板栗花综合利用研究概况及开发建议

董梦娇，赖文娟，李志鹏，陈名贵，林 薇，郑德勇

(福建农林大学材料工程学院，福建 福州 350108)

板栗(CastaneamollissimaBlume)原产于中国，现广泛分布于越南及中国等亚洲地区，板栗花为单性、雌雄同株，为提高板栗的产量，常需疏除雄花以减少营养消耗，但大多把疏除的雄花废弃。我国劳动人民早就发现了板栗花的价值，将其拧成火绳并在夏季点燃，其燃烧产生的烟雾具有很强的驱蚊效果，《本草纲目》也记载了其治疗瘰病和赤白痢疾的作用。近年板栗种植面积迅速扩大，产出的板栗花资源量也不断增大，开展板栗花成分分析和开发利用研究，对延展板栗产业链有重要意义。

1 国内外研究概况

板栗在我国各地均有广泛种植，民间早有用板栗花水煎剂治疗家畜泄泻的应用，其有效成分是酚酸类化合物和挥发油。板栗花的开发利用研究始见于高雅琴[1]采用水蒸气蒸馏法提取、GCMS分析，共检出52个组分，并鉴定了33个化合物，其中含量较高的有甲基苯甲醇、苯甲醇、苯乙醇、苯乙酮等，并认为醛类化合物是板栗花特殊香味的特征成分。以“板栗花”为检索词在“知网”检索文献题名，共有37篇有关其成分分析和开发利用的学术论文，以物种拉丁名“CastaneamollissinaBlume”和英文名“Chinese chestnut”为检索词在“Web of Science、Science Direct和SpringerLink”中均未检出相关文献，说明板栗花的利用研究主要在我国。目前板栗花的利用研究主要有以下3个方面：一是研究板栗花的精油成分、提取方法及其在蚊子驱避、抑菌的作用，二是板栗中黄酮类化合物的分离鉴定、提取方法及其抗氧化和抑菌作用的研究，三是开发饮料、酒和驱蚊花露水等。

1.1 板栗花提取物的主要化学成分

化学成分研究是板栗花开发利用的基础性工作。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)、乌苏酸、2 4-羟基乌苏酸、epihederabenin、pulerulia acid、β-胡萝卜苷、杨梅树皮素、槲皮素、没食子酸、4-喹啉酮-2-羧酸和(+)-异落叶松树脂醇-9′-O-α-L-鼠李糖苷(命名为栗木脂苷)、山萘酚-3-O-(6′-反式-对-香豆酰基)-α-D-甘露吡喃糖苷(命名为栗苷A)、山萘酚-3-O-(6′，4′-双-反式-对-香豆酰基)-α-D-甘露吡喃糖苷(命名为栗苷B)等17个化合物，其中后3个是新化合物。高丽梅等[5]也开展了类似研究，从90%乙醇提取物的乙酸乙酯部位经甲醇系统梯度洗脱得到，并运用谱学方法鉴定了11个化合物。可见，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。

1.2 板栗花黄酮类化合物与产品开发

基于板栗花中含有丰富的黄酮类化合物，以及黄酮类化合物具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗发炎、抗过敏以及血管舒张等作用，开发功能性板栗花饮料产品等，可以提升板栗花资源利用价值。赵丽芹等[21-23]优化了板栗花原液提取方法、澄清方法和优化配方，即：板栗花原液浸提工艺条件为提取温度60 ℃、提取时间为25 min、料液比为1∶70、超声功率为700 W；配方为蜂蜜含量2 %、白砂糖6 %、柠檬酸0.02 %；采用超滤法澄清饮料制品，压力为0.1 MPa；饮料稳定剂为黄原胶与CMC-Na复配(1∶1)，添加量为0.1%。宋文军等[24-26]则另辟蹊径，开发了板栗花酒产品。板栗花发酵酒制备条件：控制板栗花浸提液浓度8%、白砂糖5%、硫酸铵0.5%、发酵温度25 ℃，主发酵35 h后无氧发酵7 d，酒精度为6.8%(v/v)；板栗花蒸馏酒制备条件：大米蒸熟摊晾，按照大米∶板栗花∶酒曲=100∶6∶1分别投入板栗花、酒曲，混匀，控制有氧培养时间3 d，发酵温度35 ℃，无氧发酵7 d，发酵结束后蒸馏取液量为发酵液量的30%，酒精度达41.8%(v/v)；以板栗花发酵酒、板栗花蒸馏酒、津酒和板栗花黄酮粗提物为原料，按15∶5∶80∶0.1的比例勾兑出板栗花酒产品，具有板栗花香突出、酒体醇和、口感绵甜爽口、后味怡人、色泽金黄等特点。饮料和酒是大众化的消费品，如果能够形成一定的市场规模，则可通过消耗大量的原料板栗花资源，为丰富的资源找到一个可持续的解决方案。

1.3 板栗花香气成分与产品开发

板栗花具有独特的香味，香气香甜宜人、柔和、开阔，其香气成分的分析与精油提取也倍受重视。刘俊芳等[27]利用GC-MS分析了SFE-CO2提取的板栗花挥发油，共检测出26种化合物，主要有2，6，10，14-四甲基十六烷、 8S，14-cedran-二醇、3，5，6，7，8，8a-六氢-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、十八烷醛和叶绿醇等物质。邵明辉等[28]用GCMS法分析了水蒸汽法提取的板栗花精油，鉴别出的成分有异丁醛、苯乙酮、芳樟醇、正丁醇、松油醇、戊醛、壬醛、己醛、香叶醇、乙酰苯酯、薄荷醇、乙酸乙酯等。魏宾等[29]采用同时蒸馏萃取-气质联用法(SDE-GC/MS)分析了鲜花和用盐水保存180 d的板栗花中的挥发油，二者的成分有一定差异，但其主要挥发性香气物质均为α-甲基苯甲醇丙酸酯、壬醛、苯乙酮、芳樟醇等，这些成分的相对含量差异也较小。魏宾等[30]还运用ATD-GC/MS技术测定了4个品种(紫珀、燕魁、燕龙、早丰)板栗花挥发性香气成分，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-四氢呋喃、2-丙基-1-戊醇、四氢-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采样技术的选择性问题，4个品种中都未检测出芳樟醇、松油醇等香气物质。梁建兰等[31]采用HS-SPME和GC/MS技术研究了不同花期板栗花香气成分的变化，说明酮类、醇类、酯类、烯萜类物质是板栗花香气的重要化合物，其中苯乙酮、α-甲基苯甲醇、苯甲醇、苯乙醇、α-金合欢烯和石竹烯是板栗花的特征香气化合物。王浩然等[32]也对板栗花挥发性成分进行研究，说明醇类、醛类、酯类化合物是板栗花香气的主要组成成分，板栗花水蒸汽蒸馏冷凝液中含量较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。以上结论表明，虽然不同研究者的结论有相近之处，均以酮类、醇类、酯类、烯萜类物质为主要成分，但不同的提取方法和分析方法的研究结论仍存在很大差异，有必要开展更深入的研究，以充实和完善对板栗花精油的认识。

有关板栗花精油提取、成分分析和精油利用等方面的研究也频见，赵文越等[20]采用水蒸汽蒸馏法提取板栗花精油得率为0.62%，邵明辉等[33]采用微波辅助水蒸气蒸馏提取板栗花精油得率为0.647%，研究了板栗花精油对白纹伊蚊驱避作用[28，34]，开发出具有优良驱避作用的花露水[34-35]。刘俊芳等[27]利用SFE-CO2技术提取板栗花挥发油，提取率为1.16%，明显高于常规提取方法。由上述研究结果可见，不同的方法，板栗花精油提取得率存在较大差异，有必要通过直接比较研究，提出优选的提取方法；另一方面，由板栗花所含的主要成分可判断，板栗花的香气成分中既有不溶水的烷烃类、烯类和酯类等物质，也含有微溶于水的醇类、醛类和酚类物质，合理的综合提取工艺，有利于提高精油产品得率。

2 研究开发建议

2.1 板栗花功能成分与提取方法研究建议

目前在板栗花成分鉴定和生物活性等基础研究，黄酮、精油等重要成分提取及产品开发等方面尚存在一些不足或不完善之处，如成分研究的系统性欠缺，特别不同学者对板栗花香气成分的分析结果差异明显。这一方面可能由于样品来源不同引起，但也存在精油或香气提取方法不合理，以及分析方法不完善和成分鉴定不正确引起，即使是在比较完善的溶剂浸提物的分离、成分鉴定方面，也没有完成各主要成分含量的测定。建议继续对板栗花的功能成分进行系统研究，采取甲醇提取、不同极性溶剂分部萃取、层析柱系统梯度洗脱分离、高效液相精制、结晶纯化获取高纯度样品，采用X射线衍射和其他谱学法鉴定主要物质的结构，并采用HPLC-MS进一步测定板栗花功能成分的含量，为板栗花的综合开发利用提供基础支持。

其次，学者们在提取板栗花精油的研究中，多采取分别提取的方案，没有注意到板栗花功能成分与精油成分的复杂性和特殊性，导致顾此失彼，不能充分发挥板栗花资源的优势。建议采取板栗花黄酮与精油联合提取方法，采用水上蒸馏、混合蒸汽部分冷凝渗漉的方案同时提取精油和富含黄酮类物质的提取液产品，这样，可以在一套设备中完成全过程，减小设备投资，还提高了精油和黄酮类物质的得率，也可显著降低生产过程的能耗和其他消耗，降低生产成本。

2.2 板栗花产品开发方向

水浸提液是板栗花综合利用的主要中间产品，饮料和酒是大众化的消费品，应当持续开展板栗花饮料和板栗花酒的开发研究，针对不同的消费人群(如青年人、妇女、儿童和老人等)开发不同的配方产品。还可以将板栗花直接预处理、烘制等，或将板栗花定量加入到茶叶中，开发出多样性的板栗花茶等。

利用板栗花富含黄酮类化合物的特点，以及黄酮类物质的抗氧化作用，通过提取、分离精制，生产黄酮含量高的制剂，进而与其他食品或助剂配伍，开发板栗花保健食品；利用黄酮、多酚类物质对皮肤的美白等保健功能，可以开发板栗花美白化妆品，如乳液、膏霜、水剂、面膜等；通过板栗花抑菌能力追踪研究，提取或分离出抗抑菌能力强的成分或成分组合，开发板栗花天然抗菌药品，减少人们对抗生素的依赖。

板栗花具有独特的香气，是一种精油含量中等的香料原料，可以优化提取工艺，并进一步挖掘其精油具有驱蚊作用的特性，研究板栗花驱蚊有效成分[28，34]。安全、高效的蚊虫驱避剂拥有巨大的市场，板栗花固有的驱蚊特性早已在民间应用，说明其精油中含有相应的驱避成分，板栗花精油源自天然，具有安全的天性，通过功能配伍，有望开发出安全无毒、性能优良和香气怡人驱蚊产品。

综上所述，板栗花是近年因产业发展产生的一种新香料资源，在深入研究其功能成分的基础上，利用其富含黄酮类化合物和香气独特的精油，可以开发保健食品、功能饮料、抗菌药物、化妆品和日用品等，完善板栗产业链。