隴南地區8個品種（系）核桃品質差異比較

辛 國，朱建朝，汪 海，鄭小平

（1.隴南市經濟林研究院 核桃研究所，甘肅 武都 746000；2.甘肅省核桃工程技術研究中心，甘肅 武都 746000）

核桃Juglans regiaL.為胡桃科核桃屬落葉喬木，起源于溫帶、亞熱帶的西亞、北美等地區[1-2]，其堅果富含不飽和脂肪酸、蛋白質、微量元素等成分，被譽為“21 世紀超級食品”[3]。現研究結果表明，核桃堅果具有健腦[4]、保護腦神經、延緩衰老[5-6]、改善機體代謝、保護心腦血管[7]等功效。

我國核桃種植歷史悠久，分布于24 個省（區、市），其種植面積與產量均位于世界首位[8]。隴南地處秦巴山區，為全國核桃最佳栽培區與主產區之一[9]，其所產核桃堅果殼薄、味美、口感香脆[10]，該市的成縣、康縣被評為“中國核桃之鄉”。國內學者對隴南地區核桃研究主要集中在良種選育與調查[10]、豐產栽培與管理[11]、青皮利用[12]等方面，對核桃品質差異鮮有研究，導致核桃產品開發與原料選擇困難，限制了核桃產業的發展與壯大。因此，本研究選擇隴南地區8 個核桃品種（系），以營養品質（包括含油量、脂肪酸主要成分、礦質元素與蛋白質含量、風味）與安全品質（包括鉛與鎘含量以及常用農藥殘留成分）為核桃品質評價指標，對同一品種不同產地及不同品種之間品質差異進行研究，以期為優良核桃品種選育與栽培及核桃產品開發與原料選擇提供實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗樣品及來源如表1 所示。由于定植的核桃果樹數目、年份存在差異，因此同一品種（系）堅果選擇5 棵樹，每棵樹隨機選取堅果(干果) 1 kg，按照四分法取樣，每個品種（系）的堅果重復檢測3 次。

表1 品種代號及來源Table 1 Variety codes and sources

1.2 主要試劑及試驗儀器

硝酸（優級純）、氫氧化鈉（分析純）、氫氧化鉀（分析純）均購買于天津市化學試劑公司；石油醚（分析純）、甲醇（色譜純）均購買于天津市大茂化學試劑廠；Minispec 碳氫化合物含氫量測定儀（德國布魯克公司）；Agilent ICP-MS 7800 型電感耦合等離子體質譜儀（美國Agilent 公司）；Agilent 7890B-7000D 型氣相色譜儀（美國Agilent 公司）；KDN-103F 型自動凱式定氮儀（上海纖檢儀器有限公司）；PEN 3.5 電子鼻分析儀（德國AIRSENSE 公司）。

1.3 品質測定指標

1.3.1 營養品質指標

含油量：以石油醚為浸提液，使用脂肪測定儀中提取核桃油，并分別稱取核桃油1.000、2.000、4.000、6.000、8.000、10.000、12.000、14.000、16.000 g，預設測定參考值分別為100%、50%、25%、16.67%、12.50%、10%、8.33%、7.14%、6.25%，根據其對應的NMR 信號幅度繪制標準曲線，并計算各品種含油量。

脂肪酸主要成分：參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》[13]進行檢測。

微量元素：依據GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》[14]進行檢測分析。

蛋白質含量：采用GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[15]中的第一法“凱氏定氮法”進行測定。

風味分析：參考張正武等[16]中的檢測方法，但稍有改動。將樣品裝進頂空瓶內，待其富集氣體達到平衡后，以流速為1 mL/min 的潔凈干燥空氣作為載氣，在采樣間隔時間2 s、連接樣品時間6 s、零點調節10 s、清洗時間300 s、數據采集時間90 s 等條件下檢測分析。傳感器類型見表2。

表2 電子鼻傳感器類型Table 2 Types of electronic nose sensors

1.3.2 安全品質指標

鉛（Pd）、鎘（Cd）含量：參照GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》進行檢測[17]。

農藥殘留：參考GB 2763—2019《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留量》進行檢測[18]。

1.4 數據處理與分析

試驗數據以(X±S)形式表示，采用Origin 9.0軟件作圖，利用SPSS 20.0 軟件進行單因素方差分析與多重比較，P＜0.05 具有統計學意義，應用SIMCA-P 14.1 軟件進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 營養品質檢測結果

2.1.1 含油量測定結果

核桃含油量標準曲線如圖1 所示。其回歸方程為y=0.151x-0.016 5，相關系數r=0.999 1(n=9)，且含油量在1.000 ～16.000 g 之間，線性關系良好。結果表明，隴南地區核桃8 個品種（系）含油量為(53.60±0.33)%～(68.50±0.16)%（圖2），其中甘谷堆穗狀核桃含油量最高(68.50±0.16)%，‘強特勒’(68.40±0.14)%、黃家壩‘清香’(67.90±0.12)%、文縣‘清香’(66.40±0.21)%、成縣‘清香’(66.10± 0.09)%、‘元林’(65.40±0.13)%、‘泡核桃’(65.30± 0.32)%、豐產抗病優樹(64.90±0.14)%、隴劉1 號(59.10±0.25)%，袖珍核桃含油量最低(53.60± 0.33)%。

圖1 核桃含油量測定標準曲線Fig.1 Standard curve for determination of oil content in walnut

2.1.2 脂肪酸主要成分檢測結果

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果脂肪酸主要成分相對含量比較結果如表3 所示。隴南地區8 個品種（系）核桃堅果脂肪酸主要成分為棕櫚酸、棕櫚烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、順-11-二十碳烯酸，不同品種其成分相對含量存在一定程度差異（具體數據見表3）。SFA 與UFA 比較分析結果如圖3 所示，由圖3 可知，除‘泡核桃’外，其余7 個品種不飽和脂肪酸含量均高于90%。MUFA 與PUFA 比較分析結果如圖4 所示，由圖4 可知，PUFA 占脂肪酸成分的(61.60±0.15)% ～(75.80±0.14)%，MUFA 占脂肪酸成分的(15.86±0.22)%～(34.37±0.15)%，其中亞油酸相對含量最高，為(49.70±0.04)%～(64.50±0.34)%，油酸相對含量較高，為(15.00±0.14)%～(34.10±0.06)%。

2.1.3 礦質元素結果分析

隴南8 個品種（系）核桃堅果礦質元素含量如表4 所示。由表4 可知，同一種礦質元素在不同核桃堅果中存在一定差異，其中鋅含量為(23.50±0.33)～(34.60±0.14) mg·kg-1；鎂含量為(1 483.00±15.33) ～(1 922.00±24.12) mg·kg-1；磷含量為(3 187.00±24.56) ～(4 789.00± 26.31) mg·kg-1； 鉀含量為(2 898.00±26.31) ～ (3 784.00±24.56) mg·kg-1。

圖2 8 個品種（系）含油量測定結果Fig.2 Results of determination of oil content in 8 varieties (lines)

表3 8 個品種（系）脂肪酸主要成分相對含量比較?Table 3 Comparison of relative contents of main components of fatty acids in 8 varieties (lines)

圖3 8 個品種（系）SFA 與UFA 比較分析Fig.3 Comparative analysis of SFA and UFA in 8 varieties (lines)

圖4 8 個品種（系）MUFA 與PUFA 比較分析Fig.4 Comparative analysis of MUFA and PUFA in 8 varieties (lines)

表4 8 個品種（系）礦質元素含量Table 4 Mineral element content in 8 varieties (lines) mg·kg-1

2.1.4 蛋白質分析結果

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果的蛋白質含量比較分析結果如表5 所示。由表5 可知，不同品種（系）核桃堅果的蛋白質含量均在(158.0± 2.30) ～(221.0±2.40) g·kg-1之 間，其 中 豐 產 抗病優樹蛋白質含量最高，‘泡核桃’(216.0± 3.70) g·kg-1、袖珍核桃(213.0±1.11) g·kg-1、成縣 ‘清香’(193.0±1.21) g·kg-1、隴劉1 號(191.0± 2.32) g·kg-1蛋白質含量較高，‘強特勒’(185.0± 5.62) g·kg-1、‘元 林’(180.0±2.41) g·kg-1、文 縣‘清香’(176.0±2.30) g·kg-1、甘谷堆穗狀核桃(173.0±5.61) g·kg-1，蛋白質含量次之，黃家壩‘清香’蛋白質最低。

表5 8 個品種（系）蛋白質含量比較分析Table 5 Comparative analysis of protein content in 8 varieties (lines) g·kg-1

2.1.5 風味分析結果

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果風味主成分分析如圖5 所示。其中第一主成分貢獻率（PCA1）為77.90%，第二主成分貢獻率（PCA2）為15.40%，累積貢獻率為93.30%，能夠反映樣品主要信息。隴南地區8 個品種（系）核桃堅果風味成分分析如圖6 所示。本試驗研究的核桃品種，其堅果風味成分種類主要是氮氧化合物（W5S），烷烴類化合物（W1S），含硫、含氯的有機化合物（W1W、W2W），醇類以及醛酮類化合物（W2S）。

圖5 堅果風味主成分分析Fig.5 Principal component analysis of nut flavor

從營養品質角度分析，雖然隴南地區8 個品種（系）核桃品質差異較大，但是堅果礦質元素與蛋白質含量均比較豐富。

2.2 安全品質檢測結果

2.2.1 鉛、鎘含量檢測結果

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果中鉛、鎘含量如表6 所示。由表6 可知，除豐產抗病優樹檢測出重金屬鎘（遠低于國家食品安全標準）外，其余品種均未檢測出重金屬鉛與鎘。因此，隴南地區8個品種（系）核桃堅果重金屬檢測合格率為100%。

2.2.2 農藥殘留檢測結果

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果農藥殘留成分檢測結果如表7 所示。由表7 可知，常用農藥殘留成分包括苯醚甲環唑、氯氰菊酯、戊唑醇、溴氰菊酯，然而在隴南地區8 個品種（系）核桃堅果中均未檢測出這些農藥殘留成分，說明本研究8 個品種（系）核桃堅果均符合食品安全標準。從安全品質角度分析，隴南地區8 個品種（系）核桃堅果品質甚佳。

圖6 8 個品種（系）堅果風味成分分析Fig.6 Analysis of nut flavor components in 8 varieties (lines)

表6 8 個品種（系）核桃堅果中鉛、鎘含量?Table 6 Pd and Cd content in walnut nuts in 8 varieties (lines) mg·kg-1

2.3 核桃品質綜合評價

隴南地區核桃8 個品種（系）的安全品質無差異。因此，以營養品質（含油量、油酸、亞油酸、亞麻酸、鋅、鎂、磷、鉀、蛋白質、W5S、W1S、W1W、W2W、W2S）作為其綜合品質評價指標進行分析。

隴南地區8 個品種（系）核桃堅果基于主成分分析結果如表8 所示。由表8 可知，前4 個主成分累積貢獻率為85.98%，基本能夠反映樣品主要信息。參考耿樹香等[19]對云南不同產地漾濞泡核桃品質綜合分析方法，本試驗核桃綜合品質評價結果如表9 所示。由表9 可知，隴南地區核桃8 個品種（系），包括10 個樣品，其品質綜合評價優劣依次為‘強特勒’、‘泡核桃’、豐產抗病優樹、甘谷堆穗狀核桃、袖珍核桃、隴劉1 號、成縣‘清香’、黃家壩‘清香’、文縣‘清香’、‘元林’。

表7 8 個品種（系）農藥殘留成分檢測結果Table 7 Test results of pesticide residues in 8 varieties (lines) mg·kg-1

表8 核桃主成分分析Table 8 Principal component analysis of walnuts

表9 隴南8 個品種核桃綜合得分與排序Table 9 Comprehensive scores and ranking of eight walnut varieties in Longnan

3 討 論

作為4 大堅果之一的核桃，因兼顧營養與保健價值深受廣大消費者青睞。本研究表明，隴南地區8 個品種（系）核桃的營養品質差異較大，其含油量在(536.0±3.30)～(685.0±1.60) g·kg-1之間，均高于張志華等[20]的研究結果(562.1 g·kg-1)， 但是與Yi 等[21]的含油量研究結果(520 ～ 700 g·kg-1)相似；脂肪酸主要成分為棕櫚酸、棕櫚烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、順-11-二十碳烯酸，與Caglarirmak[22]研究生長在土耳其東北部、核桃樹齡在23 ～47年生的堅果脂肪酸成分相似，與文弢等[23]研究貴州烏仁核桃，努爾買買提·阿布地熱木等[24]研究的溫185、新新2 號核桃堅果脂肪酸主要成分種類一致，而相對含量因品種不同存在差異。不飽和脂肪酸含量除泡核桃外，其余7 個品種均高于90%，同Labuckas 等[25]、李俊南等[26]研究核桃中不飽和脂肪酸含量結果一致，但均高于翟大才等[27]研究黃山市屯溪區5 個栽培點薄殼山核桃不飽和脂肪酸含量。亞油酸是人體必需脂肪酸，能夠降低血液中膽固醇[28]，油酸能夠延長商品貨架期并且耐較高的烹飪溫度[29]，本試驗結果顯示，隴南8 個品種（系）核桃中PUFA 占脂肪酸成分的(61.6±0.15)% ～(75.8±0.14)%，MUFA 占 脂肪酸成分的(15.86±0.22)% ～(34.37±0.15)%，其中亞油酸相對含量最高，油酸相對含量較高，與Wang 等[30]、Fukuda 等[31]的研究結果一致，而Mart?nez[32]、Crews 等[33]、陸 俊 等[34]、張 亭等[35]的研究結果表明，核桃脂肪酸中含量較高的成分是亞油酸、亞麻酸，這主要是由核桃品種不同所導致的[36]；同種礦質元素在隴南8 個品種（系）核桃堅果中存在一定差異，其中鋅含量為(23.5±0.33)～(34.6±0.14) mg·kg-1；鎂含量為 (1 483±15.33)～(1 922±24.12) mg·kg-1；磷含量為 (3 187±24.56)～(4 789±26.31) mg·kg-1；鉀含量為 (2 898±26.31)～(3 784±24.56) mg·kg-1。除文縣 ‘清香’和‘元林’外，其余品種磷的含量均高于楊旭昆等[3]研究的云南核桃堅果（3 600 mg·kg-1），然而4 種礦質元素均高于張匯慧等[37]研究的5 個品種薄殼山核桃，說明隴南地區8 個品種（系）核桃堅果礦質元素含量豐富；蛋白質含量在(158±2.3)～(221±2.4) g·kg-1之間，除黃家壩‘清 香’外，其余品種蛋白質含量均高于Szetao 等[38]研究的加利福尼亞州斯托克頓核桃蛋白質含量（166.60 g·kg-1），并且均高于朱燦燦等[39]研究的南京9 株核桃優樹堅果蛋白質含量（2.76 mg·g-1）， 說明隴南地區適合核桃栽培[36]，且8 個品種（系）核桃堅果蛋白質含量較高；堅果風味成分種類主要是W5S、W1S、W1W、W2W、W2S，與石天磊等[40]研究的8 個品種核桃堅果風味成分種類一致。本研究選擇的隴南地區核桃8 個品種（系）周年管理條件相同，而‘清香’3 個不同栽植點及武都黃家壩與文縣劉家坪不同品種的堅果營養品質存在一定程度差異，說明核桃品質與品種、氣候以及立地條件有關。

目前，學者們一般認為食品中重金屬是源于采礦的灰塵、廢水、礦渣對土壤的污染所造成[41]，或者是長期使用化肥等農業投入品所導致[42]。我國在食品安全中規定鉛的限量值為0.2 mg·kg-1、鎘的限量值為0.5 mg·kg-1[13]。從安全品質角度分析，隴南地區8 個品種（系）核桃堅果重金屬檢測合格率為100%、無常用農藥成分殘留，雖然豐產抗病優樹檢測出了重金屬鎘，但是遠低于國家食品安全標準，其余品種均未檢測出重金屬鉛和鎘；而徽縣泥陽檢測出了重金屬鎘，這可能與其建園前長期使用化肥等農業投入品有關[40]。

綜合分析，隴南地區8 個品種（系）核桃品質優劣依次為‘強特勒’、‘泡核桃’、豐產抗病優樹、甘谷堆穗狀核桃、袖珍核桃、隴劉1 號、成縣‘清香’、黃家壩‘清香’、文縣‘清香’、‘元林’。

本研究由于時間和實驗條件限制，未對隴南地區核桃氨基酸組成進行檢測，因此在后續核桃品質研究中將氨基酸組成列入其中進行分析，進而使核桃品質評價趨于完善、系統化。

4 結 論

隴南地區8 個品種（系）核桃品質差異較大，其堅果礦質元素與蛋白質均比較豐富。其綜合品質評價優劣順序依次為‘強特勒’、‘泡核桃’、豐產抗病優樹、甘谷堆穗狀核桃、袖珍核桃、隴劉1 號、成縣‘清香’、黃家壩‘清香’、文縣‘清香’、‘元林’。其核桃品質與品種、氣候以及立地條件有關。本研究結果可以為優良核桃品種選育提供理論依據，同時可以為核桃產品開發與原料選擇提供實踐參考。