本草贵州|核桃壳里发现的新细胞将有助于推动食品废物深加工
多彩贵州网讯(本网记者张文莉)核桃是一种比较常见的坚果，这种坚果具有非常高的营养价值，具有非常良好的补脑作用。其中，核桃壳是一种经脱脂、破碎、筛选等处理加工过的颗粒状，表面多微孔、吸附效果较好的滤料，也是天然的滚光材料及抛光磨料，用它做磨料不会破坏工件表面，有抛光效果好等优点。
国外研究团队于2019年6月11日在《Advanced Science》发表题目为《The Puzzle of the Walnut Shell: A Novel Cell Type with Interlocked Packing》的文章，该文章通过研究揭示了核桃壳的谜题，核桃壳由一种从未报道过的细胞类型组成，即多裂形硬化细胞。这对于利用坚果壳进行食品废物深加工而言可能会发挥出它独特的价值。
坚果的外部保护壳具有韧性和强度，通过将厚壁细胞和纤维分层排列成多边形形态来实现。在这里，科研团队对核桃壳的组织结构进行了深入分析，揭示了核桃壳由一种从未报道过的单一细胞类型组成：多裂形硬化细胞。
这些具有凹凸部分的不规则裂片的细胞平均与14个相邻细胞互锁，这种复杂的三维镶嵌结构难以分解。机械测试显示，与缺少裂状细胞结构的松子种皮的厚壁组织相比，互锁核桃细胞组织的极限拉伸强度明显更高。
核桃壳具有较高的强度值，这是因为一旦裂纹形成，它不能沿着细胞壁扩展，而由于互锁作用只能破碎整个细胞。对坚果壳结构的特征了解，将激发更多人去研究仿生材料的设计和包装概念。
核桃是世界上最广泛食用的坚果，这些独特的细胞对于利用坚果壳进行食品废物深加工而言，在未来会发挥出它独特的价值。
图：核桃壳和松树种皮的组织结构
(a)十月收获的成熟核桃壳呈褐色，完全发育。甲苯胺蓝染色的显微切片显示出致密的外层和具有薄壁细胞的内层，呈现多裂细胞形状。
(b)从5月到7月，核桃的果实发育旺盛。6月和7月具有高圆形度的多裂形状来自5月的规则单元格形状和单元排列。
(c)相比之下，成熟的松树种皮具有无裂细胞的致密组织结构。
图：通过CLSM和nano-CT对核桃细胞进行3D可视化
(a)两个单细胞的CLSM扫描的六个示例切片，并用Calcofluor White染色。
(b)外壳的方向和排列，该外壳由z方向上的170个切片组成；六个切片用绿色标记，并在右侧显示(1–6)。彩色区域表示用于数字分割和重构的单个单元格。
(c)分割后的单元格的3D重建，显示相邻单元格之间的互锁。
(d)在分析3D重建后的单细胞之间的接触面积后，相邻细胞的分布。
图：核桃壳和松子皮的细胞形状和力学比较
(a)7月和10月样品中单个核桃细胞的体积与表面积之比，与松树细胞和十四烷基十二面体相比，后者是具有14个面的组织包装的基本形式。
(b)核桃壳(10月采样，n = 10)和松子皮(n = 8)的示例性拉伸测试样品和力学数据(杨氏模量和极限拉伸强度)。
(c)对松木和核桃进行拉伸测试后的断裂表面的SEM图像
(d)左侧为致密外部，右侧为内部致密的示例。
文献整理：苟琴(贵州省大健康医药产业技术研究院)
技术顾问：方欣(中科院昆明植物研究所)
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支持单位：贵州省大健康医药产业技术研究院
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