板栗殼的化學成分、生理活性及其應用

宋磊肖，范得躍，李曉菁，彭 飛，牛 奎，解 瑩

板栗屬于殼斗科栗屬植物，不僅具有很高的營養價值，富含蛋白質、淀粉、維生素、脂肪及礦物質元素，其可供人體吸收和利用的養分高達98%［1］，而且還具有藥用價值［2］，是一種補養治病的保健品。根據最新數據統計，我國板栗總面積達到180萬hm2，年產板栗195萬t，占世界板栗總產量的84%［3］。近幾年，隨著板栗深加工技術的不斷成熟，對板栗殼的研究越來越廣泛。筆者對近幾年板栗殼化學成分、生理活性及其應用等方面的研究進展情況進行了綜述，以期為板栗殼的進一步研究提供依據。

1 板栗殼化學成分

板栗殼是板栗的種皮，其化學成分有:纖維素、木質素、多糖(或苷類)、有機酸、酚類、內酯、香豆素(或其苷類)、黃銅(或皂苷類)、植物甾醇(或三萜)和鞣質等化學成分［4～7］。

研究發現，板栗殼主要由C，O，N和Si等4種元素組成，且板栗殼中纖維素的質量分數相對較高為0.48，木質素質量分數為 0.28，且木質素可作為橡膠補強劑［8，9］。

板栗殼色素為黃酮類物質，質量分數為0.022，其棕色素天然無毒、性質穩定、著色力強，因此生產上一般將其用作染料等;還具有阻斷和清除氧化損傷、保護肝臟、調節腎功能、抑菌消炎等功能和價值，因此生產上一般將其用作保健品等［4，10～12］。

研究發現，在板栗殼中也提取出了原花青素［13］。其是植物中廣泛存在的一大類多酚化合物的總稱。具有極強的抗氧化、消除自由基的作用，也參與磷酸、花生四烯酸的代謝和蛋白質磷酸化，保護脂質不發生過氧損傷;是強有力的金屬螯合劑，可螯合金屬離子，在體內形成惰性化合物;保護和穩定維生素C，有助于維生素C的吸收和利用。

2 板栗殼提取物的生理活性

2.1 抗氧化性

研究發現板栗殼提取物中有3種化學成分具有抗氧化活性，分別為鞣質、多酚和色素。鄭佳欣等［14］對板栗殼中提取物鞣質進行了1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除活性的研究，結果表明:板栗殼鞣質粗提物具有較強的DPPH自由基清除能力，且隨著溶液中粗提物質量濃度的增加，其對DPPH自由基的清除能力增強。當溶液中粗提物的質量濃度為0.3 g/L時，板栗殼鞣質粗提物對DPPH自由基的清除率達到85%以上。李金鳳等［15，16］研究發現，板栗殼多酚在質量濃度為25～200 mg/L范圍內，其還原能力和清除二苯基苦基肼(DPPH)自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基的能力隨質量濃度升高逐漸增強。李云燕等［4，17］研究了板栗殼色素在豬油中的抗氧化活性，并對其有效的抗氧化活性成分進行了初步鑒定和氧化機理的探討，結果表明:板栗殼色素具有良好的抗氧化活性，屬于黃酮類色素，因其含有酚羥基能提供H，使R-和ROO-形成RH和ROOH，從而終止自由基連鎖反應。劉平［18］研究發現，板栗殼棕色素對羥基自由基、超氧陰離子自由基和脂質過氧化物均有還原性。

2.2 抑菌性

板栗殼提取物中含有黃酮類物質，因黃酮類物質分子中一般含有鄰位酚羥基，具有與蛋白質強結合以及與金屬離子絡合的能力，從而影響微生物對營養物質的吸收和細胞代謝活動，以此達到抑菌作用［6，19］。很多研究表明，板栗殼色素對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、黑曲霉、青霉、金黃色葡萄球菌、副溶血弧菌、啤酒酵母和赤酵母均有抑菌作用［19～25］，其中原花青素對啤酒酵母、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌抑菌效果由強到弱依次為:啤酒酵母菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌，最小抑菌濃度(MIC)依次為0.120，0.958，3.831 g/L;當棕色素濃度為35，42，53 g/L 時，其對大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌和副溶血弧菌均有抑制作用。

2.3 降血糖、降血脂

趙珊［26］研究發現，大劑量板栗殼總酚(質量分數300 mg/kg)能夠顯著降低糖尿病大鼠的血糖值并有效控制高血糖癥，控制正常大鼠體質量的增加并減輕糖尿病大鼠的體質量。陳思玉［27］研究發現，板栗殼提取物能顯著改善高脂糖尿病模型大鼠的血脂水平，大劑量時能顯著調節血糖水平，從而證明板栗殼提取物能夠降低血脂，但未能體現改善血脂代謝的機制。

2.4 抗腫瘤活性

李金鳳［13］研究發現，板栗殼原花青素對人肝癌細胞HepG20有抑制作用，其原理有2個:一是板栗殼原花青素(CSPS)可能是通過阻滯細胞周期G0向G1期過度，從而抑制細胞增殖的，且誘導細胞死亡主要以壞死為主，凋亡為輔;另一個為在誘導細胞死亡過程中CSPC使線粒體去極化和膜電位降低，從而導致細胞死亡。

2.5 抑制胃腸平滑肌

吳龍云［28］對板栗殼浸膏進行了生理活性研究，發現:在放有腸段的37℃ Tyrode液浴槽中加入乙酰膽堿(Ach)后，正常回腸均呈強直性收縮，加入板栗殼浸膏后回腸松弛，且松弛程度與用劑量有關，而此現象在組胺和BeCl2處理過程中不明顯，從而表明板栗殼浸膏與Ach之間是拮抗作用，板栗殼浸膏能抑制胃腸平滑肌。

3 板栗殼的應用

3.1 在凈化水質方面的應用

隨著社會的發展，水污染越來越嚴重，對其凈化十分重要。板栗作為我國豐富的資源之一，其剩余價值用途越來越廣，如板栗殼可作為吸附劑來凈化水資源，且研究發現板栗殼對水中的重金屬離子(Zn2+，Pb2+，Cu2+，Cd2+等)和孔雀石綠、剛果紅等吸附力特別強，可成為一種有效且成本低的污水處理吸附劑［29～34］。此特點也可在凈化空氣中應用［35］。

3.2 在食用菌生產上的應用

食用菌按生理類型可分為:腐生、寄生和共生等3類。其中腐生食用菌是分解纖維素，或木質素而生存的菌類。而我國板栗資源豐富且板栗殼中含有大量的纖維素和木質素，可為腐生食用菌提供所需物質。有文獻已報道板栗殼已在香菇、平菇、茶樹菇和灰樹花生產中應用［36～40］。

3.3 在食品工業方面的應用

板栗殼色素是目前世界上并不多見的性質穩定的天然食用色素之一［41］，且對淀粉和蛋白質有較強染著性［42～44］，因此常被用于食品(擬巧克力蛋糕、板栗殼色素奶)中來提高其品質，同時也解決了添加巧克力原料造成的高脂肪、高能量和穩定性差的弊端［44～47］。

3.4 在印染工業方面的應用

板栗殼色素是一種水溶性好、著色力強、性質穩定的天然色素［44］，現已被用于錦綸、毛織物、羊絨纖維和棉織物的染色，且研究發現板栗殼天然染料耐皂洗色牢度與耐干摩擦色牢度均達到4級，并使被染物具有優良的防紫外線性［48～52］。

4 存在問題及展望

板栗殼化學成分多，但目前對其生理活性和應用的研究僅限于色素、多糖和木質素等幾種成分，缺乏對其他化學成分的研究，同時研究所得結果在實際生產上的應用少之又少。究其原因，一方面是現階段對板栗殼化學成分的研究大多數處于提取和生理活性的研究，未對提取的物質進行深入研究(分離純化以及結構的分析)，如:色素［53］;另一方面，對板栗殼提取物的安全性研究以及文獻報道比較少，導致人們對其安全性認識不足，是消費者對其產生懷疑。今后還需在這兩方面進一步研究。

據有關報道表明板栗殼可作為新能源使用［54］，如木質素可作為生物質能源［55］。而我國是板栗生產第一大國，產量居世界首位，若加強對板栗殼的這一方面研究，這將解決我國能源缺少的問題，但目前大部分人將其當作廢棄物扔掉，使其喪失這一價值。究其原因可能是現階段人們對板栗殼的了解處于零基礎或萌芽階段，應加強對栗農的專業理論知識教育力度，使其意識到板栗殼的使用價值，促進板栗殼的開發應用，同時也能促進節能減排和提高栗農經濟收入，使我國豐富的板栗資源進一步得到充分利用。

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