板栗综合利用研究进展_林云.pdf

第5 2卷 第1期2 0 2 3年2月湖 北 林 业 科 技H u b e iF o r e s t ryS c i e n c ea n dT e c h n o l og yV o l.5 2,N o.1F e b.,2 0 2 3*收稿日期:2 0 2 2-0 8-3 0作者简介:林云(1 9 7 3),男,工程师,从事板栗产业发展工作。李晖为通讯作者。板栗综合利用研究进展林 云(1)晏绍良(2)方洪元(2)王 泉(1)杨志斌(3)李军章(3)王 宵(3)李 晖(1,3,4)(1.罗田县林业局 罗田 4 3 6 6 0 0;2.罗田县林特中心 罗田 4 3 6 6 0 0;3.湖北省林业科学研究院 武汉 4 3 0 0 7 5;4.湖北幕阜山竹林生态系统国家定位观测站 咸宁 4 3 7 1 0 0)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:S 6 6 4.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 4-3 0 2 0(2 0 2 3)0 1-0 0 5 4-0 6R e s e a r c hP r ogr e s so nC o mpr e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fC h e s t n u t(C a s t a n e am o l l i s s i m a)L i nY u n(1)Y a nS h a o l i a ng(2)F a ngH o ng yu a n(2)W a ngQ u a n(1)Y a ngZ h i b i n(3)L i J u n z h a ng(3)W a ngX i a o(3)L iH u i(1,3,4)(1.L u o t i a nF o r e s t ryB u r e a u L u o t i a n 4 3 6 6 0 0;2.L u o t i a nF o r e s t ryC h a r a c t e r i s t i cR e s o u r c e sR e s e a r c hC e n t e r L u o t i a n 4 3 6 6 0 0;3.H u b e iA c a d e myo fF o r e s t ry W u h a n 4 3 0 0 7 5;4.H u b e iM u f uM o u n t a i nB a m b o oF o r e s tE c o sys t e m R e s e a r c hS t a t i o n X i a n n i ng 4 3 7 1 0 0)A b s t r a c t:A sa f o o da n dd r ugd u a l-u s epl a n t,C h e s t n u t(C a s t a n e am o l l i s s i m a)i s r i c h i npr o t e i n,s t a r c h,f a t,Bv i t a m i n s,v i-t a m i nC,c a r o t e n ea n do t h e rn u t r i e n t s.I t c o n t a i n s a l a rgen u m b e ro f a c t i v e i ngr e d i e n t s s u c ha s f l a v o n o i d s,po ly ph e n o l s,a n dt a n n i n s,a n d s oo n i n i t s s k i n,l e a v e s,f l o w e r s a n db u d s.T h em o rph o l og y,s t r u c t u r e,c h e m i c a l c o mpo s i t i o n,m a i npr o d u c t s a n dpr o c e s s i ngs t a t u so f c h e s t n u tw e r e s u mm a r i z e d i nt h i spape r.A n d t h epr o spe c to f t h ec o mpr e h e n s i v eu t i l i z a t i o no f c h e s t n u t(C.m o l l i s s i m a)w a sa l s opu t f o r w a r d,s oa s t opr o v i d ea r e f e r e n c e f r a m e f o r t h eh igh-v a l u ed e v e l opm e n t d i r e c t i o na n d i m-pr o v et h epr o c e s s i ngi n d u s t ryc h a i no fc h e s t n u t.K eyw o r d s:c h e s t n u t(C a s t a n e am o l l i s s i m a);pr o c e s s i ngby-pr o d u c t s;c o mpl e xu t i l i z a t i o n;f o o dpr o c e s s i ng;c h e m i c a l c o n-s t i t u e n t s 板栗C a s t a n e am o l l i s s i m a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30 0 0年多年的栽培历史,其种植范围广泛,在全国共2 0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5-1 0是一种可整体化利用的植株。1 板栗仁板栗仁呈金黄色,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第1期林云,等:板栗综合利用研究进展成分,研究显示,板栗仁含4 2.5%5 6.6%水,3 7.9 9%4 8.8 3%淀粉、3.9 5%9.1 1%蛋白质、2.4 3%8.7 3%脂肪、2.2 4%3.6 7%纤维素;维生素C含量为2 6.34 6.7m g1 0 0g-1,钙含量为3 2.74 2.8m g1 0 0g-1,铁含量为4 0.05 3.7m gk g-1,不同品种板栗仁营养素含量差异较大1 1-1 3。通过油脂分析研究可知,板栗种仁中的饱和脂肪酸(S F A)占总脂肪酸的9.6 4%2 9.2 2%,而不饱和脂肪酸(U F A)占7 0.7 8%9 0.3 6%1 4。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0.1 2 3%、棕榈 酸1 3.9 3 3%、棕 榈 油 酸0.4 5 1%、硬 脂 酸0.7 7%、油酸4 3.6 9 1%、亚油酸3 3.9 8 8%、亚麻酸6.3 5 5%、未知酸总和0.6 8 3%1 5。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1 6、酪氨酸酶抑制活性1 7,抗疲劳作用1 8和自由基清除活性的功能1 9。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-D-葡聚糖2 0,2 1。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4 2.4%5 7.1%(直链淀粉约1 4.5%3 5.1%)、糖占2 0%3 2%、蛋白质占5.3 0%7.9 6%(必需氨基酸约4%7%)、膳食纤维占4%1 0%、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2 2,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2 3,2 4。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2 5。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2 6。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2 7。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2 8。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2 9。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55湖 北 林 业 科 技第5 2卷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1 1.4 8%,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2 2 8.1 32 4 4.6 3m gg-1和1 3 9.8 51 6 6.2 8m gg-13 0,3 1。卢川等对板栗种皮进行乙醇回流提取,并从7 5%的乙醇提取物中分离出滨蒿内酯、东莨菪内酯