核桃的营养成分及其对神经系统保健功效的研究进展

吴道勋，黄靖晖，苗圣楠，张 丹，李 瑶

(滇西应用技术大学，云南大理 671006)

核桃(JuglansregiaL.)在中国被称为羌桃、胡桃，与扁桃、腰果、榛子并称为“四大干果”。核桃在世界各地都有所种植，其原产于亚洲、南欧以及西亚等地区的部分地区，现在，中国也已成为核桃生产大国，并在本土培养出多个核桃品种，产量稳步提升。核桃作为药食两用的植物资源，对于人体健康的维持和改善也有积极作用。研究表明，核桃仁中含有丰富的营养物质，包括人体所必需的氨基酸、碳水化合物、脂肪、蛋白质，还含有多酚类、糖类、褪黑素、黄酮类及铁、锰、锌等多重微量元素与膳食纤维等。具有健脑益智、延缓细胞衰老以及增强免疫力的功效，并且对神经衰弱、冠心病、高血压、胃病和肺气肿也有一定的辅助疗效[1-2]。

该研究分类阐述核桃营养成分与其在脑部及神经方面的功能效果，将其作为研究基础，为后续研究人员对核桃的产品开发与利用提供相应的研究思路和科学依据。

1 核桃的营养成分

1.1 蛋白质核桃蛋白因具有优良的精净蛋白比值和消化率而成为食物优质蛋白质来源，其蛋白质含量约为15%左右(最高29%)，主要包括谷蛋白(占总量的70.11%)、球蛋白(占总量的17.57%)、清蛋白(占总量的6.81%)和醇溶谷蛋白(占总含量的5.33%)4种[3]；王翼平等[4]于1995年通过凯氏测氮法测得核桃中蛋白质含量为28.100 g/100 g，并通过Beckman6300氨基酸分析仪测得氨基酸含有17种，总量为27.189 g/100 g，还得知其必需氨基酸的含量为：谷氨酸>精氨酸>天冬氨酸。杨永涛等[5]应用模糊识别法计算得出核桃蛋白总氨基酸含量在 343.22～985.99 mg/g，必需氨基酸占氨基酸总量的30%～41%，氨基酸比值系数分67.02%～87.98%，其蛋白与模式蛋白较为贴近，这说明核桃蛋白的氨基酸被吸收率更高，效果更加显著，更适合人体吸收；除核桃仁外，核桃植株的其他部分蛋白质含量也很高，如核桃花的蛋白质含量为18.78%，氨基酸中的必需氨基酸占氨基酸总量的41.27%，比重较高的为色氨酸和谷氨酸[6]；花粉中的蛋白质含量更是高达25.38%[7]。

1.2 脂肪研究显示[8]，核桃脂肪含量高且稳定，平均为65.3%，变异系数为 3.1%，同时检出了棕榈酸、硬脂肪酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸5种脂肪酸，平均含量(含量范围)是：61.4%(38.7%～70.0%)、22.5%(11.1%～49.4%)、7.7%(3.9%～11.4%)、6.4%(4.3%～8.2%)、2.0%(1.5%～3.6%)。不饱和脂肪酸的平均含量达91.60%，必需脂肪酸的平均含量达69.10%；其主要成分是α-亚麻酸(ALA)、亚油酸(LA)等不饱和脂肪酸，大约占脂肪总量的90.00%，其中，亚油酸在核桃中的占比为60.30%，是普通菜籽油的3～4倍[9]；该脂肪酸有许多积极作用和功能效果，因其内部成分不含胆固醇，对血管的软化以及高血压的预防有积极作用，故有“动脉清道夫”之称；核桃中的亚油酸和亚麻酸在人体中可以通过一系列连续的去饱和以及伸长反应转化为必需的不饱和脂肪酸，如肝脏中的EPA(20：5n-3)和DHA(22：6n-3)等，以满足人体代谢机能的基本需要[10]；而核桃仁作为大脑优秀的“管家”，有“天然脑黄金”之称[11]。

1.3 维生素除脂肪和核桃蛋白外，核桃仁中还富含维生素B、维生素C以及硫胺素、核黄素和抗坏血酸等多类维生素，是多种维生素的良好食物来源。Payne[12]测得100 g的核桃含有抗坏血酸、硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、叶酸、视黄醇、维生素B6、生物素的含量分别为5.600、0.330、0.240、123.000、90.000、0.080、0.023、0.750、0.040 mg；而Raval[13]同样对100 g核桃进行含量测定，其成分与含量为抗坏血酸0.880 mg、硫胺素0.300 mg、核黄素0.100 mg、烟酸0.820 mg、泛酸0.450 mg、叶酸0.056 mg、维生素B60.440 mg。Savage等[14]运用毛细管气相色谱分析法测得每100 g核桃中含有α、β、γ 3种生育酚，其含量分别为14.80～28.70 μg、1.00～8.27 μg和206.90～355.00 μg；维生素E对于人体自由基的侵入有很好的抵御作用，可提高人体抗衰老能力，达到美容养颜的效果，作为其同系物的α-生育酚和γ-生育酚在抑制前列腺癌、改善机体免疫力和保障机体功能正常运行等方面具有积极作用；且在油脂过氧化的时候发挥主要作用，被用作优质抗氧化剂。

1.4 矿物质核桃中营养成分多样，种类繁多，其矿物质元素丰富，主要包括磷、钾、钙、镁、锰、铜、铁、锌等[15]；Lavedrine等[16]通过原子吸收分光光度法对100 g源自法国和加利福尼亚的2种核桃进行成分分析发现，其矿物质含量从高到低依次为钾(487、372 mg)>镁(191、134 mg)>钙(91、58 mg)>锰(4.3、3.3 mg)>铁(1.8、2.3 mg)>锌(1.9、1.6 mg)>铜(1.2、1.4 mg)>钠(0.4、6.7 mg)，且不同的种类、种植地区和气候还有土壤因子对核桃种仁品质的影响都非常巨大，其中土壤中含有的有效磷对于核桃粗脂肪含量具有一定影响，且其粗蛋白与矿物质元素的含量也与土壤的机质，酸碱性和水解氮含量有关[17]。此外，核桃花粉中钾、锌、硒含量也较高，可作为天然的营养保健品。

1.5 碳水化合物和膳食纤维碳水化合物作为一种可以为人体提供营养的廉价营养素，是生命结构细胞的主要构成成分，就机体摄取利用情况来看通常可以分为两大类：单糖或双糖和纤维素。经多方试验证明，核桃中含有碳水化合物，Payne[12]通过测得其碳水化合物含量为12.8%；Raval[13]测得核桃中13.1%为碳水化合物，且有“粗纤维”之称的膳食纤维也在核桃的营养成分中占据一席之地(含量为4.2%～5.2%[18])，作为新晋第七大营养物质，虽然不能为人体所吸收但在一定程度上对机体肠蠕动有促进作用，对于降低心脑血管疾病和癌症疾病的发生率也有正面影响。冯春艳[19]进一步对核桃相应部位进行测定得知核桃种皮的膳食纤维约相当于5倍核桃种仁膳食纤维，由此可知核桃种皮也可作为膳食纤维的补充物质的良好来源。

1.6 生物活性物质核桃还含有许多生物活性物质，比如丰富的多酚、植物甾醇等活性物质，主要营养成分包括槲皮素、金丝桃苷、扁蓄苷等。洪茜茜[20]分离鉴定了核桃分心木的抗氧化和镇静催眠活性成分，具体包括酚类(2.39%～3.54%)和皂苷(1.86%～5.98%)等物质；研究显示[21]，核桃中的酚类物质主要包括3种，分别是酚酸、苯醌和类黄酮，具体包括草酸、丁香酸、鞣花酸、绿原酸，胡桃醌、1，4-萘醌，儿茶素、杨梅树皮素。且酚类和黄酮类主要分布在核桃内种皮上，冯春艳[19]和余旭亚等[22]分别针对核桃内种皮与种仁的酚类与黄酮含量进行测定，其总酚含量在核桃内种皮中与核桃仁中分别为1.034与0.144 g/100 g；黄酮含量在核桃仁中为0.47%。王艳梅等[23]通过分光光度法测定出了存在于核桃隔膜中的黄酮含量为6.259%。数据显示，核桃内种皮黄酮含量为种仁的5.33～7.18倍，平均含量为2.77 g/100 g[24]，在核桃花中，也存在主要活性成分包括黄酮类、三萜类以及甾醇类化合物，且核桃仁中含有丰富的褪黑素，有“黑夜荷尔蒙”之称，是由大脑松果体合成的。Reiter等[25]通过高效液相色谱法对核桃仁进行测定，发现其褪黑激素含量在2.5%～4.5%，是极佳的自然来源。

2 核桃的神经系统保健功效

2.1 保护神经元作为营养物质和植物性生物活性化学物质的丰富来源，核桃仁里含有如亚麻酸和亚油酸等大量不饱和脂肪酸，被证明能在年龄增加时保护大脑健康，预防心脑血管疾病、改善神经系统功能[26]，此外核桃提取物还对多种压力源具有神经保护作用，Willis等[27]采用核桃油处理细胞，发现可通过抑制LPS诱导的小胶质细胞活化，从而保护细胞免受炎症和氧化应激的增加。同时，核桃中提取的EPA和DHA在维护大脑健康中都发挥着不可或缺的作用，能有效减少氧化应激、改善免疫功能，在维持突触可塑性、神经元膜稳定性、基因表达和神经发生方面扮演重要角色；研究证实核桃仁中存在的多酚包括但不限于羟基肉桂酸，例如绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸和芥子酸，丁香酸、鞣花酸等氢苯甲酸等化合物，能够促进大脑的纹状体和海马体的神经元钙稳态，而纹状体和海马体则对影响初级和次级记忆功能至关重要[28]。另有研究表明[29]，食用核桃能减弱餐后的氧化应激反应，从而保护海马神经元细胞。

2.2 抑制脑功能衰退作用核桃分心木中存在黄酮及其抗氧化活性物质，沙玉欢等[30]通过超声波辅助碱液法测得其黄酮获得率为14.15%；核桃分心木中提取的黄酮类化合物在抑制脑功能衰退与激发脑部活力等方面具有积极作用，当用黄酮类化合物作用于因D-半乳糖诱导后的衰老小鼠时，其脑组织中EPA和DHA以及不饱和脂肪酸的含量明显增加，小鼠的脑切片结果显示对其海马组织损伤也产生了一定的保护和修复作用。

谢东雪等[31]经过一系列试验证明，核桃青皮多糖提纯得到的2种均一多糖(JPs-1-1和JPs-2-1)均具有较好的抗氧化活性，且其抗氧化活性的强弱与样品浓度呈正相关。此外核桃内种皮含芦丁、没食子酸、绿原酸等黄酮和多酚类化合物，可通过清除细胞自由基和炎性介质等方式来保护脑细胞结构和功能的完整[32]。

2.3 改善认知能力增加坚果尤其是核桃仁的摄入量，已被证明可显著改善人群的认知能力，核桃仁含不饱和脂肪酸、多酚、维生素E、磷脂和蛋白质等改善记忆成分[33]。Nooyens等[34]的一项队列研究报告提出，坚果摄入量基础值较高的人群通常伴随处理速度、认知灵活性、记忆力和整体认知功能比其他人群更高的特点。Pribis等[35]选择健康、认知完整的年轻人作为研究对象，进行了一项双盲、随机、安慰剂对照的交叉研究实验，结果发现，补充核桃仁60 g/d，连续8周可显著改善参与者的推理性语言推理能力；张清安等[36]证实适量的核桃油不仅能够促进小鼠的学习记忆，还能有效逆转 NaNO3和乙醇引起的记忆再生障碍，加强小鼠对记忆的保留能力；张伟等[37]发现，核桃青皮对于其改善认知功能具有一定的作用，可能与其抗氧化、抗神经炎症、神经保护、促神经元生长、改善脑血流等功能有关。Valizadeh等[38]发现，核桃青皮内提取出的没食子酸(GA)可以提高β-淀粉样蛋白诱导的AD型痴呆症大鼠的空间学习和记忆能力；Haider等[39]给大鼠口服核桃，为期28 d。通过高架十字迷宫(EPM)和径向臂迷宫(RAM)评估大鼠的记忆功能。观察到与对照相比，核桃处理的大鼠的学习和记忆有显著改善，且口服核桃后，脑单胺分析显示大鼠脑中血清素水平升高，研究表明，核桃可能通过增强大脑5-HT代谢发挥其低吞噬和促智作用。

2.4 预防治疗神经类疾病在所有神经类疾病中，核桃在预防阿兹海默症方面发挥的作用十分值得关注。给阿尔茨海默病(AD)大鼠分别灌胃核桃仁丙酮、乙醇、水提取物，行为学试验和神经元超微结构观察结果显示核桃仁内丙酮提取物对于改善记忆的效果最好，且可以很好地防治AD[40]。Muthaiyah等[41]研究表明，核桃仁中的多酚等抗氧化物质能对抗β-淀粉样蛋白引起的氧化应激和细胞死亡，对于阿尔茨海默病具有治疗作用。在华盛顿高地和因伍德哥伦比亚老龄化项目(WHICAP)和基于临床观察的预测研究2项纵向队列研究中[42]，研究人员对研究对象进行了为期平均4年的随访。结果表明，在阿兹海默症早期阶段，存在大于等于1种载脂蛋白4等位基因(APOE4)的患者与认知能力下降更快明显相关。在另一项研究中，Yasuno等[43]为41名65岁以上的参与者每天补充来自鱼、番茄红素和银杏叶提取物的多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)，持续3年，并将他们与622名没有补充剂的相似年龄组的参与者进行比较。结果表明，抗氧化剂的组合在3年后改善了老年人的认知功能，并且在APOE4非携带者(E4-)和APOE4携带者(E4+)组中都观察到了认知功能的改善。虽然动物来源的n-3 PUFA与核桃的n-3 PUFA不同，但由于人体可将核桃中的ALA转化为EPA和DHA，可推断富含n-3 PUFA的核桃与其他高抗氧化化合物结合可延缓AD相关的认知能力下降。

Choi等[44]发现，核桃青皮中提取的多酚可以抑制中脑细胞中活性氧和一氧化氮的产生，还可以减缓纹状体多巴胺及其代谢产物的衰竭，对于预防或治疗帕金森病有很大帮助。Reiter等[25]报道提出，食用核桃可以增加人体血液中褪黑激素的浓度，具有消除自由基的功效，降低认知障碍和痴呆发生的风险。Muthaiyah等[45]的一项试验研究表明，核桃提取物可以抵消Aβ诱导的大鼠肾上腺髓质PC12细胞的氧化应激和细胞毒性，并且，核桃中的不饱和脂肪酸能通过调节小胶质细胞的反应性来减轻神经炎症。

3 结语

综上所述，核桃凭借其优良的营养组成与突出的保健能力，逐渐在日常饮食中被广泛引用。因此，归为健康食品的核桃，在延缓脑部衰老，降低慢性疾病发生概率与增加寿命等方面可能具有一定功效。此外，改善学习记忆和延缓脑功能减退是人类追求强大和健康的研究热点之一，阿尔兹海默病等神经退行性疾病已成为影响人们健康生活的严重问题之一。许多相关药物大都存在副作用，传统药食同源的健脑食物如坚果类因安全性高、多种神经营养素丰富越来越受到社会的关注。核桃作为传统的健脑食品，在改善大脑与神经细胞健康，保护人体神经元等方面具有优良表现，可达到防治神经类疾病的作用。核桃作为传统的健脑食品，对于脑部及神经系统的改善与保护功效尤为突出。且能达到防治相关神经类疾病的作用。今后核桃的培育，应加强相应技术手段的应用水平，促进优良品种的生产，提高核桃的全资源利用率，建立深加工工厂，加强政策与资源支持，提升核桃产业的经济效益和普及范围。