核桃雄花研究進(jìn)展綜述

胡伯凱，張東亞，何佳麗,3

(1.貴州省核桃研究所，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.貴州省輕工業(yè)科學(xué)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550005；3.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院,貴州 貴陽(yáng) 550005)

核桃是我國(guó)栽培歷史悠久而廣泛的重要干果樹(shù)種之一，目前核桃樹(shù)主要采收的是核桃堅(jiān)果，尚未對(duì)核桃雄花進(jìn)行過(guò)合理的開(kāi)發(fā)利用，核桃雌雄花序的比例為1∶30～1∶300，為盡可能地提高產(chǎn)量在核桃栽培過(guò)程中要疏掉大量雄花(可疏除95%)以供給果實(shí)營(yíng)養(yǎng)，全國(guó)每年可產(chǎn)干雄花序100萬(wàn)t，產(chǎn)量穩(wěn)定，具有產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)。若對(duì)核桃雄花加以合理研究及開(kāi)發(fā)，將減少這一資源的浪費(fèi)。本文從核桃雄花的生理特點(diǎn)、營(yíng)養(yǎng)成分分析、功能性研究及及加工方式的影響等方面評(píng)述研究進(jìn)展，為將來(lái)核桃雄花的研究及副產(chǎn)物開(kāi)發(fā)提供思路。

1 核桃雄花花芽形態(tài)和生理特點(diǎn)

雄花序于每年的4月上旬伸長(zhǎng)開(kāi)花，在適宜的20～23℃時(shí)散粉，花期約1個(gè)月。雄花序長(zhǎng)5～35cm，有雄蕊6～130個(gè)，可產(chǎn)花粉180多萬(wàn)粒，重0.3～0.5g。同一枝上的雄花芽數(shù)量約是雌花芽的4～5倍。一株18年生核桃樹(shù)可產(chǎn)雄花序2000個(gè)左右，約0.8kg，而16～20年生核桃樹(shù)單株堅(jiān)果平均產(chǎn)量為9.2kg，平均株產(chǎn)量為堅(jiān)果的十分之一。

雄花芽在母芽春季萌發(fā)過(guò)程中在母芽?jī)?nèi)開(kāi)始分化，集中分化期為當(dāng)年的4月下旬至6月初和翌年的3月下旬至4月下旬，此期間如有雄花芽表面呈鱗片狀說(shuō)明雄花來(lái)年能夠完全發(fā)育、開(kāi)花散粉。成熟的雄花序中所含的雄蕊遠(yuǎn)比蘋(píng)果、梨等的雄蕊多，體積更大，因雄花芽發(fā)育期間消耗大量的營(yíng)養(yǎng)成分，必須及時(shí)盡快補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。

2 核桃雄花序營(yíng)養(yǎng)成分分析

在核桃雄花序中富含豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、維生素、多酚、黃酮類(lèi)化合物和礦質(zhì)元素等，Changlei Wang對(duì)核桃雄花在不同開(kāi)花期物質(zhì)變化進(jìn)行的分析結(jié)果表明，初花期(EFS)和開(kāi)花期(FS)的蛋白質(zhì)、總氨基酸、碳水化合物、抗氧化劑和一些礦物元素高于散粉期(PSS)和后散粉期(LPSS)。初花期核桃雄花中酚類(lèi)和黃酮類(lèi)含量較高，其抗氧化活性也最高。而散粉期和后散粉期的粗脂肪、粗纖維和微量元素較高。

2.1 蛋白質(zhì)及多糖

河南盧氏縣核桃的雄花花粉中蛋白質(zhì)含量達(dá)26.59%、氨基酸含量23.70%，其中色氨酸和谷氨酸含量較高，必需氨基酸含量為9.61%，E/T比值(必需氨基酸與氨基酸總量比值)為40.55%，必需氨基酸含量高出理想蛋白模型值。羅蔚萍研究的薄殼山核桃雄花序中蛋白質(zhì)含量達(dá)17.90%，氨基酸種類(lèi)達(dá)17種，其中7種為必需氨基酸，必需氨基酸比例達(dá)35.8%～39.1%。多糖具有降血糖、美容、免疫調(diào)節(jié)等保健功效。威斯頓(Western)和馬汗(Mahan)2種薄殼山核桃雄花序中多糖的含量為1.00～1.68mg/g，略高于玫瑰、黨參等花粉。

2.2 礦物元素

核桃雄花序中所含有的鉀、鎂、鐵、鈣、錳、鋅、硒等礦質(zhì)元素豐富，核桃雄花序中礦質(zhì)元素的含量大小順序?yàn)镵>Ca>Mg>Mn>Fe>Zn>Se，以K、Ca、Mg 3種元素含量最為豐富，K含量高于百合(5100mg/kg)等富鉀蔬菜，Ca含量高于雪里蕻(2300mg/kg)等高鈣蔬菜、Mg含量高于綠莧菜(700mg/kg)等蔬菜；其中鉛、砷、銅、鎘的含量均符合GB16740-2014、GB5009.13-2017的標(biāo)準(zhǔn)，可以安全食用。核桃花粉具有高鉀低鈉的特點(diǎn)，核桃花粉中鉀、鈉的含量，分別為920mg/100g、2.8mg/100g，核桃花粉中鉀、鈉含量比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于橄欖花粉、番木瓜花粉等。

2.3 多酚、黃酮類(lèi)化合物

多酚具有較好的抗氧化作用，王長(zhǎng)雷等比較了核桃雄花多酚提取的方法，找出了以超聲波輔助浸提的方法，在30%甲醇、料液比1∶30(g/mL)、70℃浸提10min的方法下提取所得的多酚含量為6.56%。黃酮作為抗氧化劑能夠阻遏食物氧化作用引起的氧化腐敗，對(duì)油脂類(lèi)、脂溶性成分及其它天然組分起保護(hù)作用，類(lèi)黃酮在人體內(nèi)可清除游離自由基，起到預(yù)防衰老、心血管疾病和癌癥等作用。威斯頓(Western)和馬汗(Mahan)2種核桃雄花序的黃酮類(lèi)化合物含量為22.9～37.3mg/g，多酚類(lèi)化合物含量為44.7～88.5mg/g；而黔核5號(hào)、黔核7號(hào)、黔核8號(hào)、財(cái)神-10、香玲五種核桃雄花的總酚含量為3.44～4.35g/100g，黃酮含量為2.86～3.99g/100g。賈忠等從甘肅核桃花中共分離鑒定出7個(gè)黃酮類(lèi)化合物：槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷、槲皮素、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-α-L-吡喃阿拉伯糖苷。

核桃雄花的營(yíng)養(yǎng)突出，蛋白質(zhì)和多糖含量高，富含礦物元素和多酚黃酮類(lèi)物質(zhì)，可作為優(yōu)質(zhì)的蛋白和纖維補(bǔ)充來(lái)源，各地的核桃產(chǎn)區(qū)均可在雄花盛開(kāi)期見(jiàn)到人們食用核桃雄花，或做泡菜，或炒制食用，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也得到大眾消費(fèi)者的認(rèn)可和追捧。

3 核桃雄花功能性研究

3.1 抗氧化活性

對(duì)不同基因型核桃雄花的抗氧化活性研究顯示，其抗壞血酸含量為0.08～0.13g/100g，總酚含量為3.44～4.35g/100g，總黃酮含量為2.86～3.99g/100g，各基因型間的抗氧化能力顯著，以生物活性物質(zhì)含量最高的“黔核8號(hào)”具有最強(qiáng)的DPPH自由基清除活力及鐵離子還原能力，可作為提取抗氧化活性物質(zhì)的重要原料來(lái)源。

威斯頓核桃雄花序的抗氧化能力強(qiáng)于馬汗品種，自由基清除率最高達(dá)到74.92%。威斯頓品種的DPPH自由基清除半抑制濃度(4.321mg/mL)高于Vc(0.3751mg/mL)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性[6]。

3.2 降血糖作用

S.Ebrahim Hossein測(cè)定核桃雄花水提液對(duì)糖尿病大鼠的降血糖效果顯示，與未治療組相比，核桃雄花水提液可明顯提高胰島素水平，降低血糖、AST、ALP酶活性(p<0.05)，抗糖尿病作用無(wú)劑量依賴(lài)性，對(duì)糖尿病大鼠有預(yù)防肝損傷和降血糖的作用。

核桃雄花具有較強(qiáng)的抗氧化活性和一定的降血糖作用，但其更廣泛的藥理、生理活性有待于科研工作者深入挖掘，這是目前食品基礎(chǔ)研究較為薄弱的研究瓶頸和高增值的開(kāi)發(fā)空間，針對(duì)核桃雄花功能性研究應(yīng)加大研發(fā)力度，推進(jìn)產(chǎn)品的市場(chǎng)化應(yīng)用。

4 不同加工方式對(duì)核桃雄花序的影響

4.1 不同前處理方式對(duì)核桃雄花序的影響

漂燙是蔬菜烹飪和加工過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，減少后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，可有效鈍化蔬菜中的酶活性，防止色澤劣變，抑制不良風(fēng)味的產(chǎn)生。張文娥對(duì)核桃雄花序營(yíng)養(yǎng)成分的影響試驗(yàn)結(jié)果表明：漂燙對(duì)礦質(zhì)元素、總酚和總黃酮的損失較嚴(yán)重，漂燙3min處理營(yíng)養(yǎng)損失較小，抗氧化能力較強(qiáng)，較好的保持核桃雄花序的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。俞秀玲探究出核桃雄花序的最佳漂燙條件為：用0.3%亞硫酸鈉和300mg/kg醋酸鋅組成的護(hù)色液，95℃時(shí)燙漂30s能較好保持其化學(xué)色澤。李麗紅以核桃雄花序?yàn)樵涎芯孔o(hù)綠效果的結(jié)果表明，影響核桃雄花序護(hù)綠的程度由大到小的順序依次為醋酸鋅濃度、Vc濃度、pH值、亞硫酸鈉濃度，核桃雄花序護(hù)綠的最佳工藝配方為醋酸鋅濃度254mg/kg、Vc濃度0.048%、亞硫酸鈉濃度0.498%、pH值8.91、燙漂溫度為100℃、燙漂時(shí)間20s。

復(fù)水是重新吸回水分，恢復(fù)原狀的過(guò)程，復(fù)水的快慢直接影響產(chǎn)品的性能，李雪等探究了復(fù)水時(shí)間對(duì)干制核桃雄花中主要營(yíng)養(yǎng)成分、抗氧化活性的影響，隨復(fù)水時(shí)間的延長(zhǎng)，常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分、大部分礦質(zhì)元素、17種氨基酸以及總酚和總黃酮含量均呈不同程度的下降，在不影響口感的前提下，復(fù)水時(shí)宜控制在10min左右。

干燥方式差異直接決定干基的營(yíng)養(yǎng)成分含量和損失程度，張文娥探究了恒溫干制和陰(風(fēng))干2種干燥方式對(duì)鐵核桃雄花營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脂肪、可溶性糖、淀粉、可滴定酸、總酚、總黃酮含量和15種氨基酸含量差異明顯，均表現(xiàn)為恒溫烘干效果優(yōu)于陰干的，同時(shí)恒溫烘干鐵核桃雄花中的抗氧化能力顯著高于陰干鐵核桃雄花的；而干燥方式對(duì)灰分、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素、粗纖維、蛋白質(zhì)以及Gly和Leu含量無(wú)明顯影響。

超高壓處理可破壞氫鍵、離子結(jié)合等，易使蛋白變性，酶失活，促使微生物菌體破壞死亡。陳發(fā)慶研究不同處理壓力和時(shí)間對(duì)核桃雄花序體內(nèi)的多酚氧化酶，過(guò)氧化物酶活性。以500MPa、15min的超高壓處理可有效抑制這兩種酶的活性，減緩采摘后褐變速率，同時(shí)較好地保留其體內(nèi)的主要營(yíng)養(yǎng)成分。

4.2 貯藏條件對(duì)核桃雄花序營(yíng)養(yǎng)成分的影響

Wen-EZhang探討了貯藏溫度和時(shí)間對(duì)核桃雄花中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、活性及抗氧化成分的影響。結(jié)果表明，核桃雄花中水分、糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、抗壞血酸、酚類(lèi)、黃酮類(lèi)的含量與抗氧化活性受貯藏溫度的影響顯著，25℃貯藏的核桃雄花營(yíng)養(yǎng)成分損失率高于4℃貯藏條件。而灰分和礦物質(zhì)含量并不受貯藏溫度的影響，粗纖維含量受溫度變化的影響顯著，核桃雄花在4℃環(huán)境貯藏6d的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化較小。

5 展望

核桃雄花的總產(chǎn)量豐富，但一直未獲得開(kāi)發(fā)利用，主要因?yàn)樯a(chǎn)季節(jié)性強(qiáng)，貴州地區(qū)僅在每年的3月中下旬至4月中下旬核桃傳花授粉時(shí)節(jié)才能采收，營(yíng)養(yǎng)成分流失迅速，貯藏保存困難，尚無(wú)完善的商品化加工貯藏方案；單株產(chǎn)量有限，一株18年生核桃樹(shù)可產(chǎn)雄花序2000個(gè)左右，同期的核桃堅(jiān)果產(chǎn)量可達(dá)10kg，僅為堅(jiān)果產(chǎn)量的1/10；采收過(guò)程繁瑣，雖然花絮輕拽即落，但國(guó)內(nèi)核桃樹(shù)普遍未做矮化處理，樹(shù)高難以采摘，目前農(nóng)戶(hù)采收方式以在樹(shù)下?lián)焓盀橹鳎形撮_(kāi)發(fā)出集中快速采收的方法。

核桃雄花開(kāi)發(fā)前景廣闊，核桃雄花的花粉占干重大部分，花粉可制成抗疲勞的保健品、家畜飼料添加劑和高端化妝品等。雄花因低脂肪、纖維豐富的特點(diǎn)，可以成為良好的代餐產(chǎn)品；蛋白質(zhì)含量較高，是理想的蛋白質(zhì)補(bǔ)充來(lái)源，有待于開(kāi)發(fā)成各種氨基酸及多肽類(lèi)產(chǎn)品提升附加值；核桃雄花中多酚、黃酮類(lèi)物質(zhì)具有較高的降血糖作用和抗氧化活性，可提取活性物質(zhì)用于醫(yī)療用途。

雄花作為營(yíng)養(yǎng)豐富均衡的新型食物來(lái)源，在食品開(kāi)發(fā)、藥用醫(yī)療、生物酶制劑等方面具有良好的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中在營(yíng)養(yǎng)成分和前處理影響研究上，對(duì)核桃雄花的功能活性及貯藏加工等研究相對(duì)匱乏，而這兩方面恰恰是延伸核桃雄花深加工產(chǎn)業(yè)鏈、提高附加值的重要研究方向和熱點(diǎn)，若對(duì)核桃雄花加以合理研究及開(kāi)發(fā)，將大幅減少這一資源的浪費(fèi)，對(duì)核桃種植及副產(chǎn)物加工產(chǎn)業(yè)具有重要意義。望廣大科研工作者對(duì)其進(jìn)行更為深入全面的研究，促進(jìn)雄花資源的開(kāi)發(fā)利用。