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山核桃的营养、生物学特性及开发利用现状



全 文 :山核桃的营养 、生物学特性及开发利用现状
章亭洲
(浙江工商大学食品与生物工程学院 ,浙江省食品质量与安全重点实验室 ,杭州 , 310035)
摘 要 对山核桃的分布 、生物学与生态学特性以及营养学特性作了比较详细的阐述 , 同时对目前山核桃仁 、壳
及外果皮的开发利用现状作了综述。
关键词 山核桃 , 营养 ,开发利用
第一作者:博士 ,副教授。
收稿日期:2005-05-26
  山核桃(Carya cathayensis Sarg.)又名“小胡
桃” 、核桃楸(Juglansmandshurica),系国家 3级保护的
濒危植物[ 1] 。属胡桃科 、胡桃属植物 ,起源于第三纪
及白垩纪[ 2] ,是被子植物中较古老的类群之一。山核
桃生长在气候优越 ,土壤肥沃 ,植被茂盛的自然环境
中 ,属纯野生果类 ,是集山地之灵气哺育而成 ,无任何
公害污染的天然绿色食品 ,也是众多中国干果中品味
最高的品种之一 。
1 山核桃分布的历史与现状
山核桃是古老的孑遗树种之一 ,被称为活化石。
其果实为我国特有的木本油料和干果 ,主产地在 29
~ 31°N , 118 ~ 120°E ,浙皖交界的天目山区 ,包括浙
江省杭州市的临安 、淳安 、桐庐和湖州市的安吉及安
徽省歙县 、绩溪等县 。根据 1999年年报资料 ,杭州市
山核桃总面积 2 8107.8 hm2 ,丰产年产量 8 000 t ,面
积和产量分别占全国的 80%以上 。其中临安昌化镇
是中心产区。据考证 ,山核桃的栽培利用史在 500年
以上。新中国成立后 ,大多采用人工苗造林 ,因而使
成林面积迅速扩大 , 产量亦相应增加。据临安县
1989年森林资源调查 , 全县有山核桃林 1.26 万
hm2 ,比 1951 年实地调查数增加 0.67 万 hm2 , 据
1999年年报资料 ,该县面积达 2.02万 hm2 ,丰产年
约 6 100 t ,面积和产量分别占全国的 70%以上。淳
安县山核桃面积 7 564.6 hm2 ,丰产年约 1 750 t 左
右。桐庐县山核桃面积 313.13 hm 2 ,年产 150 t[ 3] 。
2 山核桃的营养价值和保健功能
山核桃果肉香脆可口 、肥厚甘美。可炒食又可制
作各种糕点 ,深受城乡居民的青睐 。经测定 ,山核桃
坚果千粒重 3 040 ~ 4 425g ,出仁率 43.7%~ 49.2%;
干仁含油率 69.8%~ 74.1%, 蛋白质含量 7.8%~
9.6%,氨基酸含量高达 25%,其中人体必须的氨基
酸占 7种;山核桃果肉中还含有 22种矿物质元素 ,特
别是钙 、钾 、锌含量大大高于一般干果仁 ,有很高的营
养价值 ,并有润肺强肾 ,降低血脂 ,预防冠心病之功
效。长期食用 ,还对癌症具有一定的预防效果 。山核
桃果含油率是木本油料中最高的一种 ,且油的碘价 、
皂化值高;油酸 、亚油酸等不饱和脂肪酸含量占
88.38%~ 95.78%,超过油茶 4倍 ,也比世界著名食
用油 ———橄榄油的含量高 ,饱和脂肪酸及廿碳以上难
消化脂肪酸含量极微 ,是易消化和防治高血脂 、冠心
病的优良食用油 ,药用上有润肠 、滋补功效 ,是营养丰
富无污染的绿色食品 。山核桃历来为上海 、苏州一带
城乡居民所喜爱 。随着旅游事业的发展 ,山核桃已进
入江 、浙 、沪 、京等 1 000 多家超市 ,并被中国东方航
空集团指定为航空食品 ,还被其他航空公司所青睐。
总之 ,山核桃在社会上的需求量日益增加 ,市场前景
非常广阔[ 3] 。
3 山核桃的生态学与生物学特征
经过多年研究 ,对山核桃生态生物学特性的了解
已比较深入。何方[ 4] 、黎章矩[ 5] 等对山核桃的生态
习性和生长发育规律进行了研究。结果表明:山核桃
较耐寒又耐阴 ,生长以全年平均温度 13.5 ~ 17.2℃,
降雨量 1 300 ~ 1 500mm ,海拔 200 ~ 800 m 的阴坡山
地为好 ,与于一苏等对大别山山核桃天然林生长特性
调查分析结果相同[ 6] ,其生长发育需充足水分。不同
物候期对水分有不同要求 。春梢生长 ,花器发育 、果
实和裸芽生长发育期 ,要求雨水充沛均匀 ,干旱会影
响果实发育 ,增加落果和空果[ 7 ,8] 。对山核桃花芽分
化和开花习性的研究表明 ,花期降雨天数 、降雨量和
产量成显著负相关。山核桃分布区的母岩以石灰岩
最多 ,以石灰岩发育的黑色和红色淋溶石灰土 ,板岩
发育的石质红壤 ,页岩发育的黄 、红壤生长为好 ,土壤
肥力是影响山核桃生长发育的主导因子 ,这与洪游游
食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION INDUSTRIES
90  2006 Vol.32 No.4(Total 220)
等所作的山核桃林土壤肥力研究相一致[ 9] 。
4 开发利用现状
鉴于山核桃的诸多优点 ,许多科研工作者对其各
部分的具体成分与利用做了研究并取得了一些成果。
4.1 山核桃仁方面的研究与应用
山核桃仁是山核桃的精华部分 ,是可食部分。关
于山核桃仁的研究也较多 。据《本草纲目》记载 ,山核
桃仁有治肾虚耳鸣 、咳嗽气喘 、腰酸脚弱 、阳痿遗精 、
尿频等症;仁中高含量的不饱和脂肪酸及磷类物质具
有健脑 、抗肿瘤 、抗动脉粥样硬化 、疏通血管 、降低人
体血液中的胆固醇含量等作用;其高含量的硒具有预
防癌症 、降低汞 、镉 、砷的毒性;高含量的 VE 及十九
醇等具有抗衰老及美容等作用;Zn和 Cu含量高于一
般植物 ,有益于缓解冠心病患者的病情[ 10] 。韩喜江
等[ 11]采用日本岛津 QP-1000 色-质联用仪对山核桃
仁油中 14%的未知成分及含量进行了确定和分析。
研究结果表明:山核桃仁油中的不饱和脂肪酸含量为
89.0%,原先未知的成分经鉴定分别是十九醇 、8-己
基-十五烷 、10-甲基-二十烷 、11 ,14-二十碳二烯酸 、1-
溴-8-十七炔 、9-己基十七烷 、二十四烷 、13-二十二碳
烯酸 、1-溴代-7-十九炔 、15-二十四碳烯酸 、二十六酸 、
7-己基-二十烷 、二十七烷共13种 , 其中 13-二十二碳
烯酸 、15-二十四碳烯酸 、十九醇等具有较强的生理活
性和药用价值。
具体分析结果见表 1和表 2 。
表 1 山核桃仁油气-质分析结果[ 11]
化合物名称 分子式 相对分子质量
质量分数
/ %
十九醇 C 19H40 284 0.75
8-己基-十五烷 C 21H44 296 0.64
10-甲基-二十烷 C 21H44 296 0.52
11 , 14-二十碳二烯酸 C 20H36O 2 308 2.10
1-溴-8-十七炔 C 17H31Br 314 2.08
9-己基-十七烷 C 21H48 324 0.20
二十四烷 C 24H50 338 0.60
13-二十二碳烯酸 C 22H42O 2 338 0.67
1-溴代-7-十九炔 C 19H35Br 342 0.53
15-二十四碳烯酸 C 24H46O 2 366 3.11
二十六酸 C 26H52O 2 396 0.31
7-己基-二十烷 C 26H54 366 0.11
二十七烷 C 27H56 380 0.10
  表 1中列出了原先未知的成分的质量分数。
其中有许多化合物是对人体有较强的生理活性
的生化物质 ,见表 2。
表 2 山核桃仁油部分未知成分及其药理作用[ 11]
  名称 生化作用
13-二十二碳烯酸
 
 
1.有抗菌活性:能抑制金黄色酿脓葡萄球菌(引起扁桃体发炎的菌),大肠杆菌 ,克雷向氏杆菌 ,假单胞杆菌的生长。
2.有抗肿瘤作用 ,如肉瘤 ,淋巴瘤 ,白血病 ,管氏腹水痛 ,乳腺癌。
3.对血管有疏通作用 ,抗动脉粥样硬化。
15-二十四碳烯酸 治疗脑血栓 ,促进皮肤成纤维细胞的生长 ,对血管有疏通作用。
十九醇 主要存在于人体的头发及皮肤中 ,具有促进血液循环 ,防止头发干燥 ,肌肉再生等作用。
  山核桃仁油部分未知成分及其药理作用:
山核桃仁油中未知成分有 13 种 ,有机酸 、烃 、高
级醇等以前未知的化合物含量占未知成分的
83.6%。山核桃仁中含有的不饱和脂肪酸具有疏通
血管 ,降低胆固醇等作用;山核桃仁油中含有的高级
醇具有润肤和防止皮肤干燥的功能。该分析结果为
今后进一步认识山核桃仁的营养及药理作用提供了
可靠的实验依据 。
由于山核桃仁富含脂肪 、蛋白质 、糖类 、VB
1
、VB
2

VE 及大量的磷 、钙等矿物质和微量元素 , 具有滋润 、
补气 、养血 、化咳治喘的功效 ,是一种健脑益肾的优质
保健食品[ 11] 。山核桃仁与松子仁同为高蛋白 、高脂
肪的干果仁。两者不饱和脂肪酸含量都很高 ,分别为
92.62%和 93.27%。不饱和脂肪酸不仅有较高的营
养价值 ,而且还具有一定的药用功效 。亚油酸 、亚麻
酸是体内合成前列腺素和 PGE1 的必需物质 , 而
PGE1有着活血栓 、降血压 、防血小板聚集 、加速胆固
醇排泄 、促进卵磷脂合成 、抗衰老的特殊功效。松子
仁中氨基酸种类齐全 ,油脂中富含不饱和脂肪酸 ,且
松子仁中的人体必需脂肪酸(亚油酸 、亚麻酸 、花生四
烯酸)的含量高于山核桃仁 ,尤其是人体重要的必需
脂肪酸亚油酸明显高于山核桃仁。因此 ,在山核桃乳
中加入松子仁能够提高山核桃营养乳的营养价值 ,故
可用山核桃仁与松子仁混配制成乳性保健饮品[ 12] 。
山核桃仁的氨基酸含量测定表明(见表 3),山核
桃中含有 17种氨基酸 ,总量达到 27.198%。其值与
胡桃相似 , 而其中以谷氨酸含量最高 , 占总量的
20.19%,精氨酸含量次之 ,占总量的 13.22%。谷氨
酸具有健脑作用 ,能促进脑细胞进行呼吸 ,有利于脑
组织中的氨排除 。对于精氨酸的生理作用 ,Barbul已
作过详细论述[ 13] 。
综述与专题评论
2006年第 32卷第 4期(总第 220期) 91 
表 3 山核桃与胡桃中氨基酸含量的比较[ 13]  g/ 100 g
氨基酸名称 山核桃仁 胡桃仁 氨基酸名称 山核桃仁 胡桃仁
天冬氨酸(Asp) 2.706 1.746 异亮氨酸(Ile) 1.537 0.736
苏氨酸(Th r) 0.748 0.593 亮氨酸(Leu) 1.977 1.354
丝氨酸(Ser) 0.985 0.823 酪氨酸(Tyr) 1.026 0.652
谷氨酸(Glu) 5.490 3.756 苯丙氨酸(Phe) 1.333 0.839
脯氨酸(Pro) 0.469 0.521 组氨酸(His) 0.655 0.474
甘氨酸(Gly) 1.216 0.883 赖氨酸(Lys) 1.734 0.603
丙氨酸(Ala) 1.236 0.767 精氨酸(Arg) 3.596 2.950
胱氨酸(Cys) 0.117 0.301 总量 27.198 18.201
缬氨酸(Val) 1.858 0.905 必需氨基酸 13.438 8.454
甲硫氨酸(Met) 0.516 0.298 必需/总氨基酸 49.41 46.64
4.2 山核桃壳的开发利用
随着活性炭的应用范围扩大 ,对活性炭的需求量
日趋增加 。我国现有的活性炭产品中以果壳炭应用
更为广泛 ,但由于受原料来源限制 ,致使果壳活性炭
产量受限 ,远不能满足市场需要。为寻找新的原料来
源 ,周学辉等[ 14]对安徽 、浙江一带山核桃产地进行了
调查 。结果发现过去山核桃只作为干果销售 ,其果壳
难以收集利用。现在有集中加工点 ,进行山核桃深加
工 ,有大量山核桃壳被废弃。为变废为宝 ,发展山区
经济 ,他们通过正交试验研究发现 ,山核桃壳是一种
很好的制取不定型颗粒活性炭的原料 。以水蒸气活
化制取无定型颗粒活性炭 ,其平均得率为 39.88%,
最佳工艺条件下的活化得率为 30.4%~ 41.5%。这
一原料的开发利用 ,无论是对森林资源的高效利用 ,
还是对活性炭工业自身发展都是十分有益的 。
山核桃壳不仅被用来制取活性炭 ,它也和油桐 、
油茶等蒲壳一起被用于生产碳酸钾和焦磷酸钾。冯
炎龙和徐荣章[ 15]就一同研究出一套利用废蒲壳来提
纯制取碳酸钾和焦磷酸钾的生产工艺 。经过焖灰—
熬碱 —炒碱 —煅碱—熔化—搅拌—浓缩 、结晶 —脱
水 、炒晶 、包装的碳酸钾被广泛应用于化学反应中 ,而
焦磷酸钾主要用于取代氰化钾 ,应用于无毒电镀。随
着国家工业现代化的发展 ,焦磷酸钾的需求量日益增
加。利用山核桃等蒲壳生产碳酸钾和焦磷酸钾 ,既保
护了生态环境 ,又增加了经济收入 。
4.3 山核桃外果皮的研究和应用
山核桃青果皮为山核桃未成熟时外部的一层厚
厚的绿色果皮 ,它是一种有毒物质 ,正常人服用过量
会导致死亡 ,但患癌症的人服用可以治病[ 16] 。据药
典记载头伏前采摘的青皮核桃泡酒有治疗胃病的功
效[ 17] ,临床和民间有食青果皮用来治疗癌症的例子 ,
但药用成分不详 。目前 ,对于山核桃外果皮的研究还
比较少。但依然有实验表明即使是外果皮中也含有
多种对人体有益的不饱和脂肪酸 ,如主要成分十六碳
酸(18.30%)、十八碳酸(3.03%)、十六碳烯酸
(2.93%)、十八碳烯酸(1.45%)、十八碳二烯酸
(14.36%)、十八碳三烯酸(3.21%)等[ 16] 。还有实验
表明:山核桃外果皮之所以有毒是由于其含有砷[ 18] 。
砷 ,俗称砒霜 ,进入人体会引起中毒 ,主要表现是神经
衰竭 ,多发性神经炎 、腹痛 、呕吐 、肝痛 、肝大等消化系
统障碍 ,对于人体 , 砷化物的口服致死量为 0.06 ~
2g ,有些敏感者只需 0.01g 即能引起中毒.除了含有
少量砷外 ,山核桃外果皮中还含有钾 、钙 、铁 、锰等矿
物元素 。将外部总苞烧灰取碱 ,灰中含碱量 20%~
30%,碱中含碳酸钾 60%,为重要的化工 、医药和轻
工原料。作者实验室正在用逆流色谱技术分离山核
桃外果皮中的有效成分 ,为药理试验奠定基础 。
4.4 山核桃在木材方面的应用
山核桃的木材材质坚硬 、纹理直 、抗腐 、抗冲击性
能强 ,但易翘裂 , 经处理后为优良军工用材 ,亦为车
轮 、船及其他建筑的好材料。山核桃栽培花工少 ,经
济效益高。经林农长期不断选优栽培 ,已成为浙皖特
有的名特优经济树种 。杭州市的山核桃小面积丰产
林每公顷产量达 1 500 kg ,产值 5 万元左右;一般林
每公顷产量 600 kg ,产值 1.5万 ~ 1.8万元。如临
安市目前到盛产期的 1.33万 hm2 山核桃林 ,丰产年
产值可达 2.0 亿元左右 。部分重点乡镇山核桃收入
占全乡镇工农业总收入的 40%左右 。仅此一项 ,农
民人均年收入就高达 1 100元 。该市 1997年山核桃
的产值 ,占全市农业产值的 10.4%,已是该市农村的
一大支柱产业[ 3] 。
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综述与专题评论
2006年第 32卷第 4期(总第 220期) 93