我国不同主产区核桃品质综合评价分析

耿树香，宁德鲁，陈海云，贺 娜

(云南省林业和草原科学院，昆明 650201)

我国是世界核桃的起源地之一，广泛栽培于山西、河北、新疆等北方产区的是普通核桃(JuglansregiaL.)，而云南种植的核桃主要是深纹核桃即铁核桃、云南核桃(JuglanssiggillataL.)[1-2]。核桃产业提质增效的关键是核桃品质。目前已从核桃青皮中分离得到许多有效化学物质如胡桃醌、酚酸类、多糖及二芳基庚烷类化合物等[3]。核桃仁是核桃的主要食用部分，其营养成分的组成及有效利用是前人研究的重点[4-5]。核桃仁营养品质受核桃品种、立地环境和栽培管理等多重因素的影响，其中核桃品种是影响核桃营养品质的内在因素[5]。针对核桃营养品质的研究限于特定省份、较小范围的常规营养指标的研究比对[6]，而我国核桃整体营养品质水平尚未有报道。

本研究通过对我国不同主产区核桃进行采样，对核桃青皮、仁、分心木的营养成分进行测定和综合评价分析，并对普通核桃、云南核桃以及两类核桃之间的综合品质差异规律进行深入探讨,基于化学计量学提出核桃品质差异特征成分，并建立核桃综合品质评价数学模型，最终实现对我国核桃品质的定量比较。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

供试的22个核桃品种的果实于2015年8月15日— 9月30日采自新疆、陕西、河北、山西以及云南大理、昌宁、华宁等核桃主栽区，所采果实均为成熟果(树体3/4的核桃果青皮开始裂开)，鲜样直接手工剥去青皮，青皮、壳果均在40℃烘干，制备青皮、仁、分心木的样品备用。核桃采样地点及品种见表1。

表1 核桃采样地点及品种

石油醚(60～90℃)、浓硫酸、盐酸、重蒸苯酚、柠檬酸钠、茚三酮、2.5 mmol/mL氨基酸标准溶液 (Sigma)、福林酚试剂、无水碳酸钠、没食子酸、丙酮、甲醇、亚硝酸钠、硝酸铝、碳酸钠、氢氧化钠均为分析纯；芦丁标准品、胡桃醌标准品，纯度均大于98%，购自国家标准物质中心。

1.1.2 仪器与设备

丹麦FOSS Soxtec 2008全自动索氏抽提仪，FOSS KjeltecTM8400全自动凯氏定氮仪，Biochrom30+氨基酸分析仪(英国Biochrom公司)，U-5100UV/VIS可见紫外分光光度计，HPLC液相色谱仪(美国赛默飞)，AE-100电子天平，恒温水浴锅，离心机。

1.2 试验方法

1.2.1 黄酮含量测定

核桃黄酮含量测定参考文献[7]。

1.2.2 核桃单宁含量测定

单宁含量测定参考文献[8]。

1.2.3 胡桃醌含量测定

标准溶液配制：精密称取2.0 mg胡桃醌标准品，用甲醇超声溶解，配制成2 mg/mL的标准母液，然后用甲醇稀释成梯度质量浓度为1、5、10、20、50、80、100 μg/mL的工作使用液，过0.45 μm滤膜，待高效液相色谱测定。绘制质量浓度-峰面积标准曲线。

高效液相色谱条件：C8反相色谱柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm)；流动相为甲醇-重蒸水(体积比56∶44，用磷酸调至pH 3.5);检测波长250 nm；流速0.5 mL/min；柱温为室温；进样量10 μL。

样品处理：取剪碎混合样品约5 g于研钵中，加入约2 mL 75%甲醇溶液，研磨后置于25 mL具塞试管中定容，超声30 min，冷却后补足至刻度。取适量样液4 000 r/min离心10 min，取上清液过0.45 μm滤膜于进样小瓶中，进高效液相色谱仪测定，测定结果代入标准曲线方程，计算胡桃醌含量。

1.2.4 粗脂肪含量测定

依据GB/T 5512—2008测定粗脂肪含量。

1.2.5 粗蛋白含量测定

依据GB 5009.5—2010测定粗蛋白含量。

1.2.6 脂肪酸组成测定

依据GB/T 17376—1998、GB/T 17377—1998测定脂肪酸含量。

1.2.7 氨基酸组成测定

依据GB 5009.124—2016测定氨基酸组成。

1.2.8 维E含量测定

依据GB/T 5009.82—2003测定维生素E含量。

1.2.9 褪黑素含量测定

褪黑素含量测定参考文献[9]。

1.2.10 磷脂含量测定

依据SN/T 3851—2014测定磷脂含量。

1.2.11 数据分析

数据处理采用Excel 2007和SPSS18.0分析软件，对所有核桃品种青皮、仁、分心木的多个经济性状数据进行分析，并进行主成分分析和综合评价。

2 结果与分析

2.1 6个产区核桃青皮的营养成分

6个产区核桃青皮黄酮、单宁含量见图1，胡桃醌含量见图2。

图1 6个产区核桃青皮黄酮、单宁含量

图2 6个产区核桃青皮胡桃醌含量

由图1可知，6个产区云南核桃青皮黄酮含量最高，平均含量为20.258 1 mg/g，其中‘鲁甸大麻2号’的含量最高，四川的(14.429 mg/g)最低，这与取样单一有关，需进一步补样验证。除云南外其他5省区黄酮平均含量为17.713 mg/g。云南核桃单宁平均含量为12.548 1 mg/g，而普通核桃单宁平均含量为10.318 mg/g，普通核桃中单宁含量最高的是山西的(12.636 mg/g)，含量最低的是四川的(5.391 mg/g)。

由图2可知，云南核桃胡桃醌平均含量为0.044 7 mg/g，其中含量最高的品种为‘大姚三台’(0.23 mg/g)，其他5个产区胡桃醌含量最高的是山西的‘鲁光’(0.198 mg/g)，含量最低的为河北‘辽核1号’(0.014 2 mg/g)，平均含量为0.055 7 mg/g。

2.2 6个产区核桃仁的营养成分

6个产区核桃仁的粗脂肪、粗蛋白含量及氨基酸总量见图3，维生素E、褪黑素及磷脂含量见图4。

图3 6个产区核桃仁的粗脂肪、粗蛋白含量及氨基酸总量

由图3～图4可知，云南10个核桃品种粗脂肪、维生素E、褪黑素、磷脂平均含量均高于12个普通核桃品种。普通核桃中：粗脂肪含量最高的是新疆的，为61.16%，最低的是陕西的，平均为55.26%，5个产区平均含量59.03%；粗蛋白含量最高的是河北的，平均为15.40%，最低的是新疆的，为12.57%，5个产区平均含量14.45%；氨基酸总量最高的是陕西的，为35.45%，最低的是新疆的，为11.04%，5个产区平均含量27.97%；维生素E含量最高的是新疆的，为1.1 mg/g，最低的是山西的，为0.6 mg/g，5个产区平均含量0.83 mg/g。褪黑素含量最高的是云南核桃中的‘漾濞泡’，为13.77 ng/g，普通核桃中的褪黑素含量普遍偏低，平均为1.905 ng/g，‘西扶2号’与‘清香’两品种核桃均未检出褪黑素。磷脂含量最高的是云南的‘华宁大白壳’，为83.14 mg/kg。

图4 6个产区核桃仁的维生素E、褪黑素及磷脂含量

2.3 6个产区核桃分心木的营养成分6个产区核桃分心木的营养成分含量见图5。

图5 6个产区核桃分心木的营养成分含量

由图5可知：10个云南核桃品种分心木的黄酮含量为3.59%～5.44%，最高为‘漾鼻泡’，最低为‘鲁甸大麻1号’，平均含量为4.42%；粗脂肪含量为1.35%～3.14%，最高为‘昌宁细香’，最低为‘漾鼻泡’，平均含量为2.22%；粗蛋白含量为1.25%～1.95%，最高为 ‘华宁大砂壳’，最低为‘圆菠萝’；氨基酸总量为1.69%～3.62%，平均含量为2.83%；必需氨基酸含量为0.77%～1.53%，平均含量为1.17%。

12个普通核桃品种分心木的黄酮含量为1.22%～1.95%，最高为山西‘中林1号’，最低为山西‘晋龙2号’，平均含量为1.56%；粗脂肪含量为3.99%～6.39%，最高为新疆‘温185’，最低为四川‘元源早’，平均含量为4.62%；粗蛋白含量为1.22%～3.04%，最高为陕西‘香玲’，最低为山西‘晋龙2号’；氨基酸总量为0.56%～2.04%，平均含量为1.41%；必需氨基酸含量为0.18%～1.65%，平均含量为0.96%。10个云南核桃分心木中黄酮含量均高于12个普通核桃样品，而12个普通核桃样品分心木中粗脂肪含量均高于云南核桃，其他成分含量差异不大。

2.4 主成分分析与评价

以6个产区核桃青皮、仁、分心木的相关经济性状数据为基础，计算各主成分的特征值，结果见表2。

表2 6个产区核桃营养成分主成分分析

由表2可以看出，主成分分析特征值中前3个主成分的累积方差贡献率为84.245%，即这3个主成分包含了全部信息的84.245%，因此可以用这3个主成分对其指标进行概括分析。第1主成分中青皮黄酮、青皮单宁、仁褪黑素、仁磷脂、分心木黄酮和分心木氨基酸总量的载荷值较大，方差贡献率为52.438%；第2主成分中仁粗脂肪、仁粗蛋白、仁维生素E、仁氨基酸总量和分心木粗蛋白的载荷值较大，方差贡献率为19.606%；第3主成分的分心木粗脂肪、分心木黄酮和分心木氨基酸总量的载荷值较大，方差贡献率为12.201%。

以上3个主成分的载荷值为正值且数值较大，表明此指标对该主成分的正向影响越大；载荷值为负且值较大，表明此指标对该主成分的负向影响越大。

用Z1、Z2、Z3分别代表这3个主成分，X1、X2、X3……X11、X12、X13分别代表13个指标，可得到如下线性方程：

Z1=0.901X1+0.837X2+0.718X3+0.633X4+0.560X5+0.562X6+0.599X7+0.890X8+0.820X9+0.421X10+0.628X11+0.803X12+0.848X13

Z2=-0.342X1-0.261X2+0.394X3-0.549X4+0.698X5+0.756X6-0.657X7+0.014X8-0.157X9-0.211X10+0.579X11-0.075X12+0.083X13

Z3=0.046X1+0.281X2+0.219X3+0.107X4+0.163X5+0.063X6-0.060X7-0.390X8+0.281X9+0.771X10+0.125X11-0.560X12-0.507X13

同时，分别以第1、2、3主成分对应的方差贡献率a1、a2、a3作为权数，构建的综合评价模型为：

综合得分(C)=a1Z1+a2Z2+a3Z3

将6个产区核桃青皮、仁、分心木的测定数据代入对应的表达式中，得到各品种综合得分，见表3。

表3 6个产区核桃青皮、仁、分心木的综合得分与排序

由表3可见，云南的综合得分最高，新疆的最低，不同产区核桃综合得分排序为云南>陕西>山西>河北>四川>新疆。

3 结 论

6个产区22个主栽核桃青皮、仁和分心木的比较中发现：青皮营养成分中黄酮含量最高的为云南‘鲁甸大麻2号’(24 mg/g)，最低的是河北‘赞美’，青皮单宁含量最高的是云南‘漾鼻泡’(16.62 mg/g)，最低的是四川‘元源早’，青皮中胡桃醌含量最高的是云南‘大姚三台’，最低的是河北‘辽核1号’；仁中粗蛋白含量最高的是云南‘鲁甸大麻2号’，最低的是新疆‘温185’，粗脂肪含量最高的是云南‘漾鼻泡’，最低的是云南‘圆菠萝’，氨基酸总量最高的是陕西‘中林5号’，最低的是云南‘大姚三台’，维生素E含量最高的是新疆‘温185’，最低的是山西‘中林1号’，褪黑素含量最高的是云南核桃，普通核桃有的未检出，磷脂含量最高的是云南‘华宁大白壳’，最低的是新疆‘温185号’；分心木中粗脂肪含量最高的是新疆‘温185’，最低的是云南‘漾鼻泡’，粗蛋白含量最高的是陕西核桃，最低的是新疆核桃，黄酮含量最高的是云南‘漾鼻泡’，最低的是新疆‘温185’，氨基酸总量最高的是云南‘永11号’，最低的是山西‘晋龙2号’。不同产区核桃全果的主成分分析表明，云南主栽的10个品种核桃青皮、仁、分心木中主要营养成分总体优于普通核桃。