國內核桃雄花序開發利用研究進展

張俊麗，賈麗娜，趙銀平，盧 超

（1渭南市農業技術推廣中心，陜西渭南714000；2渭南市農業科學研究所，陜西渭南714000；3湖北省農業科學院中藥材研究所，湖北恩施445000）

0 引言

核桃(Juglans regia)系胡桃科(Juglandaceae)核桃屬(Juglans)落葉喬木，根、枝、葉、外皮、外殼、花、果仁均可入藥[1-2]。核桃營養豐富，富含脂肪酸、蛋白質、礦物質、糖類及酚類等物質[3]，對心血管疾病、糖尿病、癌癥、泌尿系統結石、神經系統疾病等有一定的康復治療和預防效果[3-6]，具有重要的開發利用價值，但目前關于核桃的開發研究多以核桃仁等為主[5-9]，以核桃雄花序為試驗材料的研究較少。核桃是典型的雌雄同株異花，核桃雄花序（有研究也稱為核桃花）呈葇荑狀下垂，授粉后可采摘食用[10-11]。核桃雄花序數量與核桃相當[10]，資源豐富，且富含蛋白質、無機元素、維生素和氨基酸，是一種亟待開發的天然營養保健食品資源[1-2,4,11]，因此開發利用核桃雄花序資源具有重要的經濟價值和社會意義。近年來，已有學者就核桃雄花序成分、干制加工、成分提取及抗氧化活性等進行了相關研究，筆者就上述研究進行概述，以期為核桃雄花序資源的綜合利用提供一定依據。

1 核桃雄花序資源

中國是核桃原產地之一，栽培歷史達2000多年，栽培品種涉及13個屬，200余個品種，在除黑龍江、上海、廣東、海南、臺灣外的其他26省（區、市）都有栽培和分布[1,3,7,12]。核桃位列四大干果之首，是中國重要的經濟樹種之一，栽培面積和產量均居世界首位[7,12]。中國核桃產業發展迅速，種植面積和產量穩步增加[13]。有數據顯示[14-16]，2015年初，國內核桃總面積554.8萬hm2，是2002年種植面積的5.2倍；產量達271.4萬t，較2002年增加237.1萬t，年增長率18.8%。云南、陜西、山西、四川、新疆等10個省（自治區）種植面積均在10萬hm2以上[17]，其中云南省282萬hm2，產量85萬t，種植面積和產量均居全國首位[18]，陜西省71.3萬hm2，產量19萬t，居全國第二[19-20]。近年來，國內核桃栽培面積以每年10%的速度遞增，至2020年核桃產量有望達到300萬t[12]。有研究測算，一株18年生核桃樹每株有雄花序2000多個，干重5 kg[10]，照此推算，2015年國內核桃雄花序年產約10億kg，核桃花粉約10萬t。核桃雄花序年產穩定[10]，具有極大的開發利用價值。

2 核桃雄花序成分分析與鑒定

2.1 營養成分分析

核桃雄花序營養豐富全面，尤其是蛋白質、無機元素、VC、VE及氨基酸含量較高。有研究顯示，核桃雄花序鮮樣中蛋白質含量達18.8%，干花中高達21%～25%，高于核桃仁，是干蕨菜和脫水白菜的3倍[1-2,21-22]。陳朝銀等[1-2]研究還顯示，核桃雄花序含豐富的無機元素，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-胡蘿卜素1524 μg/100 g，視黃醛當量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、必需氨基酸分別占總氨基酸含量的23%、8.7%和41.2%。核桃雄花序K/Na約508，在維持機體酸堿平衡方面有重要作用[1]，K、Fe、Mn、Zn、Se及β-胡蘿卜素等可參與人體蛋白質、碳水化合物、造血、能量、脂肪代謝等過程，在維持細胞正常功能、清除自由基、抗氧化、增強免疫及抗感染抗衰老等方面有重要作用[1-2,6,21-22]。

2.2 化學成分鑒定

賈忠等[5,23]采用結晶、重結晶、硅膠柱層析、聚酰胺柱層析等方法從核桃雄花序中分離純化得到了13個化合物，采用MS、～1H-NMR、～(13)C-NMR等現代波普技術鑒定了10個化合物，分別為槲皮素-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)、胡蘿卜苷(Ⅹ)，其中化合物Ⅰ～Ⅶ為黃酮類化合物[5,10,23]，且均為首次從核桃中分離得到。黃酮類化合物具有較強的天然抗氧化性，且具較強的自由基清除性，在抗動脈硬化、降低膽固醇、輻射防護等方面有重要作用[24]。某些黃酮類化合物還有抗壞血酸和腎上腺素的抗氧化活性，是某些酶的抑制劑和平滑肌的松弛劑[24]。

3 核桃雄花序成分提取工藝

3.1 蛋白質提取工藝

樊建等[21]研究7種pH值、4種溫度和3種陽離子溶液條件下，核桃雄花序蛋白質提取率，結果顯示，核桃雄花序蛋白質在堿性溶液中抽提率較大，在酸性溶液中最小；溫度對其影響不明顯；在Na+、K+溶液中的抽提率明顯大于Ca2+溶液。樊建等[21]的研究還顯示，pH值核桃雄花序蛋白質抽提率有明顯影響，表現為堿性溶液＞中性溶液＞酸性溶液，但堿性過高時，蛋白質提取液粘度增大，其營養價值會隨之降低。核桃雄花序蛋白質在Na+、K+溶液中抽提率高的可能原因是：堿性條件下，蛋白質中氨基酸被離子化，以R-CH(NH)2-COO-形式存在，而Ca2+會與蛋白質中氨基酸結合以螯合物形式存在，使氨基酸中的-COO-數目減少，分子間靜電相斥減少，蛋白質結果收縮，不容易從水中溶解出來。

3.2 黑色素提取工藝

天然黑色素具有抗氧化、防衰老、防紫外線輻射和抗艾滋病毒等多種功能。核桃雄花序外表呈深黑色，溶于水性溶劑，屬天然黑色素提取原料之一[25]。余曉煥等[25]設定1:70、1:100、1:150 3個固液比，0.5、1.0、1.5、2.0 h 4個提取時間，1級、2級2個提取級數，采用正交試驗研究固液比、提取時間和提取級數對核桃雄花序黑色素提取率的影響，結果顯示，以純凈水為提取溶劑、固液比為1:150、提取時間為1.5 h、提取級數一級時，提取率可達到28.96%，色價為48.08。以水為提取劑安全性高、提取率大，色價較高，提取的色素具有廣闊的開發前景和應用價值[10]。

3.3 總多酚提取工藝

核桃雄花序具有的抗缺氧、抗炎、抗氧化、抗溶血等功能與高含量的多酚類物質有直接關系[26-27]。超聲提取技術操作便捷，提取效果優于常規水浴浸提，近年來廣泛用于天然產物浸提[28-31]。王長雷等[32]采用單因素和正交試驗研究核桃雄花序的最佳提取工藝，30%甲醇提取效果優于乙醇、乙酸乙酯和丙醇，這主要因為多酚易溶于甲醇，植物多酚易與植物組織中蛋白質、生物堿、多糖和花色苷等物質復合[33]。王長雷等[32]采用常規水浴浸提法和超聲波輔助浸提法對甲醇體積、浸提溫度、時間和料液比等進行研究，結果顯示，超聲波輔助浸提法提取效果優于常規水浴浸提法，超聲波輔助浸提條件下核桃雄花序總多酚提取工藝為甲醇體積分數30%，料液比1:30(g:mL)，70℃浸提10 min；該提取工藝下，核桃雄花序中總多酚含量達6.56%。

4 核桃雄花序的抗氧化作用

自由基是生命代謝的中間產物，是維持機體正常代謝的重要物質[34]。通常自由基產生和清除保持動態平衡，自由基清除能力下降可導致機體內自由基過剩，進而破壞健康細胞，侵害人體內的蛋白質等物質[3,35]。有研究顯示，核桃雄花序有一定的抗氧化活性[36]，對維護機體自由基動態平衡有積極作用[3,34-35]。汪海波等[34]采用DPPH·清除法研究新鮮核桃雄花序的抗氧化活性，結果顯示，核桃雄花序有一定的抗氧化活性，其中乙酸乙酯提取物對DPPH·清除作用最強，活性優于BHA（叔丁基羥茴香醚），IC50值達到30.7 μg。汪海波等[34]研究還顯示，核桃雄花序提取物對DPPH·的清除能力與提取物濃度呈正相關，乙酸乙酯提取物自由基清除能力最強，水溶性提取物和正丁醇提取物等大極性物質有一定的自由基清除作用，但活性較弱，石油醚提取物基本沒有自由基清除作用。核桃屬植物Juglans sinensis提取物可抗氯化汞誘發的急性腎衰竭，這可能與抗脂質過氧化作用有關，且核桃DPPH·自由基的清除有肝臟保護作用[5,37]。

5 核桃雄花序干制與保鮮工藝

5.1 核桃雄花序干制

漂燙是蔬菜烹飪和加工過程中的重要環節，可有效鈍化氧化酶活性，防止蔬菜色澤劣變，產生不良風味，同時可改變蔬菜細胞結構，便于干制[38]。張文娥等[39]關于不同漂燙時間對‘黔核7號’核桃雄花序主要品質及抗氧化活性的研究顯示，漂燙時間低于3 min時，核桃雄花序營養成分損失較小，隨漂燙時間延長，核桃雄花序中可溶性糖、淀粉、可滴定酸、灰分、脂肪酸、粗纖維、蛋白質及K、Fe、Mn、Zn、Cu、P等含量明顯降低，總酚含量和總黃酮含量均隨漂燙時間延長而明顯下降，且漂燙前期的降幅高于后期。俞秀玲等[22]研究顯示，適宜的燙漂條件是90℃、20 s，以NaCl為組分的燙漂液護色效果優于 Na2SO4、NaCO3、Zn(Ac)3，并且采用熱風干燥分段控溫的方式，干制品的色澤及復水后的口感最好。王健等[11]采用正交試驗設計分析顯示，燙漂液pH 5.5時，90℃燙漂60 s，核桃雄花序VC保留率和感官特性達到一定的期望值。楊佩榮[40]研究顯示，為便于貯運，可采用酒精置換花中水分。核桃雄花序保持較高的脫水率及色澤和形態的條件是：酒精濃度高于80%，酒精與花液固比18:1，加入適量檸檬酸后于55～60℃干燥15 min。另有研究顯示，真空干燥[41]、微波干燥[42-43]等方法均能達到理想的保存效果，且復水性更好，放入熱水30 min后可復原成鮮核桃花[40]。

5.2 超高壓保鮮

超高壓技術可使食品內蛋白質變性[44-45]、淀粉糊化[46]、鈍化酶活力或使其部分失活及微生物致死[47-48]，從而達到保鮮效果，延長果實貯藏期和貨架期[11]。在鮮核桃雄花序采摘期和保質期均較短，但干制保存后營養成分損失嚴重[11,44]。關于不同壓力、時間及溫度對核桃雄花序序保鮮效果[11]的研究表明，超高壓技術是適宜的核桃雄花序處理技術，處理的最佳條件是450 MPa、45℃處理30 min，該條件下核桃雄花序氧化物酶和多酚氧化酶活性分別降至31.06%和29.17%，葉綠素含量0.409 mg/g，VC保留率89.64%，可溶性蛋白含量13.14 mg/g。超高壓保鮮技術是一個純物理過程[11]，不影響食品原有質地、風味和色澤，成為近年來的研究熱點，在食品加工處理領域應用廣泛[47-50]。

6 展望

中國是核桃生產大國，核桃雄花序資源豐富，營養全面，開發利用前景廣闊，隨國內核桃產業的快速發展，核桃雄花序資源開發利用將會進一步加強。目前，核桃雄花序資源除少量食用或飼用外，大部分被丟棄，造成資源浪費，且關于核桃雄花序的研究還集中在成分提取、分析鑒定及干制加工等方面，相關研究還不完善，不能為合理開發利用核桃雄花序資源提供系統的理論依據。作為一種待開發的天然營養保健食品資源，需要加大核桃雄花序系列保健食品研制與開發、天然黑色素提取與應用、天然抗氧化劑開發等方面的研發力度；另外，有關核桃雄花序成分提取工藝優化集成技術、生態環境變化對雄花序食用品質影響以及雄花序黑色素成分鑒定等方面內容也亟待進一步加強，為核桃資源綜合利用提供理論指導。