板栗（

Castanea mollissima

Bl.）為殼斗科（Fagaceae）栗屬（

Castanea

）植物，其栗仁富含淀粉、糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)成分，既可生食又可加工食用，深受國內(nèi)外消費(fèi)者的青睞。板栗的營養(yǎng)物質(zhì)中，淀粉占栗仁干質(zhì)量的50%以上，其性質(zhì)對栗仁的品質(zhì)和口感具有顯著影響，并且淀粉在加工過程中發(fā)生的一系列物理化學(xué)變化也會影響栗仁的營養(yǎng)成分和感官特性。

砂炒、蒸制和烤制是目前板栗熟化加工最常用的方式。在對熱熟化處理后的板栗營養(yǎng)物質(zhì)含量研究中發(fā)現(xiàn)，熟化后栗仁中淀粉和多酚含量呈降低趨勢，直鏈淀粉含量呈增加趨勢，且栗仁中可溶性糖含量及構(gòu)成比例也有不同程度變化。不同產(chǎn)地、不同加工方式及其交互作用對板栗的營養(yǎng)成分和質(zhì)構(gòu)特性均有顯著影響，其中烤制后板栗水分含量下降程度顯著大于蒸、煮方式，可溶性固形物含量、脂肪含量和蛋白質(zhì)含量都有不同程度的降低。

河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹研究所的李穎、郭燕、王廣鵬*等以我國板栗主產(chǎn)區(qū)20 個代表性主栽品種為材料，采用蒸制、烤制及砂炒3 種加工處理方式，探究栗仁熟化后關(guān)鍵營養(yǎng)成分和口感風(fēng)味變化特征，借助相關(guān)性、主成分、隸屬函數(shù)和聚類分析方法綜合評價各品種加工后品質(zhì)，篩選不同品種最佳加工方式，以期為板栗最佳食用品質(zhì)和口感獲得及其商品價值提升提供技術(shù)參考，并為今后加工專用品種培育提供依據(jù)。

1 不同加工方式下板栗淀粉和可溶性糖指標(biāo)差異分析

1

由表2可知，板栗果實在3 種加工處理方式下其淀粉、可溶性糖等各指標(biāo)的

F

值均值均呈顯著或極顯著，說明各指標(biāo)對板栗品質(zhì)的代表性。熟制加工顯著改變了板栗果實的糖代謝平衡，其中蔗糖與果糖呈協(xié)同下降趨勢，烤制處理表現(xiàn)最顯著，分別較生鮮降低2.73%和0.23%，推測因干熱條件加劇美拉德反應(yīng)及焦糖化作用，對比發(fā)現(xiàn)，麥芽糖在蒸制組增加到原來的1.47 倍，顯著高于烤制（1.30 倍）和砂炒（1.23 倍），可能與濕熱環(huán)境激活

-淀粉酶水解直鏈淀粉有關(guān)；水蘇糖在不同處理中呈現(xiàn)分化響應(yīng)，砂炒組保持穩(wěn)定，而蒸制和烤制組分別增加0.03%和0.06%，可能與熱穩(wěn)定性差異或半乳糖苷酶激活有關(guān)，麥芽糖含量升高，蔗糖和果糖被部分降解和消耗，板栗加工后整體甜度降低，這一結(jié)果與甘薯熟化后麥芽糖的變化相似。與生鮮樣品相比，3 種處理均未顯著改變直鏈淀粉含量，但支鏈淀粉與總淀粉分別增加6.05%～7.34%和6.14%～7.77%，直鏈/支鏈比例下降，這與糊化過程中氫鍵斷裂、分子鏈重排的經(jīng)典理論一致，支鏈淀粉短鏈分支暴露后通過分子間交聯(lián)形成致密凝膠網(wǎng)絡(luò)，板栗支鏈淀粉含量越高，由于其高度分支作用，能形成更多的雙螺旋結(jié)構(gòu)，因而可能儲存更多的水，有利于淀粉在熱加工過程中擴(kuò)張，導(dǎo)致較高的板栗糯性值。直鏈淀粉比例越高，淀粉的晶體結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，使其具有更強(qiáng)的耐熱性，在熱加工處理過程中可以限制水分的遷移和熱膨脹，具有較硬的質(zhì)地，本研究中直鏈淀粉的穩(wěn)定性與支鏈淀粉的顯著增量共同支持了“支鏈淀粉主導(dǎo)糯性”假說。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)加工顯著降低品種間品質(zhì)變異，生鮮果實變異系數(shù)7.14%～32.56%經(jīng)熟制后降至5.00%～24.53%，可能源于淀粉結(jié)構(gòu)均質(zhì)化作用。

2 不同加工方式下板栗淀粉和可溶性糖指標(biāo)的相關(guān)性分析

2

如圖1所示，3 種熟制加工方式下，除烤制組果糖含量與生鮮板栗無顯著相關(guān)性外，其余7 項品質(zhì)指標(biāo)均與生鮮果實該指標(biāo)呈顯著或極顯著正相關(guān)。這一結(jié)果表明，熟制加工對板栗品質(zhì)指標(biāo)的改變并非隨機(jī)，而是基于原料固有特性的定向調(diào)整。鮮食板栗中直鏈淀粉、總淀粉含量與蔗糖呈極顯著負(fù)相關(guān)，支鏈淀粉與蔗糖顯著負(fù)相關(guān)，說明生鮮狀態(tài)下淀粉合成與糖分積累存在代謝拮抗，這與淀粉合成期糖分代謝分流導(dǎo)致的底物競爭機(jī)制一致。熟制加工顯著改變了這一關(guān)系，蒸制與砂炒組淀粉和蔗糖負(fù)相關(guān)性被打破，而蒸制組麥芽糖與直鏈淀粉建立起顯著正相關(guān)，可能與

-淀粉酶優(yōu)先作用于直鏈淀粉生成麥芽糖有關(guān)，形成了以淀粉轉(zhuǎn)化效率為核心的新評價維度?？局平M則保留了生鮮狀態(tài)下的淀粉和蔗糖負(fù)相關(guān)模式，高溫抑制酶活性，淀粉降解受限，甜度依賴原料蔗糖保留率。由此可知鮮食和烤制處理維持淀粉-糖拮抗為核心評價維度，蒸制與砂炒中因淀粉-糖負(fù)相關(guān)關(guān)系解耦，蒸制需注重麥芽糖和直鏈淀粉間的轉(zhuǎn)化效率。由此看出不同加工方式通過不同的水熱協(xié)作模式改變酶促反應(yīng)環(huán)境，調(diào)控淀粉-糖代謝網(wǎng)絡(luò)，這一現(xiàn)象與板栗在不同儲存溫度下，淀粉酶尤其是

-淀粉酶活性差異較大相似。

3 不同加工方式下板栗可溶性糖和淀粉指標(biāo)主成分分析

3

不同加工方式下20 個品種的淀粉和可溶性糖指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，有重疊的信息，因此，對其進(jìn)行綜合品質(zhì)評價時，不能直接用來分析，通過主成分分析（表3），根據(jù)主成分載荷矩陣，結(jié)合方差貢獻(xiàn)率計算各指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建了不同加工方式的綜合得分表達(dá)式（式（5）～（8），板栗品質(zhì)的核心指標(biāo)蔗糖含量為正向指標(biāo)，以此為標(biāo)準(zhǔn)對各指標(biāo)賦予正負(fù)向評價。表達(dá)系數(shù)正負(fù)表明該指標(biāo)與Y值呈正負(fù)相關(guān)，不作符號計算）。

式中：

X

1 代表直鏈淀粉，

X

2 代表支鏈淀粉；

X

3 代表總淀粉；

X

4 代表直鏈淀粉/支鏈淀粉 ；

X

5 代表麥芽糖；

X

6 代表蔗糖；

X

7 代表水蘇糖；

X

8 代表果糖；

Y

值代表度量值

D

通過綜合得分求得表達(dá)系數(shù)可以看出，20 個品種的淀粉與可溶性糖指標(biāo)權(quán)重分配呈現(xiàn)工藝特異性。直鏈淀粉在鮮食、烤制和砂炒中均為核心負(fù)向指標(biāo)，權(quán)重分別為-0.22、-0.21、-0.23，而在蒸制中轉(zhuǎn)為正向，核心權(quán)重為+0.20，表明濕熱環(huán)境可能通過淀粉水解改善其與品質(zhì)的關(guān)聯(lián)性。蔗糖作為甜度表征指標(biāo)，其權(quán)重在鮮食處理達(dá)峰值+0.22，但在熱加工后顯著衰減，蒸制為+0.04、烤制為+0.18、砂炒為+0.08，揭示熱加工對天然甜度的削弱作用。蒸制處理中麥芽糖權(quán)重躍升至+0.21，烤制時麥芽糖與蔗糖形成競爭，分別為-0.19和+0.18，砂炒處理中蔗糖與麥芽糖影響持平，權(quán)重數(shù)值為0.08，反映干/濕熱加工對糖類轉(zhuǎn)化的差異化調(diào)控。水蘇糖在鮮食和蒸制中影響力相似，分別為-0.15和-0.16，烤制和砂炒處理中權(quán)重數(shù)值最低，為0.01，果糖在蒸制和砂炒處理中的影響力相差不大但作用相反，分別為+0.13和-0.15。由此可以看出，不同加工方式種溫度、濕度、傳熱介質(zhì)等因素對板栗內(nèi)部發(fā)生的物理化學(xué)與生化反應(yīng)路徑的差異化調(diào)控，改變了核心品質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重分配。鮮食板栗中蔗糖與直鏈淀粉并列主導(dǎo)，這與消費(fèi)者對甜度與口感的雙重需求一致。但熱加工顯著改變了直鏈淀粉對口感品質(zhì)的作用方向，蒸制處理中其正向權(quán)重與烤制、砂炒形成差異，其原因在于水分和熱量的協(xié)同作用模式的改變。鮮食、烤制和砂炒屬于低水分環(huán)境下的熱處理。在此條件下，直鏈淀粉難以充分糊化，其高結(jié)晶度和分子線性結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致口感粗糙、干硬，甚至產(chǎn)生“生粉感”，因此呈現(xiàn)負(fù)向作用。相反，蒸制過程中充足的水熱條件使淀粉顆粒充分溶脹至糊化臨界點，形成連續(xù)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使淀粉硬度、膠黏性、黏附性和彈性降低而回彈性增加，這可能是質(zhì)地軟糯化的基礎(chǔ)，表明濕熱加工更適宜高直鏈淀粉品種。這種溫度-濕度協(xié)同調(diào)控現(xiàn)象與Jyothi等關(guān)于直鏈淀粉雙面效應(yīng)的論述相印證。糖類指標(biāo)權(quán)重同樣呈現(xiàn)工藝特異性，蒸制處理后，麥芽糖含量升高成為品質(zhì)核心，推測是高溫、高濕環(huán)境激活了

-淀粉酶活性，改變了糖代謝路徑；烤制組中蔗糖與麥芽糖形成競爭性權(quán)重，反映了在干熱條件下，蔗糖的部分保留與低水分抑制酶活或糊化淀粉熱降解產(chǎn)生的少量麥芽糖之間的平衡，體現(xiàn)了糖代謝網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)調(diào)節(jié)，表明該工藝需篩選兼具高蔗糖保留與麥芽糖生成潛力的品種；而砂炒組蔗糖保留率降低，體現(xiàn)了在極干熱條件下，美拉德反應(yīng)對還原糖的消耗。該權(quán)重重構(gòu)規(guī)律印證了加工方式通過調(diào)控淀粉-糖代謝網(wǎng)絡(luò)重塑板栗品質(zhì)特征的核心機(jī)制。

4 不同加工方式下板栗品種聚類分析及品質(zhì)分級

4

進(jìn)一步運(yùn)用隸屬函數(shù)法，求出在4 種不同處理下8 項指標(biāo)的隸屬函數(shù)值（圖2），結(jié)合綜合得分表達(dá)式，最后計算4 種不同處理下每個品種8 項指標(biāo)的品質(zhì)

D

值，根據(jù)

D

值對各品種進(jìn)行聚類分析。通過圖3可以發(fā)現(xiàn)，聚類分析法分別將4 種處理方式下20 份板栗主栽品種聚為4大類群。根據(jù)4大類群的

D

值大小，將不同處理方式下品質(zhì)較高的品種選出，其中鮮食板栗中品質(zhì)優(yōu)秀的品種為燕山短枝、燕奎、燕紅、山東紅栗、東陵明珠，較優(yōu)的品種有大板紅、雜35、冀栗1號、紫珀、燕明；蒸制加工后品質(zhì)優(yōu)秀的品種為青毛軟刺，較優(yōu)的品種有廣西油栗、紅光、紫珀、華光、臨湘優(yōu)株2號、山東紅栗、邢豐1號、焦扎；烤制加工方式中品質(zhì)優(yōu)秀的品種為大板紅，較優(yōu)的品種有燕山早豐、燕紅、東陵明珠、紫珀、燕明、京暑紅、燕山短枝；砂炒加工方式中品質(zhì)優(yōu)秀的品種為燕山短枝，較優(yōu)的品種有東陵明珠、大板紅、燕紅、冀栗1號、燕山早豐、京暑紅、燕明、邢豐1號。燕山短枝、大板紅、東陵明珠、燕紅、燕明在鮮食、烤制、砂炒中均入選優(yōu)質(zhì)類群，紫珀在鮮食、蒸制、烤制中均入選優(yōu)質(zhì)類群。分析可知，燕山短枝、大板紅等品種在鮮食、烤制、砂炒中均表現(xiàn)優(yōu)異，紫珀在鮮食、蒸制與烤制組均入選優(yōu)質(zhì)類群，這些品種可能通過調(diào)控糊化溫度與糖釋放速率適配多種加工方式。青毛軟刺僅在蒸制組表現(xiàn)突出，這種加工方式依賴性的品質(zhì)差異現(xiàn)象提示蒸制工藝能通過特定機(jī)制優(yōu)化青毛軟刺的品質(zhì)表達(dá)。

結(jié) 論

5

本研究通過系統(tǒng)分析不同加工方式對板栗淀粉與可溶性糖代謝的影響規(guī)律，結(jié)合主成分分析與聚類分析，揭示了加工-品種-品質(zhì)的適配性機(jī)制，主要結(jié)論如下：1）熟制加工顯著改變了板栗果實的糖代謝平衡，麥芽糖含量升高，蔗糖和果糖被部分降解和消耗，板栗加工后整體甜度降低，其中蔗糖與果糖呈協(xié)同下降，烤制處理表現(xiàn)最顯著，麥芽糖在蒸制組增幅顯著高于烤制和砂炒，水蘇糖在不同處理中呈現(xiàn)分化響應(yīng)。與生鮮樣品相比，3 種處理均未顯著改變直鏈淀粉含量，但支鏈淀粉與總淀粉分別增加，直鏈/支鏈比例下降，果實糯性增高。加工顯著降低品種間品質(zhì)變異。2）熟制加工對板栗品質(zhì)指標(biāo)的改變并非隨機(jī)，而是基于原料固有特性的定向調(diào)整。鮮食板栗中淀粉合成與糖分積累存在代謝拮抗，熟制加工顯著改變了這一關(guān)系，蒸制與砂炒組淀粉和蔗糖負(fù)相關(guān)性被打破，而蒸制組麥芽糖與直鏈淀粉建立起顯著正相關(guān)，形成了以淀粉轉(zhuǎn)化效率為核心的新評價維度?？局平M則保留了生鮮狀態(tài)下的淀粉和蔗糖負(fù)相關(guān)模式，甜度依賴原料蔗糖保留率。3）板栗果實的淀粉與可溶性糖指標(biāo)權(quán)重分配呈現(xiàn)工藝特異性。鮮食板栗中蔗糖與直鏈淀粉并列主導(dǎo)，熱加工顯著改變了直鏈淀粉對口感品質(zhì)的作用方向。蒸制處理中其正向權(quán)重與烤制、砂炒形成差異。蒸制處理后，麥芽糖含量升高成為品質(zhì)核心，烤制組中蔗糖與麥芽糖形成競爭性權(quán)重，而砂炒組蔗糖保留率降低，該權(quán)重重構(gòu)規(guī)律印證了加工方式通過調(diào)控淀粉-糖代謝網(wǎng)絡(luò)重塑板栗品質(zhì)特征的核心機(jī)制。

本研究解析了不同加工方式對板栗品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重分配的調(diào)控效應(yīng)，揭示了淀粉形態(tài)與糖類組成的動態(tài)互作機(jī)制，研究結(jié)果為板栗加工工藝優(yōu)化提供了理論依據(jù)，支持了“品種-工藝適配性”理論，為定向育種提供了新視角。

作者簡介

通信作者：

王廣鵬，男，1978年生，河北贊皇人，博士，研究員，河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹研究所所長，主要從事中國板栗良種培育和高效栽培技術(shù)研究推廣工作。育成了中國栽培面積最大的板栗品種‘燕山早豐’；建立了表型-分子標(biāo)記相耦合資源鑒評技術(shù)規(guī)程，編制了《板栗質(zhì)量等級（GB/T 22346-2008）》標(biāo)準(zhǔn)；創(chuàng)建了包含6 項技術(shù)專利的板栗快速定向育種技術(shù)體系1套，提高育種效率25%；構(gòu)建起全國最大的板栗雜交育種群體，從中培育新品種（系）11 個；研發(fā)出中國北方板栗的第三代整形修剪技術(shù)—‘輪替更新整形修剪技術(shù)’，列入行標(biāo)《LY/T1337-2017》。主持省級以上項目20余項，獲得河北省科技進(jìn)步一等獎1 項，排名1，獲得省部級科技成果二等獎1 項，三等獎2 項，發(fā)表論文90余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利7 項、新品種權(quán)9 項、審定良種6 項。

第一作者：

李穎，女，河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹研究所副研究員，板栗研究室副主任，主要從事板栗種質(zhì)資源收集利用和良種培育工作。參與建立了表型-分子標(biāo)記相耦合資源鑒評技術(shù)規(guī)程，獲得河北省科技進(jìn)步一等獎1 項，排名3，省部級科技成果二等獎1 項，河北省農(nóng)林科學(xué)院科學(xué)技術(shù)一等獎1 項。獲得河北省科學(xué)技術(shù)成果5 項，其中4 項獲得國際先進(jìn)，1 項獲得國內(nèi)領(lǐng)先。參與河北省經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)技術(shù)支撐體系項目（LC2022-02）和板栗現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新項目（21326304D-3），主持矮生抗旱板栗資源鑒評及相關(guān)基因挖掘利用（2022KJCXZX-CGS-3）。發(fā)表論文30余篇。

引文格式：

李穎, 郭燕, 劉歡, 等. 不同加工方式下板栗淀粉-可溶性糖響應(yīng)規(guī)律及種質(zhì)評價[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(21): 227-234. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250528-199.

LI Ying, GUO Yan, LIU Huan, et al. Different Chinese chestnut varieties under different processing treatments: response patterns of starch and soluble sugars and quality evaluation[J]. Food Science, 2025, 46(21): 227-234. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250528-199.

實習(xí)編輯：甘冬娜；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

為匯聚全球智慧共探產(chǎn)業(yè)變革方向，搭建跨學(xué)科、跨國界的協(xié)同創(chuàng)新平臺，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學(xué)、 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、重慶工商大學(xué)、重慶三峽學(xué)院、西華大學(xué)、成都大學(xué)、四川旅游學(xué)院、西昌學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)協(xié)辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

長按或微信掃碼進(jìn)行注冊

會議招商招展

聯(lián)系人：楊紅；電話：010-83152138；手機(jī)：13522179918（微信同號）