核桃营养保健价值极高，其脂肪组成中不饱和脂肪酸相对含量高达90%以上，因此也极易发生氧化酸败而影响其产品的品质和货架期，故有效控制氧化就成为核桃生产中亟待突破的瓶颈。
北京联合大学生物化学工程学院的蓝文言、曹嘉成、荣瑞芬*等人运用光学显微镜和透射电子显微镜技术，观察了核桃仁的细胞组织结构，并比较分析了常温氧化和60℃加速氧化过程中核桃仁细胞结构的变化规律，结合核桃油脂的过氧化值测定和拉曼光谱分析，探究不同氧化程度核桃仁细胞显微结构的变化规律，旨在揭示核桃仁氧化酸败的细胞结构变化规律及其关键点，为开发控制核桃氧化酸败的新技术提供科学依据，从而保持核桃的营养健康价值，延长核桃果仁货架期。
1、核桃仁细胞组织结构观察结果
核桃仁内种皮及表层结构
经过石蜡切片处理和席夫试剂、考马斯亮蓝R、苏木精-伊红染色后，在光学显微镜下观察可见，内种皮结构由6～7层细胞组织构成，内种皮细胞组织是由输送营养物质的类似维管束结构和不规则形状的细胞组成，细胞内未见任何物质，由于它由几层疏松的细胞层组成，具有缓冲外力的作用，因而对核桃仁起到了良好的保护作用。
皮层细胞组织
紧邻核桃内种皮内侧的是一层排列紧密的、中等大小的矩形厚壁细胞组织，细胞壁比其他层细胞的细胞壁明显增厚，其将内种皮和核桃仁内部组织分开，此层细胞的上下细胞壁很厚，约2～3μm，比其左右侧细胞壁厚，细胞内可见大量直径约为0.2～1.0μm的颗粒状物质，经考马斯亮蓝R染色后呈现蓝色，为蛋白质颗粒。紧贴表皮层内侧的是一层体积变小、排列紧密的方圆形细胞，细胞壁未增厚。皮层细胞组织这种特殊结构具有致密、抗挤压等特点，对核桃仁内层细胞起到了很重要的阻隔和抗挤压保护作用。
内层贮藏细胞组织
贮藏细胞的形状由靠近皮层细胞的类椭圆形到中心部位后逐渐变为直径约25～30μm的圆形，每瓣（即核桃仁中1/4小瓣）核桃仁中间有一条裂痕，形为条带状的结构为核桃仁中间裂痕处细胞层，由中心部位到接近裂痕部位细胞呈圆形，直径与中心部位一致，裂痕边缘处细胞变小，直径约为9～10μm，与类椭圆形相比，绝大多数贮藏细胞为圆形。从核桃仁表皮细胞至中心部位最后到裂痕部位细胞变化明显，直径由小变大，再变小，层次分明。分析可知凡核桃仁边缘处，紧邻外界空气层细胞体积都较小且致密，由此表明核桃仁外层细胞都具有一定的坚硬结构和致密性，以保护内层细胞。
经透射电子显微镜观察，成熟干制后的核桃仁贮藏细胞中无细胞器，仅有脂肪和蛋白质颗粒（蛋白体）存在。脂肪以大小较均匀的油滴（又称油体，油料细胞中油脂的主要储存结构）形式充满细胞内，蛋白体分散在脂肪中。油体大小相对均匀，平均直径约为3～4μm。
2、核桃仁氧化过程中细胞超微结构的变化
蛋白体的变化
通过透射电子显微镜观察，对照组的蛋白体形状呈圆形或椭圆形，大小相对均匀，直径约为4～5μm，均匀分散在细胞中，周围是大量的脂肪体。常温氧化组随着氧化时间的延长，从第14天开始，部分蛋白体直径减小为1～2.5μm，并且表面不光滑。60℃加速氧化组在第0～7天时，蛋白体出现与常温条件下第14～21天较一致的变化趋势，表明加速氧化的同时加速了核桃仁细胞结构的破坏，加速氧化后期均观察到蛋白体向细胞一侧移动聚集的现象，蛋白体上出现了小白点。但蛋白体表面没有出现明显的不光滑现象。蛋白体上出现的小白点结构尚不知其具体成分、功能及形成原因，有待后续研究。油体及油体膜的变化
对照组的油体呈不规则五边形，直径约为3～4μm，占细胞体积的大部分，油体膜呈线性致密结构，随着氧化时间的延长，常温氧化组和60℃加速氧化组的油体膜逐渐皱缩，后者油体膜更大量地发生破裂消失，表明高温加剧了油体膜的破坏。细胞壁和细胞间隙的变化
贴近细胞壁处的油体与细胞壁之间有一定的空隙，但不明显；随着氧化时间的延长，常温氧化组细胞壁与油体膜间隙明显增大，在第21天时油体膜出现明显的皱缩，60℃加速氧化组第7天时，细胞壁与油体膜间隙和油体膜发生与常温组同样的变化，但程度加剧，表明高温条件加速了核桃仁细胞结构的破坏，加速氧化后期观察到油体膜皱缩程度逐渐加深，第14天时，靠近三细胞间隙细胞壁周围的油体膜降解破裂。第21天时靠近细胞壁的油体膜开始大量破裂，靠近三细胞与双细胞间隙的细胞壁周围油体膜出现同等程度的破坏。
对照组的细胞壁平滑，结构致密且完整，厚薄均匀，胞壁边缘整齐，紧贴细胞壁的中胶层电子密度高，呈“明-暗-明”区域结构。不同处理组的细胞壁随着氧化时间的延长逐渐皱缩，厚薄变得不均一，但未破裂，中胶层由“明-暗-明”区域结构逐渐变得模糊，60℃氧化组的变化较常温氧化组明显，第28天中胶层甚至有产生间隙的趋势表明细胞壁发生了一定程度的分解变化。
3、核桃仁氧化过程中过氧化值的变化
随着氧化时间延长，常温和60℃氧化处理核桃的油脂过氧化值都呈逐渐上升趋势，60℃氧化组过氧化值显著高于常温组（P＜0.05），两组处理的核桃油脂在第14～21天氧化进程突然加剧，常温氧化和加速氧化的过氧化值分别增大约75%、64%，与同时期核桃仁细胞结构中油体膜明显皱缩和大量发生破裂的情况一致，油体膜的结构遭到较大程度的破坏后，造成油脂外溢，进一步加剧氧化反应，导致出现过氧化值增大的结果。
4、核桃仁氧化过程中油脂的拉曼光谱分析结果
随着氧化时间的延长，可以很清晰地观察到不同氧化温度组cm－1特征峰的拉曼光谱强度总体呈下降趋势，第7天到第14天，特征峰强度有小幅度的衰减，无明显变化，但是在第14天到第21天，特征峰的强度较大幅度下降，常温和加速氧化组分别下降了5.24%、10.92%。常温和加速氧化组在第28天时特征峰的强度分别较对照组下降了12.22%、31.07%。由此可知，60℃加速氧化下核桃油脂拉曼光谱强度的衰减速率比常温氧化更快，表明拉曼光谱分析能较准确地反映出核桃油脂的氧化特性。
5、核桃仁氧化过程中细胞结构变化与拉曼光谱强度、过氧化值的相关性分析结果
常温条件下，随着氧化进展到第7天，细胞结构上蛋白体先发生变化，表面变得粗糙；第14天时蛋白体变得大小不等，可能发生了蛋白体的破碎和聚合，同时细胞壁也变得厚薄不均；第21天时，油体膜出现明显的皱缩，此时，拉曼光谱强度较第14天降低5.24%，过氧化值升高了75%。而60℃加速氧化7天时蛋白体就发生明显变化，拉曼光谱强度较对照组降低5.64%，过氧化值升高.57%。之后每个周期的测定值都较前一个周期发生明显变化，表明60℃的高温条件下，核桃仁氧化速度明显加快。细胞结构上，第14～21天油体膜开始发生破裂直至大面积破裂且蛋白体向细胞一侧移动聚集，第28天时，油体膜进一步破裂，拉曼光谱强度变化剧烈，较第21天降低了13.78%，而过氧化值的上升幅度趋缓，较第21天上升了4.88%，这可能与油脂的氧化反应进入二级氧化有关。
6、核桃油脂氧化过程中过氧化值与拉曼光谱相关性分析结果
常温和60℃条件下氧化第28天，核桃仁油脂的拉曼光谱强度与过氧化值均呈线性相关性，相关系数分别为0.和0.，常温下的相关关系达到0.98以上，优于60℃条件的相关系数，表明常温条件下拉曼光谱分析能较准确地反映出核桃油脂氧化前期的氧化特性。而加速氧化条件下，核桃油脂氧化进程加快，氧化反应进入二级氧化有关，过氧化值已不能准确反映油脂的氧化程度，因而，相关系数线性关系较低。结论
核桃仁细胞组织基本结构包括6～7层细胞组成的内种皮组织，2层厚壁细胞组成的皮层组织和大量的贮藏细胞组成的中心贮藏组织。贮藏细胞中充满形状不规则圆形、直径约为3～4μm的油体，均匀分散着10～15个直径约为4～5μm的蛋白体。
核桃仁氧化过程中细胞结构变化规律：细胞中蛋白体表面由光滑变为粗糙，发生聚合和破碎，并向细胞一侧移动；细胞壁周围油体膜首先开始皱缩、逐渐皱缩加剧，直至破裂，并向细胞中心蔓延；细胞壁与油体膜间隙增大，细胞壁皱缩并出现厚薄不均匀，中胶层逐渐模糊不清晰。
核桃仁氧化与拉曼光谱的相关性：核桃氧化过程中，细胞内蛋白体和油体膜结构变化与过氧化值与拉曼光谱强度具有较好的相关性；常温条件下拉曼光谱强度与过氧化值之间线性关系良好，拉曼光谱分析可准确地反映出核桃油脂的氧化特性。
本文《核桃仁细胞结构观察及其氧化过程中的变化与拉曼光谱分析》来源于《食品科学》年41卷19期53-61页，作者：蓝文言，曹嘉成，齐琳，吉洋洋，何爱民，段玉权，荣瑞芬。DOI:10./spkx---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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