核桃分心木功能成分研究進展

劉雅秀 王文科

摘要? ? 核桃是世界重要的堅果樹種之一，分心木是核桃內部的木質隔膜，含有氨基酸、蛋白質等營養成分及類黃酮、皂苷、生物堿、酚類等功能性物質，但是在核桃的日常食用過程中，分心木多被丟棄，深入開發利用分心木功能成分有望在醫學、食品、工業、農業、養殖等領域廣泛應用。有關分心木的研究多集中在抗氧化、抗菌、抗炎、抗腫瘤等方面。本文對最近有關分心木的化學成分、功能成分的分離純化和生物活性開發應用進行綜述，以期能對分心木功能成分的進一步研制和開發利用提供參考。

關鍵詞? ? 核桃;分心木;功能成分

中圖分類號? ? S664.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）17-0233-04? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Walnut is one of the most important nut trees in the world，Diaphragma juglandis Fructus is a wooden diaphragm inside the walnut，containing nutrients such as amino acids，proteins and other biologically active substances such as flavonoids，saponins，alkaloids，phenols，etc.，but in the daily consumption of walnuts，Diaphragma juglandis Fructus is discarded，it is expected to be widely used in medicine，food，industry，agriculture，aquaculture and other fields for the further development and utilization of functional components.The research on Diaphragma juglandis Fructus mostly focuses on anti-oxidation，anti-bacterial，anti-inflammatory，anti-tumor，etc.This paper summarized the recent research on the separation and purification of chemical and functional components，and the development and application of biological activities，in order to provide reference for the further development and utilization of Diaphragma juglandis Fructus.

Key words? ? walnut;Diaphragma juglandis Fructus;functional component

分心木（Diaphragma juglandis Fructus）是胡桃科植物胡桃果核內的木質膜組織，淺棕色，質地輕薄。分心木粉末中含有眾多導管，主要是螺紋導管、網紋導管和具緣紋孔導管，還含有木纖維、石細胞和木薄壁細胞[1]。因為其含有大量的生物活性物質，如類黃酮、皂苷、生物堿、酚類等[2]，在中藥方面有廣泛的應用，被用于腎虛、腹瀉、失眠遺精、血尿和子宮出血等的臨床治療[3]。同時，分心木含有的活性成分有抗菌[4]、抗氧化[5-6]、抗微生物[7]、抗誘變[8]、抗炎、免疫調節和抗血小板作用[9]等功能，但長期以來分心木都是作為核桃的副產品通過焚燒的方式進行處理，造成極大的浪費。本文對最近有關分心木的化學成分、功能成分的分離純化和生物活性開發應用等進行綜述，以期能為分心木的進一步開發利用提供參考。

1? ? 成分研究

1.1? ? 化學成分

分心木中的活性成分具有不同的極性，通過用不同極性的溶液進行萃取，按照相似相容原理，這些活性成分就按照極性大小分布于不同部位。表1列出了最新研究中所發現的活性單體成分，這些成分包含醌類及其衍生物、酚類、有機酸、萜類、黃酮類、木脂素類、羧酸類，在功能方面主要體現在抗氧化以及抗菌抗炎活性，為分心木治療疾病提供了理論基礎。

通常情況下，d-和1-的阿拉伯呋喃糖苷或阿拉伯吡喃糖苷，在同一植物中同時出現非常罕見。Zhao H等[18]從分心木中分離得到（2S，3S）-taxifolin-3-O-α-d-阿拉伯呋喃糖苷及其異構體（2S，3S）-taxifolin-3-O-α-1-阿拉伯呋喃糖苷，擴展了對糖苷化學多樣性的理解。

1.2? ? 營養及功能成分

賀? 娜等[19]測定了云南省14個核桃品種分心木中氨基酸的質量分數，其中細香核桃、云新303、華寧大砂殼核桃氨基酸綜合得分值分別為1.548、1.249和1.146，遠高于其他品種。這表明這3個核桃品種分心木中氨基酸質量分數和保健價值優于其他品種，為下一步核桃分心木功能成分的提取和產品開發提供了重要參考。

耿樹香等[20]對漾濞泡核桃分心木粗蛋白、粗脂肪、黃酮和氨基酸含量進行測定，結果表明，分心木中含脂肪1.35%～3.12%、粗蛋白1.09%～2.02%、黃酮3.89%～5.44%、氨基酸1.00%～3.21%，但未對脂肪、蛋白質的種類及功能進行研究，這可能是接下來需要研究的方向;同時，研究表明，核桃分心木中的黃酮和膜脂的含量隨海拔升高而升高，可能是代謝物與寒冷環境脅迫相關。

Cindric J等[21]測定了核桃分心木中大量元素以及微量元素，得出核桃含有人體必需元素的結論。分心木中含有Ca、K、Mg和Na等大量元素，含量分別為1 062.0、2 771.0、1 426.0、42.3 mg/kg。微量元素含量從大到小依次為Mn>Fe>Zn>B>Mo>Cu>Ni>Co>Al>Sr>Ba>Li>Pb>Se>Cr>As>Cd。

邵雙雙等[22]將分心木經過水提醇沉、脫色素脫蛋白以及DEAE—Sepharose Fast Flow離子交換柱色譜和Sephadex—G50凝膠柱色譜的分離純化，得到酸性多糖組分SJP-2，這一組分具有較高的體外抗氧化能力。Meng Q等[23]通過離子交換色譜（DEAE-纖維素）純化來自分心木的3種主要水溶性多糖，在這些組分中，主要組分DJP-2通過凝膠滲透色譜法（Sephadex G-100）進行純化;同時，對DJP-2的平均分子量、結構特征和生物活性進行分析。結果表明，DJP-2是一種雜多糖，主要含有葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖和微量甘露糖，在體外表現出明顯的抗氧化和抗菌活性。來自分心木的多糖可以作為天然的抗氧化添加劑應用到食品、化妝品和藥品等行業，但是需要進一步研究DJP餾分，以深入了解其結構特征及其抗氧化和抗菌活性的精確分子機制。

徐蓓蓓[24]利用Folin-Ciocalteu比色法測定核桃多酚含量，比較了核桃副產物（核桃囊衣、分心木、核桃青皮、核桃殼）的多酚含量，其中分心木中多酚含量最大，為53.89 mg/g。用NaNO2-Al（NO3）3比色法測定核桃不同部位黃酮類化合物，測得核桃不同部位總黃酮含量由低到高依次為核桃殼（0.07 mg/g）<核桃青皮（0.45 mg/g）<核桃囊衣（0.931 mg/g）<核桃分心木（0.997 mg/g）。這一研究表明，在核桃副產物中就多酚和黃酮含量來說，分心木更具價值。

綜上所述，分心木含有豐富的氨基酸、蛋白質、脂肪、大量元素、微量元素、多糖及大量次生代謝物，這些成分的存在說明了分心木作為核桃副產品依然具有開發的價值，為今后科研以及生產提供了方向。

2? ? 提取工藝研究

分心木中含有黃酮類、鞣質、多酚、皂苷、多糖等成分，近年來研究者對這些成分的分離進行優化，優化后的提取工藝如下。

趙娟娟[25]在單因素試驗基礎上應用響應面分析法（Box-Benhnken）對核桃分心木中黃酮的提取工藝進行優化，并研究其體外抗氧化活性。結果表明，最佳提取條件為乙醇濃度為50%、料液比為1.0∶25.6（g∶mL）、超聲功率為261.8 W、微波功率150 W、提取溫度為51.6 ℃、提取時間為8.5 min，分心木黃酮得率為5.17%?？寡趸钚栽囼灲Y果表明，當分心木黃酮濃度為2 mg/mL時，對羥自由基和超氧陰離子自由基的最大清除率分別為66.2%、36.9%，而對DPPH自由基的清除率在分心木黃酮濃度為 0.07 mg/mL時達到70.2%，并且具有很強的還原能力。

劉麗艷[26]以核桃的分心木為原料，將其粉碎，采用回流法加熱，采用95%乙醇作為提取劑從分心木中提取鞣質，然后再利用堿水解、乙酸乙酯萃取得到沒食子酸，其中料液比為1∶90，提取2 h;堿水解時碳酸氫鈉的投加量為0.2 g/20 mL樣品液。

陳冠林等[27]以分心木為材料，輔助超聲波技術提取多酚，結合單因素和正交試驗，確定多酚提取的最佳工藝組合為料液比1∶40（g∶mL）、乙醇濃度30%、超聲15 min、提取溫度為50 ℃。通過FRAP、DPPH和ABTS法測得核桃分心木多酚的抗氧化性分別為214.62、248.86、260.98 μmol Trolox/g，表明分心木多酚的FRAP、DPPH·和ABTS+·抗氧化活性都比較強。

令狐晨[28]優化了總皂苷最佳提取工藝，即用25倍量的80%乙醇在80 ℃回流提取2次，每次2 h;最佳純化工藝為采用D101大孔吸附樹脂，最大上樣量為180 mL、水洗脫量為8 BV、洗脫劑為50%乙醇、洗脫體積為7 BV，總皂苷純度由27.4%上升到50.8%，總皂苷的洗脫率可達到82.4%，分離的總皂苷具有體外抗氧化活性。

Meng Q等[29]的一項研究報道中討論了微波輔助提取分心木（DJPs）多糖的優化。結果表明，最佳提取條件為料液比為1∶20（g∶mL）、提取時間為40 min、微波提取功率為400 W，此時DJP提取率為4.7%±0.28%。

3? ? 生物活性研究

3.1? ? 助眠作用

張天睿等[30]認為，分心木醇提物、水提物的中樞抑制作用較弱，單獨應用對小鼠的自主活動無明顯影響，但與戊巴比妥合用，分心木的醇提物較水提物具有更明顯的中樞抑制作用，能明顯縮短小鼠的睡眠潛伏時間，延長睡眠時間，提高睡眠發生率。這為分心木的保健品開發應用提供了思路。

3.2? ? 抗腫瘤作用

李平[17]考察了分心木水提部位的生物活性，研究表明，分心木水提部位對人直結腸癌細胞增殖抑制效果顯著，其中水提物作用濃度為50～400 μg/mL，同時呈現劑量依賴性。把水提物與5-氟尿嘧啶（5-FU）進行比較后發現，水提物對人直結腸癌細胞增殖抑制效果不及專用藥物，但是在100～400 μg/mL濃度范圍內，水提物和專用藥物可協同抑制癌細胞增殖。研究還發現，分心木水提物通過內質網應激誘導癌細胞凋亡。同時，令狐晨[28]通過流式細胞儀測定了分心木乙酸乙酯和正丁醇提取部位的抗腫瘤作用，發現這2個部位的提取物濃度在400 μg/mL時，肝癌細胞7404、人非小細胞肺癌細胞A549及人結腸癌細胞Hct116、Caco-2癌細胞凋亡率均大于50%。朱青梅[1]體內試驗表明，維吾爾分心木水提物和醇提物均具有一定的抗宮頸癌作用，水提物作用更強。Meng Q等[29]通過提取分心木多糖組分認為，提取到的DJP-2組分可以有效抑制HepG2和BGC-82細胞系的增殖。此外，DJP-2可顯著增強吞噬作用，刺激NO、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素（IL-6和IL-1β）的產生，并以劑量依賴的方式促進其相應的mRNA表達。同時，CR3、MR和TLR2被證實是RAW 264.7上DJP-2的主要膜受體。由此表明，DJP-2可能是一種新型的抗腫瘤和免疫調節劑。

3.3? ? 抗菌作用

閆艷華等[31]以核桃分心木為試驗材料，研究其甲醇、乙醇和石油醚提取液的抗菌效能，結果表明，甲醇提取液和乙醇提取液能清楚觀察到抑菌圈，石油醚提取液未觀察到抑菌圈;甲醇提取液對大腸桿菌的最低抑菌濃度是3.13%，對金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度是6.25%;乙醇提取液對大腸桿菌的最低抑菌濃度是6.25%，對金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度是12.50%。高? 莉等[32]認為，核桃分心木乙醇提取液比水提取液具有更明顯的抑菌效果，乙醇提取液和水后乙醇提取液濃度在12.50%時，對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、產氣桿菌均有抑制效果，水提取液和乙醇后水提取液則在25%時才對以上供試菌種有抑制作用。楊明珠等[12]認為，乙酸乙酯部位的抑菌作用明顯強于其他各個提取物部位，說明乙酸乙酯部位是抗菌的有效部位，由該部位分離得到的沒食子酸乙酯也顯示出很好的抗菌活性與較大的抗菌譜。Ho K V等[33]使用瓊脂孔擴散測定法評估黑核桃品種分心木的抗菌活性，在所選擇的核桃品種中，4種黑核桃品種（Mystry、Surprise、D.34和A.36）對金黃色葡萄球菌表現出抗菌活性，而其他品種對其抑制作用不明顯。通過純化分離和代謝組學方法成功鑒定了6種抗菌活性化合物，其中Glansreginin A、壬二酸、槲皮素和圣草酚-7-O-葡萄糖苷是在黑核桃分心木中鑒定的新型抗菌化合物。

3.4? ? 抗氧化、抗衰老作用

楊明珠等[12]認為，在分心木醇提物乙酸乙酯部位的小分子普遍具有較強的抗氧化活性。Wojciechowska K等[34]通過制備富含薄膜的未受損核桃的水提物，并在體外評估其抗氧化、抗細胞凋亡、抗炎和抗衰老特性。研究表明，用薄膜對未受損的分心木進行簡單的水提取可以獲得富含酚類化合物（36～38 mg/g凍干物），這些化合物可保護成纖維細胞和角質免受UVB誘導的氧化應激，使細胞免受UVB誘導的凋亡，限制表皮炎癥的發展，并且還可以抑制膠原酶和彈性蛋白酶的活力。這項研究發現，獲得的核桃提取物（濃度相對較低，濃度為5 μg/ mL）可以作為防曬和抗衰老化妝品的配方。

3.5? ? 抗炎作用

Wang D等[35]通過脂多糖（LPS）刺激的RAW 264.7巨噬細胞的體外模型評估分離的化合物的抗炎作用，化合物沒食子酸、沒食子酸乙酯和（+）-dehydrovomifoliol在25 μmol/L濃度下對RAW 264.7的一氧化氮產生表現出抑制性，證明核桃成分具有治療炎性相關疾病的潛力。Joshan D S等[36]采用5% w/w的核桃乙醇提取物對小鼠皮膚進行12周處理，對皺紋評價、膠原蛋白水平、GSH等生化指標及組織學指標進行了評價。與標準組（槲皮素處理組）相比，提取物不能恢復皮膚的正常形態;組織病理學研究證實槲皮素治療比粗提物更能保護皮膚;提取物除了抑制MIP-外，還可能由于其對MMP-1的抑制而具有保護作用，從而下調炎癥反應。Wuyts D等[37]以核桃分心木和核桃仁為研究對象，認為核桃的抗自由基和抗炎活性尤其可用于預防神經變性、心血管疾病以及癌癥，還可降低草酸尿石癥的發生及黃斑變性;研究還發現，核桃的過量攝入可能導致出現皰疹、消化問題或過敏。

4? ? 應用研究

張? 妍等[38]通過噴霧干燥制備核桃分心木速溶粉，用響應面分析法對核桃分心木速溶粉沖調特性進行優化分析，其中進風口溫度170 ℃、進料流量1.8 L/h、熱風流量35 m3/h。劉姍姍[39]研究分心木袋泡茶生產工藝，得出在烘干溫度74 ℃、烘干厚度4 cm、烘干時間21 min、粉碎度80目、袋裝材料3 cm×3 cm的木漿紙袋、袋裝樣品凈含量為2 g、沖泡水溫80 ℃、沖泡時間3 min、加水量185 mL、沖泡次數1次時，分心木袋泡茶沖泡液中含水浸出物68.6%、總黃酮5.62%、多糖4.74%，重金屬含量滿足食用安全和國標要求，微生物含量未超標，符合袋泡茶檢驗項目中的規定。李橙橙[40]研究表明，分心木對金黃色葡萄球菌的抑菌作用最明顯，根據其抑菌范圍把分心木乙醇提取物干燥精制，制成婦科用陰道栓劑，用于治療宮頸炎。這些工藝可拓寬核桃分心木的應用范圍，延長核桃產業鏈，為分心木的綜合開發利用提供依據。

5? ? 結語

核桃是世界重要的堅果樹種之一，位列四大著名堅果之首。核桃在日常食用過程中，分心木連帶核桃殼均被丟棄，利用率極低。目前，追求原生態生活理念的人越來越多，因而天然生物活性成分的開發越來越迫切。現有研究表明，分心木富含抗氧化、抗菌物質，可以制成保健飲品、陰道栓劑，但是分心木的抗炎活性、抗腫瘤活性依然有待開發。分心木的研究主要集中在提取工藝及成分功能方面，開發分心木的潛在價值及綜合應用會受到越來越多研究者的青睞。

6? ? 參考文獻

[1] 朱青梅.維吾爾藥材核桃分心木化學成分、質量標準及其活性研究[D].烏魯木齊：新疆醫科大學，2015.

[2] VU D C，VO P H，COGGESHALL M V，et al.Identification and characte-rization of phenolic compounds in black walnut kernels[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2018，66（17）：4503-4511.

[3] PRASAD R B N.Walnuts and pecans[J].Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition，2003，2：6071-6079.

[4] YANG M Z，TIAN X Y，XIAO C J，et al.Chemical constituents and bioactivity studies of Diaphragma Juglandis Fructus[J].Natural Product Research & Development，2012，24：1707-1711.

[5] XIANG L，WANG Y，YI X，et al.Chemical constituent and antioxidant activity of the husk of Chinese hickory[J].Journal of Functional Foods，2016（23）：378-388.

[6] GAWLIK-DZIKI U，DURAK A，PECIO A，et al.Nutraceutical potential of tinctures from fruits，green husks，and leaves of Juglans regia L.[J].The Scientific World Journal，2014（2014）：501392.

[7] PEREIRA J，OLIVEIRA I，SOUSA A，et al.Walnut（Juglans regia L.）leaves：phenolic compounds，antibacterial activity and antioxidant poten-tial of different cultivars[J].Food and Chemical Toxicology，2007，45（11）：2287-2295.

[8] ELIZABETH R N，ANNETE H，FRANCISCO G R，et al.Antioxidant and antimutagenic activity of phenolic compounds in three different colour groups of common bean cultivars（Phaseolus vulgaris）[J].Food Chemistry，2007，103（2）：521-527.

[9] PIETTA，PIERGIORGIO，GARDANA C，et al.Flavonoids in herbs[J].Flavonoids in Health and Disease，2003（9）：43-70.

[10] 王丹，董紅敬，楊鵬，等.分心木中化學成分的分離與鑒定[J].食品工業科技，2018，39（14）：231-234.

[11] 王丹，董紅敬，郝翠，等.核桃分心木化學成分及抗炎活性研究[J].天然產物研究與開發，2018，30（9）：1548-1553.

[12] 楊明珠，田新雁，肖朝江，等.核桃分心木化學成分與生物活性研究[J].天然產物研究與開發，2012，24（12）：1707-1711.

[13] 殷姝君，趙煥新，王曉靜.分心木正丁醇部位化學成分研究[J].中藥材，2018，41（1）：103-106.

[14] 趙煥新，景援朝，白虹，等.分心木中的化學成分及抗氧化活性研究[J].中國實驗方劑學雜志，2016，22（7）：54-57.

[15] 景援朝.分心木化學成分及其活性研究[D].濟南：濟南大學，2015.

[16] 孫冬雪，馬曉玲，魏鴻雁，等.分心木中的木脂素類化學成分及其抗HIV活性研究[J].中草藥，2018，49（17）：3992-3997.

[17] 李平.核桃分心木水提液化學成分及抗腫瘤活性分析[D].太原：山西大學，2017.

[18] ZHAO H，BAI H，JING Y，et al.A pair of taxifolin-3-O-arabinofurano-side isomers from Juglans regia L.[J].Natural Product Research，2017，31（8）：945-950.

[19] 賀娜，耿樹香，寧德魯，等.云南核桃分心木氨基酸含量及綜合評價[J].西南林業大學學報（自然科學版），2018，38（4）：200-205.

[20] 耿樹香，寧德魯，陳海云，等.云南省漾濞泡核桃分心木功能成分綜合分析[J].西部林業科學，2017，46（5）：18-22.

[21] CINDRIC J，IVA，ZEINER M，et al.Mineral composition of elements in walnuts and walnut oils[J].International Journal of Environmental Rese-arch and Public Health，2018，15（12）：2674-2682.

[22] 邵雙雙，賀亮，韋朝陽，等.分心木酸性多糖SJP-2的理化性質及其抗氧化活性研究[J].食品工業科技，2016，37（5）：59-63.

[23] MENG Q，LI Y，XIAO T，et al.Antioxidant and antibacterial activities of polysaccharides isolated and purified from Diaphragma juglandis Fructus[J].International Journal of Biological Macromolecules，2017，105（增刊1）：431-437.

[24] 徐蓓蓓.核桃副產物多酚的提取及其對油脂氧化穩定性的影響[D].塔里木：塔里木大學，2017.

[25] 趙娟娟.分心木黃酮超聲-微波協同提取及抗氧化性研究[J].食品研究與開發，2018，39（18）：70-76.

[26] 劉麗艷.分心木中沒食子酸的提取工藝研究[J].廣東化工，2018，45（2）：42-43.

[27] 陳冠林，劉學文，韓門娣，等.分心木多酚提取工藝及其抗氧化活性研究[J].食品研究與開發，2017，38（5）：67-71.

[28] 令狐晨.新疆分心木體外抗腫瘤作用及其化學成分的研究[D].烏魯木齊：新疆醫科大學，2016.

[29] MENG Q，WANG Y，CHEN F，et al.Polysaccharides from Diaphragma juglandis Fructus：Extraction optimization，antitumor，and immune-enh-ancement effects[J].International Journal of Biological Macromolec-ules，2018，115：835-845.

[30] 張天睿，楊愛玲，張天藝，等.分心木鎮靜催眠作用探究[J].中國藥事，2017，31（8）：960-964.

[31] 閆艷華，王鵬，楊衛民.核桃分心木提取液抑菌效果初探[J].山西果樹，2016（3）：1-4.

[32] 高莉，王艷梅，帕提古麗·馬合木提.核桃分心木粗提物抑菌活性的研究[J].食品科學，2008，29（11）：69-71.

[33] HO K V，LEI Z，SUMNER L，et al.Identifying antibacterial compounds in black walnuts（Juglans nigra）using a metabolomics approach[J].Metabolites，2018，8（4）：58-75.

[34] WOJCIECHOWSKA K，GINALSKA G.UVB Protective，anti-aging，and anti-inflammatory properties of aqueous extract of walnut（Juglans regia L.）seeds[J].Acta Poloniae Pharmaceutica-Drug Research，2018，75（5）：1167-1176.

[35] WANG D，MU Y，DONG H，et al.Chemical constituents of the ethyl acetate extract from Diaphragma juglandis Fructus and their inhibitory activity on nitric oxide production in vitro[J].Molecules，2018，23（1）：72-84.

[36] JOSHAN D S，SINGH S K.Investigational study of Juglans regia extract and quercetin against photoaging[J].Biomedicine & Aging Pathology，2013（4）：193-200.

[37] WUYTS D.Juglans regia，fructus，la noix[J].Phytothérapie，2011，9（6）：359-361.

[38] 張妍，高蕾，王正紅，等.響應面試驗優化噴霧干燥制備核桃分心木速溶粉及其沖調性分析[J].食品科學，2016，37（18）：47-51.

[39] 劉姍姍.分心木袋泡茶制備工藝研究[D].烏魯木齊：新疆農業大學，2015.

[40] 李橙橙.1.分心木的初步開發利用 2.術后輔助化療治療成人腦惡性膠質瘤的系統評價[D].蘭州：蘭州大學，2010.