核桃的營養成分及其保健功能的研究進展

張 亭，杜 倩，李 勇

(北京大學公共衛生學院，北京 100191)

核桃與扁桃、榛子和腰果被并稱世界四大干果[1]。核桃在全世界都有生產，最初產于西亞、歐洲的東部和南部，目前核桃在北美、北非東亞等地區也有廣泛栽培。作為核桃生產大國，我國現有核桃栽培面積和年產量分別為200萬hm2和50萬t，穩居世界第一[2]，且收獲面積及產量逐年平穩增加[3]。

傳統中醫認為，核桃生性溫和、味道甘甜并且無毒無害，在疾病治療過程中有健胃補血和潤肺養神的奇效[4]。20世紀末以來，西方學者研究發現，核桃在預防和治療2型糖尿病、心血管疾病、神經系統疾病和癌癥等方面均有良好效果。為了能夠盡可能地挖掘核桃對機體的保健功效，本文就近年來國內外關于核桃營養成分和保健功能的研究進展進行綜述，為之后核桃營養保健食品的深入開發和利用提供科學依據。

1 核桃的營養成分

1.1 蛋白質

核桃仁中蛋白質的含量一般為15%，最高可達29.7%，不同地區和不同變異類型核桃的蛋白質含量存在一定差異。根據蛋白溶解度的不同，核桃蛋白可分為清蛋白、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種氨基酸，且8種必需氨基酸種類齊全，且構成與人體氨基酸模式近似而被美國農業部評為優質蛋白[6]。核桃仁中含有較高比例的天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸，而賴氨酸含量相對較低，這一表現對人體的生理功能大有裨益[7]。谷氨酸在體內能夠合成γ-氨基丁酸，后者可降低血氨濃度，促進腦細胞呼吸，對由神經衰弱、精神分裂等引起的記憶障礙、語言障礙和小兒智力的不完全發育等有治療作用，而精氨酸可以促進人體內蘇氨酸的循環，促進肝臟合成尿素排除，具有解毒功能、恢復肝功能[8]、增強腎功能及防治性功能減退[9]的作用。近年研究發現，核桃蛋白中疏水性和酸性氨基酸較多[10]。此外，核桃蛋白消化率和凈蛋白比值較高。

1.2 脂肪

核桃種仁富含脂肪，約為60%～70%。不同品種及種植區域的核桃脂肪含量略有差異。葡萄牙6種核桃脂肪酸檢測結果顯示，核桃中脂肪含量達68.83%～72.14%[11]。脂肪酸成分中，不飽和脂肪酸占90%。其中，亞油酸和亞麻酸含量較高(約為72%)，而膽固醇的含量為0，這對促進機體的健康具有特殊意義[12]。亞油酸、亞麻酸作為大腦必需的脂肪構成其細胞骨架，含量較高時還可使血凈化血液，對心血管系統疾病起到預防作用，有“動脈清道夫”之稱。馮春艷[13]對云南、北京和陜西當地核桃進行研究發現，三地的ω-3和ω-6不飽和脂肪酸比例依次為1∶8.14、1∶5.35和1∶9.63，這一結果恰好證實了核桃較好的必需脂肪酸構成。一項研究顯示，當ω-3和ω-6兩種不飽和脂肪酸比例為1∶4～1∶6時，對心腦血管疾病的預防作用達到最大[14]。一些調查還表明，以核桃作為低能量飲食替代品比傳統低脂肪飲食更具良好減肥效果。此外，核桃仁磷脂對腦組織也非常有益，有“天然腦黃金”之稱[9]。

1.3 碳水化合物和膳食纖維

碳水化合物在機體所必需的三大產能營養素中屬于經濟、主要的能量來源，特別是大腦進行運作時所必需的能量來源葡萄糖，只能由碳水化合物提供。Paynet[15]的研究表明，加利福尼亞核桃中碳水化合物含量為12.8%；Ravaim[16]的研究則顯示，核桃碳水化合物含量為13.1%；張慶祝等[20]對核桃進行了分析，發現總糖含量為15.93%，還原糖含量為3.77%；可見不同地區、不同品種核桃中的碳水化合物含量存在差異。

膳食纖維能夠促進人體胃腸的蠕動，防止便秘，在一定程度上能夠預防消化道腫瘤的發生。它作為一種功能性成分已被列入繼碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、礦物質和水之后的第七營養素[18]。核桃是機體膳食纖維的良好補充來源，Savage G P等[19]對新西蘭的多品種核桃進行了研究，發現當地核桃膳食纖維含量為4.2%～5.2%；馮春燕[13]則對核桃膳食纖維的存在部位進行了研究，發現其主要存在于內種皮，含量約為核桃仁的5倍。

1.4 維生素和礦物質

核桃富含維生素。核桃種仁中維生素的含量尤其高，且種類豐富，能夠穩定細胞膜，防止細胞膜中不飽和脂肪酸發生過氧化作用。Payne T等[15-17]對100g核桃的維生素含量檢測，發現種仁中維生素含量由多到少分別是煙酸、泛酸、維生素B1、維生素B2和維生素B6。維生素E也稱“生育酚”，可以提高機體免疫力，清除自由基，是公認的良好抗氧化劑，具有美容抗衰老功效，其中α-生育酚和γ-生育酚能夠協助治療前列腺癌。李大鵬等[20]檢測了核桃γ-維生素E含量，為4.74mg/100g。

核桃中富含鋅、鉻、錳等人體所必需的礦物質元素，其中鋅元素是腦垂體的關鍵組分之一，能夠很好地治療高血壓和心血管疾病。馮春燕[13]的研究表明，核桃中鉀(135.58mg/100g)、鎂(64.29mg/100g)、鈣(55.59mg/100g)含量較高，核桃仁內種皮的礦物質元素含量約為核桃種仁的5倍。張建華等[21]對“大姚”核桃和“小油籠”核桃、早熟核桃成分進行比對，發現“大姚”核桃仁中礦物質元素包括鉀、磷、鎂、硫等的含量均高于“小油籠”核桃和早熟核桃。

1.5 其他活性成分

核桃中除含有大量常見營養成分外，還含有許多功能性成分。Solara等[22]對核桃中酚類物質檢測，發現核桃中酚類物質有酚酸(香草酸、丁香酸、鞣花酸、綠原酸)、苯醌(胡桃醌、1，4-萘醌)和類黃酮(兒茶素、楊梅樹皮素)。馮春燕[13]的研究顯示，核桃內種皮總酚含量為1.034g/100g，種仁含量為0.144/100g。另有研究表明，核桃內種皮黃酮含量為種仁的5.33～7.18倍，平均含量為2.77g/100g[23]，由此可見，核桃內種皮酚類和黃酮類含量較高，加工食用核桃時要注意保護內種皮，充分保留黃酮、總酚的抗氧化功能。

褪黑激素是人體大腦松果體分泌的一種吲哚類激素，能夠自然誘導人體睡眠。老年人體內因褪黑激素含量很低而出現很多睡眠障礙。Russell R J等[24]采用高效液相色譜法對核桃中褪黑激素進行檢測，發現核桃中褪黑激素含量在2.5%～4.5%之間，表明核桃是褪黑激素的良好來源。有研究顯示，對動物進行核桃喂養后，其血液中褪黑激素的含量可變為原來的4倍，抗氧化能力也隨之加強。此外，褪黑激素具有延緩人體衰老，延緩與年齡有關的神經內分泌疾病如帕金森癥、阿茲海默癥等的發生和抑制腫瘤等功效。

2 核桃的藥理作用、保健功能

2.1 健腦益智

張清安等[25]用核桃油對小鼠進行為期2w的灌胃干預，發現適量核桃油不僅可促進小鼠學習記憶，還能有效逆轉NaNO3和乙醇引起的記憶再現和構建記憶保持障礙。Harandi等[31]通過注射東莨菪堿構建損傷模型，發現預先飼喂4w核桃的實驗組有效恢復了記憶功能損傷，其機制可能與核桃降低乙酰膽堿酯酶(AChE)活性相關。樊永波等[27]用核桃餅粕對大鼠連續喂養60d，發現核桃餅粕能明顯提高大鼠的學習和記憶能力、改善大鼠的抗氧化功能、提高乙酰膽堿酯酶的活性，此外，精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸含量較高的核桃蛋白也是增強學習記憶功能的有效成分。有研究證實，從核桃中提取的以瓜氨酸為主要成分的多種氨基酸混合物對小鼠的學習記憶能力有改善作用[28]。

飲用核桃植物蛋白飲料的人群實驗，實驗前后分別用臨床記憶量表評價記憶水平，結果表明，飲用植物蛋白飲料60d的受試者指向記憶年齡量表分均高于對照組，且在排除遷移學習和心理暗示影響后，實驗組明顯改善了圖像自由記憶、人像特點回憶和記憶商方面的記憶水平[29]。

認知功能的年老化是受多因素綜合作用的結果。據調查，核桃攝入較多者在簡單反應時間(SRTT)、符號數字替換(SDST)、簡單數字學習(SDLT)、故事回憶(SRT)等神經行為評估系統測試中均有更好表現，表明食用核桃對認知功能有益處[30]。虞立霞等[31]研究了核桃對發育期小鼠認知功能的改善作用，結果顯示，添加3%、6%核桃的飼料較不添加組能增加小鼠腦質量，促進腦發育，促進之后的成年小鼠的學習記憶，并提高小鼠的興奮性及探索主動性。梁明等[32]對15月齡的SD雌性大鼠給予核桃酶解提取物進行為期6個月的干預，發現核桃酶解提取物能夠明顯延遲老年大鼠的記憶力衰退，提高老年性大鼠大腦皮質去甲腎上腺素(NE)、多巴胺(DA)含量而降低海馬中乙酰膽堿酯酶(AchE)水平以及外周血促腎上腺皮質激素(ACTH)和皮質醇(CORT)含量。此外，Hicyilmaz等[33]發現，核桃補充攝入可以通過調節海馬中的NMDAR和脂質過氧化水平來對認知功能的下降起保護作用。

2.2 護肝作用

核桃具有良好的護肝作用，這可能與其抗氧化活性有關。Brugg B[34]用乙醇誘導了小鼠慢性肝臟損害模型，進行核桃飲食干預后，檢測血清發現，10%核桃飼料組小鼠的丙氨酸轉氨酶、天門冬氨酸轉氨酶、乳酸脫氫酶和谷胱甘肽轉肽酶含量均較低，丙二醛和抗氧化體系間也達到了動態平衡狀態。Fink A等[35]研究發現，核桃在肝臟變性的病理變化過程中可以起到調節功效。研究者對Zucker肥胖鼠和瘦鼠分別進行了14%的豬油膳食和14%、8%的核桃油膳食干預，發現與前者相比，14%的核桃油膳食能顯著降低胖鼠的肝臟脂肪、甘油三酯含量，下調脂蛋白脂肪酶的倍俠核糖核苷酸的表達，上調瘦鼠和胖鼠微粒體甘油三酯轉移蛋白mRNA的表達，同時降低了膽固醇含量。該結果表明，核桃油是非酒精導致的肝臟變性、脂肪肝發生過程中的調節因子，能夠通過上調甘油三酯轉移蛋白基因的表達有效抑制肝臟脂肪的累積。

2.3 降糖作用

李麗等[36]采用釀酒酵母模型和T2DM動物模型評價核桃蛋白及多肽降血糖活性，結果表明，在2種模型中，核桃多肽的降糖活性均優于核桃蛋白，實驗結果在很大程度上表現出一致性。此外，有研究以一定量的核桃喂養STZ建模的小鼠6w后對小鼠體重、血糖及相關性激素進行測定，發現相關的性激素均有下調的趨勢[37]。Ghorbani 等[38]給STZ建模的雄性Wistar小鼠飼喂核桃一段時間后發現能夠明顯控制實驗組鼠體重減輕，并有較好的降糖作用。Ma Y Y等[39]對2型糖尿病患者以核桃干預觀察其內皮功能，發現核桃可以改善2型糖尿病患者血管舒張功能。此外，有研究顯示，每周吃2次核桃的個體，2型糖尿病患病危險性會降低24%[40]。

2.4 降血脂作用

Choi等[41]進行為期20w的動物實驗(n≥6)，評估了核桃飲食對高脂飲食引起的脂肪肝的保護作用。結果顯示，核桃飲食干預后，小鼠肝臟甘油三酯顯著下降。核桃的添加改變了與肝臟脂質平衡相關的蛋白質水平，增加AMP蛋白激酶磷酸化，降低脂肪酸合酶(FAS)水平，并降低過氧化物酶體增生物活化受體-α(PPAR-α)含量。同時發現，攝入核桃可以降低脂肪肝小鼠脂肪組織中巨噬細胞的浸潤水平，抑制促炎基因的表達，從而抑制高脂飲食引起的脂肪組織炎癥和凋亡。

一項隨機交叉設計人群干預試驗中，受試者為20位奶蛋素食主義者，接受為期8w的飲食干預，干預物分別為富含ω-3脂肪酸的雞蛋(6個/w)、核桃(6×28.4g/w)及標準雞蛋(6個/w)，發現補充核桃引起紅細胞膜α-亞麻酸(ALA)含量增多，降低了血清甘油三酯、總膽固醇(TC)和Apo B濃度，以及TC/HDL比值[42]。Rajaram等[43]對25位正常至輕度高血脂受試者進行3種等能量飲食干預，即對照飲食、核桃飲食(植物ω-3脂肪酸)及鮭魚飲食。采集血清分析顯示，食用核桃組的總膽固醇和LDL膽固醇顯著低于對照組，鮭魚組的甘油三酯降低而HDL膽固醇升高。另外，核桃組的TC/HDL-C、LDL-C/HDL-C比值均有升高。該研究表明，核桃中的植物脂肪酸及魚類中的動物脂肪酸均有降低血脂的作用，可有效地預防冠心病(CHD)。

2.5 抗氧化防癌作用

賈靖霖等[44]利用酸性、堿性、中性3種蛋白酶復合酶解脫脂后核桃渣分離出的核桃蛋白，并對酶解產物進行抗氧化活性研究，結果顯示，核桃多肽能夠清除超氧陰離子自由基、羥基自由基以及DPPH自由基，且顯示一定的量效關系，表明核桃多肽具有一定的抗氧化能力。Chen等[45]發現，胃蛋白酶酶解物清除DPPH能力最強，其酶解產物抑制脂質過氧化的能力與谷胱甘肽(GSH)相似，并發現在酶解產物中抗氧化性最強的肽序列為Ala-Asp-Ala-Phe(423.23D)。另有研究表明，對底紋脫脂核桃粕進行堿提得到的核桃肽抗氧化活性和得率分別是0.85±0.01、32.55%，微波預處理得到的核桃肽抗氧化活性和得率分別是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]。

許典等[47]發現，核桃粕經黑曲霉發酵而產生的低分子質量多肽對人小腸癌細胞(Caco-2)的增殖有較強的抑制作用。分子質量<5ku的發酵多肽組分對Caco-2細胞的抑制作用最強，同時該樣品對人乳腺癌細胞(MCF-7)增殖也有顯著的抑制作用。有研究表明，核桃中的γ-生育酚具有抗氧化功效，還可抑制前列腺癌和肺癌細胞的增殖[48]。核桃褪黑激素可以通過膜受體、核受體影響細胞間通訊聯系和細胞內的信號轉導而直接抑制癌細胞的生長，此外，它也可以通過使一氧化氮合酶活性降低，導致一氧化氮含量下降，進而抑制腫瘤細胞。對不同周齡轉基因前列腺癌細胞增殖速率機理的研究表明，核桃膳食可以抑制前列腺癌細胞增殖，同時降低血漿類胰島素生長因子(IGF-1)和膽固醇[49]的含量，影響機體能量代謝。

2.6 預防心血管疾病作用

有研究表明，每日食用核桃能夠對心臟病發生起到良好的預防作用[50-51]。在心血管系統疾病的發生過程中，核桃主要通過降低機體膽固醇、減少血管炎癥和改良動脈功能發揮作用。食用核桃可以明顯降低血管內C-激動蛋白(CRP)和有害血小板黏附分子，減少動脈炎癥的發生[52]。一項美國的研究顯示，核桃可使膽固醇酯的凝聚程度降低，促進動脈血小板發育，還可以通過降低動脈內皮素活性而提高內皮細胞功能[53]。

Wang等[54]采用0.05g/kg·BW劑量的核桃蛋白酶解物干預自發性高血壓大鼠后，干預組大鼠的收縮壓(SBP)大幅降低，表明核桃蛋白酶解物具有降低血壓的作用[54]。許慧嬌[55]采用體外模擬方法檢測核桃蛋白肽的降血壓活性，發現分子量小于1 000D的中性蛋白酶酶解物和堿性蛋白酶酶解物對血管緊張素轉換酶(ACE)的抑制率分別最高達88.42%和73.13%。Liu等[56]發現，去脂核桃中ACE抑制活性最強的肽P-2a2，半抑制濃度IC50為25.67 μg/mL，提示核桃肽P-2a2可被應用于具有降壓活性的功能食品。

2.7 其他作用

研究顯示，核桃可能對機體的體質量有一定的調節功能[57]。一項對微胖參試者(BMI>25，有代謝綜合征的早期表現)進行的為期8w的“核桃營養餐研究”中，飲食中多加56 g核桃的核桃組參試者的心臟病和糖尿病的發生率明顯降低，且體質量無繼續增加，表明核桃具有調節體質量的功能。

對117名健康青年男性進行核桃膳食干預，12w后發現添加75g/d全殼核桃的受試者精子活力、運動性和形態都有改善[58]。段心妍[59]的實驗證明，核桃肽可以有效促進雄性SD大鼠體力疲勞的恢復。賈靖霖等[60]發現，核桃蛋白可降低小鼠血乳酸和尿素氮的含量，而顯著升高肌糖元和肝糖原含量，表明核桃蛋白有一定的抗疲勞功效。核桃仁蛋白提取物酶解物能夠有效抑制機體的大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌(最小抑菌濃度分別為50%、50%、60%)[61]。

3 展望

目前，國內食用核桃的比例明顯低于我國應有的巨大消費市場。究其原因，發現國內核桃深加工的方式有限。因此，應加強對核桃深加工產品的開發和利用，使核桃的活性成分和保健功效充分發揮，進而促進我國核桃產業的健康和可持續發展。◇