國(guó)內(nèi)核桃雄花序開發(fā)利用研究進(jìn)展

張俊麗，賈麗娜，趙銀平，盧 超

（1渭南市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西渭南714000；2渭南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西渭南714000；3湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(yíng)養(yǎng)豐富，富含脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、糖類及酚類等物質(zhì)[3]，對(duì)心血管疾病、糖尿病、癌癥、泌尿系統(tǒng)結(jié)石、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等有一定的康復(fù)治療和預(yù)防效果[3-6]，具有重要的開發(fā)利用價(jià)值，但目前關(guān)于核桃的開發(fā)研究多以核桃仁等為主[5-9]，以核桃雄花序?yàn)樵囼?yàn)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(shù)量與核桃相當(dāng)[10]，資源豐富，且富含蛋白質(zhì)、無機(jī)元素、維生素和氨基酸，是一種亟待開發(fā)的天然營(yíng)養(yǎng)保健食品資源[1-2,4,11]，因此開發(fā)利用核桃雄花序資源具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。近年來，已有學(xué)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(jìn)行了相關(guān)研究，筆者就上述研究進(jìn)行概述，以期為核桃雄花序資源的綜合利用提供一定依據(jù)。

1 核桃雄花序資源

中國(guó)是核桃原產(chǎn)地之一，栽培歷史達(dá)2000多年，栽培品種涉及13個(gè)屬，200余個(gè)品種，在除黑龍江、上海、廣東、海南、臺(tái)灣外的其他26?。▍^(qū)、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(guó)重要的經(jīng)濟(jì)樹種之一，栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位[7,12]。中國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積和產(chǎn)量穩(wěn)步增加[13]。有數(shù)據(jù)顯示[14-16]，2015年初，國(guó)內(nèi)核桃總面積554.8萬hm2，是2002年種植面積的5.2倍；產(chǎn)量達(dá)271.4萬t，較2002年增加237.1萬t，年增長(zhǎng)率18.8%。云南、陜西、山西、四川、新疆等10個(gè)省（自治區(qū)）種植面積均在10萬hm2以上[17]，其中云南省282萬hm2，產(chǎn)量85萬t，種植面積和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[18]，陜西省71.3萬hm2，產(chǎn)量19萬t，居全國(guó)第二[19-20]。近年來，國(guó)內(nèi)核桃栽培面積以每年10%的速度遞增，至2020年核桃產(chǎn)量有望達(dá)到300萬t[12]。有研究測(cè)算，一株18年生核桃樹每株有雄花序2000多個(gè)，干重5 kg[10]，照此推算，2015年國(guó)內(nèi)核桃雄花序年產(chǎn)約10億kg，核桃花粉約10萬t。核桃雄花序年產(chǎn)穩(wěn)定[10]，具有極大的開發(fā)利用價(jià)值。

2 核桃雄花序成分分析與鑒定

2.1 營(yíng)養(yǎng)成分分析

核桃雄花序營(yíng)養(yǎng)豐富全面，尤其是蛋白質(zhì)、無機(jī)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(zhì)含量達(dá)18.8%，干花中高達(dá)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(jī)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(dāng)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(jī)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(zhì)、碳水化合物、造血、能量、脂肪代謝等過程，在維持細(xì)胞正常功能、清除自由基、抗氧化、增強(qiáng)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(xué)成分鑒定

賈忠等[5,23]采用結(jié)晶、重結(jié)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(gè)化合物，采用MS、～1H-NMR、～(13)C-NMR等現(xiàn)代波普技術(shù)鑒定了10個(gè)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(qiáng)的天然抗氧化性，且具較強(qiáng)的自由基清除性，在抗動(dòng)脈硬化、降低膽固醇、輻射防護(hù)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(zhì)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(zhì)提取率，結(jié)果顯示，核桃雄花序蛋白質(zhì)在堿性溶液中抽提率較大，在酸性溶液中最??；溫度對(duì)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(zhì)抽提率有明顯影響，表現(xiàn)為堿性溶液＞中性溶液＞酸性溶液，但堿性過高時(shí)，蛋白質(zhì)提取液粘度增大，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)隨之降低。核桃雄花序蛋白質(zhì)在Na+、K+溶液中抽提率高的可能原因是：堿性條件下，蛋白質(zhì)中氨基酸被離子化，以R-CH(NH)2-COO-形式存在，而Ca2+會(huì)與蛋白質(zhì)中氨基酸結(jié)合以螯合物形式存在，使氨基酸中的-COO-數(shù)目減少，分子間靜電相斥減少，蛋白質(zhì)結(jié)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(shè)定1:70、1:100、1:150 3個(gè)固液比，0.5、1.0、1.5、2.0 h 4個(gè)提取時(shí)間，1級(jí)、2級(jí)2個(gè)提取級(jí)數(shù)，采用正交試驗(yàn)研究固液比、提取時(shí)間和提取級(jí)數(shù)對(duì)核桃雄花序黑色素提取率的影響，結(jié)果顯示，以純凈水為提取溶劑、固液比為1:150、提取時(shí)間為1.5 h、提取級(jí)數(shù)一級(jí)時(shí)，提取率可達(dá)到28.96%，色價(jià)為48.08。以水為提取劑安全性高、提取率大，色價(jià)較高，提取的色素具有廣闊的開發(fā)前景和應(yīng)用價(jià)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(zhì)有直接關(guān)系[26-27]。超聲提取技術(shù)操作便捷，提取效果優(yōu)于常規(guī)水浴浸提，近年來廣泛用于天然產(chǎn)物浸提[28-31]。王長(zhǎng)雷等[32]采用單因素和正交試驗(yàn)研究核桃雄花序的最佳提取工藝，30%甲醇提取效果優(yōu)于乙醇、乙酸乙酯和丙醇，這主要因?yàn)槎喾右兹苡诩状?，植物多酚易與植物組織中蛋白質(zhì)、生物堿、多糖和花色苷等物質(zhì)復(fù)合[33]。王長(zhǎng)雷等[32]采用常規(guī)水浴浸提法和超聲波輔助浸提法對(duì)甲醇體積、浸提溫度、時(shí)間和料液比等進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，超聲波輔助浸提法提取效果優(yōu)于常規(guī)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?jǐn)?shù)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(dá)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(chǎn)物，是維持機(jī)體正常代謝的重要物質(zhì)[34]。通常自由基產(chǎn)生和清除保持動(dòng)態(tài)平衡，自由基清除能力下降可導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)自由基過剩，進(jìn)而破壞健康細(xì)胞，侵害人體內(nèi)的蛋白質(zhì)等物質(zhì)[3,35]。有研究顯示，核桃雄花序有一定的抗氧化活性[36]，對(duì)維護(hù)機(jī)體自由基動(dòng)態(tài)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(jié)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(duì)DPPH·清除作用最強(qiáng)，活性優(yōu)于BHA（叔丁基羥茴香醚），IC50值達(dá)到30.7 μg。汪海波等[34]研究還顯示，核桃雄花序提取物對(duì)DPPH·的清除能力與提取物濃度呈正相關(guān)，乙酸乙酯提取物自由基清除能力最強(qiáng)，水溶性提取物和正丁醇提取物等大極性物質(zhì)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(fā)的急性腎衰竭，這可能與抗脂質(zhì)過氧化作用有關(guān)，且核桃DPPH·自由基的清除有肝臟保護(hù)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(huán)節(jié)，可有效鈍化氧化酶活性，防止蔬菜色澤劣變，產(chǎn)生不良風(fēng)味，同時(shí)可改變蔬菜細(xì)胞結(jié)構(gòu)，便于干制[38]。張文娥等[39]關(guān)于不同漂燙時(shí)間對(duì)‘黔核7號(hào)’核桃雄花序主要品質(zhì)及抗氧化活性的研究顯示，漂燙時(shí)間低于3 min時(shí)，核桃雄花序營(yíng)養(yǎng)成分損失較小，隨漂燙時(shí)間延長(zhǎng)，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(zhì)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(shí)間延長(zhǎng)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(hù)色效果優(yōu)于 Na2SO4、NaCO3、Zn(Ac)3，并且采用熱風(fēng)干燥分段控溫的方式，干制品的色澤及復(fù)水后的口感最好。王健等[11]采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析顯示，燙漂液pH 5.5時(shí)，90℃燙漂60 s，核桃雄花序VC保留率和感官特性達(dá)到一定的期望值。楊佩榮[40]研究顯示，為便于貯運(yùn)，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(tài)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(dá)到理想的保存效果，且復(fù)水性更好，放入熱水30 min后可復(fù)原成鮮核桃花[40]。

5.2 超高壓保鮮

超高壓技術(shù)可使食品內(nèi)蛋白質(zhì)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(dá)到保鮮效果，延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期和貨架期[11]。在鮮核桃雄花序采摘期和保質(zhì)期均較短，但干制保存后營(yíng)養(yǎng)成分損失嚴(yán)重[11,44]。關(guān)于不同壓力、時(shí)間及溫度對(duì)核桃雄花序序保鮮效果[11]的研究表明，超高壓技術(shù)是適宜的核桃雄花序處理技術(shù)，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(shù)是一個(gè)純物理過程[11]，不影響食品原有質(zhì)地、風(fēng)味和色澤，成為近年來的研究熱點(diǎn)，在食品加工處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[47-50]。

6 展望

中國(guó)是核桃生產(chǎn)大國(guó)，核桃雄花序資源豐富，營(yíng)養(yǎng)全面，開發(fā)利用前景廣闊，隨國(guó)內(nèi)核桃產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，核桃雄花序資源開發(fā)利用將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。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(fèi)，且關(guān)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(guān)研究還不完善，不能為合理開發(fā)利用核桃雄花序資源提供系統(tǒng)的理論依據(jù)。作為一種待開發(fā)的天然營(yíng)養(yǎng)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(fā)、天然黑色素提取與應(yīng)用、天然抗氧化劑開發(fā)等方面的研發(fā)力度；另外，有關(guān)核桃雄花序成分提取工藝優(yōu)化集成技術(shù)、生態(tài)環(huán)境變化對(duì)雄花序食用品質(zhì)影響以及雄花序黑色素成分鑒定等方面內(nèi)容也亟待進(jìn)一步加強(qiáng)，為核桃資源綜合利用提供理論指導(dǎo)。