泡核桃（Juglans sigillata Dode）是我国西南地区原产的坚果树种，因其果实饱满、口感鲜美，在西南山区经济发展中占有重要地位。泡核桃全株酚类物质含量丰富，尤其以单宁、芦丁、鞣花酸、山柰酚等含量较高。种仁作为核桃主要的食用器官，因其多酚类物质含量丰富、抗氧化能力较强而备受人们青睐。
为此，贵州大学农学院的姜熠、潘学军和张文娥等人以不同发育时期‘黔核7号’果实为研究材料，采用动态取样的方法，对泡核桃果实发育期的种仁总酚含量、主要单体酚种类和含量、抗氧化活性进行测定，探究泡核桃种仁中酚类物质积累及抗氧化活性的变化规律，以期为调控种仁品质和确定最佳采收期、促进泡核桃功能性食品的开发提供理论依据。
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不同发育时期泡核桃种仁总酚、总黄酮含量变化规律
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泡核桃多酚组成及含量
参照14 种单体酚标准品在280 nm和251 nm波长处的HPLC图谱，鉴定出泡核桃‘黔核7号’种仁中含有苯甲酸类（没食子酸、丁香酸）、肉桂酸类（咖啡酸、阿魏酸、对香豆酸）、黄酮醇类（芦丁、槲皮素）、黄烷-3-醇类（儿茶素）共8 种单体酚。如表1所示，各单体酚在去皮种仁发育过程中变化规律差异较大，丁香酸含量最多，平均含量在1.0 mg/100 g（鲜质量计，下同）以上；其次为儿茶素、没食子酸和芦丁，平均含量在0.5～1.0 mg/100 g；再次是槲皮素和咖啡酸，平均含量均在0.2～0.5 mg/100 g；对香豆酸和阿魏酸平均含量低于0.1 mg/100 g。没食子酸在硬核前期（1/7）含量最低，于硬核后期至种仁充实前期（15/7～15/8）趋于稳定，成熟期略有下降；儿茶素含量在硬核前期（1/7）达到最高，之后逐渐下降，在种仁充实后期含量最低，至成熟期（1/9～10/9）略有上升；丁香酸从硬核期到种仁充实期含量总体逐渐上升，在种仁充实后期（15/8）含量最高，成熟期显著下降至最低；芦丁在硬核后期（15/7）大量合成并达到最高值，随后有所下降。此外，在种仁硬核前期，咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸、槲皮素含量极低，无法检测，但随着种仁发育，咖啡酸、对香豆酸含量于硬核后期（15/7），阿魏酸和槲皮素含量于种仁充实前期（1/8）出现上升，除对香豆酸在种仁充实前期（1/8）达到峰值，其余3 种多酚类物质均在成熟前期（1/9）达到峰值。
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泡核桃抗氧化活性
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泡核桃种仁莽草酸途径关键酶活性
分支酸合成酶（CS）与发育分支酸变位酶（CM）作为莽草酸途径中重要的代谢酶，能影响果实酚类物质的积累。如图3所示，‘黔核7号’去皮种仁莽草酸途径CS、CM活性变化趋势相似。其中，CS活性在硬核期（1/7～1/8）持续上升，在种仁充实期（1/8～15/8）维持较高的活性，约达到0.160 U/mg，随后开始逐渐下降，在成熟后期（10/9）降至0.061 U/mg；CM活性在硬核期至种仁充实前期（1/7～1/8）平稳上升，于种仁充实后期（15/8）活性突然增大并达到最大值0.131 U/mg，随后逐渐下降。
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泡核桃种仁苯丙烷-类黄酮合成途径关键酶活性
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种仁抗氧化活性与多酚含量相关性
如图5所示，种仁总酚含量与FRAP呈显著正相关，与DPPH自由基、ABTS阳离子自由基IC50呈极显著负相关。咖啡酸含量和阿魏酸含量同抗氧化活性的相关性规律相似，均与DPPH自由基、ABTS阳离子自由基IC50呈负相关；儿茶素、丁香酸、芦丁含量同抗氧化活性的相关性规律相似，均与FRAP呈负相关，与DPPH自由基、ABTS阳离子自由基IC50呈正相关；没食子酸、对香豆酸、槲皮素含量与FRAP呈正相关，与DPPH自由基、ABTS阳离子自由基IC50呈负相关，但均未达到显著水平。
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种仁多酚代谢关键酶活性与多酚含量的相关性
图6为多酚代谢关键酶活性与多酚组分含量的相关性。在莽草酸合成途径中，种仁总酚、咖啡酸、阿魏酸、槲皮素的积累均与CS活性呈负相关，与CM活性呈正相关，其中槲皮素的积累与CM活性达显著正相关；没食子酸、丁香酸、对香豆酸含量与CS、CM活性均呈正相关，其中丁香酸积累与CS活性相关性达极显著水平。在苯丙烷合成途径中，种仁总酚的积累与PAL、C4H活性呈正相关，其中与C4H活性呈显著正相关，与4CL、CHI活性呈显著负相关，与总酚含量和代谢关键酶活性相关性趋势相同的还有没食子酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸和槲皮素，而儿茶素与之相反；儿茶素的积累与4CL、CHS、CHI活性呈正相关，与PAL和C4H活性呈负相关；丁香酸的积累与PAL、4CL活性呈正相关；芦丁的积累与C4H活性呈负相关，但与PAL、4CL、CHS、CHI活性均呈正相关。
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讨 论
酚类物质是植物生长发育和抗逆生理中不可或缺的次生代谢物，同时也是构成园艺作物品质的重要风味物质。已有研究表明，核桃中的多酚类物质含量和种类在不同器官中的差异很大。在核桃叶片、青皮、枝条等器官中都已证明有大量酚类物质积累。在果实中，总酚含量从高到低依次为种皮、青皮、种仁和分心木；也有研究表明核桃分心木中多酚含量最高，这与品种有很大关系。而总黄酮含量从高到低依次分心木、种皮、青皮、种。种皮中鉴定到20 种以上的多酚类物质，胡桃醌、丁香酸和鞣花酸的浓度高出种仁20 倍，原花青素高达15 种；青皮中鉴定出13 种酚类化合物，以胡桃苷含量最高；核桃分心木中鉴定出7 种类黄酮化合物，以儿茶素含量最高。本研究在泡核桃‘黔核7号’种仁中检测到儿茶素、丁香酸等8 种单体酚，平均含量以丁香酸最高，儿茶素次之，阿魏酸最低；各单体酚组分变化规律虽不同，但总体来看随着果实成熟先升高后降低。与种皮、青皮相比，去皮种仁中总酚、总黄酮含量虽然也较低，但与种皮一同食用能降低涩味，口感清香、略带回甜，同时种仁中蛋白与多酚相互作用，能够促进多酚在胃肠道中的释放和吸收。
多酚物质在果实不同部位中的抗氧化性能也有所不同。前人研究指出，青皮中自由基清除能力在硬核后期达到最高，随后降低。果实中种皮的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力及FRAP最强，自由基清除能力随果实的成熟而增加。由于黄酮类物质的存在使得核桃分心木具有较强的还原力和DPPH自由基清除能力。本研究结果显示，抗氧化能力与自由基清除能力都随果实的发育而不断增强，均在果实成熟期达到峰值。总酚、咖啡酸、没食子酸、槲皮素、阿魏酸含量与FRAP呈正相关；自由基IC50与儿茶素、芦丁、丁香酸含量呈正相关。表明不同的单体酚在抗氧化和自由基清除能力上有不同程度的偏向性，可能存在相互协同及拮抗作用，这种关系不仅取决于酚类物质含量，还取决于不同酚类物质的特性及其化学结构，其中游离态多酚物质更能在抗氧化中发挥作用。
核桃中苯丙烷-类黄酮合成途径代谢酶活性与酚类物质合成密切相关。在本研究中，‘黔核7号’去皮种仁发育前期没食子酸、儿茶素、丁香酸和芦丁最先开始合成，相关合成途径中4CL、CHS、CHI活性最高，随着果实的发育，CM、PAL、C4H活性开始增加，没食子酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、槲皮素大量合成；在种仁充实期CS、CM、PAL活性更高，在成熟期C4H活性最高。进一步表明酚类物质的合成运输有偏向性，与酶活性、发育时期有关。CM、PAL、C4H在种仁酚类物质的积累上起到重要的作用，其调控着种仁中多酚物质的合成，以维持其中高抗氧化活性。此外，种仁中多酚还能有效抑制核桃油脂氧化，提供含有生物活性多酚的富集油，从而可通过膳食获得适宜摄入量的多酚。采收时期直接影响果实的产量和品质，本研究中，随着果实的成熟，完熟期‘黔核7号’去皮种仁总酚、总黄酮含量、抗氧化活性均处于发育时期的较高水平，同时，研究表明鲜食去皮核桃的开发能延长货架期，还能在保证较高营养价值的的基础上，提高食用口感。
实习编辑：东北农业大学食品学院 胡婧瑶；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
近期研究热点
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与陕西师范大学、新疆农业大学、浙江海洋大学、甘肃农业大学、大连民族大学、西北大学于2024年10月14-15日在陕西西安共同举办“2024年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。
