陇南清香核桃主要理化指标随生长期的动态变化

，2，2

（1.陇南市经济林研究院，甘肃 陇南 746000；2.甘肃省核桃技术工程研究中心，甘肃 陇南 746000）

核桃Juglans regia为胡桃科胡桃属JuglansL.植物，其坚果果仁具有补肾固精、润肺止喘镇咳的效果。我国是生产核桃的大国，有着悠久的栽培历史，国内核桃分布相对较为广泛，品种资源也丰常丰富[1-4]。相比其他榨油原料，核桃仁油脂成分含量较高，在国外，核桃油作为功能性油脂受到越来越多消费者的青睐。核桃油中营养成分含量丰富，主要含有不饱和脂肪酸，其油酸、亚油酸和亚麻酸的相对含量均较高[5-7]。其中的亚油酸、亚麻酸等是人体必需脂肪酸，具有预防心血管和脑血管疾病、对婴幼儿脑部发育能起到促进作用等保健功能[8]。因此，对核桃化学成分的提取及其功能活性的研究备受关注[9]。

陇南地处秦巴山，属于温带湿润型气候。核桃在陇南的栽培历史悠久，自古以来就是广大农户十分喜爱、经济效益尤其看好的经济林树种。历经发展，陇南核桃种植面积近27万hm2，年产值达18亿元。党的十八大以来，党中央高度重视贫困地区的脱贫致富工作，提出了“精准扶贫”的新战略思想[10]，而对陇南山区的精准扶贫主要是产业扶贫。为了更加深入地了解陇南市主栽品种‘清香’核桃果实性状特点及核桃油的部分理化性质，以确定其采摘的最佳时期，参照陈文静等人[11]对薄壳山核桃果实发育及脂肪酸累积变化规律和张莉梅等人[12]对低温层积过程中野鸦椿种子生理生化变化的研究方法，对不同日期采摘的‘清香’核桃果实部分形态性状指标（如鲜青果的质量、三径和去皮后鲜坚果的质量、三径等）和主要理化指标（含油率、出油率，酸价、皂化值、过氧化值）及核桃油的脂肪酸组成的动态变化随着采摘期的推移而表现出的规律进行了测定和分析，现将研究结果分析报道如下。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试样品产自陇南市经济林研究院黄家坝核桃基地，核桃油纯油标准品采用压榨法由特色经济林良种繁育国家地方联合工程研究中心获得。

所用试剂：无水硫酸钠、石油醚（30～60 ℃）、氢氧化钠、乙醚、甲醇、乙醇、氢氧化钾、酚酞指、碘化钾、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠、淀粉、盐酸等，均为分析纯。

仪器设备：游标卡尺（上海申韩量具有限公司）、电子天平（上海METTLER-TOLEDO），101型电热鼓风干燥箱（北京科伟永兴仪器有限公司）、SHB-ⅢG台式循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）、H-1650台式高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）、PS-1高速组织捣碎机（上海标本模型厂）、IKA RV 10旋转蒸发仪（德国IKA）、Minispec碳氢化合物含氢量测定仪（德国布鲁克光谱仪器公司）、TRACE1300气相色谱-质谱联用仪 （美国Thermofisher公司）。

1.2 方 法

1.2.1 果实形态指标的测定

于2017-08-09至2017-09-21采集核桃鲜青果样品，每隔1周采摘1次，共采集样品7次，每次采摘3组样品，每组采摘10个核桃。对不同日期采集的不同组别的核桃分别按1到10进行编号，再把1～10号样品分为2组，一组用于鲜青果的测量，一组用于去青皮后烘干测量。首先测定鲜青果的质量与三径，再测定去皮后鲜坚果的质量与三径，然后测定去壳后的鲜仁质量；将去青皮后的坚果在50 ℃条件下烘干至恒重，测定其干仁质量。

1.2.2 含油率的测定

参照国家标准GB 5009.6-2016中规定的方法进行提取与测定。

1.2.3 核桃油成分的分析

将供试样品经甲酯化后，采用气相色谱-质谱联用仪，分析不同品种核桃油的脂肪酸组成。参照国家标准GB 5009.168-2016中规定的方法测定脂肪酸各组成成分的含量。

气相色谱条件：汽化室温度为280 ℃，载气为99.99%的高纯氦气，载气流量为1 mL /min； HP-5弹性石英毛细管柱（30 m×0.23 mm×0.25 μm），160 ℃的条件下保持3 min，然后以4 ℃/min将温度升到190 ℃，再以1 ℃/min升温到210 ℃，在此条件下保持5 min，而后按5 ℃/min的速率将温度升到230 ℃，在此基础上保持1 min；进样量0.5 μL，分流比为 1∶ 200。

质谱条件：MED离子源为 EI 源，离子源温度230 ℃，电子能量70 eV；四级杆温度150 ℃，接口温度280 ℃；使用美国NIST10质谱数据库进行分析。

1.2.4 核桃油酸价、过氧化值、皂化值的测定

参照国家标准GB 5009.229-2016、GB 5009.227-2016和GB/T 5534-2008中规定的方法测定酸价、过氧化值和皂化值。

2 结果与分析

2.1 ‘清香’核桃果实成熟期其形态特征的动态变化特点

按照上述测定指标和测定方法，对2017年不同日期采摘的‘清香’核桃鲜青果的质量与三径、去皮后鲜坚果的质量与三径、去壳后的鲜仁质量及干仁质量等指标进行了测定，测量数据均取平均值，测定结果如表1所示。由表1可知，其鲜青果质量、鲜青果三径、鲜坚果质量、鲜坚果三径、鲜仁质量和干仁质量这6项指标的变化趋势相同，各项指标值都随采摘期的推移而逐渐增大，且变化幅度较大，到8月30日以后这些指标又开始变小，且变化幅度较小，趋于平稳。

表1 不同日期采摘的核桃果实其形态性状指标的观测结果Table 1 Changes of some physical characteristics of walnut fruits in different picking periods

2.2 ‘清香’核桃果实成熟期核桃仁含油率的动态变化情况

用烘干的核桃仁样品测定其含油率，结果如表2所示。核桃仁的含油率随采摘日期推移而变化的特点如图1所示。由图1可知，在生长期的后半段时间内，含油率随采摘日期的推移而逐渐上升，并且上升速率较高，到采摘期的8月23日左右升至最大值，而后的8月23日至9月13日含油率较平稳，而9月13日以后含油率逐渐呈小速率的降低状态。

表2 不同日期采摘与不同时间测定的‘清香’核桃干仁含油率†Table 2 Fragrant walnut dry kernel oil content in different picking periods and dates

2.3 脂肪酸组成成分的分析比较

用核桃油纯油标准品进样进行GC-MS成分分析，所得色谱图如图2所示。由图2可知，在不同保留时间内出现了几种较高的峰。其中，保留时间为12.25 min的峰对应的物质为十六酸甲酯，保留时间为14.85 min的峰对应的物质为十七酸甲酯，保留时间为18.01 min的峰对应的物质为硬脂酸甲酯，保留时间为18.68 min的峰对应的物质为油酸甲酯，保留时间为20.36 min的峰对应的物质为亚油酸甲酯，保留时间为22.89 min的峰对应的物质为亚麻酸甲酯，保留时间为26.07 min的峰对应的物质为二十烷酸甲酯，保留时间为26.91 min的峰对应的物质为二十碳烯酸甲酯，保留时间为31.53 min的峰对应的物质为二十碳四烯酸甲酯。

图1 ‘清香’核桃仁含油率随采摘日期的推移而变化的曲线Fig.1 Dynamic changes of oil content of walnut kernel with picking date

图3是以2017年8月16日所采‘清香’核桃干仁提取的核桃油成分在不同保留时间（min）的相对丰度（%）图谱。比较图3与图2后发现，实验样品与标准品各主要成分相对丰度出现“峰值” 的保留时间基本一致，且出现较高峰值（表明含量较高）的较少。如图3中的 1号峰值对应的成分是十六酸甲酯， 2号峰值对应的成分是硬脂酸甲酯， 3号峰值对应的物质是油酸甲酯， 4号峰值对应的成分是亚油酸甲酯，5号峰值对应成分是亚麻酸甲酯。

不同日期采摘的核桃其干仁提取油的主要成分与含量见表3。由表3可知，核桃油中的脂肪酸主要含有亚油酸甲酯、十六酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯和亚麻酸甲酯等5种成分。不同日期采摘的核桃其油脂中的亚油酸甲酯含量为27%～41%，其含量最高且远高于其他成分的含量；油酸甲酯含量为7%～9%，其为含量第二高的成分；亚麻酸甲酯含量为3%～6%，其含量排在高含量成分的第三；十六酸甲酯含量为3%～5%，仅次于亚麻酸甲酯含量；硬脂酸甲酯含量为1%～2%，在5种主要成分中其含量最低。

图2 核桃油纯油标准品的GC-MS色谱图Fig.2 GC-MS chromatogram of pure oil standard for walnut oil

图3 2017年8月16日采摘的‘清香’核桃其提取油主要成分的相对丰度Fig.3 Relative abundance of Qingxiang walnut oil composition at different retention times

表3 不同日期采摘的核桃其干仁提取油的主要成分与含量Table 3 The main components and contents of the extract of walnut dry kernel in different picking dates

根据表3中的数据制作的各成分相对含量随采摘日期的推移而变化的情况如图4所示。由图4可得，在以‘清香’核桃仁提取的核桃油的5种主要成分中，亚油酸甲酯的含量远高于其他成分，并且随采摘日期的推移其含量整体上也呈逐渐增加的趋势；十六酸甲酯和亚麻酸甲酯的含量都随采摘日期的推移而逐渐增加，并且亚麻酸甲酯含量随采摘日而增加的幅度要略大于前者；油酸甲酯的含量随采摘日期的推移出现了“波动”，时増时减，但整体来看变化不大；硬脂酸甲酯的含量随采摘日期的推移而略有变化，但变化极小，几乎呈直线型变化趋势。

图4 不同日期采摘的核桃其干仁提取油中5种主要成分含量的变化情况Fig.4 Changes of five ingredients in walnut oil extracted from walnut in different picking date

2.4 核桃油酸价、过氧化值、皂化值的比较分析

不同日期采摘的‘清香’核桃干仁提取油其酸价、过氧化值和皂化值的测定结果见表4。

2.4.1 酸价的比较分析

核桃油的酸价随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线如图5所示。观察图5可得，不同日期采摘的‘清香’核桃干仁提取油的酸价均符合GB/22327-2008《核桃油》中的规定（≤3.0）。核桃油酸价随采摘日期的延后而降低，且变化大而速率较小，酸价降低到一定程度后趋于平稳。核桃油的酸价越低，说明其品质越高，越有利于贮藏。比较而言，宜在酸价越小的时间段（9月13日左右）采摘核桃，此时采摘的核桃其提取油的品质较好且保质期较长。

表4 不同日期采摘的‘清香’核桃其干仁提取油的酸价、过氧化值和皂化值Table 4 The acid value,peroxide value and saponification value of the oil extracted from the fragrance in different picking date

图5 核桃油的酸价随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线Fig.5 The change of the price of walnut oil with the date of picking

图6 核桃油的过氧化值随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线Fig.6 The change of peroxide value of walnut oil with the date of picking

2.4.2 过氧化值的分析比较

核桃油的过氧化值随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线如图6所示。图6表明，不同日期采摘的‘清香’核桃干仁提取油的过氧化值都比较小，且远远小于GB/22327-2008《核桃油》中的规定（≤6.0）。观察图6可得，‘清香’核桃干仁提取油的过氧化值在采摘初期有一个下降的过程，且变化幅度较大，当过氧化值趋近于零时，一段时间里其变化趋于稳定，之后又呈现出略微增长的变化趋势。植物油的过氧化值越低，说明其不饱和脂肪酸含量越低，即被氧化的程度越低，表明油的质量越好。由图6可知，宜在采摘期的后阶段（即8月30日至9月13日）采摘‘清香’核桃鲜果，此时采摘的核桃其油脂品质更好。

2.4.3 皂化值的分析比较

核桃油的过氧化值随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线如图7所示。由图7可知，皂化值随采摘日期的推移而逐渐降低，变化明显，且其在采摘期的前半段时间内降低的速率较大，而在后半段时间内降低的速率相对较缓。皂化价越低说明油脂的平均相对分子质量较低，油脂中游离的脂肪酸相对含量较低。

图7 核桃油的皂化值随核桃鲜果采摘日期的推移而变化的曲线Fig.7 The change of saponification price of walnut oil with the date of picking

3 结论与讨论

核桃除了食用、药用外，还有许多用途，如用于保健品、提取化工原料等[13]。随着生活水平的提高，人们更加关注核桃的保健作用，而酸价、过氧化值、皂化值及脂肪酸成分等理化指标正是反映其营养价值的关键指标。根据目前市场上低温贮藏的鲜果核桃深受消费者喜爱的特点[14]，同行对于鲜食核桃贮藏的研究主要采用成熟期果实进行，而无具体保鲜贮藏果实的理化指标数据作为依据，因此，笔者研究了不同日期采摘的陇南市‘清香’核桃果实的部分性状和核桃油的物理性质及其主要成分的种类与含量的变化动态和变化特点，研究结果对于确定该品种核桃的最佳采摘期能起到参考作用，也可为下阶段鲜食核桃的试验研究提供数据支持。

核桃坚果大，则果仁量越大，核桃品质越好，越受人们的欢迎。查阅文献及植物油国家标准可知，果仁中油脂含量越高及油脂中脂肪酸的成分与含量越丰富，其营养价值越高；过氧化值越低说明其被氧化的程度越低，说明油的质量越好；酸价越低，油脂品质越好，越有利于贮藏；皂化值越低说明油脂的平均相对分子质量较低，油脂中游离的脂肪酸相对含量较低，其品质越好。对不同日期采摘的‘清香’核桃其干仁提取油的酸价、过氧化值、皂化值的比较分析结果表明，‘清香’核桃宜在采摘期的后半段时间（即8月30日至9月13日）内采摘，此时采摘的核桃果实其油脂质量最好。

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