板栗花綜合利用研究概況及開發(fā)建議

董夢嬌，賴文娟，李志鵬，陳名貴，林 薇，鄭德勇

(福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建 福州 350108)

板栗(CastaneamollissimaBlume)原產(chǎn)于中國，現(xiàn)廣泛分布于越南及中國等亞洲地區(qū)，板栗花為單性、雌雄同株，為提高板栗的產(chǎn)量，常需疏除雄花以減少營養(yǎng)消耗，但大多把疏除的雄花廢棄。我國勞動人民早就發(fā)現(xiàn)了板栗花的價(jià)值，將其擰成火繩并在夏季點(diǎn)燃，其燃燒產(chǎn)生的煙霧具有很強(qiáng)的驅(qū)蚊效果，《本草綱目》也記載了其治療瘰病和赤白痢疾的作用。近年板栗種植面積迅速擴(kuò)大，產(chǎn)出的板栗花資源量也不斷增大，開展板栗花成分分析和開發(fā)利用研究，對延展板栗產(chǎn)業(yè)鏈有重要意義。

1 國內(nèi)外研究概況

板栗在我國各地均有廣泛種植，民間早有用板栗花水煎劑治療家畜泄瀉的應(yīng)用，其有效成分是酚酸類化合物和揮發(fā)油。板栗花的開發(fā)利用研究始見于高雅琴[1]采用水蒸氣蒸餾法提取、GCMS分析，共檢出52個(gè)組分，并鑒定了33個(gè)化合物，其中含量較高的有甲基苯甲醇、苯甲醇、苯乙醇、苯乙酮等，并認(rèn)為醛類化合物是板栗花特殊香味的特征成分。以“板栗花”為檢索詞在“知網(wǎng)”檢索文獻(xiàn)題名，共有37篇有關(guān)其成分分析和開發(fā)利用的學(xué)術(shù)論文，以物種拉丁名“CastaneamollissinaBlume”和英文名“Chinese chestnut”為檢索詞在“Web of Science、Science Direct和SpringerLink”中均未檢出相關(guān)文獻(xiàn)，說明板栗花的利用研究主要在我國。目前板栗花的利用研究主要有以下3個(gè)方面：一是研究板栗花的精油成分、提取方法及其在蚊子驅(qū)避、抑菌的作用，二是板栗中黃酮類化合物的分離鑒定、提取方法及其抗氧化和抑菌作用的研究，三是開發(fā)飲料、酒和驅(qū)蚊花露水等。

1.1 板栗花提取物的主要化學(xué)成分

化學(xué)成分研究是板栗花開發(fā)利用的基礎(chǔ)性工作。唐文照等[2]、王嗣等[3-4]采用乙醇提取，在石油醚、乙酸乙酯部位中先后得到正五十三烷、正二十烷酸二十六烷醇酯、正二十二烷酸二十八烷醇酯、正三十四烷醇、β-谷甾醇、正二十六烷酸(VI)、烏蘇酸、2 4-羥基烏蘇酸、epihederabenin、pulerulia acid、β-胡蘿卜苷、楊梅樹皮素、槲皮素、沒食子酸、4-喹啉酮-2-羧酸和(+)-異落葉松樹脂醇-9′-O-α-L-鼠李糖苷(命名為栗木脂苷)、山萘酚-3-O-(6′-反式-對-香豆?；?-α-D-甘露吡喃糖苷(命名為栗苷A)、山萘酚-3-O-(6′，4′-雙-反式-對-香豆?；?-α-D-甘露吡喃糖苷(命名為栗苷B)等17個(gè)化合物，其中后3個(gè)是新化合物。高麗梅等[5]也開展了類似研究，從90%乙醇提取物的乙酸乙酯部位經(jīng)甲醇系統(tǒng)梯度洗脫得到，并運(yùn)用譜學(xué)方法鑒定了11個(gè)化合物?？梢?，板栗花提取物成分主要有長鏈烷、酯、醇，黃酮及其苷類化合物，木脂苷、三萜苷等苷類化合物。

1.2 板栗花黃酮類化合物與產(chǎn)品開發(fā)

基于板栗花中含有豐富的黃酮類化合物，以及黃酮類化合物具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗發(fā)炎、抗過敏以及血管舒張等作用，開發(fā)功能性板栗花飲料產(chǎn)品等，可以提升板栗花資源利用價(jià)值。趙麗芹等[21-23]優(yōu)化了板栗花原液提取方法、澄清方法和優(yōu)化配方，即：板栗花原液浸提工藝條件為提取溫度60 ℃、提取時(shí)間為25 min、料液比為1∶70、超聲功率為700 W；配方為蜂蜜含量2 %、白砂糖6 %、檸檬酸0.02 %；采用超濾法澄清飲料制品，壓力為0.1 MPa；飲料穩(wěn)定劑為黃原膠與CMC-Na復(fù)配(1∶1)，添加量為0.1%。宋文軍等[24-26]則另辟蹊徑，開發(fā)了板栗花酒產(chǎn)品。板栗花發(fā)酵酒制備條件：控制板栗花浸提液濃度8%、白砂糖5%、硫酸銨0.5%、發(fā)酵溫度25 ℃，主發(fā)酵35 h后無氧發(fā)酵7 d，酒精度為6.8%(v/v)；板栗花蒸餾酒制備條件：大米蒸熟攤晾，按照大米∶板栗花∶酒曲=100∶6∶1分別投入板栗花、酒曲，混勻，控制有氧培養(yǎng)時(shí)間3 d，發(fā)酵溫度35 ℃，無氧發(fā)酵7 d，發(fā)酵結(jié)束后蒸餾取液量為發(fā)酵液量的30%，酒精度達(dá)41.8%(v/v)；以板栗花發(fā)酵酒、板栗花蒸餾酒、津酒和板栗花黃酮粗提物為原料，按15∶5∶80∶0.1的比例勾兌出板栗花酒產(chǎn)品，具有板栗花香突出、酒體醇和、口感綿甜爽口、后味怡人、色澤金黃等特點(diǎn)。飲料和酒是大眾化的消費(fèi)品，如果能夠形成一定的市場規(guī)模，則可通過消耗大量的原料板栗花資源，為豐富的資源找到一個(gè)可持續(xù)的解決方案。

1.3 板栗花香氣成分與產(chǎn)品開發(fā)

板栗花具有獨(dú)特的香味，香氣香甜宜人、柔和、開闊，其香氣成分的分析與精油提取也倍受重視。劉俊芳等[27]利用GC-MS分析了SFE-CO2提取的板栗花揮發(fā)油，共檢測出26種化合物，主要有2，6，10，14-四甲基十六烷、 8S，14-cedran-二醇、3，5，6，7，8，8a-六氫-4，8a-二甲基-6-(1-甲基乙烯基)-2(1H) 萘酮、6-甲基呋喃并[3，4-c]吡啶-3，4(1H，5H)-二酮、十八烷醛和葉綠醇等物質(zhì)。邵明輝等[28]用GCMS法分析了水蒸汽法提取的板栗花精油，鑒別出的成分有異丁醛、苯乙酮、芳樟醇、正丁醇、松油醇、戊醛、壬醛、己醛、香葉醇、乙酰苯酯、薄荷醇、乙酸乙酯等。魏賓等[29]采用同時(shí)蒸餾萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法(SDE-GC/MS)分析了鮮花和用鹽水保存180 d的板栗花中的揮發(fā)油，二者的成分有一定差異，但其主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)均為α-甲基苯甲醇丙酸酯、壬醛、苯乙酮、芳樟醇等，這些成分的相對含量差異也較小。魏賓等[30]還運(yùn)用ATD-GC/MS技術(shù)測定了4個(gè)品種(紫珀、燕魁、燕龍、早豐)板栗花揮發(fā)性香氣成分，均含有一定量的乙酸乙酯，其他共有成分主要有2，2，3，4，4-六甲基-四氫呋喃、2-丙基-1-戊醇、四氫-2，5-二甲基-2H-吡喃甲醇、3，3-二甲基丁基-叔丁基-乙醚和2，6-二苯基苯酚等，可能是ATD采樣技術(shù)的選擇性問題，4個(gè)品種中都未檢測出芳樟醇、松油醇等香氣物質(zhì)。梁建蘭等[31]采用HS-SPME和GC/MS技術(shù)研究了不同花期板栗花香氣成分的變化，說明酮類、醇類、酯類、烯萜類物質(zhì)是板栗花香氣的重要化合物，其中苯乙酮、α-甲基苯甲醇、苯甲醇、苯乙醇、α-金合歡烯和石竹烯是板栗花的特征香氣化合物。王浩然等[32]也對板栗花揮發(fā)性成分進(jìn)行研究，說明醇類、醛類、酯類化合物是板栗花香氣的主要組成成分，板栗花水蒸汽蒸餾冷凝液中含量較多的成分有乙酸丁酯、乙酸仲丁酯、戊醛、二甲基丁醛、芳樟醇、壬醛、苯乙酮、松油醇等。以上結(jié)論表明，雖然不同研究者的結(jié)論有相近之處，均以酮類、醇類、酯類、烯萜類物質(zhì)為主要成分，但不同的提取方法和分析方法的研究結(jié)論仍存在很大差異，有必要開展更深入的研究，以充實(shí)和完善對板栗花精油的認(rèn)識。

有關(guān)板栗花精油提取、成分分析和精油利用等方面的研究也頻見，趙文越等[20]采用水蒸汽蒸餾法提取板栗花精油得率為0.62%，邵明輝等[33]采用微波輔助水蒸氣蒸餾提取板栗花精油得率為0.647%，研究了板栗花精油對白紋伊蚊驅(qū)避作用[28，34]，開發(fā)出具有優(yōu)良驅(qū)避作用的花露水[34-35]。劉俊芳等[27]利用SFE-CO2技術(shù)提取板栗花揮發(fā)油，提取率為1.16%，明顯高于常規(guī)提取方法。由上述研究結(jié)果可見，不同的方法，板栗花精油提取得率存在較大差異，有必要通過直接比較研究，提出優(yōu)選的提取方法；另一方面，由板栗花所含的主要成分可判斷，板栗花的香氣成分中既有不溶水的烷烴類、烯類和酯類等物質(zhì)，也含有微溶于水的醇類、醛類和酚類物質(zhì)，合理的綜合提取工藝，有利于提高精油產(chǎn)品得率。

2 研究開發(fā)建議

2.1 板栗花功能成分與提取方法研究建議

目前在板栗花成分鑒定和生物活性等基礎(chǔ)研究，黃酮、精油等重要成分提取及產(chǎn)品開發(fā)等方面尚存在一些不足或不完善之處，如成分研究的系統(tǒng)性欠缺，特別不同學(xué)者對板栗花香氣成分的分析結(jié)果差異明顯。這一方面可能由于樣品來源不同引起，但也存在精油或香氣提取方法不合理，以及分析方法不完善和成分鑒定不正確引起，即使是在比較完善的溶劑浸提物的分離、成分鑒定方面，也沒有完成各主要成分含量的測定。建議繼續(xù)對板栗花的功能成分進(jìn)行系統(tǒng)研究，采取甲醇提取、不同極性溶劑分部萃取、層析柱系統(tǒng)梯度洗脫分離、高效液相精制、結(jié)晶純化獲取高純度樣品，采用X射線衍射和其他譜學(xué)法鑒定主要物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并采用HPLC-MS進(jìn)一步測定板栗花功能成分的含量，為板栗花的綜合開發(fā)利用提供基礎(chǔ)支持。

其次，學(xué)者們在提取板栗花精油的研究中，多采取分別提取的方案，沒有注意到板栗花功能成分與精油成分的復(fù)雜性和特殊性，導(dǎo)致顧此失彼，不能充分發(fā)揮板栗花資源的優(yōu)勢。建議采取板栗花黃酮與精油聯(lián)合提取方法，采用水上蒸餾、混合蒸汽部分冷凝滲漉的方案同時(shí)提取精油和富含黃酮類物質(zhì)的提取液產(chǎn)品，這樣，可以在一套設(shè)備中完成全過程，減小設(shè)備投資，還提高了精油和黃酮類物質(zhì)的得率，也可顯著降低生產(chǎn)過程的能耗和其他消耗，降低生產(chǎn)成本。

2.2 板栗花產(chǎn)品開發(fā)方向

水浸提液是板栗花綜合利用的主要中間產(chǎn)品，飲料和酒是大眾化的消費(fèi)品，應(yīng)當(dāng)持續(xù)開展板栗花飲料和板栗花酒的開發(fā)研究，針對不同的消費(fèi)人群(如青年人、婦女、兒童和老人等)開發(fā)不同的配方產(chǎn)品。還可以將板栗花直接預(yù)處理、烘制等，或?qū)謇趸ǘ考尤氲讲枞~中，開發(fā)出多樣性的板栗花茶等。

利用板栗花富含黃酮類化合物的特點(diǎn)，以及黃酮類物質(zhì)的抗氧化作用，通過提取、分離精制，生產(chǎn)黃酮含量高的制劑，進(jìn)而與其他食品或助劑配伍，開發(fā)板栗花保健食品；利用黃酮、多酚類物質(zhì)對皮膚的美白等保健功能，可以開發(fā)板栗花美白化妝品，如乳液、膏霜、水劑、面膜等；通過板栗花抑菌能力追蹤研究，提取或分離出抗抑菌能力強(qiáng)的成分或成分組合，開發(fā)板栗花天然抗菌藥品，減少人們對抗生素的依賴。

板栗花具有獨(dú)特的香氣，是一種精油含量中等的香料原料，可以優(yōu)化提取工藝，并進(jìn)一步挖掘其精油具有驅(qū)蚊作用的特性，研究板栗花驅(qū)蚊有效成分[28，34]。安全、高效的蚊蟲驅(qū)避劑擁有巨大的市場，板栗花固有的驅(qū)蚊特性早已在民間應(yīng)用，說明其精油中含有相應(yīng)的驅(qū)避成分，板栗花精油源自天然，具有安全的天性，通過功能配伍，有望開發(fā)出安全無毒、性能優(yōu)良和香氣怡人驅(qū)蚊產(chǎn)品。

綜上所述，板栗花是近年因產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的一種新香料資源，在深入研究其功能成分的基礎(chǔ)上，利用其富含黃酮類化合物和香氣獨(dú)特的精油，可以開發(fā)保健食品、功能飲料、抗菌藥物、化妝品和日用品等，完善板栗產(chǎn)業(yè)鏈。