新疆薄皮核桃的化學組成及特性的研究

毛曉英，華欲飛

(1.江南大學食品學院，江蘇無錫214122;2.石河子大學食品學院，新疆石河子832003)

新疆薄皮核桃的化學組成及特性的研究

毛曉英1，2，華欲飛1，*

(1.江南大學食品學院，江蘇無錫214122;2.石河子大學食品學院，新疆石河子832003)

核桃作為一種健康營養的食品，對其化學組成及特性的研究顯得尤為重要。為了更有利于新疆薄皮核桃的開發和利用，采用國標方法測定核桃的化學組成，采用氣相色譜法測定脂肪酸組成，采用液相色譜法測定氨基酸組成。結果顯示:核桃仁蛋白質含量高達17.66%，粗脂肪含量達60.84%;核桃脫脂粉的氮溶解指數(NSI)為2.74%;核桃仁油含較高的多不飽和脂肪酸，總含量為75.05%，其中亞油酸含量高達64.03%，亞麻酸達11.02%。賴氨酸(Lys)是核桃蛋白質氨基酸的第一限制必需氨基酸。核桃蛋白質中含有較多的谷氨酸和精氨酸，含量均超過其它幾種氨基酸。除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和賴氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推薦給2～5歲幼兒的標準，其它幾種必需氨基酸均高于標準值。

新疆薄皮核桃，化學組成，脂肪酸組成，氨基酸組成

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

表1 新疆薄皮核桃仁基本成分含量

表2 核桃脫脂粉的基本成分含量

核桃(Juglans regia L.) 購于新疆農貿市場，為新疆薄皮核桃品種;正己烷、95%乙醇、硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、30%過氧化氫、乙醚 上海化學試劑有限公司，分析純。

90-1恒溫磁力攪拌器，WH-1微型漩渦混合儀上海滬西分析儀器廠;HH-4數顯恒溫水浴鍋 常州金壇化學儀器廠;TGL-16B高速臺式離心機 上海安亭科學儀器廠;UV21 00紫外可見分光光度計尤尼柯中囡(上海)公司;PHS-3C pH計 上海精密科學儀器有限公司;TDL-5低速大容量離心機 上海安亭科學儀器廠;電熱恒溫干燥箱，旋轉蒸發儀上海醫療器械廠;高效氣相色譜儀GC-2010 日本島津;液相色譜儀AG1100 美國安捷倫公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 水分的測定 參照 GB/T 14769-1993的方法。

1.2.2 灰分的測定 參照GB/T 5505-2008的方法。

1.2.3 蛋白質含量的測定 參照GB/T 14771-1993的方法。

1.2.4 脂肪含量的測定 參照GB/T 14772-1993的方法。

1.2.5 溶解度(NSI)的測定 精確稱取1.000g蛋白，在常溫下溶解于50mL去離子水中，磁力攪拌1h，離心(4000r/min，20min)，取上清液5mL，用微量凱氏定氮法測定其蛋白含量。

溶解度(%)=可溶性氮/總氮含量×100%

1.2.6 碳水化合物含量的計算 碳水化合物(%)= 1-脂肪(%)-蛋白質(%)-水分(%)-灰分(%)

1.2.7 核桃油的提取方法 采用正己烷為溶劑進行提取。將去皮的核桃仁烘干后粉碎，按照1∶5的料液比加入正己烷進行提取1h，過濾，將殘渣再次加入正己烷進行提取，直至濾液為無色透明為止，收集所有濾液，用旋轉蒸發儀回收正己烷，收集核桃油置于冰箱冷藏備用。

1.2.8 脫脂核桃粉的制備 參照Sze-Tao的方法［8］。

1.2.9 必需氨基酸分值(EAAS)的計算 參照Karuppanan Vijayakumari的方法［14］。

必需氨基酸分值=每100g測定蛋白質中的必需氨基酸的克數/每100g FAO/WHO推薦模式中必需氨基酸的克數×100

1.2.10 脂肪酸組成分析 氣相色譜分析法。色譜條件:方法:GC/FID;色譜柱:CP-WAX，30M，I.D.0.32mm;進樣口溫度:250℃;檢測器溫度:250℃;程序升溫:120℃(3min)→190℃/10℃→220℃/2℃(15min);載氣(N2)流量:3mL/min;燃氣(H2)流量: 47mL/min;助燃氣(Air)流量:400mL/min;分流比: 10∶1。

1.2.11 氨基酸組成分析 液相色譜分析法。色譜條件:色譜柱:ODS HYPERSIL，(250×4.6)mm，5μm;柱溫:40℃;流速:1.0mL/min;檢測器:紫外檢測器，338nm 262nm(pro Hypro)梯度洗脫。

1.2.12 數據處理與分析 全部實驗數據用Microsoft Excel進行統計處理。計算標準偏差(SE)。

2 結果與討論

2.1 新疆薄皮核桃的基本化學組成及成分的研究

新疆薄皮核桃仁的基本化學成分見表1，結果顯示，新疆薄皮核桃蛋白質含量高達17.66%，均高于我國其它地區核桃的蛋白質含量，如:云南大姚核桃(16.2%)，小油籠核桃(13.6%)［5］等，粗脂肪含量達60.84%，低于我國其它地區的核桃粗脂肪含量，如云南大姚核桃(73.88%)，山東核桃(68.89%)［4］。除此之外，新疆薄皮核桃水分含量為3.2%，灰分為1.94%，碳水化合物為16.36%。與國外的核桃相比，新疆薄皮核桃蛋白質含量高于美國核桃(16.66%)，而粗脂肪含量低于美國核桃(66.90%)［8］。分析新疆薄皮核桃仁蛋白質含量較高而粗脂肪含量較低的原因，可能由于新疆特殊的地理環境和氣候對核桃的生長和發育產生了一定的影響。

2.2 核桃脫脂粉的基本化學組成及成分的研究

對新疆薄皮核桃仁進行脫脂處理后得到的核桃脫脂粉的基本成分含量見表2。結果顯示，脫脂后的核桃粉粗脂肪降至0.21%，蛋白質含量為52.51%，水分含量變化不大，為2.8%，灰分降至0.54%，脫脂粉的NSI為 2.74%，相比較脫脂大豆蛋白的 NSI (75.3%)［9］要低得多。新疆薄皮核桃脫脂粉較低的NSI會增加核桃蛋白產品的溶解難度，從而限制了相應產品的開發與應用。

2.3 新疆薄皮核桃油脂肪酸組成及含量的研究

新疆薄皮核桃油脂肪酸組成及含量見表3。結果顯示，新疆薄皮核桃仁油含較高的多不飽和脂肪酸，總含量為75.05%，其中亞油酸含量高達64.03%，亞麻酸達11.02%。而飽和脂肪酸的含量較少，為8.71%，結果表明，新疆薄皮核桃油脂肪酸組成與其它地區不同品種的核桃油脂肪酸組成［4-7］基本一致，飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸含量相差不大。與美國核桃相比，新疆薄皮核桃油的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸略高于美國核桃(單不飽和脂肪酸為15.65%，多不飽和脂肪酸為75.02%)［8］。核桃油含較高的多不飽和脂肪酸(亞油酸和亞麻酸)，其總含量遠遠高于杏仁、腰果、榛子、花生、澳洲堅果、松仁等堅果［10］，因此，食用核桃和核桃油可以補充人體自身不能合成的亞油酸和亞麻酸，尤其對促進嬰幼兒的腦部發育有重要的作用。

表4 新疆薄皮核桃必需氨基酸組成及成分

表5 新疆薄皮核桃非必需氨基酸組成及成分

表3 核桃仁油脂肪酸組成及含量脂肪酸 含量(%)

2.4 新疆薄皮核桃氨基酸組成及成分的研究

新疆薄皮核桃中蛋白質的必需氨基酸和非必需氨基酸組成及成分分別見表4和表5。研究結果顯示，核桃蛋白質的氨基酸種類豐富，除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和賴氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推薦給2～5歲幼兒的標準，其他幾種必需氨基酸均高于標準值。賴氨酸(Lys)是核桃蛋白質氨基酸的第一限制必需氨基酸。結果表明，核桃蛋白質可以強化幼兒食品以提高其必需氨基酸的含量。此外，研究結果還顯示，核桃蛋白質的必需氨基酸中，除了蛋氨酸(Met)，其它幾種含量均高于FAO/ WHO推薦給成年人的標準值［13］，結果表明，核桃蛋白質對于成年人而言，是一種營養豐富，必需氨基酸含量較高的食品，作為有營養的食材輔料添加到各種食品中均可以提高該食品的營養價值，以滿足成年人對必需氨基酸的需求。此外，從核桃蛋白質必需氨基酸分值數據可以看出，核桃蛋白質必需氨基酸分值最高的是組氨酸(FAO/WHO推薦給2～5歲幼兒)，為125.3;蘇氨酸(FAO/WHO推薦給成人的標準)，為397.8。因此，核桃蛋白質也可以作為組氨酸和蘇氨酸的強化食材加入到需要強化的食品中。另外，核桃蛋白質中含有較高的谷氨酸和精氨酸，含量均超過其它幾種氨基酸。而精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸的含量相對較高，對人體有著重要的生理功能［11］。谷氨酸在人體內可促進γ-氨基丁酸的合成，從而降低血氨，促進腦細胞呼吸，還可以用于治療神經精神疾病，如神經衰弱、精神分裂癥和腦血管障礙等引起的記憶和語言障礙及小兒智力不全等。精氨酸在人體內有助于蘇氨酸循環，在人體肝臟內將大量的氨合成尿素，再由尿排出以解氨毒，所以精氨酸具有解毒、恢復肝臟功能的特殊生理作用［12］。

3 結論

由于生長在特殊的地理環境和氣候條件下，新疆薄皮核桃的化學成分及特性與我國其它地區的核桃及國外的核桃品種存在一定的差異。表現為蛋白質含量高達17.66%，均高于我國其它地區核桃及美國核桃的蛋白質含量。粗脂肪含量略低于我國其它地區核桃及美國核桃的粗脂肪含量。核桃脫脂粉的NSI為2.74%，遠低于脫脂大豆蛋白的NSI。核桃油脂肪酸組成與其它地區不同品種的核桃油脂肪酸組成基本一致，飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸含量相差不大。核桃油的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸略高于美國核桃。賴氨酸(Lys)是核桃蛋白質氨基酸的第一限制必需氨基酸。核桃蛋白質中含有較高的谷氨酸和精氨酸，含量均超過其它幾種氨基酸。除了蛋氨酸(Met)，其它幾種必需氨基酸含量均高于FAO/WHO推薦給成人的標準值。除了蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和賴氨酸(Lys)含量低于FAO/WHO推薦給2～5歲幼兒的標準，其它幾種必需氨基酸均高于標準值。

由以上結果可以看出，核桃富含豐富的不飽和脂肪酸及蛋白質，因此，核桃油的加工與核桃蛋白產品的加工應成為核桃加工的主流產品。核桃油含有豐富的不飽和脂肪酸，有利于幼兒腦部的發育，開發系列添加特殊成長因子的核桃油產品可以擴大核桃油的品種。核桃蛋白質是一種營養豐富、必需氨基酸豐富的植物蛋白質，但由于其賴氨酸含量較低，且NSI較低，核桃蛋白質產品的加工更應趨向于與其它植物蛋白質復合以完善其賴氨酸不足的缺點，開發復合蛋白粉、復合核桃乳等產品，從而提高核桃蛋白質的利用率。然而，國內外關于核桃蛋白質的功能特性的研究并不多，且研究深度不夠，因此，為了更有利于開發核桃蛋白產品，關于核桃蛋白質的結構與其加工功能性的關系有待于進一步深入的研究。

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Research of chemical composition and properties of thin-shelled walnut in Xinjiang

MAO Xiao-ying1，2，HUA Yu-fei1，*
(1.Department of Food Science，Jiangnan University，Wuxi 214122，China; 2.Department of Food Science，Shihezi University，Shihezi 832003，China)

As a kind of healthy and nutritious food，research about chemical composition and properties of walnut is very important.To do good to development of thin-shelled walnut production in Xinjiang，chemical composition determined by national standard，fatty acid composition determined by gas chromatography and amino acids composition determined by liquid chromatography were studied.The results showed as follows:walnut kernel protein content was 17.66%，content of crude fat was 60.84%;nitrogen solubility index(NSI)of walnut defatted flour was 2.74%;walnut kernel oil showed high content of polyunsaturated fatty acids，the total content was 75.05%，linoleic acid content was up to 64.03%，linolenic acid reached 11.02%.Lysine(Lys)was the first limiting amino acid of Walnut protein.Walnut protein contains high glutamic acid and arginine，which content more than others.Except for methionine(Met)，phenylalanine(Phe)and lysine(Lys)，other essential amino acids were higher than the standard value of FAO/WHO recommendation for children aged 2 to 5.

Xinjiang thin-shelled walnut;chemical composition;fatty acid composition;amino acids composition

TS201.4

A

1002-0306(2011)09-0389-04

核桃(Juglans regia L.)又名胡桃、羌桃，屬胡桃科胡桃屬植物，是一種營養價值和經濟價值都很高的珍貴果木。核桃原產于亞洲西部，自漢代時傳入中國，至今在中國的栽培歷史己有1700年左右。中國核桃栽培面積位居世界首位，年產核桃10萬t以上。核桃仁富含油脂40%～65%，蛋白質14%～17%，及維生素5.8%等營養成分，并具有健胃、補血、潤肺、益腎和補腦等多種功效，是一種營養豐富的滋補品。很多研究人員發現定期食用核桃能減少心臟病的發生［1］。美國食品藥品管理局發布有關聲明指出每日膳食中定量食用核桃能夠減少心臟病的發病率［2］。因此，作為一種健康營養的食品，很多研究人員將核桃作為輔料添加到其他食品當中以提高食品的營養價值［3］。為了更有利于核桃產品的開發與利用，對其化學組成及特性的研究顯得尤為重要。目前，中國的研究人員對不同地區不同品種核桃的化學組成有一些研究［4-7］，研究結果顯示，不同地區不同品種的核桃化學組成差異明顯。新疆是種植薄皮核桃的大省，該地區產的核桃皮薄，肉厚，產量高。新疆核桃產業主要以出口鮮食核桃為主，核桃產品的開發與利用的深度不夠。關于新疆薄皮核桃化學組成及特性的研究尚未見報道。因此，本研究主要對新疆薄皮核桃的化學組成及特性進行研究，以期為新疆薄皮核桃產品的開發與利用提供理論依據。

2010-05-17 *通訊聯系人

毛曉英(1976-)，女，博士研究生，講師，研究方向:糧食油脂與植物蛋白工程。

石河子大學“農產品加工與貯藏”重點實驗室開放課題(SPXY200705)。