核桃抗氧化作用研究進展

陳永浩，李 俊，郭雪霞，齊建勛，吳春林，郝艷賓，*

(1.北京市農林科學院林業(yè)果樹研究所，北京 100093;2.北京市園林科學研究所，北京 100102;3.農業(yè)部規(guī)劃設計研究院，北京 100125)

核桃抗氧化作用研究進展

陳永浩1，李 俊2，郭雪霞3，齊建勛1，吳春林1，郝艷賓1，*

(1.北京市農林科學院林業(yè)果樹研究所，北京 100093;2.北京市園林科學研究所，北京 100102;3.農業(yè)部規(guī)劃設計研究院，北京 100125)

核桃素有“抗氧化之王”之稱，本文對核桃抗氧化活性評價方法，各組織器官包括核桃花、核桃殼、核桃仁、核桃青皮、葉片以及枝條，所含成分包括核桃蛋白及其酶解物、核桃油脂、多酚等的抗氧化作用及其生理功能進行了綜述，提出了核桃抗氧化研究中存在的問題，并對應予關注的研究方向進行了展望。

核桃，抗氧化，研究進展

核桃(Juglans regin L.)系胡桃科核桃屬植物，又名胡桃、羌果，是世界四大干果之一。核桃在我國栽培歷史悠久，人們對核桃的保健功能有著較深刻的認識。《本草綱目》記載，核桃性溫、味甘、無毒，具有補氣養(yǎng)血、潤燥化炎、益命門、利三焦、溫肺潤腸等功能，素有“萬歲子”、“長壽果”之稱。現(xiàn)代科學研究表明，核桃仁具有健腦益智、抑制炎癥發(fā)生、延緩衰老等作用。核桃仁的保健功能與其抗氧化活性是密不可分的，不僅核桃仁，核桃的其它組織器官包括花、青皮、殼，各組成成分包括油脂、蛋白質、多酚類物質、維生素E等均具有良好的抗氧化活性，因此，核桃常被稱為“抗氧化之王”。自由基學說很好地解釋了氧化作用，認為自由基具有高度的化學活性，體內自由基過多，可導致細胞和組織器官損傷、誘發(fā)各種疾病、加速機體衰老，最終導致疾病的發(fā)生。雖然人體本身具有內源性保護機制，但外源性的抗氧化劑在抵御自由基的侵害時也非常重要。近幾年對核桃功能性的研究較多，核桃的抗氧化活性引起了國內外研究者的廣泛關注。本文通過查閱近幾年國內外核桃抗氧化研究方面的文獻，歸納整理并分析探討了核桃各組織器官和組成成分的抗氧化作用，較系統(tǒng)地綜述了核桃抗氧化作用的研究進展，以期為核桃的開發(fā)利用提供理論參考。

1 核桃抗氧化評價方法

核桃提取物在低濃度下能有效延緩或阻止底物氧化，是一種良好的抗氧化劑。抗氧化劑的活性分為體外和體內活性，目前研究較多的是體外活性。按測定手段來劃分，抗氧化活性測定方法包括:比色法、化學發(fā)光法、熒光法、電子自旋共振法(ESR)。常用抗氧化作用測定方法主要有以下幾種:氧自由基吸收能力法、總抗氧化能力測定法(TRAP值測定法)、化學發(fā)光法、β－胡蘿卜素亞油酸體系法、低密度脂蛋白氧化反應、福林酚法、ABTS自由基清除法、DPPH自由基清除法、總抗氧化能力檢測試劑盒(FRAP法)?？寡趸芰娙醯谋磉_方式主要有抑制率、半抑制濃度(IC50)、抗氧化效率(AE)［1］。不同抗氧化測定方法的反應機理不同，取得的結果也不盡相同，因此，要全面評價樣品抗氧化活性，應該在不同條件下采取多種測定方法以獲得較客觀的抗氧化能力評價。

核桃抗氧化活性的測定主要通過各類活性氧自由基清除能力或脂質過氧化抑制能力來判斷。核桃花提取物的抗氧化活性可通過對DPPH自由基清除能力來反映［2］。在對核桃殼的抗氧化活性的測定中，胡博璐［3］采用化學發(fā)光法測定樣品對超氧陰離子自由基(·)的清除作用，采用抗壞血酸－CuSO4－酵母－H2O2產生的發(fā)光體系來考察對羥基自由基(·OH)的清除能力，采用亞油酸脂質過氧化體系，通過檢測脂質過氧化物(Lipid peroxides，LPO)含量來表示提取物對脂質過氧化反應的抑制作用。核桃蛋白酶解產物抗氧化活性的測定主要是測定DPPH自由基清除作用［4］，·OH 清除作用［5］，·清除作用［6］以及ABTS自由基清除作用。總抗氧化能力的測定［5］是在一定溫度下，將待測液使反應體系吸光度增加0.01為一個抗氧化能力單位(U/mL)進行測定，另外，對還原能力進行測定也可以表征核桃蛋白酶解物的抗氧化活性［6］。核桃油脂的氧化穩(wěn)定性分析主要是采用Rancimat儀法進行測定［7］，油脂的氧化穩(wěn)定性越強，其抗氧化活性越高。

2 核桃各組織器官的抗氧化作用

2.1 核桃花的抗氧化作用

核桃各組織器官的抗氧化作用主要歸因于含量較高的抗氧化活性成分。核桃花含有蛋白質18%～21%，高于核桃仁中蛋白質含量(15%)。核桃花粉中維生素C，維生素B6，維生素B1、維生素B2、胡蘿卜素等含量較高，上述成分均具有較高的抗氧化活性。俞秀玲等［7］研究表明，核桃花粉中鋅、硒的含量高于其它各類花粉平均值，硒參與谷胱甘肽過氧化酶的合成，具有抑制過氧化反應、清除自由基、分解過氧化物和修復分子損傷的作用。汪海波等［2］比較了新鮮核桃花提取物和對照物清除DPPH自由基的能力，發(fā)現(xiàn)抗氧化活性成分主要存在于中等極性的乙酸乙酯提取物中，其作用與丁基羥基茴香醚(BHA)相當;水溶性提取物和正丁醇提取物等大極性物質雖具有一定的自由基清除作用，但活性比較弱;石油醚提取物基本不具有自由基清除作用。

2.2 核桃殼的抗氧化作用

核桃殼中含有核桃醌、氫化胡桃醌、鞣質、沒食子酸等具有抗氧化作用的成分。胡博路等［3］研究表明，核桃殼提取物可有效地抑制亞油酸的脂質過氧化，其中以正己烷和乙酸乙酯提取物的抑制效果較好。核桃殼提取物能有效清除·OH，而對·無清除作用，表明核桃殼可能主要是通過清除·OH抑制脂質過氧化。

2.3 核桃仁的抗氧化作用

核桃仁具有顯著的體外抗氧化作用，主要通過對有機溶劑提取物的抗氧化活性測定進行分析?？滴乃嚨龋?］利用DPPH法、ABTS法和 FRAP法3種方法對核桃仁體外抗氧化活性進行了考察，發(fā)現(xiàn)核桃仁乙酸乙酯提取物清除DPPH和ABTS自由基的能力比陽性對照 BHA、2，6－二叔丁基－4－甲基苯酚(BHT)好，還原Fe3+的能力最強，抗氧化活性強于正丁醇提取物;核桃仁正丁醇提取物清除 DPPH和ABTS自由基的能力及還原Fe3+的能力高于陽性對照BHT。孟潔等［9］的研究表明，核桃仁95%乙醇提取物對DPPH自由基、堿性連苯三酚體系產生的·都有很強的清除作用，其清除能力隨提取物用量的增加而增大，但當濃度達一定值后其清除率不再變化。乙醇提取物對亞油酸的氧化體系、Fe2+及Feton反應催化的過氧化體系都有較好的抑制作用，且強于同濃度的茶多酚。核桃仁乙酸乙脂提取物對DPPH自由基有清除作用，對亞油酸的氧化體系亦有抗氧化作用，但都弱于95%乙醇的提取物;核桃仁正乙烷提取物對DPPH自由基有一定的清除作用。湯昆等的研究表明［10］，核桃仁對自由基DPPH的清除率、清除時間、清除濃度三者相互關聯(lián)。提高提取物濃度，清除率提高，最大清除時間縮短;降低提取物濃度，清除率減小，最大清除時間增加，其IC50值與萃取溶媒有關，酯酸乙酯相高于正丁醇相。

核桃仁的抗氧作用在動物實驗和人體實驗中也得到了驗證。由于核桃仁含有較高含量的抗氧化成分，可以阻止人體自由基從細胞和其他組織奪取氧原子，防止自由基對正常細胞組織的破壞［11］，從而具有抑制炎癥發(fā)生、抗衰老、促進生長發(fā)育、減少心血管疾病和癌癥風險等作用。江城梅等研究發(fā)現(xiàn)，飼喂核桃仁3個月后的老齡大鼠與對照組相比，血清LPO含量下降，紅細胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性增高，肝、腦組織勻漿體外培養(yǎng)，加核桃仁試管中的LPO明顯低于對照組［12］。研究核桃飲食療法發(fā)現(xiàn)，經常食用核桃能降低血漿中的甘油三酯水平和提高高密度脂蛋白水平，降低冠狀動脈疾病發(fā)生的危險［13］。McKay 等［14］進行核桃仁在人體中的抗氧化實驗，發(fā)現(xiàn)食用核桃并沒有顯著改變健康、營養(yǎng)良好的老年人的血漿抗氧化能力，但通過長期食用核桃，體內亞油酸和吡哆醛磷酸鹽含量有所增加，總的血漿硫醇含量顯著增加，這一研究結果為研究核桃在人體的抗氧化活性奠定了基礎，并建議將大樣本調查和食用限量控制引入到實驗中。

2.4 核桃其它組織器官的抗氧化作用

核桃其它組織器官包括青皮、葉片、枝條等均有一定的藥理作用，這與各組織器官的抗氧化活性有很強的關聯(lián)性。在中醫(yī)驗方中，核桃青皮又叫青龍衣，可用于治療皮膚瘙癢、疼痛等病癥，止痛效果明顯。另外，鮮青皮汁(干皮蒸水)可涂治頑癬，用刀削下鮮嫩核桃綠色外皮外用可治體癬、股癬、牛皮癬、頭癬及禿瘡。趙國建等［15］研究了核桃青皮中多酚的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)核桃青皮多酚的抗氧化能力隨其濃度的增加而增強，在所選濃度下，核桃青皮多酚對DPPH自由基、O－2·和過氧化氫的清除能力、對三價鐵離子的還原能力均顯著高于VC。Ivo等對5個核桃品種青皮中多酚類物質進行了測定，多酚類物質含量在32.61～74.08mg/g之間，并通過DPPH清除實驗和β－胡蘿卜素－亞油酸體系驗證了其抗氧化活性［16］。歐陽瑾等［17］研究了核桃青皮提取物對鼠Lewis肺癌生長的影響，結果表明核桃青皮提取物對腫瘤有明顯的抑制作用，且抑制率與濃度呈正相關。

核桃葉提取物中抗氧化的主要化學成分包括酚類和鞣質類、黃酮類、植物甾醇及萜類，不同溶劑提取物均對油脂的氧化有一定的抑制作用，其中以70%丙酮提取物效果最好，抗氧化效果隨提取物添加濃度的增加而提高，濃度達到0.10%時的抗氧化效果已超過 0.02%BHT［18］。翟梅枝等［19］對核桃葉制茶后的化學成分分析表明，核桃葉茶維生素C含量高達1600mg/100g以上，分別是龍井茶和茉莉花茶的8.6倍7.3倍，比人們公認的維生素C含量較高的獼猴桃、沙棘、紅棗還要高出數(shù)倍。核桃葉茶黃酮含量為25.86mg/g，分別為龍井茶、茉莉花茶的3.2倍和2.6倍。維生素C和黃酮類物質均具有良好的清除自由基作用，對預防和治療心血管系統(tǒng)疾病、增強抵抗力、抗癌、抗輻射均有一定功效。劉慎等［20］通過微波輔助提取核桃葉中的黃酮類物質，得率達6.86mg/g，經測定0.08g/L的核桃葉黃酮與0.06g/L的BHT和0.04g/L的TBHQ還原能力相當。胡玨［21］研究發(fā)現(xiàn)，野核桃葉乙醇粗提物經石油醚、乙酸乙酯依次萃取后的提取物具有良好的抑制腫瘤活性作用，并從該植物中分離得到了19個單體成分，其中7個單體成分具有良好的抗腫瘤活性。

核桃枝條中的抗氧化物質主要為酚類物質，一年生枝條韌皮部中總酚含量高于除果實外的其他器官，并于休眠期達到高峰［22］。近年來臨床實驗證實，核桃枝條加龍葵全草制成的核葵注射液，對于宮頸癌及甲狀腺癌有不同程度的療效［23］。

3 核桃組成成分的抗氧化作用

3.1 核桃蛋白及其酶解物的抗氧化作用

核桃蛋白主要由4種蛋白質構成，分別為清蛋白、球蛋白、醇溶谷蛋白和谷蛋白，占核桃蛋白總量的6.81%、17.57%、5.33%和70.11%。研究發(fā)現(xiàn)，核桃蛋白含有18種氨基酸，包括8種為必需氨基酸，其中精氨酸和谷氨酸含量較高［24］。核桃多肽是核桃蛋白經過酶解處理獲得的分子量較低的化合物，具有較強的抗氧活性。多肽分子的供氫能力和其自身的結構穩(wěn)定性決定了其抗氧化活性，影響因素包括相對分子質量、氨基酸序列、氨基酸側鏈基團、金屬鹽絡合等。核桃多肽通過捕捉自由基反應鏈的過氧化自由基，阻止或減弱自由基鏈反應的進行，氫原子給予自由基后，本身成為自由基中間體，此中間體越穩(wěn)定越易形成，其前體就越易清除自由基，則抗氧化能力越強［25］。

不同酶解條件下獲得的核桃多肽，其抗氧化能力有較大差異。易建華等發(fā)現(xiàn)［26］，不同蛋白酶酶解產物有明顯的清除DPPH自由基的作用，清除能力各不相同，不同酶解產物的抗氧化能力大小次序為:復合酶水解產物＞A1calase水解產物＞Neutrase水解產物，隨著酶解產物濃度的增大，其抗氧化性增強。許慧嬌等［27］研究表明，酶解5h，堿性蛋白酶酶解產物的DPPH自由基清除率顯著高于其它蛋白酶酶解產物，其次是中性蛋白酶和復合蛋白酶的酶解產物。陳金海［28］研究了堿性蛋白酶酶解產物的抗氧化特性，當酶用量為3000U/g底物，底物質量濃度為40mg/mL時的酶解液抗氧化活性較高，OH·清除率為72.3%，氧自由基清除率為83.1%，DPPH·清除率為102.6%，總抗氧化能力為162.99U/mL，而經過葡聚糖凝膠分離的分子量集中在1321～607u的多肽，與混合肽相比其抗氧化活性有所降低。陳永浩等［29］比較了不同酶解方式對酶解產物抗氧化活性的影響，發(fā)現(xiàn)雙酶酶解對提高產物清除DPPH自由基和羥自由基能力不顯著，而堿性蛋白酶分別與中性蛋白酶和木瓜蛋白酶組合，可以顯著提高產物對O－2·的清除能力。包怡紅等［30］利用風味蛋白酶對山核桃蛋白進行水解，發(fā)現(xiàn)不同水解度的水解液對自由基的清除率不同，水解度為5.0%時，對自由基的清除率最大，可達50.9%，水解度5%以上時，隨著水解度的增加，清除率呈下降趨勢。利用酶法改性后的核桃蛋白抗氧化性明顯提高的特點，可作為日用化學品的抗氧化劑，也可以作為生產酸奶等發(fā)酵食品的原料或添加劑。

3.2 核桃油的抗氧化作用

核桃仁油脂含量為65%～70%，居木本油料之首，有“樹上油庫”的美譽。核桃油脂的主要成分為不飽和脂肪酸，約占其總量的90%。不飽和脂肪酸是腦組織細胞結構脂肪的良好來源，具有良好的抗氧化和抗衰老作用［24］。在所含的不飽和脂肪酸中，亞油酸比例約為63.0%，油酸 18.0%，α－亞麻酸9.0%，油酸含量為普通菜籽油含量的3～4倍。亞油酸和α－亞麻酸均為人體必需脂肪酸，必需脂肪酸不僅為營養(yǎng)所必需，而且與兒童生長發(fā)育、智力發(fā)育、記憶等生理功能有一定關系。其中，α－亞麻酸是ω－3家族成員之一，也是組成各種細胞的基本成分。由于核桃仁中富含人體必需的脂肪酸，且不含膽固醇，被譽為優(yōu)質的天然“腦黃金”［23］。

核桃油可清除體內導致機體衰老的自由基，增強機體抗氧化能力。有研究表明［31］，核桃油對·的最大抑制率可達53.3%，而花生油、大豆油分別為47.7%和22.8%。張清安等［32］研究發(fā)現(xiàn)，適量核桃油可顯著降低小鼠腦、肝組織中丙二醛(MDA)含量，明顯提高肝、腦組織的總抗氧化能力(T－AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化物質活性，從而增強機體抗氧化能力，延緩衰老。范學輝等［33］研究表明，17mL/(kg·d)核桃油對小鼠肝、腦組織中 T－AOC、SOD、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－Px)等抗氧化物質活性有顯著提高作用，當劑量達33mL/(kg·d)時，對抗氧化酶活性影響極顯著，從而間接說明適量核桃油有助于增強機體清除自由基能力。Cortés等研究發(fā)現(xiàn)［34］，核桃油能有效維持內皮細胞的抗氧化、抗炎癥作用及維持非對稱二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine，ADMA)水平，從而改善高脂飲食導致的內皮功能障礙與調節(jié)脂肪代謝。最近，有研究者從6種不同地域核桃仁中提取的脂肪酸、亞油酸酯有明顯的清除DPPH·的作用，并且隨劑量的增加抗氧化作用逐漸增強［24］。

3.3 核桃多酚的抗氧化作用

核桃樹體和果實內存在豐富的酚類物質，在核桃樹體中的分布隨器官組織和季節(jié)的不同而有差異［22］。核桃種皮雖然只有整個核桃的5%，但其酚類物質含量占核桃總酚含量的93%～97%［35］，是核桃仁具有收斂性的主要原因。萬政敏等采用高效液相色譜法對核桃仁種皮中的多酚類物質進行分析，發(fā)現(xiàn)核桃仁種皮中的酚酸類物質有17種，其中蘆丁的含量最高［36］。何志平等［37］用60%甲醇溶液對山核桃葉進行提取，獲得的多酚含量為(10.63±0.31)mg/g山核桃葉，此時提取物的DPPH自由基清除活性最高。

核桃多酚具有良好的抗氧化作用和與此相關的生理功能。核桃仁中含有的ω－生育酚是維生素E的形式之一，與α－生育酚交互影響，促進細胞中α－生育酚的攝取。這種ω－生育酚可以抗氧化，阻止前列腺和肺部癌細胞的生長。Spaccarotella等［38］研究發(fā)現(xiàn)，在經過核桃飲食治療后，受試者的血清中，游離前列腺癌生物標記因子PSA與總的PSA的比例明顯增加，γ－生育酚含量也明顯增加，這可能是核桃飲食治療及預防前列腺癌和心血管疾病的機制之一。

3.4 其他成分的抗氧化作用

2005年 Reiter等［39］發(fā)現(xiàn)核桃堅果中含有 2.5～4.5ng/g的褪黑激素，并證明核桃是褪黑激素的天然來源。褪黑激素是一種吲哚類激素，化學名稱為N－乙?；?－甲氧基色胺(N－acety1－5－methoxytryp tamine)，在人和動物體內，褪黑激素合成于松果體，具有延緩人體衰老的功能，俗稱“腦白金”。褪黑激素可有效清除人體內生理生化反應中產生的大量自由基，并可抑制過氧化氫引起的過氧化脂含量的升高。動物實驗表明，飼喂核桃后，血液中褪黑激素的含量會增加3倍，而且抗氧化劑活性有所增強［23］。

4 問題與展望

綜上所述，核桃各組織器官以及所含成分均具有較高抗氧化作用和良好的生理功能，但研究方面仍存在一些問題:除了核桃仁制備油脂、蛋白及其酶解物的工藝比較明確外，從其它器官中提取抗氧化成分的工藝尚不完善，得率、純度等有待提高;對核桃花、青皮、殼、葉等部位抗氧化成分的純化以及結構鑒定等工作開展較少;對核桃抗氧化作用在食品中的應用研究不足;核桃不同品種之間抗氧化作用差異的研究較少。

為了充分利用核桃抗氧化活性高的特性，核桃抗氧化作用研究應予以關注的發(fā)展方向主要包括以下幾個方面:通過對核桃可食部分(核桃仁)的適宜加工，對其脂肪和蛋白的抗氧化作用進行深入挖掘和利用，開發(fā)新型保健食品;核桃能夠抗氧化，在加工、貯藏過程中也容易被氧化，因此在油脂、蛋白產品的研發(fā)中，如何通過改善工藝防止核桃加工產品的氧化，延長其貨架期，將是重要的研究方向;對核桃非可食用部分進行抗氧化成分的分離、提取、純化，提高得率和純度，開發(fā)天然抗氧化劑，作為合成抗氧化劑的替代品;對核桃各組織器官的提取物進行藥理學方面的研究，對核桃的抗氧化機理和生理功能的發(fā)揮作進一步的深入研究;通過對不同核桃品種之間抗氧化作用差異的研究，為品種選育和不同品種核桃加工適性的研究提供參考。

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Research progress in antioxidation of walnut

CHEN Yong－h(huán)ao1，LI Jun2，GUO Xue－xia3，QI Jian－xun1，WU Chun－lin1，HAO Yan－bin1，*
(1.Institute of Forestry ＆ Pomology，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Science，Beijing 100093，China;2.Beijing Institute of Landscape Architecture，Beijing 100102，China;3.Academy of Planning and Designing of the Ministry of Agriculture，Beijing 100125，China)

Walnut is always well known for its super antioxidation and often called“the king of antioxidation”.In this paper，the antioxidation and the physiological function of walnut organ including walnut blossom，nutshell，green peel，blade and branch，and its components including protein and its zymolyte，oil，polyphenol and so on，were reviewed.The problems in study on the antioxidation of walnut were proposed and the research direction which should be paid attention to was prospected.

walnut;antioxidation;research progress

TS214.2

A

1002－0306(2012)17－0409－05

2012－02－27 *通訊聯(lián)系人

陳永浩(1979－)，男，博士，助理研究員，研究方向:核桃深加工及其功能活性物質研究。