美国山核桃与浙江山核桃果实品质的比较研究

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摘 要：对我国市场上山核桃属两种主要山核桃――美国山核桃和浙江山核桃果实品质展开比较研究。通过GC-MS方法比较分析2种核桃的脂肪酸成份，同时比较果实质量、果实形状、壳厚度、出仁率、出油率等一般性状。试验结果表明，单果质量方面，美国山核桃大于浙江山核桃；果壳方面，美国山核桃较薄；美国山核桃出仁率、出油率均高于浙江山核桃。浙江山核桃油>总不饱和脂肪酸含量，美国山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。总单不饱和脂肪酸含量，浙江山核桃油>美国山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。总多不饱和脂肪酸含量，美国山核桃油>浙江山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。美国山核桃油和果仁含有的油酸、亚油酸含量均高于浙江山核桃。本试验为2种核桃的进一步开发和工业应用提供了理论基础。

关键词：美国山核桃；浙江山核桃；果实品质；气质联用

美国山核桃[Carya illinoensis（Wangenn.）K.Koch]，又名薄壳山核桃、长山核桃，为胡桃科山核桃属高大乔木，是世界上重要的干果树种之一[1]。因其核仁营养丰富、风味独特、用途多样，在我国受到广大群众的青睐，消费量逐年上升，开始有大面积栽培。目前，在我国大量消费的还有另一种山核桃，即浙江山核桃（Carya cathayensis）。美国山核桃和浙江山核桃均为胡桃科山核桃属植物，均具有独特的风味，营养价值都很丰富，但在果实品质，包括脂肪酸种类及含量方面又有所区别。有关美国山核桃[2-4]、浙江山核桃[5-6]的脂肪酸已有一些研究，但都由于方法不同而缺乏可比性。为了对我国2种主要消费的山核桃种类果实品质进行比较，本研究通过气质联用方法对2种核桃的脂肪酸成分进行了分析，同时结合以往对美国山核桃研究的经验，选择果实质量、果实形状、壳厚度、出仁率、出油率等简单易测但对果实品质影响较大的果实一般性状进行测定，为进一步研究、开发和利用我国丰富的山核桃资源提供试验依据。

1 材料和方法

1.1 材 料

研究试验材料采自江苏省南京市六合区绿宙薄壳山核桃科技有限公司基地。2个品种均为引进品种，美国山核桃引自美国德克萨斯州美国山核桃实验站，浙江山核桃引自浙江省建德市。采种母树树龄均大于8年。2种核桃均选择生长健壮，历年正常结果的植株随机进行果实采收，每种采收不少于50个果实，选择外壳完整无裂缝的果实用于进一步测定。

采种地南京地区地处31°14′～32°36′N、

118°22′～119°14′E。北亚热带气候：平均气温16 ℃，极端最高气温42 ℃，极端最低气温-13 ℃；年降雨量1 106 mm，年均日照1 686.5 h，年无霜期237 d [7]。

1.2 方 法

1.2.1 一般性状 每种核桃随机选择20个果实。用千分之一天秤称定总质量，取平均值得果质量。采用数显游标卡尺测量如上20个果实的横径、纵径，果型指数为纵径除以横径后的值。小心地将果实敲开，分开果壳和果仁。取果壳，用数显游标卡尺测量壳厚度，取平均值。取所有果仁，称质量，果仁质量占果实质量的百分比为出仁率。

1.2.2 出油率 参考Toro-Vazquez的方法[3]，略有改进。果仁试验前先用高速粉碎机（西域FW100）粉碎，过0.42 mm筛。然后取约10 g果仁置于索氏提取器，10倍量正己烷索氏提取6 h。提取液回收溶剂，供下步使用。残渣放置10～12 h，待溶剂挥干后，称质量，计算出油率。

1.2.3 脂肪酸 上步提取液转移至旋转蒸发仪（布氏旋转蒸发仪 R-3000），50 ℃旋干溶剂得到核桃油。对核桃油进行直接甲酯化[10]，然后进行气质联用分析。气质联用条件经摸索后确定如下。

（1） 仪器：安捷伦6890N气相色谱仪，FID检测器。

（2） GC条件：氦气；进样口温度：250 ℃；进样量：0.2 μL；分流比：60∶1。

（3） 色谱条件：起始温度100 ℃，维持2 min后，以5 ℃・min-1的速度升至200 ℃，维持1 min，然后以10 ℃・min-1的速度升至280 ℃，维持10 min，整个运行过程持续42 min。

（4） 质谱条件：扫描范围m/z：29～500；离子源温度：200 ℃，传输管温度：220 ℃。

（5） 采集时间：13～42 min。

2 结果与分析

2.1 果质量

2种核桃果实质量差异较大，美国山核桃质量较大，单果质量为10.60 g，浙江山核桃单果质量较小，仅为3.81 g，比美国山核桃减少了64%。

2.2 果实形状

2种核桃具有明显不同的果实形状。浙江山核桃的果实形状为近圆形，且体积较小，而美国山核桃为长椭圆形。美国山核桃纵径长50.40 mm，为浙江山核桃21.85 mm的2倍多。

2.3 果壳厚度

从表1中可看出，2种核桃的果壳厚度差异较大，美国山核桃的果壳薄为0.67 mm，浙江山核桃的果壳厚度相对较厚为1.01 mm。

2.4 出仁率

从结果中可看出，美国山核桃的出仁率较高，达57%，浙江山核桃出仁率相对较低，为47%。

2.5 出油率

从表1中可以看出，美国山核桃出油率较高，为78.17%，浙江山核桃的出油率较低，为61.17%。

2.6 脂肪酸

为进一步明确2种核桃油中所含有的化学成分及相对含量，对2种核桃进行了气质联用分析，结果见图1和表2。

通过图1，表2可以看出，2种核桃油均由大量的不饱和脂肪酸及少量的饱和脂肪酸构成。在所含有的脂肪酸种类方面2种核桃类似，但脂肪酸比例有所不同。虽然美国山核桃和浙江山核桃为同科同属植物，但美国山核桃油所含脂肪酸的比例与浙江山核桃油有较大的区别。从脂肪酸的总量方面来看，浙江山核桃油含有的总不饱和脂肪酸含量较高，为92.01%，美国山核桃油较低，为88.73%。浙江山核桃油含有的总单不饱和脂肪酸含量较高，为84.48%，美国山核桃油较低，为78.53%。总多不饱和脂肪酸方面美国山核桃油的含量较高，为10.20%，浙江山核桃油较低，为7.53%。从所含的脂肪酸种类来看，2种山核桃都主要含有油酸、亚油酸、棕榈酸、16-羟基-9-十八烯酸、单油酸甘油酯，但含有的比例有所区别。油酸和亚油酸是核桃类果实含有的指标性不饱和脂肪酸成分。美国山核桃油中含有的油酸含量（50.95%）、亚油酸含量（10.13%）均高于浙江山核桃。浙江山核桃油在11-十八碳烯酸的含量上有明显区别，达到25.61%，而在美国核桃油中含量小于1%。

3 结论与讨论

一般性状方面，2种核桃差异明显，美国山核桃果质量大于浙江山核桃；浙江山核桃体积为小圆形，而美国山核桃为长椭圆形；美国山核桃果壳比浙江山核桃薄；出仁率、出油率方面美国山核桃均大于浙江山核桃。

市场上对于美国山核桃和浙江山核桃的消费习惯类似，无论是哪种核桃，市场都偏爱单果质量相对较大、果实个头较大的品种。果实形状方面，越长的果实越受欢迎，价格越高，近圆形的果实价格相对偏低。果壳厚度体现的是取食时的难易程度。同时，由于相当数量的核桃收获后用于工业加工成可直接食用的果仁、核桃露等深加工产品，因此相对薄的果壳有利于进一步深加工的进行。美国山核桃原产于北美洲的密西西比河沿岸，北美野生美国山核桃的壳是很厚的，现如今栽培的这些薄壳品种是经过科学家近一个世纪不断的选种、育种获得的。出仁率体现的也是机械加工性能，出仁率与果壳厚度具有一定的相关性，在考察核桃果实品质时可以根据实际操作的难易程度选择考察果壳厚度和出仁率之一。山核桃油营养丰富，富含多种不饱和脂肪酸，具有调节血脂、清理血栓、免疫调节、提高视力等多种作用，同时还可做为高档油品广泛应用于工业。高含油率品种的选育一直也是育种的重要目标之一。

山核桃具有的保健功能很大一部分来自于山核桃仁中所含有的不饱和脂肪酸。人的生命必须有两种脂肪酸才能得以生存，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。随着现代人群生活水平的提高，肉类等食物的大量摄入，饱和脂肪酸往往摄入过量，而缺乏不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸调整人体的各种机能，排除人体内多余的“垃圾”，具有调节血脂、清理血栓、免疫调节、提高视力等多种保健功能。气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）将分离用气相色谱仪器与鉴定用质谱仪相结合，可实现复杂样品的分离及鉴定一步完成，被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定，其同时具有GC的高分辨率和MS的高灵敏度，已被证明可以用来成功分离及鉴定核桃油中的脂肪酸。对核桃中脂肪酸的组成进行气质联用分析可以更好的评价核桃的果实品质。

脂肪酸含量方面，2种核桃油均由大量的不饱和脂肪酸及少量的饱和脂肪酸构成。总不饱和脂肪酸含量从高到低顺序为浙江山核桃油>美国山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。总单不饱和脂肪酸含量从高到低顺序为浙江山核桃油>美国山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。总多不饱和脂肪酸含量从高到低顺序为美国山核桃油>浙江山核桃油，美国山核桃果仁>浙江山核桃果仁。美国山核桃油和果仁含有的油酸、亚油酸含量均高于浙江山核桃，而浙江山核桃油含有大量的11-十八碳烯酸。因此，11-十八碳烯酸有望进一步研究后用于两种山核桃油的定性鉴别。

参考文献：

[1] 贾晓东， 王涛， 张计育， 等. 美国山核桃的研究进展[J]. 中国农学通报， 2012，28（4）：74-78.

[2] Malik N， Perez J L， Lombardini L， et al. Phenolic compounds and fatty acid composition of organic and conventional grown pecan kernels[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2009， 89（13）：2207-2213.

[3] Toro V J， Charo A M， Perez B F. Fatty acid composition and its relationship with physicochemical properties of pecan （Carya illinoensis） oil[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society，1999，76（8）：957-965.

[4] Venkatachalam M， Sathe S K. Chemical composition of selected edible nut seeds[J]. Journal of agricultural and food chemistry，2006，54（13）：4705-4714.

[5] 王顺民， 郑丹， 汤斌， 等. 山核桃油中的脂肪酸 GC 法分析[J]. 中国调味品，2009（1）：106-108.

[6] 赵志刚. 山核桃仁油中脂肪酸组成的分析及评价[J]. 安徽农业科学，2009，37（6）：2473-2474.

[7] 李永荣， 刘永芝， 翟敏， 等. 薄壳山核桃品种果质性状变异及选择改良研究[J]. 江苏林业科技，2011，38（3）：6-11.