板栗综合利用研究进展

林云　晏绍良　方洪元　王泉　杨志斌　李军章　王宵　李晖

摘 要： 板栗作为食药两用植物，富含蛋白质、淀粉、脂肪、B族维生素、维生素C、胡萝卜素等多种营养成分，其皮、叶、花、苞中含有黄酮、多酚、单宁等大量的活性成分。从板栗各部位的形貌结构、化学成分、主要产品以及加工现状进行综述，并对板栗综合利用研究提出了展望，以期完善板栗产业链建设，为板栗高值化开发方向提供参考依据。

关键词： 板栗；副产物；综合利用；食品加工；化学成分

中图分类号：S664.2 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2023）01-0054-06

Research Progress on Comprehensive Utilization of Chestnut（Castanea mollissima）

Lin Yun（1） Yan Shaoliang（2） Fang Hongyuan（2） Wang Quan（1）

Yang Zhibin（3）Li Junzhang（3） Wang Xiao（3） Li Hui（1，3，4）

（ 1.Luotian Forestry Bureau Luotian 436600；

2.Luotian Forestry Characteristic Resources Research Center Luotian 436600；

3.Hubei Academy of Forestry Wuhan 430075；

4.Hubei Mufu Mountain Bamboo Forest Ecosystem Research Station Xianning 437100）

Abstract： As a food and drug dual-use plant，Chestnut （Castanea mollissima） is rich in protein，starch，fat，B vitamins，vitamin C，carotene and other nutrients.It contains a large number of active ingredients such as flavonoids，polyphenols，and tannins，and so on in its skin，leaves，flowers and buds.The morphology，structure，chemical composition，main products and processing status of chestnut were summarized in this paper.And the prospect of the comprehensive utilization of chestnut （C.mollissima）  was also put forward，so as to provide a reference frame for the high-value development direction and improve the processing industry chain of chestnut.

Key words： chestnut （Castanea mollissima）；processing by-products；complex utilization；food processing；chemical constituents

板栗Castanea mollissima原产自中国，乃中国驯化利用最早的果树之一，为壳斗科坚果类乔木经济植物，广泛分布于亚洲、美洲和欧洲。中国板栗已有3 000年多年的栽培历史，其种植范围广泛，在全国共20多省、自治区、直辖市都有栽培历史［1］，据中国林业统计年鉴［2］记录，中国板栗的主要生产地集中在湖北、河北、山东、云南和辽宁等地。

板栗素有“铁杆庄稼”“木本粮食”之美誉，富含蛋白质、淀粉、脂肪、胡萝卜素、维生素B和C等多种营养成分，且还具有药食同源的功能，其皮、叶、花、总苞等都可入药［3，4］，目前，已有研究表明板栗的不同植物组织中含有的小分子多酚类物质具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血糖和降血脂等生物活性［5-10］是一种可整体化利用的植株。

1 板栗仁

板栗仁呈金黃色，含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪、维生素和氨基酸等可供人体吸收和利用的营养成分，研究显示，板栗仁含42.5%～56.6%水，37.99%～48.83%淀粉、3.95%～9.11%蛋白质、2.43%～8.73%脂肪、2.24%～3.67%纤维素；维生素C含量为26.3～46.7 mg·100 g-1，钙含量为32.7～42.8 mg·100 g-1，铁含量为40.0～53.7 mg·kg-1，不同品种板栗仁营养素含量差异较大［11-13］。通过油脂分析研究可知，板栗种仁中的饱和脂肪酸（SFA）占总脂肪酸的9.64%～29.22%，而不饱和脂肪酸（UFA）占70.78%～90.36%［14］。于修独等对板栗油脂肪酸的组成进行了分析，结果分析出7种脂肪酸，含量分别为豆蔻酸0.123%、棕榈酸13.933%、棕榈油酸0.451%、硬脂酸0.77%、油酸43.691%、亚油酸33.988%、亚麻酸6.355%、未知酸总和0.683%［15］。从食品加工领域研究了解到，板栗种仁通过多种方式可提取的板栗蛋白和多糖，其中板栗多糖已被证实具有抗氧化活性［16］、酪氨酸酶抑制活性［17］，抗疲劳作用［18］和自由基清除活性的功能［19］。在医药行业内，近年来随着研究的深入，高慧媛、李红燕等还从板栗仁中分离出了二萜类的糖苷和苷元及线性1，6-α-D-葡聚糖［20，21］。

板栗仁具有独特的香气、甜糯口感，深受广大消费者喜爱，因此板栗仁往往作为食品、菜品进行应季销售，或经过简单蒸煮加工作为罐头食品进入市场。然而，由于板栗采收期较短，果实内部含有大量水分，仍然存在板栗生果在贮藏和加工过程中发生褐变、霉变、腐烂的现象。虽然有学者通过降低储存环境温度等来减缓该现象，却会带来板栗因快速失水发生钙化而导致口感、品质下降这种不可逆的问题，造成经济损失和资源浪费。为缓解储存、保鲜压力，打破板栗仁仅为低附加值初级产品的现状，不少营养学家、食品研发人员对板栗仁产品的研发工作投入了大量精力。目前板栗仁的加工主要集中于以下几个方面：

1.1 板栗粉食品研究

近年来，营养学家通过对板栗粉的营养成分研究可知，板栗粉以淀粉和糖为主，还含有少量蛋白质，膳食纤维和脂肪，其中淀粉约占42.4%～57.1%（直链淀粉约14.5%～35.1%）、糖占20%～32%、蛋白质占5.30%～7.96%（必需氨基酸约4%～7%）、膳食纤维占4%～10%、脂肪占2%～4%，其中饱和脂肪酸占比低，单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸占比高［22］，以上营养成分被广泛应用于淀粉类食品的加工制造中，例如在面包、饼干、粉条等淀粉类食品的加工制作时适量加入板栗粉能赋予产品更加浓郁的香气，使食用者获得更多的膳食纤维及矿物质元素，达到提升产品品质，降低产品热量的效果［23，24］。

学者在对板栗粉品质特性和微观结构的研究中发现，板栗淀粉还具有独特的物化特性，根据产地及品种的不同其淀粉特性区别也较为显著，以湖北地区的‘乌壳栗与‘金优2号为例，两者的板栗淀粉在膨胀度、冻融析水率上差异较小，在直链淀粉质量分数、结晶度以及糊化温度上差异显著。此外，熟化及干燥处理过程对板栗粉品质也有显著的影响［25］。因此，在板栗粉食品加工制作时，要结合板栗物化特性、准确把握自然风干、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥和微波真空干燥等加工方式的优势与弊端，选择适宜的品种及加工工序对板栗仁干燥、粉碎，让科研成果真正应用到生产实际中，实现延长板栗的贮藏期，拓宽了板栗的应用范围［26］。

1.2 板栗仁发酵类食品研究

板栗仁发酵类食品主要包括板栗酒和板栗醋两大类，主要利用板栗中富含淀粉这一特点，通过发酵工艺首先将淀粉糖化，在酵母作用下促使糖分转化为乙醇，继续发酵，乙醇将会进一步转化成醋酸得到果醋类产品。板栗酒可分为蒸馏酒和酿造酒两种，由于前者在板栗资源利用价值和营养价值上逊于后者，因此，市场上所销售的板栗酒品多为板栗酿造酒。随着酿造工艺的提升，传统做法中采用高度酒浸泡板栗的制酒方法已逐步被添加糖化剂、发酵乙醇的方法所替代，且板栗的添加量对大米清酒的口感、色泽以及香气都有积极的影响作用［27］。研究表明，在酿造过程中加入不同的酵母及酒曲对板栗果酒品质的影响差异明显，酒曲比酵母更能使板栗中淀粉、蛋白质、脂肪等物质分解完全，从而达到更加优质的在理化特性和感官特性［28］。此外，有学者研究表明，以板栗作为原始材料经纯化处理所得到的益生元异麦芽低聚糖对于乳酸菌具有良好的增值作用，可作为未来板栗仁高值化加工利用的一个崭新方向［29］。

2 板栗种皮

板栗种皮为板栗果皮和栗仁之间的褐色薄层，表面呈绒状，含有黄酮类、多酚类、甾类、脂肪酸等化学成分，其中黄酮类色素在化学品、药品以及食品加工领域多有应用。另有研究表明，板栗种皮中总酚的含量高达11.48%，采用不同的条件萃取板栗种皮中的多酚类物质，总单宁和黄酮的含量分别为228.13～244.63 mg·g-1和139.85～166.28 mg·g-1［30，31］。卢川等对板栗种皮进行乙醇回流提取，并从75%的乙醇提取物中分离出滨蒿内酯、东莨菪内酯、对羟基苯甲酸、原儿茶酸、没食子酸、香草酸等20种化合物［32，33］。板栗种皮中所含有的黄酮类化合物对食物中的淀粉消化具有促进作用，可利用这一特性制作出具有调节淀粉消化或者抑制餐后血糖上升功能的医药、保健类产品；种皮中所提取的多酚类物质具有抗氧化性，对于抗衰老、抗癌等有一定的效果具有日化产品及功能性保健品开发潜力。此外，板栗种皮还具有净化吸附作用，目前学者已探明板栗种皮内参与反应的主要基团为-C≡C-，C=O与C-H等，并获知板栗种皮在pH值为4.6和5.0，吸附时间5.3 h和4.5 h，吸附温度53.80 ℃和43.09 ℃时分别对水溶液中的铬离子和铅离子这两种重金属具有良好的吸附特性，这一研究结果对于酸性工业废水的净化与利用提供了一条新的路径［34］。

3 板栗壳

板栗壳呈棕褐色，较脆、较硬，主要含有蒽醌类萜类及其衍生物、皂苷类化合物、黄酮类化合物、甾醇类化合物、酚酸、有机酸及其衍生物类化合物，以及内酯、多糖、香豆素、原花青素、木质素和鞣质等多种化学成分，其中含量较高的化学成分为有机酸和酚酸类。板栗壳中黄酮含量约占6%左右［35］是目前提取和应用最广泛的成分，具有抗氧化、抗病毒、抗炎、抗血管舒张等活性，目前主要被应用于胰脂肪酶抑制剂的研制方面［36］。另外，板栗壳中所含有的原花青素可有效清除体内自由基，具有抗氧化、抗辐射、抗癌、预防心脑血管疾病等多种生理活性［37］。最新研究表明，从板栗壳中还可提取出芹黄素、桦木酸、乌苏酸、斜皮黄酮等10余种化合物用于医药产品开发。板栗壳中还含有丰富的纤维素和木质素，可作为提取栲胶的原料，从其中提取的天然色素不仅可以作为食品色素添加剂，还可以作为天然织物的染色剂，经测试，采用板栗壳色素染色后的亚麻织物具有良好的色牢度和后媒染效果［3］。此外，在对板栗壳的营养成分研究中发现，板栗壳中还含有蛋白质和C、O、N和Si等微量元素，其中蛋白质含量可达到5.95%，蛋白质可以给微生物的生长提供氮源，可以作为食品菌培养基的原料使用［38，39］。

4 板栗苞

板栗苞即板栗堅果壳外面密被针刺的球形总苞，又名栗毛球、栗刺壳、栗毛壳、栗蓬、栗蒲壳或壳斗，带刺且不易腐烂［40］。板栗苞富含生物活性成分，通过化学提取可从苞壳中提取有机酸、黄酮类、多酚类化合物等各类物质，其中主要为没食子酸。金秀梅、张琳等通过萃取等方法从板栗苞中分离出了槲皮素、山奈酚、大黄素、乌索酸等多种化合物，并测得板栗苞中多酚含量高达52.23%［13］。

目前絕大多数板栗苞被用作有机肥料，其主要利用方式有两种，一是在收获后采用堆积腐熟的方式加速其分解，以实现降解其中粗纤维的目的；二是在食用菌和中药材培育产业中板栗苞壳作为基质或菌材代料使用。此外，板栗苞是可再生的富碳资源，且具有较高的燃烧值，经过制炭工艺后，可将栗苞中的纤维素、木质素压制成型，炭化得到固型炭产品，其提供的热量效果丝毫不逊色于阔叶一级木炭。

在化学提取物利用方面［41］，板栗苞中的黄酮及酚酸类化合物含量远远高于板栗仁中的含量，采用聚砜膜的截留或大孔树脂吸附更是可以获得质量分数大于62%的单宁，这些活性物质具有显著的抗炎、抗氧化、镇痛及免疫调节作用；研究表明在大豆蛋白膜中加入一定量的板栗苞提取物可有效增强其抗氧化能力，并对紫外线和氧气屏障起到保护作用。可见，板栗苞壳提取物在食品加工、果蔬加工、贮藏、医药、水处理和化妆品生产等方面都有广泛的应用价值。

5 板栗花

板栗花为壳斗科Fagceae栗属Castanea Mill.植物栗属落叶雌雄异花同株的植物，板栗树的雄花远多于雌花，因此通常所说的板栗花都是指其雄花序，其花香气怡人、柔和、开阔，形状为圆柱状［42］。经学者研究发现，板栗花提取物成分主要有长链烷、酯、醇，黄酮及其苷类化合物，木脂苷、三萜苷等苷类化合物，且其黄酮提取物对金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏菌均具有较强的抑制作用和抗氧化功能，还能够起到抑制黑色素形成、显著降低细胞中酪氨酸酶活性及其蛋白表达水平的作用［43-45］。经报道，板栗花粉中黄酮类物质含量为9.08 g·100 g-1，雌二醇为144.40 pg·g-1，蛋白质含量为17.64%、11%的脂肪含量、氨基酸和矿物质的种类也多达数十种、多种酶及其他营养物质总量多达数百种。

板栗花作为板栗生产过程中的过剩产物其产量极其可观，然而却因为研发利用思路未完全打开而长期存在资源浪费的现象。目前对于板栗花的加工利用研究相对有限，重点研究方向集中于板栗花在淀粉、多糖、氨基酸、黄酮、精油等方面，主要产品包括板栗花精油、花露、饮料、空气清新剂等，有研究表明板栗花提取物中具有较强的金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌的抑制作用，因此在驱蚊、杀菌效果上要优于六神花露水、舒肤佳沐浴液等主导品牌。此外，近年来有学者针对板栗花浸提液进行啤酒酿造，通过各项测试与分析表明，板栗花啤酒完全符合国标啤酒理化指标要求，具有较佳的饮用品质具有很大的发展潜力［46-47］。

6 板栗叶

板栗叶主要含多糖、绿原酸、鞣花酸、黄酮等多种化合物，柏宏伟等研究发现板栗叶中含有含量为1.669 mg·g-1的游离鞣花酸［48］，采用高效液相色谱质谱联用从欧洲板栗叶萃取物中获得五环三萜派生物和齐墩果烯类以及苯酚类化合物共计94种，此外，板栗叶中还含有多酚类天然色素。

研究发现板栗叶的细胞保护功能，可在一定程度上保护因被紫外线照射而产生损伤的角质层细胞，且其提取物黄酮类物质具有显著的抗菌性，因此可用做研制日化用品的原料［49］。而多酚类的天然色素凭借稳定的染色性质已成功应用于多种天然纤维的染色工艺［50］。

7 展望

板栗作为食药两用植物，目前的主流加工产品包括板栗仁为原料的板栗甘仁，速冻鲜果、板栗罐头等粗加工产品，而稍有精深加工技术融入的板栗保健饮料、板栗粉、板栗酒、板栗脆片、板栗面包等产品总量小，且在市场上占有率低，未获得市场的认可，亟需加大板栗食品研发力度和做好市场营销，从“硬实力”和“软包装”两方面着手共同促进板栗系列化食品发展。其次，作为板栗加工副产品的花、叶、皮、壳、苞中都含有种类丰富的活性成分，可应用于保健食品、医药产品、功能饮料、日化用品的开发，该方向的精深加工产物经济价值高，对拉动市场终端发挥着不可替代的作用，但从研发到真正投入市场的过程任重而道远，仍需在研发、应用、推广各个环节加大投入人力物力。

总之，板栗作为我国的特产资源是经济效益和生态效益俱佳的干果类树种，在农林生产方式日渐趋向集约化转变的背景下，板栗加工经营也必须摒弃传统思路，将单一模式的初级林产品加工转变到整体化、高值化利用方向上来。借助科学技术、市场营销、政策保障等多领域的合力作用，打破现阶段小规模产业集群经营模式，逐步建立起具有一定长度的板栗精深加工产业链条，使板栗产业成为真正助力乡村振兴的绿色富农产业。

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（编校：郑京津）

收稿日期：2022-08-30

作者简介：林云（1973～），男，工程师，从事板栗产业发展工作。

李晖为通讯作者。