我國不同主產(chǎn)區(qū)核桃品質綜合評價分析

耿樹香，寧德魯，陳海云，賀 娜

(云南省林業(yè)和草原科學院，昆明 650201)

我國是世界核桃的起源地之一，廣泛栽培于山西、河北、新疆等北方產(chǎn)區(qū)的是普通核桃(JuglansregiaL.)，而云南種植的核桃主要是深紋核桃即鐵核桃、云南核桃(JuglanssiggillataL.)[1-2]。核桃產(chǎn)業(yè)提質增效的關鍵是核桃品質。目前已從核桃青皮中分離得到許多有效化學物質如胡桃醌、酚酸類、多糖及二芳基庚烷類化合物等[3]。核桃仁是核桃的主要食用部分，其營養(yǎng)成分的組成及有效利用是前人研究的重點[4-5]。核桃仁營養(yǎng)品質受核桃品種、立地環(huán)境和栽培管理等多重因素的影響，其中核桃品種是影響核桃營養(yǎng)品質的內在因素[5]。針對核桃營養(yǎng)品質的研究限于特定省份、較小范圍的常規(guī)營養(yǎng)指標的研究比對[6]，而我國核桃整體營養(yǎng)品質水平尚未有報道。

本研究通過對我國不同主產(chǎn)區(qū)核桃進行采樣，對核桃青皮、仁、分心木的營養(yǎng)成分進行測定和綜合評價分析，并對普通核桃、云南核桃以及兩類核桃之間的綜合品質差異規(guī)律進行深入探討,基于化學計量學提出核桃品質差異特征成分，并建立核桃綜合品質評價數(shù)學模型，最終實現(xiàn)對我國核桃品質的定量比較。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

供試的22個核桃品種的果實于2015年8月15日— 9月30日采自新疆、陜西、河北、山西以及云南大理、昌寧、華寧等核桃主栽區(qū)，所采果實均為成熟果(樹體3/4的核桃果青皮開始裂開)，鮮樣直接手工剝去青皮，青皮、殼果均在40℃烘干，制備青皮、仁、分心木的樣品備用。核桃采樣地點及品種見表1。

表1 核桃采樣地點及品種

石油醚(60～90℃)、濃硫酸、鹽酸、重蒸苯酚、檸檬酸鈉、茚三酮、2.5 mmol/mL氨基酸標準溶液 (Sigma)、福林酚試劑、無水碳酸鈉、沒食子酸、丙酮、甲醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、碳酸鈉、氫氧化鈉均為分析純；蘆丁標準品、胡桃醌標準品，純度均大于98%，購自國家標準物質中心。

1.1.2 儀器與設備

丹麥FOSS Soxtec 2008全自動索氏抽提儀，F(xiàn)OSS KjeltecTM8400全自動凱氏定氮儀，Biochrom30+氨基酸分析儀(英國Biochrom公司)，U-5100UV/VIS可見紫外分光光度計，HPLC液相色譜儀(美國賽默飛)，AE-100電子天平，恒溫水浴鍋，離心機。

1.2 試驗方法

1.2.1 黃酮含量測定

核桃黃酮含量測定參考文獻[7]。

1.2.2 核桃單寧含量測定

單寧含量測定參考文獻[8]。

1.2.3 胡桃醌含量測定

標準溶液配制：精密稱取2.0 mg胡桃醌標準品，用甲醇超聲溶解，配制成2 mg/mL的標準母液，然后用甲醇稀釋成梯度質量濃度為1、5、10、20、50、80、100 μg/mL的工作使用液，過0.45 μm濾膜，待高效液相色譜測定。繪制質量濃度-峰面積標準曲線。

高效液相色譜條件：C8反相色譜柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm)；流動相為甲醇-重蒸水(體積比56∶44，用磷酸調至pH 3.5);檢測波長250 nm；流速0.5 mL/min；柱溫為室溫；進樣量10 μL。

樣品處理：取剪碎混合樣品約5 g于研缽中，加入約2 mL 75%甲醇溶液，研磨后置于25 mL具塞試管中定容，超聲30 min，冷卻后補足至刻度。取適量樣液4 000 r/min離心10 min，取上清液過0.45 μm濾膜于進樣小瓶中，進高效液相色譜儀測定，測定結果代入標準曲線方程，計算胡桃醌含量。

1.2.4 粗脂肪含量測定

依據(jù)GB/T 5512—2008測定粗脂肪含量。

1.2.5 粗蛋白含量測定

依據(jù)GB 5009.5—2010測定粗蛋白含量。

1.2.6 脂肪酸組成測定

依據(jù)GB/T 17376—1998、GB/T 17377—1998測定脂肪酸含量。

1.2.7 氨基酸組成測定

依據(jù)GB 5009.124—2016測定氨基酸組成。

1.2.8 維E含量測定

依據(jù)GB/T 5009.82—2003測定維生素E含量。

1.2.9 褪黑素含量測定

褪黑素含量測定參考文獻[9]。

1.2.10 磷脂含量測定

依據(jù)SN/T 3851—2014測定磷脂含量。

1.2.11 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007和SPSS18.0分析軟件，對所有核桃品種青皮、仁、分心木的多個經(jīng)濟性狀數(shù)據(jù)進行分析，并進行主成分分析和綜合評價。

2 結果與分析

2.1 6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮的營養(yǎng)成分

6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮黃酮、單寧含量見圖1，胡桃醌含量見圖2。

圖1 6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮黃酮、單寧含量

圖2 6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮胡桃醌含量

由圖1可知，6個產(chǎn)區(qū)云南核桃青皮黃酮含量最高，平均含量為20.258 1 mg/g，其中‘魯?shù)榇舐?號’的含量最高，四川的(14.429 mg/g)最低，這與取樣單一有關，需進一步補樣驗證。除云南外其他5省區(qū)黃酮平均含量為17.713 mg/g。云南核桃單寧平均含量為12.548 1 mg/g，而普通核桃單寧平均含量為10.318 mg/g，普通核桃中單寧含量最高的是山西的(12.636 mg/g)，含量最低的是四川的(5.391 mg/g)。

由圖2可知，云南核桃胡桃醌平均含量為0.044 7 mg/g，其中含量最高的品種為‘大姚三臺’(0.23 mg/g)，其他5個產(chǎn)區(qū)胡桃醌含量最高的是山西的‘魯光’(0.198 mg/g)，含量最低的為河北‘遼核1號’(0.014 2 mg/g)，平均含量為0.055 7 mg/g。

2.2 6個產(chǎn)區(qū)核桃仁的營養(yǎng)成分

6個產(chǎn)區(qū)核桃仁的粗脂肪、粗蛋白含量及氨基酸總量見圖3，維生素E、褪黑素及磷脂含量見圖4。

圖3 6個產(chǎn)區(qū)核桃仁的粗脂肪、粗蛋白含量及氨基酸總量

由圖3～圖4可知，云南10個核桃品種粗脂肪、維生素E、褪黑素、磷脂平均含量均高于12個普通核桃品種。普通核桃中：粗脂肪含量最高的是新疆的，為61.16%，最低的是陜西的，平均為55.26%，5個產(chǎn)區(qū)平均含量59.03%；粗蛋白含量最高的是河北的，平均為15.40%，最低的是新疆的，為12.57%，5個產(chǎn)區(qū)平均含量14.45%；氨基酸總量最高的是陜西的，為35.45%，最低的是新疆的，為11.04%，5個產(chǎn)區(qū)平均含量27.97%；維生素E含量最高的是新疆的，為1.1 mg/g，最低的是山西的，為0.6 mg/g，5個產(chǎn)區(qū)平均含量0.83 mg/g。褪黑素含量最高的是云南核桃中的‘漾濞泡’，為13.77 ng/g，普通核桃中的褪黑素含量普遍偏低，平均為1.905 ng/g，‘西扶2號’與‘清香’兩品種核桃均未檢出褪黑素。磷脂含量最高的是云南的‘華寧大白殼’，為83.14 mg/kg。

圖4 6個產(chǎn)區(qū)核桃仁的維生素E、褪黑素及磷脂含量

2.3 6個產(chǎn)區(qū)核桃分心木的營養(yǎng)成分6個產(chǎn)區(qū)核桃分心木的營養(yǎng)成分含量見圖5。

圖5 6個產(chǎn)區(qū)核桃分心木的營養(yǎng)成分含量

由圖5可知：10個云南核桃品種分心木的黃酮含量為3.59%～5.44%，最高為‘漾鼻泡’，最低為‘魯?shù)榇舐?號’，平均含量為4.42%；粗脂肪含量為1.35%～3.14%，最高為‘昌寧細香’，最低為‘漾鼻泡’，平均含量為2.22%；粗蛋白含量為1.25%～1.95%，最高為 ‘華寧大砂殼’，最低為‘圓菠蘿’；氨基酸總量為1.69%～3.62%，平均含量為2.83%；必需氨基酸含量為0.77%～1.53%，平均含量為1.17%。

12個普通核桃品種分心木的黃酮含量為1.22%～1.95%，最高為山西‘中林1號’，最低為山西‘晉龍2號’，平均含量為1.56%；粗脂肪含量為3.99%～6.39%，最高為新疆‘溫185’，最低為四川‘元源早’，平均含量為4.62%；粗蛋白含量為1.22%～3.04%，最高為陜西‘香玲’，最低為山西‘晉龍2號’；氨基酸總量為0.56%～2.04%，平均含量為1.41%；必需氨基酸含量為0.18%～1.65%，平均含量為0.96%。10個云南核桃分心木中黃酮含量均高于12個普通核桃樣品，而12個普通核桃樣品分心木中粗脂肪含量均高于云南核桃，其他成分含量差異不大。

2.4 主成分分析與評價

以6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮、仁、分心木的相關經(jīng)濟性狀數(shù)據(jù)為基礎，計算各主成分的特征值，結果見表2。

表2 6個產(chǎn)區(qū)核桃營養(yǎng)成分主成分分析

由表2可以看出，主成分分析特征值中前3個主成分的累積方差貢獻率為84.245%，即這3個主成分包含了全部信息的84.245%，因此可以用這3個主成分對其指標進行概括分析。第1主成分中青皮黃酮、青皮單寧、仁褪黑素、仁磷脂、分心木黃酮和分心木氨基酸總量的載荷值較大，方差貢獻率為52.438%；第2主成分中仁粗脂肪、仁粗蛋白、仁維生素E、仁氨基酸總量和分心木粗蛋白的載荷值較大，方差貢獻率為19.606%；第3主成分的分心木粗脂肪、分心木黃酮和分心木氨基酸總量的載荷值較大，方差貢獻率為12.201%。

以上3個主成分的載荷值為正值且數(shù)值較大，表明此指標對該主成分的正向影響越大；載荷值為負且值較大，表明此指標對該主成分的負向影響越大。

用Z1、Z2、Z3分別代表這3個主成分，X1、X2、X3……X11、X12、X13分別代表13個指標，可得到如下線性方程：

Z1=0.901X1+0.837X2+0.718X3+0.633X4+0.560X5+0.562X6+0.599X7+0.890X8+0.820X9+0.421X10+0.628X11+0.803X12+0.848X13

Z2=-0.342X1-0.261X2+0.394X3-0.549X4+0.698X5+0.756X6-0.657X7+0.014X8-0.157X9-0.211X10+0.579X11-0.075X12+0.083X13

Z3=0.046X1+0.281X2+0.219X3+0.107X4+0.163X5+0.063X6-0.060X7-0.390X8+0.281X9+0.771X10+0.125X11-0.560X12-0.507X13

同時，分別以第1、2、3主成分對應的方差貢獻率a1、a2、a3作為權數(shù)，構建的綜合評價模型為：

綜合得分(C)=a1Z1+a2Z2+a3Z3

將6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮、仁、分心木的測定數(shù)據(jù)代入對應的表達式中，得到各品種綜合得分，見表3。

表3 6個產(chǎn)區(qū)核桃青皮、仁、分心木的綜合得分與排序

由表3可見，云南的綜合得分最高，新疆的最低，不同產(chǎn)區(qū)核桃綜合得分排序為云南>陜西>山西>河北>四川>新疆。

3 結 論

6個產(chǎn)區(qū)22個主栽核桃青皮、仁和分心木的比較中發(fā)現(xiàn)：青皮營養(yǎng)成分中黃酮含量最高的為云南‘魯?shù)榇舐?號’(24 mg/g)，最低的是河北‘贊美’，青皮單寧含量最高的是云南‘漾鼻泡’(16.62 mg/g)，最低的是四川‘元源早’，青皮中胡桃醌含量最高的是云南‘大姚三臺’，最低的是河北‘遼核1號’；仁中粗蛋白含量最高的是云南‘魯?shù)榇舐?號’，最低的是新疆‘溫185’，粗脂肪含量最高的是云南‘漾鼻泡’，最低的是云南‘圓菠蘿’，氨基酸總量最高的是陜西‘中林5號’，最低的是云南‘大姚三臺’，維生素E含量最高的是新疆‘溫185’，最低的是山西‘中林1號’，褪黑素含量最高的是云南核桃，普通核桃有的未檢出，磷脂含量最高的是云南‘華寧大白殼’，最低的是新疆‘溫185號’；分心木中粗脂肪含量最高的是新疆‘溫185’，最低的是云南‘漾鼻泡’，粗蛋白含量最高的是陜西核桃，最低的是新疆核桃，黃酮含量最高的是云南‘漾鼻泡’，最低的是新疆‘溫185’，氨基酸總量最高的是云南‘永11號’，最低的是山西‘晉龍2號’。不同產(chǎn)區(qū)核桃全果的主成分分析表明，云南主栽的10個品種核桃青皮、仁、分心木中主要營養(yǎng)成分總體優(yōu)于普通核桃。