李 瑞 陆 斌 刘 云 阚 欢 郝佳波 毛云玲

(1. 西南林业大学轻工与食品工程学院，云南 昆明 650224；2. 林业科学院，云南 昆明 650204)

核桃(JuglanssiggillataL.)属胡桃科植物，素有“木本油料之王”之称，是世界四大干果(核桃、扁桃、板栗、腰果)之一[1-2]。在中国栽培历史悠久，资源丰富，是中国由来已久的药食两用食品[3]。长期以来大多注重核桃油保健价值的研究，却忽视了对核桃仁的研究和利用，核桃仁蛋白质含量丰富，富含碳水化合物、膳食纤维、矿物质、维生素等成分，其氨基酸种类齐全，含有的8种人体必需氨基酸比例合理，其中天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸含量较高[4-6]，可以开发出促进大脑记忆、增长智力、促进钙离子吸收的保健品[7-8]。目前，核桃作为国家战略性树种，其产业已成为中国农村支柱型产业在快速发展，并且在农业结构、农民收入和出口创汇方面发挥着越来越重要的作用[9]。

不同品种核桃仁的营养存在较大差异，根据氨基酸配比筛选优质核桃仁有助于选育及种植，对资源利用具有指导性意义[10]。近年来，核桃仁蛋白质被作为生产核桃多肽的原料广泛应用于医药研究方面，因其产品具有抗心血管疾病、抗氧化、抗肥胖等多种生理功能[11-13]。在食品方面，其蛋白质被作为原料用来生产高蛋白核桃粉、核桃酱油、核桃蛋白酱、核桃多肽酒等产品，也作为食品添加剂[14-16]。它的药食同源性可改善食品原有品质。系统地研究核桃仁氨基酸组成及氨基酸模式组成，能直观地评价核桃仁的营养价值，提高核桃仁的资源利用[17-18]。

目前，对核桃仁的综合利用研究尚缺乏，通过氨基酸进行核桃仁营养评价分析的文献报道也相对空白。针对提升核桃仁的应用价值及育种优势，本试验拟对云南17个产地的核桃仁的氨基酸模式及其营养价值进行具体的研究分析，为相关的深加工技术及利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

在云南省选取经厂商进行脱脂工艺处理后的核桃仁作为试验材料，共17种核桃仁样品，其产地的编号及名称如表1所示。

表1 云南17个产地核桃仁样品来源Table 1 Sources of walnut kernel samples from 17 producing areas of Yunnan

1.2 试验方法

1.2.1 蛋白质含量测定 按GB 5009.5—2016执行。

1.2.2 氨基酸含量测定及分析 根据GB 5009.124—2016测定氨基酸含量，通过氨基酸评分法对氨基酸相关指标进行计算分析。通过FAO/WHO的必需氨基酸模式计算出17个产地核桃仁中必需氨基酸的氨基酸比值(ratio of amino acid，RAA)、氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid，RC)以及比值系数分(score of RC，SRC)。

(1) 氨基酸评分法：

(1)

式中：

RAA——在某种食物蛋白质中的某种必需氨基酸含量相当于模式中相应必需氨基酸的倍数；

E1——样品中待测蛋白质必需氨基酸的含量；

E2——FAO/WHO中相应必需氨基酸的含量。

(2) 氨基酸比值系数测定：

(2)

式中：

RC——各样品的氨基酸比值系数；

R1——样品中各必需氨基酸相应的氨基酸比值；

R2——样品中所有必需氨基酸的氨基酸比值之均值。

RC值最小即为第一限制性氨基酸(first limiting amino acid，FLAA)[19]。

若RC=1，则样品氨基酸含量与标准模式氨基酸一致；若RC>1，则样品的必需氨基酸相对过剩；若RC<1，则样品的必需氨基酸相对不足。

(3) 氨基酸比值系数分测定：SRC着重分析各种EAA相对于FAO/WHO模式或全蛋模式氨基酸的离散程度，若必需氨基酸的变异系数RC越分散，则必需氨基酸在氨基酸平衡生理作用方面所提供的贡献越大，则CV变大，SRC变小，蛋白质的营养价值越差，相比较而言，SRC越接近100，其营养价值相对越高[19]。

(3)

式中：

CV——氨基酸比值系数的变异系数；

σEAA——必需氨基酸的标准差；

SRC=100+CV×100，

(4)

式中：

SRC——比值系数分。

若CV=0，SRC=100，则样品必需氨基酸组成与标准模式一致。

1.2.3 氨基酸的聚类分析 采用SPSS 24.0数据处理软件对云南17个产地核桃仁进行氨基酸聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地核桃仁中蛋白质平均含量

核桃仁蛋白质的总平均含量为18.42%，约占核桃仁营养成分的1/5，蛋白质含量较为丰富，其中H17产地核桃仁的蛋白质平均含量最高，为23.10%，H12产地核桃仁的蛋白质平均含量最低，为14.60%。云南17个产地核桃仁蛋白质平均含量如表2所示。

2.2 不同产地核桃仁中氨基酸组成及含量

云南17个产地核桃仁的氨基酸含量及不同类别的氨基酸含量见表3、4。

由表3可得，17个产地核桃仁中，氨基酸总量平均为4.14%，其中H12产地的氨基酸总含量最低，为3.36%，H17产地的氨基酸总含量最高，为5.14%。17个产地核桃仁的GLU含量最高，为0.79%，其次是ARG，为0.66%，再次是ASP，为0.44%。

表2云南17个产地核桃仁蛋白质平均含量

Table 2 Average content of walnut kernel protein from 17 producing areas of Yunnan

%

结合表3、4可知，H2产地的必需氨基酸含量最高，为1.76%，E/T为37.29%，E/N为59.46%，最为接近FAO与WHO的E/T(40%)和E/N(60%)，H12产地的必需氨基酸含量最低，为1.13%，E/T为33.72%。综合得出，17个产地核桃仁的E/T值和E/N值大多略低于FAO与WHO提出的值。药效氨基酸具有很重要的药理作用，如ASP能有效缓解疲劳，增强肝脏的机理功能，治疗和预防高血压，心脏病等疾病，GLU可治疗严重的肝功能不全，肝昏迷症状，其衍生物谷氨酸钠钾及谷氨酸钠盐可有效降低氨，对氨起着解毒的作用[20]。由表4得出，M/T均高于50%，即17个产地的核桃仁中含有丰富的药效氨基酸，H11产地的药效氨基酸含量最高，占氨基酸总量的68.63%，H1产地的药效氨基酸含量最低，占氨基酸总量的67.47%。17个产地核桃仁的呈味氨基酸均高于30%，且H8产地的呈味氨基酸含量最高，为40.63%，可表明核桃仁能作为开发天然呈味物质的资源。

表3 云南17个产地核桃仁的氨基酸含量†Table 3 The amino acid content of walnut kernels from 17 producing areas of Yunnan %

† *为必需氨基酸；**为半必需氨基酸；#为药效氨基酸；^为呈味氨基酸；TAA为氨基酸总量；EAA为必需氨基酸(包括必需氨基酸和半必需氨基酸)；NEAA为非必需氨基酸；MAA为药效氨基酸；DAA为呈味氨基酸。

表4 云南17个产地核桃仁不同类别氨基酸的含量†Table 4 Contents of amino acids in different types of walnut kernels from 17 producing areas of Yunnan %

† TAA为氨基酸总量；EAA为必需氨基酸；NEAA为非必需氨基酸；MAA为药效氨基酸；DAA为呈味氨基酸。

2.3 不同产地核桃仁中氨基酸组成及含量

2.3.1 不同产地核桃仁氨基酸模式组成 相比较FAO/WHO模式和全蛋模式，云南17个产地核桃仁的LYS含量较低，只接近全蛋模式中的LYS含量。17个产地核桃仁的氨基酸模式如表5所示。

从表5可知，H4产地的THR低于FAO/WHO模式的，高于全蛋模式的，其他产地的THR均高于FAO/WHO模式和全蛋模式的；

17个产地的CYS+MET均高于FAO/WHO模式和全蛋模式的；

H2产地的VAL、ILE最接近FAO/WHO模式的，17个产地的VAL、ILE均高于全蛋模式的；

表5 FAO/WHO模式、全鸡蛋模式及云南17个产地核桃仁的氨基酸模式Table 5 FAO/WHO model, whole egg model and amino acid pattern of walnut kernels from 17 producing areas of Yunnan %

H1、H2、H4、H16产地的LEU最接近FAO/WHO模式的，17个产地的LEU均高于全蛋模式的；

17个产地的TYR+PHE均高于FAO/WHO模式和全蛋模式的；

17个产地的LYS均低于FAO/WHO模式的，其中H2、H3产地的LYS高于全蛋模式的，其他产地的LYS均低于全蛋模式的。

综合分析云南17个产地的核桃仁氨基酸模式组成，核桃仁的氨基酸模式与推荐的FAO/WHO模式及全蛋模式相对比，其必需氨基酸配比相对不均衡，比较缺乏LYS。

2.3.2 不同产地核桃仁必需氨基酸的RAA、RC及SRC分析 云南17个产地核桃仁必需氨基酸的氨基酸比值系数分析如表6所示。由表6可得，17个产地核桃仁的SRC值均接近奶粉的(67.31)，可将其视作营养价值较高的植物蛋白资源。RC值最小的均为LYS，即第一限制性氨基酸为LYS。17个样品中H8的SRC值最大，为69.54，其营养价值比其他产地的核桃仁稍高，H3产地核桃仁营养价值次之，SRC为69.52。

表6 云南17个产地核桃仁必需氨基酸的 RAA、RC 及 SRCTable 6 RAA, RC and SRC of Essential Amino Acids in walnut kernels from 17 producing areas of Yunnan

2.4 核桃仁氨基酸的聚类分析

综合云南17个产地核桃仁的各氨基酸含量、总氨基酸含量、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量、药效氨基酸含量、呈味氨基酸含量、氨基酸评分等指标，并采用系统聚类法中组间连接法和平方欧式距离系数对17个产地的核桃仁进行聚类分析，聚类分析结果如图1所示。当主增量间距为2时，可将17个产地的核桃仁分为5类，第1类为H6、H14、H9、H7、H15、H13、H16、H12产地的核桃仁；第2类为H8、H10、H5、H11、H3产地的核桃仁；第3类为H2、H17产地的核桃仁；第4类为H1产地的核桃仁；第5类为H4产地的核桃仁。其中第2类产地的核桃仁氨基酸比值系数较高，虽氨基酸总含量稍低，但氨基酸配比相比其他产地的较为合理，故该类核桃仁的品质在17个产地的核桃仁中最好，即娘青(漾濞)、鲁甸大麻1号(昭通)、宁香(昌宁)、寻倘1号(寻甸)、庆丰3号(昭仁5)产地的核桃仁在这17个产地中品质最佳。

图1 云南17个产地核桃仁聚类树状图Figure 1 Clustering tree diagram of walnut kernels from 17 producing areas of Yunnan

3 结论

云南17个产地的核桃仁蛋白质含量丰富，约占营养成分的1/5，其氨基酸的种类也较为齐全(色氨酸因水解被破坏，未被检测出)，包含17种氨基酸，氨基酸总量为3.35%～5.14%，必需氨基酸含量为1.13%～1.76%，地域条件不同，其氨基酸总量及必需氨基酸含量有明显差别，核桃仁的药效氨基酸含量占氨基酸总量的67.47%～68.63%，各产地核桃仁的药效氨基酸含量丰富，其呈味氨基酸含量占总氨基酸含量的38.10%～40.63%，均高于30%，都具有相对较好的呈味作用。核桃仁氨基酸模式与推荐的FAO/WHO模式及全蛋模式相比，其必需氨基酸配比略不均衡，除LYS以外的各必需氨基酸数值较接近或高于模式谱标准，在必需氨基酸中LYS的含量都相对偏低，各产地核桃仁的第一限制性氨基酸即为LYS。17个产地核桃仁SRC值为61.48～69.54，接近奶粉的(67.31)。通过聚类分析结果得出娘青(漾濞)、鲁甸大麻1号(昭通)、宁香(昌宁)、寻倘1号(寻甸)、庆丰3号(昭仁5)5个产地的核桃仁在这17个产地核桃仁中品质最佳。综上所述，云南这17种核桃仁蛋白质含量较高，氨基酸种类丰富，具备较好的营养保健功能，在药食领域可作为新型资源进行开发利用，具有深入研究探索的价值。