度-10℃、混合脂肪酸∶尿素比值为0.3、95%乙醇∶尿素比值为4，经1次尿素包合后亚油酸纯度达80.20%。熊向峰[48]以核桃油为原料，采取碱法异构核桃油中的亚油酸转化成CLA，得到目前被认为具有生物活性的c9、t11和t10、c12两种异构体为主的产物，CLA产率达80%以上。黄酮分离纯化的方法包括大孔树脂法、石灰乳-硫酸法、萃取法、硅藻土法，多以核桃叶、青皮、硬壳、分心木等为提取原材料[49]。张春梅等[50]对3种云南核桃内种皮测得黄酮类化合物含量为15.48%、17.33%、15.23%，酚类化合物含量高达57.58%。李红娟[51]研究得出，不同核桃组织清除DPPH自由基的能力由强到弱依次为仁(具膜)>分心木>枝>叶>青皮。

4 前景展望

4.1 核桃功效成分的研究和产品研发具有广阔的市场前景

我国核桃干果年产量约271万t，随着产量的增加，采后精深加工将成为产业化发展的重要组成部分。核桃医用在许多医学名著、中国药典上都有记载，国外也有许多学者对核桃内含物药用物质的分离纯化研究和临床试验等。目前核桃中功能成分以及营养保健价值已成为当前国内外研究开发的热点。紧随当前中医药发展的趋势，充分利用我国丰富的核桃资源优势，综合开展核桃功能成分的分离纯化工艺研究，剖析研究功效成分的化学结构，以及发掘更多的功能物质成分，实现核桃资源的高效利用和生产的可持续发展，从而开发各种中药制剂产品以及保健品，以此为基础的核桃深加工及产品研发将有广阔的市场前景 。

4.2 核桃蛋白的临床试验及加工特性具有较好的应用前景

蛋白质在人体内被消化吸收是以氨基酸或肽的形式，近年来研究发现，在人体的生命活动中非单一氨基酸形式的小肽类具有重要的生理功能[52]。核仁含有约15%的蛋白质，而核桃蛋白是一种极好的植物蛋白来源，随着核桃产业的发展，加强对核桃蛋白的微观研究、利用是产业发展的重要方向。如核桃蛋白质的氨基酸组序列、空间结构形态、生理功能等的研究和临床试验，以及加工特性等具有较高研究价值和应用前景。

4.3 加强品种选育，从源头把握核桃果仁品质

我国核桃栽培历史悠久，种质资源丰富，品种繁多，为品种选育提供了保障。核桃品种传统的选育主要从丰产性、坚果经济性状、抗性等方面着手，果仁主要营养物质成分作参考，而采用基因工程在核桃营养内含物特殊功能成分选择育种研究较少，因此，特殊保健功能核桃品种选育还有许多提升空间。由于不同品种、不同地区间核桃坚果品质及营养存在差异，出现多元化功能用途，根据食用方法分为仁用果、油用果、鲜食果等，根据果仁营养成分分为高油果、高糖食用果、高蛋白质果、功能矿物质补充果等。我国国土广袤、地理环境多样，应根据品种特征，适地适树分区域进行规范的良种化栽培，为生产出优质坚果把好第一道关。◇

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