板栗壳的化学成分及其应用研究进展.pdf

落 叶 果 树2 0 1 2 ， 4 4 ( 1 ) ： 2 0 2 2 De c i d u o u s 如 板 栗壳的化学成分及其应用研 究进展 张雪丹， 张倩， 辛力 ， 杨娟侠 ， 孙家正 ( 山东省果树研究所 ， 泰安 2 7 1 0 0 0 ) 摘要： 对栗壳提取物的化学成分、 理化性质、 生理作用、 药理作用及产品开发应用等方面进行了综述， 阐 明了栗壳的开发利用途径和前景， 为进一步研究栗壳提供参考依据。 关键词： 栗壳； 化学成分； 生理作用； 应用 中图分类号 ： $ 6 6 4 2 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 2 9 1 0 ( 2 0 1 2 ) O 1： - 0 0 2 0 0 3 板栗( C a s t a n e a M o l l is s im a B l u m e ) 属壳斗科栗属坚果类植物， 栗实甘甜可口， 具有较高的营养价值 和保健功能。根据联合 国粮农组织( F A O) 的统计 ， 至 2 0 0 9年年底 ， 中国板栗栽培面积为 2 0万 h m ， 总 产量约为 1 0 9 万 t ， 约占世界总产量的7 7 。随着板栗加工技术的深入， 栗壳的研究力度也有所加大， 笔者对栗壳的化学成分及应用研究进行了综述， 为进一步研究栗壳提供参考。 1 栗壳的化学成分 栗壳为栗坚果 的果皮( 有时也称种皮) ， 占栗实重量的 1 0 ， 含有酚类、 有机酸、 多糖 、 黄酮( 或其苷 类) 、 植物甾醇( 或其三萜) 、 内酯、 香豆素( 或其苷类) 和鞣质等化学成分 。分析栗壳的乙醇提取物 表明， 栗壳主要含有黄酮类和甾醇类化合物 ， 现已鉴定出的成分有 B一 谷甾醇、 p一 胡萝 卜 苷、 豆甾 一 5一 烯 一 3 8 ， 7 一 醇等l 9 种化合物， 其中豆甾一 5 一 烯一 3 p ， 7 仅一 醇等1 1 种化合物首次从栗壳中分离得到 。 栗壳中 纤维素的含量最高， 约占 栗壳总重的4 8 ； 其次是木质素， 约占2 8 5 ， 木质素棕褐色， 系芳香 族化合物， 有咖啡香味， 可溶解于极性溶剂中， 不溶于非极性溶剂， 具有较高的化学活性 。 栗壳中色素物质约占 栗壳干重的2 2 ， 色素提纯物为棕色粉末， 在水、 碱水( N a O H、 N a H C O ， 等) 、 甲醇、 乙醇水溶液等极性较强的溶剂中溶解性较好， 不溶于丙酮、 苯、 乙酸乙酯等非极性及极性较小的溶剂； 色素水 溶液有较好的耐光陛、 耐热陡及较好的抗氧化性和抗还原性。色素受p H值影响小， p H值4 1 4 范围内色调 稳定， 呈橙黄色一 黄棕色， p H值低于4 时逐步呈浅黄色。F e 、 P b 、 c u 、 与色素反应生成沉淀并褪 色， 其他金属离子对其较稳定； 食盐、 蔗糖和葡萄糖对色素水溶液的颜色影响较小 引。国内对栗壳色素的 提取、 纯化及化学l生 质研究较多， 但大多数研究均未对色素进行进一步的分离鉴定， 其化学结构尚不明确。 多数研究者 H ， “ 认为栗壳色素为黄酮类物质， 但李永祥等 研究发现栗壳色素甲醇溶液的紫外 一 可见 吸收光谱在波长2 4 0 4 0 0 n m内没有明显黄酮类化合物的两个特征吸收带， 但含有苯环及酚羟基， 为酚类化 合物。 2 栗壳提取物的生理作用 2 1 栗壳色素的抗氧化性 栗壳色素具有较强的 抗氧化性， 这是由于游离的羟基( 一 O H ) 可提供活泼的氢原子， 使 R一 和R O 0一 形 成R H和R O O H ， 从而中断自 动氧化链式反应， 达到抗氧化过程 。色素的抗氧化活性与其含量呈正相关， 收稿 日期 ： 2 0 1 00 8 2 2 通讯作者 作者简介： 张雪丹， ( 1 9 8 3 一) ， 山东菏泽人， 助理研究员。主要从事农产品贮藏加工方面工作。 第 1 期 张雪丹等： 板栗壳的化学成分及其应用研究进展 2 l 在 2 5 2 0 0 m g L范围内， 随质量浓度升高其还原能力和清除二苯基苦基肼( D P P H) 自由基、 羟基自由基、 超氧 阴离子自由基的能力逐渐增强 _ 1 8 】 。 2 2 栗壳色素的抑菌作用 栗壳色素粗提物有抑菌作用， 对酵母菌的抑制作用较强， 其次是霉菌和细菌。提取物中含有的黄酮类物 质可能是抑菌的主要有效成分 ， 也有学者认为是没食子酸乙酯或其结构类似物 2 。 。提取物在 1 2 1 C 灭菌 3 0分钟后， 对细菌、 酵母菌、 霉菌的抑菌圈直径与低温灭菌的相同， 说明高温作用后对色素粗提物的抑菌能力 没有影响， 该物质具有良好的热稳定性， 因此可用在高温操作中_ 2 。 2 3 栗壳色素的吸附作用 栗壳色素对酸陛 溶液中的重金属离子具有良好的吸附力， 在合适条件下可除去溶液中8 0 以上的镉、 铅、 铜和锌， 其吸附容量高于许多天然吸附剂 。 栗壳色素对铜离子的吸附量为 1 0 9 4 m g g ， 对铬的吸附量 高达2 5 9 m g g ， 因此栗壳色素有望成为一种有效的重金属污水处理吸附剂。 3 栗壳的应用研究 3 1 栗壳在医药方面的应用 栗壳药陛 甘、 涩、 平， 中医认为栗壳具有健脾益气、 补。肾 强筋、 散结解毒、 降逆、 止血等功效， 可治疗丹毒、 肿毒、 瘰疬等疾病 。 安徽中草药 记载， 栗壳研末， 每服 3 g ， 水送服， 治便血和反胃呕吐 3 。栗壳、 水东 哥等药材组成的纯中药制剂具有镇咳、 祛痰、 平喘、 消炎等作用， 可用于治疗慢性支气管炎 2 。吴龙云等 研究发现， 栗壳浸膏能抑制巴豆油所致小鼠耳廓肿胀及醋酸所致小鼠腹膜炎症； 能抑制正常小鼠胃肠推进运 动； 能拮抗乙酰胆碱对豚 鼠离体回肠平滑肌的兴奋效应； 体外对痢疾杆菌、 大肠杆菌、 绿脓杆菌和金黄色葡萄 球菌具有不同程度的抑制和杀灭作用。 3 2 栗壳色素在食品方面的应用 栗壳色素属一般植物原料中难于得到的棕色素系列， 是目 前世界上不多见的性质稳定的天然色素之一， 可用作食品的着色剂。栗壳色素对淀粉和蛋白质染色性好且着色率高， 与主要食品原料和添加剂有较好的 混用性， 对产品品质无不良 影响 。陈连文等 研究表明栗壳色素在保证拟巧克力奶和拟巧克力蛋糕风 味和色泽的同时， 解决了添加巧克力原料造成的高脂肪、 高能量和稳定性差的弊端。 3 3 栗壳色素在印染工业上的应用 由于栗壳色素具有水溶性好、 着色力强、 性质稳定等优点， 已有将其用于真丝 。 。 、 羊毛 、 棉_ 3 等织 物染色的研究。栗壳染料对织物染色的摩擦牢固度与皂洗牢固度较好， 媒介染色工艺比直接染色工艺着色 效果要好； 但酸碱稳定性差， 造成染色的变色牢度差， 染色工艺仍需进一步改进。 3 4 栗壳的热解 在热化学转换过程中， 热解越来越受到人们的关注， 因为热解可直接获得炭、 液态和气态产物。栗壳木 质素为栗壳的第二大成分， 通过对木聚糖、 纤维素和木质素及其混合物的热解的研究， 发现木质素的炭产量 比木聚糖和纤维素产量大 ， 因此栗壳是制备炭产品的良好原材料。栗壳生产的固型炭产品密度大， 燃烧 时无烟无味， 其固型炭含量达到了国家一级阔叶木炭标准的要求 。 3 5 栗壳在食用菌生产上的应用 食用菌营养丰富、 味道鲜美， 具有较高的食用和药用价值， 是国际公认的健康食品。食用菌通过分解和 转化废弃的有机物可变成 人 类可食用的优质蛋白质， 在工农业副产品的综合利用方面有重要作用。张玉蓉 等_ 3 研究表明， 栗壳的质量浓度控制在5 O L 时能增加茶树菇、 香菇和灰树花的产量。 4 应用前景 栗壳燃烧和自然腐烂的传统处理方法不仅造成了环境污染， 还是一种资源浪费。栗壳中含有天然色素、 单宁、 纤维素、 木质素等成分， 从栗壳中提取分离出生物活性物质， 可扩大板栗的综合利用程度。目 前， 栗壳 2 2 落叶果树 第4 4 卷 的 应用研究涉及到食品、 药品、 印染、 废水处理、 热解制炭、 防腐抗菌等诸多领域， 但 目 前主要是研究阶段， 还 未见有大规模的商业应用报道。栗壳色素是具有广阔开发利用前景的天然色素， 现今对栗壳色素主要是提 取工艺和化学f 生 质研究 ， 应拓宽研究范围和加大研究深度， 在探索栗壳色素物质结构的基础上研究其生理功 能， 并在提取色素后进行栗壳木质素等的综合开发利用， 如何将栗壳色素的提取工艺从实验室转化到工业化 生产是今后的研究重点。另外 ， 目前只是对栗壳吸附某些金属离子的能力进行了初步研究， 若要应用于污水 处理还需要对污水中共存的金属离子的吸附能力进行综合研究。充分利用中国得天独厚的板栗资源优势， 进行板栗深加工和新产品研究， 达到既能综合开发利用资源， 又能为人工模拟合成新物质开辟新途径。 参考文献 ： I 赵德义， 高文海， 花成文等 栗壳化学成分的初步研究 J 陕西林业科技，2 0 0 3 ， ( 2 ) ： 1 3 ， 4 7 2 G V d z q u e z ， J G onz a l e z A l v a r e z ， J S a n t o s ， M S F r e i r e a n d G A n t o r r e n a ， E v a l u a t i o n o f p o t e n t i al a p p l i c a t i o n s f o r c h e s tn u t ( C a s t a n e a s a t i v a ) s h e l l a n d e u c a ly p t u s( E u c al y p t u s g l o b u l u s )b a r k e x t r a c t s J I n d u s t r i a l C r o p s and P r o d u c t s ， 2 9( 2 O O 9 ) ， P P 3 6 4- 3 7 0 ( 3 席芳 栗壳化学成分的研究 D 郑州大学硕士学位论文， 2 0 0 7 4 贾陆， 席芳， 王娜等栗壳化学成分研究 J 中国医药工业杂志， 2 0 1 0 ， 4 1 ( 2 ) ：9 8 1 0 2 5 李云 雁， 罗渊， 宋光森等 乙酸乙酯法分离栗壳木质素的研究 J 林业科技， 2 0 0 7 ， 3 2 ( 4 ) ：4 1 4 4 6 李云 雁， 彭亚勤， 宋光森等 从栗壳中分离乙醇木质素( J 西北农业学报， 2 0 0 7 ， 1 6 ( 3 ) ： 2 13 0 - 2 0 3 7 李云 雁， 刘锋， 宋光森等 碱法分离栗壳木质素的研究 J 湖北农业科学， 2 O 0 6 ， 4 5 ( 6 ) ：8 1 7 - 8 1 9 8 段蕊， 张俊杰 板栗壳棕色素的 提取及理化性质研究 J 淮海工学院学报， 1 9 9 8 ，7 ( 2 ) ：7 0 - 7 2 9 李永祥， 詹少华， 蔡永萍等 板栗壳色素的提取、 纯化及稳定陛 J 农业工程学报， 2 0 0 8 ，2 4 ( 9 ) ： 2 9 8 - 3 0 2 1 0 李颖 栗壳棕色素的提取及其相关性质研究 J 食品与机械， 2 O O 9 ， 2 5 ( 4 ) ：8 6 8 8 1 1 刘平 板栗壳棕色素提取、 纯化及抗氧化陛的 研究 D 武汉工业学院， 2 O 0 8 1 2 李云雁， 宋光森 栗壳色素性质的研究 J 化工时刊， 2 0 0 3 ， 1 7 ( 3 ) ： 3 7 4 o 1 3 吴龙云， 凌桂生， 许振朝 栗壳浸膏的抗菌抗炎作用及对胃 肠平滑肌运动的影响 J 广西中医药，2 O 0 2 ，2 5 ( 4 ) ： 5 4 5 6 1 4 段蕊， 张俊杰 板栗壳棕色素的纯化和初步定性 J 淮海工学院学报， 2 O O O ， 9 ( 3 ) ： 6 1 6 3 1 5 李云雁， 宋光森 板栗壳色素的提取及其主要成分定性分析 J 广州食品工业科技， 2 0 0 3 ， 1 9 ( 3 ) ：1 0 1 2 1 6 李永祥， 詹少华， 樊洪泓等 栗壳色素化学性质及结构的初步研究 J 食品科学，2 O 0 8 ，2 9 ( 1 2 ) ：5 1 5 4 1 7 刘平， 李云雁， 罗渊等 板栗壳棕色素对涪陛氧自 由基的清除作用 J 食品科技，2 0 0 8 ，2 ： 1 7 5 1 7 8 1 8 G V d z q u e z ， E F o n t e n l a ， J S a n t o s ， e t a 1 A n t i o x i d a n t a c t i v i t y a n d p h e n o l i c c o n te n t of c h e s t n u t ( C a s t a n e a s a t i v a ) s h e l l a n d yptu s ( E u c a l y p ms g l o b u l u s )b a r k e x t r a c t s I n d u s t r i al C r o p s and P r o d u c t s ， 2 0 0 8 ， 2 8 ： 2 7 9 2 8 5 1 9 李金凤 ， 段玉清 ， 马海乐等栗壳中多酚的提取及体外抗氧化陛研究 J 林产化学与工业， 2 0 1 0，3 o ( i ) ：5 3- 5 8 2 o 李云雁， 宋光森 栗壳色素抑菌陛的研究 J 湖北农业科学， 2 O O 4 ， ( 5 ) ：6 3 6 5 2 1 吴云龙 栗壳水煮醇提物抗菌性研究 J 中草药， 1 9 9 1 ， ( 8 ) ： 3 7 0 3 7 2 2 2 吴雪辉， 张远志， 秦慧慧等 栗壳天然色素的抑菌和清除自由 基作用研究 J 食品科技， 2 0 0 6 ， 6 ：1 3 3 1 3 6 2 3 K e X i n ， L i P e i - j u n ， Z h on Q i - x i n g ， e t a 1 R e m o v al o f h e a v y m e t al s f r o m a c o n t a m i n a t e d s o il u s i n g ta r ta r i c a c i d J J o u r n a l of E n vi r o n m e n t a l S c i e n c e s ， 2 0 O 6 ， 1 8 ( 4 ) ： 7 2 7 - 7 3 3 2 4 戚建华， 姚增玉， 邓西平等 栗壳对水中C u 2 吸附性能的研究 J 西北农林科技大学学报， 2 0 O 9 ， 3 7 ( 4 ) ：1 9 7 2 0 1 2 5 王国惠 栗壳对重金属 C r ( ) 吸附性能的研究 J 环境工程学报， 2 O 0 9 ，3 ( 5 ) ：7 9 1 7 9 4 2 6 中医 研究院 中医大辞典( 中药部分) M 北京： 人民卫生出版社， 1 9 8 2 张家瑞， 徐联武 克咳片质量标准研究 J 中药材， 2 0 0 3 ， 2 6 ( 8 ) ：5 8 9 - 5 9 0 2 8 余兴华， 黄琨， 邹军栗壳色素特性与初步应