劉 艷，陶 亮，顧 凡，代佳和,*，田 洋

（1.云南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，云南昆明 650201；2.滇西應用技術大學普洱茶學院，云南普洱 665099；3.食藥同源資源開發(fā)與利用教育部工程研究中心，云南昆明 650201）

核桃（Juglansspp）又稱為胡桃、憲果、羌桃，是胡桃科核桃屬植物，是一種綜合開發(fā)利用價值很高的木本油料樹種及干果樹種。我國是核桃種植面積及產(chǎn)量大國，物種資源豐富達380 多種，廣泛分布在20 多個省份，主要集中在云南、四川、新疆、貴州等省份。由于云南地形地貌復雜、氣候條件特殊、土壤類型多種多樣，造成核桃種質(zhì)資源豐富，品種繁多[1]。漾濞泡核桃仁色黃白、口感香醇，是云南省主栽良種。紫仁核桃屬云南核桃晚實特異類群，因核仁皮色為紫色而得名，其核仁顏色特殊，是我國極其寶貴的核桃種質(zhì)資源，可作為育種材料開發(fā)和利用[2]。

香味是影響食品質(zhì)量和消費者感知的一個關鍵因素，不同品種的核桃會導致核桃仁的營養(yǎng)成分及相關性風味物質(zhì)產(chǎn)生差異。目前關于云南核桃營養(yǎng)成分測定分析的研究較多，但鮮有結(jié)合核桃仁的揮發(fā)性風味物質(zhì)研究核桃品質(zhì)異同的研究。胡祥等[3]測定了云南核桃‘龍佳’的基本營養(yǎng)成分、脂肪、氨基酸含量；袁獎娟等[4]對云南三種有色泡核桃仁基本營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)元素、脂肪酸及多酚類物質(zhì)進行了測定；耿樹香等[5]對22 個云南主栽品種核桃的蛋白質(zhì)及脂肪的含量進行測定，劉嬌等[6]對漾泡核桃的堅果品質(zhì)比較進行綜合評價。云南核桃的栽培品種較多，目前的報道尚未對大理漾泡、大理紫皮核桃的營養(yǎng)成分進行研究分析。本研究通過對大理漾泡、大理紫皮核桃的氨基酸、脂肪酸、礦物質(zhì)含量及相關性風味物質(zhì)進行測定分析，為大理核桃營養(yǎng)品質(zhì)評價、綜合開發(fā)利用、桃核的深加工利用以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)和市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

漾泡核桃仁300 g、紫皮核桃仁300 g 均采自大理漾濞，選取核桃仁色澤金黃、肉質(zhì)飽滿、無霉變、無蟲害、無雜質(zhì)的果仁為實驗材料；三氯乙酸、氯化鈉、冰乙酸、鹽酸、檸檬酸（分析純）四川西隴科學有限公司；18 種氨基酸標準品（純度≥99%）購自美國Sanland 公司；牛血清蛋白 上海藍季科技發(fā)展有限公司

7890A 高效氣相色譜儀 美國安捷倫公司；Biochrom 30 全自動氨基酸分析儀 寧波歐普儀器有限公司；KDY-9810 型凱氏定氮儀 北京市通潤源機電技術有限責任公司；Optima 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 美國PE 公司；UV 752N 紫外-可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 游離氨基酸含量測定 參考Li 等[7]的方法并作適當修改。準確稱取50 mg 核桃樣品，加入20 mL超純水，勻漿，然后加入20 mL 5%的三氯乙酸溶液，充分混勻后于4 ℃靜置12 h，過濾，取濾液定容至50 mL，搖勻后過0.22 μm 濾膜，待氨基酸自動分析儀檢測。

1.2.2 脂肪酸組成的測定 脂肪酸根據(jù)GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的測定》對核桃仁中的脂肪酸含量進行測定[8]。

1.2.3 核桃仁風味化合物測定 核桃仁風味化合物采用GC-MS 測定。稱取核桃仁5 g（精確到0.01 g），加入10 mL 蒸餾水，研磨后過濾勻漿，制得樣品溶液備用。取3.0 mL 樣品置于20 mL 頂空瓶中，將老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB 萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于60 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

GC 條件：進樣口溫度：265 ℃，載氣流速：1.0 μL/min；程序升溫：40 ℃保持2 min，以5 ℃/min 升溫至120 ℃，保持6 min，最后以10 ℃/min 升溫至25 ℃，保持6 min。

MS 條件：放射電流，電子能量70 eV，離子溫度200 ℃，傳輸線溫度250 ℃，探測器電壓：1000 V。

定性、定量方法：用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析鑒定核桃樣品溶液，得到總離子色譜圖。經(jīng)計算機NIST Library 譜庫檢索，擇相似度大于800 的物質(zhì)予以確認，按各組分峰面積進行數(shù)據(jù)分析處理。

1.2.4 主要營養(yǎng)物質(zhì)及礦物質(zhì)元素測定 碳水化合物含量測定：參照GB/T 10782-2006《食品中總糖含量測定》；蛋白質(zhì)含量的測定：參照GB 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》[9]；脂肪含量的測定：參照GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》[10]；灰分的測定：參照GB 5009.4-2016《食品中灰分的測定》；磷含量的測定：參照GB 5009.87-2016《食品中磷的測定》[11]；鋅含量的測定：參照 GB 5009.14-2016《食品中鋅的測定》[12]；鐵含量的測定：參照GB 5009.90-2016《食品中鐵的測定》[13]；鎂含量的測定：參照GB 5009.241-2017《食品中鎂的測定》[14]；鈣含量的測定：參照GB 5009.92-2016《食品中鈣含量的測定》[15]；銅含量的測定：參照GB 5009.90-2016《食品中銅含量的測定》[16]；鈉、鉀含量的測定：參照GB 5009.91-2017《食品中鉀、鈉的測定》[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 漾泡、紫皮核桃仁的游離氨基酸組成分析

游離氨基酸的含量、組成及閾值共同決定了產(chǎn)品的滋味強度[18]。根據(jù)氨基酸不同的結(jié)構(gòu)特性，主要將其分為鮮味、甜味和苦味氨基酸，呈味氨基酸含量越高可使呈味更加濃厚、豐富[19]。漾泡和紫皮核桃的17 種游離氨基酸色譜圖見圖1，含量見表1。漾泡核桃仁中總游離氨基酸的含量（868.70 mg/kg）顯著低于紫皮核桃仁（2471.30 mg/kg）（P＜0.05）。兩種核桃仁中都包含天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4 種鮮味氨基酸[20]，鮮味氨基酸的組成和含量的多少決定了核桃仁的鮮美程度，本研究中紫皮核桃仁的總鮮味氨基酸含量（948.30 mg/kg）顯著高于漾泡核桃仁（540.22 mg/kg）（P＜0.05）。紫皮核桃中谷氨酸含量（578.00 mg/kg）最高，其次是精氨酸（447.90 mg/kg）和丙氨酸（196.20 mg/kg）；漾泡核桃谷氨酸含量（222.50 mg/kg）最高，其次為天門冬氨酸（113.36 mg/kg）、精氨酸（88.50 mg/kg）。紫皮核桃的四種鮮味氨基酸含量均顯著高于漾泡核桃（P＜0.05）。

圖1 核桃仁的不同游離氨基酸色譜圖Fig.1 Chromatograms of different free amino acids of walnut kernel

表1 核桃仁游離氨基酸含量（mg/kg）Table 1 Free amino acid content of walnut kernel (mg/kg)

根據(jù)FAO/WHO 提出的標準，必需氨基酸與非必需氨基酸比值（EAA/NEAA）越接近FAO/WHO氨基酸模式要求60%左右時，說明該蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值越高[21]。漾泡、紫皮核桃仁中FAO/WHO 值分別為31.90%、38.16%，2 種核桃與FAO/WHO 標準值有一定的差距，但紫皮核桃高于漾泡核桃，由此表明紫皮核桃蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值高于漾泡核桃。

2.2 漾泡、紫皮核桃仁脂肪酸組成及含量

表2 可見，漾泡、紫皮核桃仁中均檢出8 種脂肪酸，包括3 種飽和脂肪酸和5 種不飽和脂肪酸。漾泡、紫皮核桃仁飽和脂肪酸中棕櫚酸含量最高（4.17%、2.69%），硬脂酸次之（1.32%、1.12%），花生酸含量最低（0.04325%、0.0386%），漾泡核桃仁的棕櫚酸含量高于紫皮（P＜0.05）。不飽和脂肪酸5 種，單不飽和脂肪酸3 種，包括棕櫚一烯酸（0.0911%、0.0389%）、油酸（16.10%、21.40%）、花生一烯酸（0.0711%、0.0793%），紫皮核桃仁的油酸、花生一烯酸含量高于漾泡核桃仁（P＜0.05），棕櫚一烯酸含量低于漾泡核桃仁（P＜0.05）；多不飽和脂肪酸2 種，亞油酸（37.00%、27.80%）、亞麻酸（4.00%、5.58%），漾泡核桃仁亞油酸含量高于紫皮核桃仁（P＜0.05），亞麻酸含量低于紫皮核桃仁（P＜0.05）。

表2 核桃仁脂肪酸組成（%）Table 2 Fatty acid composition of walnut kernel (%)

多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸相對含量的比值是判定脂肪酸性質(zhì)的一個重要指標，當其值＞2 時，表明植物的油脂具有降血脂功能，其值越大降血脂功能越強[22-23]。本研究中漾泡、紫皮核桃仁的多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸的值分別為7.41、8.67，漾泡核桃仁低于紫皮，說明紫皮核桃仁油脂降血脂的能力高于漾泡核桃仁，與李瑞等[24]報道的云南17 種核桃仁相比其值接近甚至高于個別品種。

2.3 漾泡、紫皮核桃仁主要營養(yǎng)物質(zhì)及礦物質(zhì)元素分析

營養(yǎng)物質(zhì)對于維持人體生命健康和生命活動具有重要意義，由表3 可知漾泡、紫皮兩種核桃仁富含脂肪（68.4、69.7 g/100 g）、蛋白質(zhì)（19.5、23.1 g/100 g）、碳水化合物（7.4、9.2 g/100 g）三大產(chǎn)能營養(yǎng)素，其中紫皮核桃仁的蛋白質(zhì)和碳水化合物含量均高于漾泡核桃仁（P＜0.05）。核桃蛋白是優(yōu)質(zhì)蛋白，本研究中漾泡、紫皮核桃仁蛋白質(zhì)含量均高于耿香樹等[5]研究中的22 種核桃蛋白質(zhì)含量。此外，漾泡核桃仁中灰分含量高于紫皮核桃仁，可能與核桃種植地環(huán)境、氣候等眾多因素有關。

表3 核桃仁的主要營養(yǎng)成分及礦物質(zhì)元素含量測定Table 3 Determination of main nutrients and mineral element content of walnut kernel

礦物質(zhì)元素是維持機體生理活動不可或缺的營養(yǎng)元素，人體不能自身合成，需要從外界獲取[25]。由于核桃仁富含豐富的礦物質(zhì)元素，可作為人們攝取礦物質(zhì)元素的重要來源。由表3 可知，紫皮核桃仁中P、Zn、Fe、Cu、Na、K 元素含量均高于漾泡核桃（P＜0.05），Mg、Ca 元素含量均低于漾泡核桃仁。

2.4 漾泡、紫皮核桃仁揮發(fā)性成分的GC-MS 測定結(jié)果

按照GC-MS 法的條件試驗，對核桃樣品溶液頂空收集物質(zhì)進行了GC-MS 分析，圖2、圖3 為漾泡、紫皮核桃總離子色譜圖，通過計算機檢索和人工解析，扣除由萃取頭帶來的硅氧烷類雜質(zhì)峰，對漾泡、紫皮核桃仁的30 種、33 種化合物進行分析。

圖2 漾泡核桃仁離子流色譜圖Fig.2 Chromatogram of the ion flow of the Yangpao walnut kernel

圖3 紫皮核桃仁離子流色譜圖Fig.3 Chromatogram of ion flow of purple walnut kernels

由表4 可得，漾泡核桃仁中檢測出29 種揮發(fā)性風味成分，主要包括：醇類2 種（19.93%）、烯烴類11 種（5.08%）、醛類4 種（4.11%）、酯類3 種（2.25%）、酮類4 種（1.43%）、酸類1 種（0.31%）芳香烴類5 種（0.225%），紫皮核桃仁中共檢測出32 種揮發(fā)性風味成分，主要包括醇類2 種（27.36%）、醛類8 種（17.33%）、酮類7 種（8.69%）、酯類8 種（2.67%）、烯烴類5 種（0.853%）、酸類1 種（0.10%）、芳香烴類1 種（0.057%），兩種核桃仁在揮發(fā)性風味成分的種類及峰面積占比上均有著明顯的差異。

表4 漾泡、紫皮核桃仁揮發(fā)性風味化合物Table 4 Volatile flavor compounds of the Yangpao,purple walnut kernels

對不同種類的風味物質(zhì)進行分析：醇類化合物前體物質(zhì)為多不飽和脂肪酸，可與某些酸形成酯類物質(zhì)，因此可賦予油脂清新的花草香氣[27]。本試驗檢測到漾泡、紫皮核桃仁的醇類化合物峰面積占比最大，其中己醇含量最高，分別占19.91%、27.35%，己醇可賦予核桃淡青的嫩枝葉氣息、酒香、果香和脂肪氣息；醛類化合物主要來自于油脂的氧化，具有脂肪香味[28]。紫皮核桃中醛類化合物組成豐富且峰面積占比大，為7 種（17.08%），漾泡中4 種（3.82%）。己醛（蘋果香氣）、庚醛（堅果香氣）、（E）-2-庚烯醛（鮮甜的果味）、月桂醛（帶有甜的花香和柑橘香氣）在紫皮核桃仁中檢出，是紫皮核桃的主要特征性風味；多數(shù)的酮類物質(zhì)具有獨特的清香、奶油香味或果香氣味，能使食物整體風味更加飽滿[29]。

紫皮核桃仁中酮類物質(zhì)的種類及峰面積均高于漾泡核桃仁，分別為7 種（8.69%）、4 種（1.43%），辛酮、2-辛酮、苯乙酮、異佛爾酮在紫皮核桃仁中存在，其中2-辛酮含量較高能賦予核桃仁蘋果香氣；烯烴類化合物氣味強烈，呈味閾值也較低，大多具有辛香、木香、柑橘香、樟腦香、檸檬香及熱帶果香等香氣。紫皮核桃仁中檢測到的烯烴類物質(zhì)只有P-傘花烴、長葉環(huán)烯、2-莰烯、枯稀四種，而漾泡核桃仁中烯烴類化合物組成較為豐富有7 種（1.15%）；酯類化合物一般具有酒香、花香和典型的水果香氣，是很重要的呈香物質(zhì)，通常是由脂質(zhì)代謝或酸類及醇類物質(zhì)的酯化反應生成[30]。兩種核桃仁的酯類化合物峰面積接近，但所含種類差異較大，大理紫皮8 種（2.67%）、漾泡3 種（2.25%），月桂酸甲酯、乙酸丁酯、己酸甲酯、辛酸乙酯、丙位辛內(nèi)酯、己酸戊酯、甘油二乙酸酯等在紫皮核桃仁中檢出，能賦予紫皮核桃仁果香、酒香及脂肪的香氣；芳香烴類化合物主要來源于脂肪酸烷氧自由基的均裂，但由于其閾值普遍較高[31]。在漾泡、紫皮核桃仁總峰面積中占比較小，分別為（0.22%、0.057%）可認為對核桃的風味貢獻較小。

3 討論與結(jié)論

通過對大理紫皮、漾泡兩種核桃仁的基本營養(yǎng)成分及揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析，可以得出兩種核桃仁所含的氨基酸種類、礦物質(zhì)元素、脂肪酸組成一致，但在含量方面兩者存在較大差異，紫皮核桃仁的游離氨基酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)元素含量（2471.3 mg/kg、23.1 g/100 g、9.2 g/100 g、9184.83 mg/kg）高于漾泡核桃仁（868.7 mg/kg、19.5 g/100 g、7.4 g/100 g、8418.45 mg/kg）（P＜0.05），鮮味氨基酸的組成和含量的多少決定了核桃仁的鮮美程度，紫皮核桃仁鮮味氨基酸含量（948.30 mg/kg）顯著（P＜0.05）高于漾泡核桃仁（540.22 mg/kg）；漾泡、紫皮核桃仁的蛋白質(zhì)含量（19.5、23.1 g/100 g）、碳水化合物（7.4、9.2 g/100 g）高于蘇為耿等[32]報道的龍佳、香寧、勝霜、漾濞等品種中的含量，兩種核桃仁蛋白含量較高可考慮將其做成蛋白飲品。

脂肪酸的組成及含量是衡量核桃仁品質(zhì)和營養(yǎng)價值的重要指標，其中不飽和脂肪酸對風味物質(zhì)的產(chǎn)生有很大的影響，對人體健康也有重要影響，在本試驗結(jié)果中，漾泡和紫皮核桃仁不飽和脂肪酸占比為（41.00%、33.38%），不飽和脂肪酸中油酸含量（16.1%、21.4%）、亞油酸含量（37.00%、27.80%）、亞麻酸含量（4.00%、5.58%），與耿樹香等[4]報道的云南主栽的40 種核桃脂肪酸含量存在一定差異，可能是由于核桃的種植地域、環(huán)境氣候及果實成熟度、存儲條件等差異造成脂肪酸含量的不同。

從大理漾泡、紫皮核桃仁中分別鑒定出29、32 種揮發(fā)性風味物質(zhì)，兩種核桃仁中有共同的香氣成分（丁酸丁酯、（E）-2 辛烯醛、正辛醛、壬醛、癸醛、2-庚酮、甲基庚烯酮、壬酮、己醇、戊酸、α-蒎烯、萘）能賦予核桃仁果香及油脂香氣，己醛、庚醛、（E）-2-庚烯醛、月桂醛、2-辛酮、乙酸丁酯、2-莰烯是紫皮核桃仁的主要風味物質(zhì)，賦予紫皮核桃仁甜的花果香氣?？啡?、壬酮、苯乙烯、3-蒈烯、1,2,4,5-四甲基苯、1-甲基萘是漾泡核桃的主要風味物質(zhì)，賦予漾泡核桃仁油脂、木質(zhì)香及香辣氣味。以上結(jié)果表明兩種核桃都具有較高的營養(yǎng)價值，紫皮核桃略勝一籌。旨在通過本實驗的測定，為大理的核桃營養(yǎng)價值，風味物質(zhì)的研究提供一定的數(shù)據(jù)支持。

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