林业科学  2007, Vol. 43 Issue (12): 81-85   PDF    
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赵悦平, 赵书岗, 王红霞, 张志华, 高仪.
Zhao Yueping, Zhao Shugang, Wang Hongxia, Zhang Zhihua, Gao Yi.
核桃坚果壳结构与核仁商品品质的关系
The Relations Between Shell Structures and Kernel Qualities of Juglans regia
林业科学, 2007, 43(12): 81-85.
Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(12): 81-85.

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收稿日期:2007-04-02

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赵悦平
赵书岗
王红霞
张志华
高仪

核桃坚果壳结构与核仁商品品质的关系
赵悦平1, 赵书岗2, 王红霞3, 张志华3, 高仪4     
1. 河北农业大学现代科技学院 保定 071001;
2. 河北农业大学生命科学学院 保定 071001;
3. 河北农业大学山区研究所 保定 071001;
4. 河北农业大学园艺学院 保定 071001
摘要: 对不同品种核桃坚果壳结构(缝合线紧密度、密度、厚度、机械强度、细胞直径)与坚果种仁商品品质(漂洗污染率、虫果率、裂果率、出仁率、种仁颜色、油脂丙二醛含量)进行研究, 并分析二者之间的关系。结果表明:壳结构指标之间存在显著的相关性, 它们与种仁商品品质间存在显著的相关性, 即缝合线越紧密、壳越厚, 漂洗污染率、贮藏虫果率、裂果率越低, 种仁颜色越浅, 核桃油脂的抗氧化能力越强。建议将壳结构作为坚果品质的评价因素, 并对缝合线紧密度和壳厚度予以充分的重视。
关键词:核桃坚果    硬壳结构    缝合线紧密度    种仁品质    相关性    
The Relations Between Shell Structures and Kernel Qualities of Juglans regia
Zhao Yueping1, Zhao Shugang2, Wang Hongxia3, Zhang Zhihua3, Gao Yi4     
1. College of Modern Science and Technology, Agricultural University of Hebei Baoding 071001;
2. College of Life Science, AUH Baoding 071001;
3. MountainousAreas Reseabch Institute, AUH Baoding 071001;
4. College of Horticulture, AUH Baoding 071001
Abstract: The shell structure indexes (seal grade, thickness, density, mechanical strength and cell diameter of shell)and kernel qualities (rate of wormed nut, rate of dissilient nut, kernel ratio, kernel colour, MDA content)of different cultivars in walnut (Juglans regia) were studied.Correlation between structure indexes and kernel qualities was analysis showed that there were significant correlations among the structure indexes, which were also significantly correlated with the kernel qualities.The tighter seal grade was and the thicker the shell was the lower the strain rate, rate of dissilient nut, rate of warmed nut and MDA content of oils in stored walnut kernel were and the stronger the anti-oxidation capacity of walnut was.The results suggested that shell structures should be take into consideration as a factor to evaluate qualities of walnut.The indexes of shell structure, such as seal grade and thickness should receive sufficient attention.
Key words: Juglans regia    shell structure    shell seal grade    kernel quality    correlation    

核桃坚果由硬壳和种仁组成, 种仁营养丰富, 具有温肺润肠、健脑益智、补气养血、润燥化痰等功效, 深受人们喜爱(郗荣庭等, 1996); 但占有相当比例的木质化硬壳在食用时则多被弃置, 很少受到重视。硬壳作为核桃坚果的重要组成部分, 在坚果生长、发育、成熟、漂洗、运输及贮藏中, 起着重要作用。然而, 有关核桃坚果壳结构对种仁商品品质影响的研究尚少。本试验采用了专用测试系统, 对核桃坚果壳结构进行了研究, 探讨了壳结构与种仁质量、漂洗污染率、贮藏虫果率等的相关性, 旨在为正确评价核桃坚果质量提供科学方法, 为核桃良种选育及栽培管理提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

2002年9月核桃果实青皮1/3开裂时采收, 样品采自河北定州德胜农林开发有限公司的普通核桃(Juglans rejia)品种21个, 其中早实核桃品种17个(中林1号、阿9、中林3号、中林5号、西扶1号、阿7、鲁光、香玲、元丰、丰辉、上宋6号、辽宁6号、辽宁7号、辽宁3号、辽宁1号、薄壳香、辽宁5号), 晚实核桃品种4个(西辽城、清香、奇连9号、格拉铺), 云南漾濞的泡核桃(Juglans sigillata)品种2个(小泡核桃、铁核桃)作对照, 每个品种采集核桃坚果200个。

1.2 试验内容与方法 1.2.1 缝合线紧密度

自行研究制作了专用的硬壳结构分析及数据采集系统(李莉等, 2004), 采用对缝合线垂直加压法进行测试, 20次重复。

1.2.2 硬壳厚度

取核桃坚果壳的胴部, 用游标卡尺测其厚度, 30次重复。

1.2.3 硬壳机械强度

使用专用测试仪(李莉等, 2004), 对核桃胴部垂直加压, 测量其硬壳的机械强度。30次重复。

1.2.4 硬壳密度

用万分之一分析天平称量坚果硬壳质量M, 将坚果硬壳置于已知体积水中, 称量排出水的质量即可换算为硬壳体积V, 根据ρ=M/V计算坚果壳密度, 3次重复, 每次重复测定10个坚果硬壳。

1.2.5 硬壳细胞结构的研究

取核桃硬壳放入70 %的酒精溶液中浸泡3 h, 之后转入15 %的甘油浸泡3 h, 修块后取其横切面, 冷却在转轮冰冻切片机样品台上, 选择切片厚度5 μm, 切片, 展片, 番红固绿对染(林月惠等, 2001)。封片后在Olimpus光学显微镜用测微尺测量硬壳细胞直径, 重复30次。

1.2.6 裂果率

裂果即指核桃坚果缝合线处的开裂。2002年12月底对核桃坚果裂果率进行统计, 各处理随机选取30个坚果, 3次重复。

1.2.7 贮藏虫果率

室温贮藏12个月(2003年10月), 统计不同品种核桃坚果脐橙蛾幼虫危害率, 采用测定裂果率同批样品, 3次重复。

1.2.8 漂洗污染率

用稀释15倍的蓝墨水模拟生产中的采后漂洗过程(15 min), 统计种仁染色的坚果比例, 每个品种随机选取30个坚果, 3次重复。

1.2.9 出仁率的测定

测定不同品种单果重、仁重以及相应的纵、横、棱径, 出仁率=仁重单果重, 30次重复。

1.2.10 丙二醛的测定

室温贮藏12个月(2003年10月), 参照黄伟坤方法(黄伟坤, 1989)测定种仁丙二醛含量。

1.2.11 种仁颜色的评价

将不同品种核桃种仁, 按黄褐色、黄色、黄白色分为3个色系, 并将不同色系的核桃仁按颜色深浅排列顺序(以利相关分析)。

2 结果与分析 2.1 核桃坚果硬壳结构

经Duncans新复极差法分析表明:不同核桃品种缝合线紧密度存在差异(表 1), 辽宁6号仅为56.02 N, 而漾濞铁核桃在650 N范围内压不开, 小泡核桃虽能压开, 但几乎全部压坏而不能从缝合线处裂开。说明泡核桃缝合线结合的十分紧密, 与普通核桃有显著差异。

表 1 核桃坚果硬壳结构分析 Tab.1 Analysis of walnut shell structures

不同普通核桃品种硬壳密度为0.778 4 ~ 1.196 5 g·cm -3, 硬壳厚度为0.46 ~ 1.36 mm, 硬壳细胞直径为2.61 ~ 3.62 μm, 硬壳机械强度为63.60 ~ 490.40 N, 泡核桃品种硬壳厚度、机械强度和缝合线紧密度均大于普通核桃品种。经Duncans新复极差法分析表明:不同核桃品种间硬壳密度、硬壳厚度、硬壳细胞直径以及硬壳机械强度存在一定差异(表 1), 泡核桃品种与普通核桃差异尤为显著。

对所有核桃硬壳结构各指标经相关性分析表明(表 2):核桃硬壳结构各指标之间均存在显著的相关性, 其中硬壳厚度与机械强度(r=0.926**)、缝合线紧密度(r=0.883**)极显著性正相关, 细胞直径与硬壳厚度(r=-0.627**)、机械强度(r=-0.641**)和缝合线紧密度(r=-0.628**)极显著性负相关。结果说明硬壳结构各指标之间存在极为密切的联系, 即硬壳越厚, 缝合线越紧密, 机械强度越大。

表 2 核桃硬壳结构指标之间的相关性 Tab.2 The correlations on shell structures of walnut
2.2 坚果及种仁商品品质

经Duncans新复极差法分析表明(表 3), 不同核桃品种之间裂果率存在显著差异, 清香以及泡核桃两个品种裂果率为0。不同核桃品种之间虫果率亦存在显著差异, 其中阿9的虫果率为100 %, 泡核桃品种虫果率显著低于普通核桃。由于不同品种坚果缝合线结构差异较大, 种仁受污染情况有所不同, 供试23个品种中仅有铁核桃污染率为0, 2个普通核桃品种污染率达100 %, 不同品种之间污染率也存在显著差异。此外数据表明, 各品种种仁油脂中的丙二醛含量存在显著差异。

表 3 核桃坚果及种仁商品品质评价 Tab.3 Evaluation of Walnut kernel qualities

试验依据品种颜色的不同分为3个色系:黄褐色、黄色、黄白色。不同色系所包括的品种按由深到浅的顺序依次为:黄褐色—中林1号、阿9、中林3号、中林5号、西扶1号、阿7、鲁光、香玲、元丰、丰辉、上宋6号; 黄色—西辽城、辽宁6号、清香、奇连9号、格拉铺、辽宁7号、辽宁3号、辽宁1号、薄壳香、辽宁5号; 黄白色—小泡核桃、铁核桃。总体上说, 云南漾濞泡核桃品种种仁颜色较浅, 晚实核桃品种种仁颜色好于早实核桃品种。

由此表明, 不同核桃品种间坚果品质也存在显著差异, 普通核桃与铁核桃种间差异尤为显著。

2.3 硬壳结构与种仁商品品质的相关性

通过对不同品种核桃坚果壳结构(机械强度、密度、厚度、缝合线紧密度、细胞直径)与坚果商品品质(虫果率、裂果率、漂洗污染率、出仁率、丙二醛含量、种仁颜色)的相关分析(表 4)。

表 4 核桃硬壳结构与坚果品质相关性 Tab.4 The correlations on shell structures and qualities of Walnut

结果表明:虫果率、出仁率、丙二醛含量、漂洗污染率、裂果率5个坚果商品品质指标与机械强度、硬壳密度、硬壳厚度、缝合线紧密度4个硬壳结构指标之间彼此存在不同程度的负相关性。其中虫果率与硬壳厚度(r=-0.542**)、缝合线紧密度(r =-0.586**)以及硬壳密度(r=-0.578**), 漂洗污染率与硬壳厚度(r =-0.531**)和缝合线紧密度(r=-0.649**), 出仁率与硬壳厚度(r=-0.933**)、缝合线紧密度(r=-0.892**)以及机械强度(r=-0.877**), 丙二醛含量与硬壳厚度(r=-0.559**)和缝合线紧密度(r= -0.556**), 裂果率与硬壳厚度(r=-0.558**)、硬壳密度(r=-0.643**)及机械强度(r=-0.558**)呈极显著负相关。而种仁颜色与硬壳厚度(r=-0.433*)、缝合线紧密度(r=-0.476*)以及硬壳密度(r= -0.447*)呈显著性负相关。

由此说明硬壳越厚、缝合线越紧密、硬壳密度越大, 则漂洗污染率、贮藏虫果率、裂果率和出仁率越低, 种仁颜色越浅, 坚果抗氧化能力越强, 贮藏后核桃油脂丙二醛含量越低, 同时亦表明硬壳机械强度越大, 坚果出仁率、贮藏虫果率、裂果率及漂洗污染率越低。

裂果率、虫果率、漂洗污染率、出仁率以及丙二醛含量与硬壳细胞直径存在不同程度正相关, 其中裂果率(r=0.605**)、出仁率(r=0.679**)与硬壳细胞直径呈极显著正相关。说明硬壳细胞直径越大, 坚果出仁率、裂果率、虫果率越高, 坚果抗氧化能力越弱, 贮藏后核桃油脂丙二醛含量越高。

综合分析可以认为, 坚果硬壳结构与种仁商品品质紧密相关, 其中缝合线紧密度和硬壳厚度是不可忽视的两个重要指标。

3 讨论

硬壳是核桃坚果的重要组成部分, 但对核桃坚果硬壳结构的研究尚少, 有关报道也仅限于对硬壳剥壳力学及医疗、工业用途的研究(欧阳娜娜等, 2006; 史建新等, 2005; Kays et al., 1982;吴子岳, 1995; 苑雅萍等, 2006)。缝合线紧密度即核桃坚果中缝开裂的难易程度, 是核桃坚果硬壳结构中的重要指标。国际上对此性状虽有一定要求, 但均采用了描述性评估的方法, 标准也不统一。美国David(1985)把核桃缝合线紧密度从very well sealed(极紧密)到very poor(极易开裂)分为5级; Radicati等(1990)把坚果的这一性状分为good(好) fair(中)和poor(差)3等; 其他国家也有类似的描述性分级。然而, 这种描述性评估的方法存在一定弊端, 不同国家、不同分级者, 其分级结果会有很大差异。这种各异的分级方法, 给资料的整理与交流以及标准的确定带来诸多不便。目前, 我国对核桃缝合线紧密度等硬壳结构指标尚缺少研究和标准要求。本试验研究采用了硬壳结构分析系统(李莉等, 2004), 对缝合线紧密度、硬壳机械强度进行了量化及数据采集, 使用效果表明, 该测试方法比以往描述性评估的方法更科学、更直观、更准确。

消费时人们往往更倾向于出仁率高、皮薄的核桃品种。Mcneil等(1994)在新西兰做的市场调查中发现, 顾客更喜欢颜色浅、破壳力小的核桃品种。然而, 核桃硬壳的保护作用却往往被人们所忽视。Beaudry等(1985)指出缝合线紧密的坚果有利于防止污染和虫害; 缝合线不够紧密的坚果, 漂洗时很容易被污染(Rauter et al., 1993)而使种仁变色变味, 同时在贮藏中也容易遭受虫害。本研究结果表明, 核桃坚果硬壳结构与坚果品质及油脂的抗氧化能力存在显著的相关性, 缝合线越紧密、硬壳越厚, 漂洗污染率、贮藏虫果率和裂果率越低, 种仁颜色越浅, 贮藏后核桃油脂丙二醛含量越低, 抗氧化能力越强, 品质越好。由此可见, 硬壳结构对坚果品质影响不可忽视, 应增加对硬壳结构的重视程度, 而现行国家标准《核桃丰产与坚果品质》中规定:优级核桃坚果出仁率≥59 %, 壳厚≤1.1 mm (GB7907-87, 1987), 我国选出的优质核桃品种硬壳普遍较薄, 出仁率较高, 但种仁颜色普遍较深, 裂果率较高, 在国际市场竞争中处于不利局面。按我国标准衡量, 国际市场上驰名的核桃品种无一能够入选优级, 美国绝对主栽品种哈特利(Hartley)出仁率也仅为45.7 % (David, 1985)。毋庸置疑, 核桃硬壳在坚果生长、发育、成熟、漂洗、运输及贮藏中, 起着重要作用。因此建议对国家标准中硬壳厚度及出仁率指标予以适当的调整(硬壳厚度1.1 mm左右, 出仁率55 %左右), 并增加对缝合线紧密度的指标要求(180 N以上)。从本试验结果看, 晚实核桃品种清香及早实核桃品种辽宁1号, 硬壳虽然不是很厚, 但缝合线部位隆起, 缝合线紧密度较高, 因此没有裂果或很轻, 种仁污染率和虫果率也较低, 是比较理想的核桃品种。由此看来, 我国现行标准中规定的缝合线要求平或低, 也是我国现有核桃品种缝合线不够紧密, 裂果率较高的主要原因之一。

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