《食品科学》：河北省农林科学院王广鹏研究员等：不同加工方式下板栗淀粉-可溶性糖响应规律及种质评价

板栗（

Castanea mollissima

Bl.）为壳斗科（Fagaceae）栗属（

Castanea

）植物，其栗仁富含淀粉、糖、蛋白质、矿物质和维生素等营养成分，既可生食又可加工食用，深受国内外消费者的青睐。板栗的营养物质中，淀粉占栗仁干质量的50%以上，其性质对栗仁的品质和口感具有显著影响，并且淀粉在加工过程中发生的一系列物理化学变化也会影响栗仁的营养成分和感官特性。

砂炒、蒸制和烤制是目前板栗熟化加工最常用的方式。在对热熟化处理后的板栗营养物质含量研究中发现，熟化后栗仁中淀粉和多酚含量呈降低趋势，直链淀粉含量呈增加趋势，且栗仁中可溶性糖含量及构成比例也有不同程度变化。不同产地、不同加工方式及其交互作用对板栗的营养成分和质构特性均有显著影响，其中烤制后板栗水分含量下降程度显著大于蒸、煮方式，可溶性固形物含量、脂肪含量和蛋白质含量都有不同程度的降低。

河北省农林科学院昌黎果树研究所的李颖、郭燕、王广鹏*等以我国板栗主产区20 个代表性主栽品种为材料，采用蒸制、烤制及砂炒3 种加工处理方式，探究栗仁熟化后关键营养成分和口感风味变化特征，借助相关性、主成分、隶属函数和聚类分析方法综合评价各品种加工后品质，筛选不同品种最佳加工方式，以期为板栗最佳食用品质和口感获得及其商品价值提升提供技术参考，并为今后加工专用品种培育提供依据。

1 不同加工方式下板栗淀粉和可溶性糖指标差异分析

1

由表2可知，板栗果实在3 种加工处理方式下其淀粉、可溶性糖等各指标的

F

值均值均呈显著或极显著，说明各指标对板栗品质的代表性。熟制加工显著改变了板栗果实的糖代谢平衡，其中蔗糖与果糖呈协同下降趋势，烤制处理表现最显著，分别较生鲜降低2.73%和0.23%，推测因干热条件加剧美拉德反应及焦糖化作用，对比发现，麦芽糖在蒸制组增加到原来的1.47 倍，显著高于烤制（1.30 倍）和砂炒（1.23 倍），可能与湿热环境激活

-淀粉酶水解直链淀粉有关；水苏糖在不同处理中呈现分化响应，砂炒组保持稳定，而蒸制和烤制组分别增加0.03%和0.06%，可能与热稳定性差异或半乳糖苷酶激活有关，麦芽糖含量升高，蔗糖和果糖被部分降解和消耗，板栗加工后整体甜度降低，这一结果与甘薯熟化后麦芽糖的变化相似。与生鲜样品相比，3 种处理均未显著改变直链淀粉含量，但支链淀粉与总淀粉分别增加6.05%～7.34%和6.14%～7.77%，直链/支链比例下降，这与糊化过程中氢键断裂、分子链重排的经典理论一致，支链淀粉短链分支暴露后通过分子间交联形成致密凝胶网络，板栗支链淀粉含量越高，由于其高度分支作用，能形成更多的双螺旋结构，因而可能储存更多的水，有利于淀粉在热加工过程中扩张，导致较高的板栗糯性值。直链淀粉比例越高，淀粉的晶体结构越稳定，使其具有更强的耐热性，在热加工处理过程中可以限制水分的迁移和热膨胀，具有较硬的质地，本研究中直链淀粉的稳定性与支链淀粉的显著增量共同支持了“支链淀粉主导糯性”假说。进一步分析发现加工显著降低品种间品质变异，生鲜果实变异系数7.14%～32.56%经熟制后降至5.00%～24.53%，可能源于淀粉结构均质化作用。

2 不同加工方式下板栗淀粉和可溶性糖指标的相关性分析

2

如图1所示，3 种熟制加工方式下，除烤制组果糖含量与生鲜板栗无显著相关性外，其余7 项品质指标均与生鲜果实该指标呈显著或极显著正相关。这一结果表明，熟制加工对板栗品质指标的改变并非随机，而是基于原料固有特性的定向调整。鲜食板栗中直链淀粉、总淀粉含量与蔗糖呈极显著负相关，支链淀粉与蔗糖显著负相关，说明生鲜状态下淀粉合成与糖分积累存在代谢拮抗，这与淀粉合成期糖分代谢分流导致的底物竞争机制一致。熟制加工显著改变了这一关系，蒸制与砂炒组淀粉和蔗糖负相关性被打破，而蒸制组麦芽糖与直链淀粉建立起显著正相关，可能与

-淀粉酶优先作用于直链淀粉生成麦芽糖有关，形成了以淀粉转化效率为核心的新评价维度。烤制组则保留了生鲜状态下的淀粉和蔗糖负相关模式，高温抑制酶活性，淀粉降解受限，甜度依赖原料蔗糖保留率。由此可知鲜食和烤制处理维持淀粉-糖拮抗为核心评价维度，蒸制与砂炒中因淀粉-糖负相关关系解耦，蒸制需注重麦芽糖和直链淀粉间的转化效率。由此看出不同加工方式通过不同的水热协作模式改变酶促反应环境，调控淀粉-糖代谢网络，这一现象与板栗在不同储存温度下，淀粉酶尤其是

-淀粉酶活性差异较大相似。

3 不同加工方式下板栗可溶性糖和淀粉指标主成分分析

3

不同加工方式下20 个品种的淀粉和可溶性糖指标之间存在一定的相关性，有重叠的信息，因此，对其进行综合品质评价时，不能直接用来分析，通过主成分分析（表3），根据主成分载荷矩阵，结合方差贡献率计算各指标权重，构建了不同加工方式的综合得分表达式（式（5）～（8），板栗品质的核心指标蔗糖含量为正向指标，以此为标准对各指标赋予正负向评价。表达系数正负表明该指标与Y值呈正负相关，不作符号计算）。

式中：

X

1 代表直链淀粉，

X

2 代表支链淀粉；

X

3 代表总淀粉；

X

4 代表直链淀粉/支链淀粉 ；

X

5 代表麦芽糖；

X

6 代表蔗糖；

X

7 代表水苏糖；

X

8 代表果糖；

Y

值代表度量值

D

通过综合得分求得表达系数可以看出，20 个品种的淀粉与可溶性糖指标权重分配呈现工艺特异性。直链淀粉在鲜食、烤制和砂炒中均为核心负向指标，权重分别为-0.22、-0.21、-0.23，而在蒸制中转为正向，核心权重为+0.20，表明湿热环境可能通过淀粉水解改善其与品质的关联性。蔗糖作为甜度表征指标，其权重在鲜食处理达峰值+0.22，但在热加工后显著衰减，蒸制为+0.04、烤制为+0.18、砂炒为+0.08，揭示热加工对天然甜度的削弱作用。蒸制处理中麦芽糖权重跃升至+0.21，烤制时麦芽糖与蔗糖形成竞争，分别为-0.19和+0.18，砂炒处理中蔗糖与麦芽糖影响持平，权重数值为0.08，反映干/湿热加工对糖类转化的差异化调控。水苏糖在鲜食和蒸制中影响力相似，分别为-0.15和-0.16，烤制和砂炒处理中权重数值最低，为0.01，果糖在蒸制和砂炒处理中的影响力相差不大但作用相反，分别为+0.13和-0.15。由此可以看出，不同加工方式种温度、湿度、传热介质等因素对板栗内部发生的物理化学与生化反应路径的差异化调控，改变了核心品质指标的权重分配。鲜食板栗中蔗糖与直链淀粉并列主导，这与消费者对甜度与口感的双重需求一致。但热加工显著改变了直链淀粉对口感品质的作用方向，蒸制处理中其正向权重与烤制、砂炒形成差异，其原因在于水分和热量的协同作用模式的改变。鲜食、烤制和砂炒属于低水分环境下的热处理。在此条件下，直链淀粉难以充分糊化，其高结晶度和分子线性结构易导致口感粗糙、干硬，甚至产生“生粉感”，因此呈现负向作用。相反，蒸制过程中充足的水热条件使淀粉颗粒充分溶胀至糊化临界点，形成连续的凝胶网络结构，使淀粉硬度、胶黏性、黏附性和弹性降低而回弹性增加，这可能是质地软糯化的基础，表明湿热加工更适宜高直链淀粉品种。这种温度-湿度协同调控现象与Jyothi等关于直链淀粉双面效应的论述相印证。糖类指标权重同样呈现工艺特异性，蒸制处理后，麦芽糖含量升高成为品质核心，推测是高温、高湿环境激活了

-淀粉酶活性，改变了糖代谢路径；烤制组中蔗糖与麦芽糖形成竞争性权重，反映了在干热条件下，蔗糖的部分保留与低水分抑制酶活或糊化淀粉热降解产生的少量麦芽糖之间的平衡，体现了糖代谢网络的动态调节，表明该工艺需筛选兼具高蔗糖保留与麦芽糖生成潜力的品种；而砂炒组蔗糖保留率降低，体现了在极干热条件下，美拉德反应对还原糖的消耗。该权重重构规律印证了加工方式通过调控淀粉-糖代谢网络重塑板栗品质特征的核心机制。

4 不同加工方式下板栗品种聚类分析及品质分级

4

进一步运用隶属函数法，求出在4 种不同处理下8 项指标的隶属函数值（图2），结合综合得分表达式，最后计算4 种不同处理下每个品种8 项指标的品质

D

值，根据

D

值对各品种进行聚类分析。通过图3可以发现，聚类分析法分别将4 种处理方式下20 份板栗主栽品种聚为4大类群。根据4大类群的

D

值大小，将不同处理方式下品质较高的品种选出，其中鲜食板栗中品质优秀的品种为燕山短枝、燕奎、燕红、山东红栗、东陵明珠，较优的品种有大板红、杂35、冀栗1号、紫珀、燕明；蒸制加工后品质优秀的品种为青毛软刺，较优的品种有广西油栗、红光、紫珀、华光、临湘优株2号、山东红栗、邢丰1号、焦扎；烤制加工方式中品质优秀的品种为大板红，较优的品种有燕山早丰、燕红、东陵明珠、紫珀、燕明、京暑红、燕山短枝；砂炒加工方式中品质优秀的品种为燕山短枝，较优的品种有东陵明珠、大板红、燕红、冀栗1号、燕山早丰、京暑红、燕明、邢丰1号。燕山短枝、大板红、东陵明珠、燕红、燕明在鲜食、烤制、砂炒中均入选优质类群，紫珀在鲜食、蒸制、烤制中均入选优质类群。分析可知，燕山短枝、大板红等品种在鲜食、烤制、砂炒中均表现优异，紫珀在鲜食、蒸制与烤制组均入选优质类群，这些品种可能通过调控糊化温度与糖释放速率适配多种加工方式。青毛软刺仅在蒸制组表现突出，这种加工方式依赖性的品质差异现象提示蒸制工艺能通过特定机制优化青毛软刺的品质表达。

结 论

5

本研究通过系统分析不同加工方式对板栗淀粉与可溶性糖代谢的影响规律，结合主成分分析与聚类分析，揭示了加工-品种-品质的适配性机制，主要结论如下：1）熟制加工显著改变了板栗果实的糖代谢平衡，麦芽糖含量升高，蔗糖和果糖被部分降解和消耗，板栗加工后整体甜度降低，其中蔗糖与果糖呈协同下降，烤制处理表现最显著，麦芽糖在蒸制组增幅显著高于烤制和砂炒，水苏糖在不同处理中呈现分化响应。与生鲜样品相比，3 种处理均未显著改变直链淀粉含量，但支链淀粉与总淀粉分别增加，直链/支链比例下降，果实糯性增高。加工显著降低品种间品质变异。2）熟制加工对板栗品质指标的改变并非随机，而是基于原料固有特性的定向调整。鲜食板栗中淀粉合成与糖分积累存在代谢拮抗，熟制加工显著改变了这一关系，蒸制与砂炒组淀粉和蔗糖负相关性被打破，而蒸制组麦芽糖与直链淀粉建立起显著正相关，形成了以淀粉转化效率为核心的新评价维度。烤制组则保留了生鲜状态下的淀粉和蔗糖负相关模式，甜度依赖原料蔗糖保留率。3）板栗果实的淀粉与可溶性糖指标权重分配呈现工艺特异性。鲜食板栗中蔗糖与直链淀粉并列主导，热加工显著改变了直链淀粉对口感品质的作用方向。蒸制处理中其正向权重与烤制、砂炒形成差异。蒸制处理后，麦芽糖含量升高成为品质核心，烤制组中蔗糖与麦芽糖形成竞争性权重，而砂炒组蔗糖保留率降低，该权重重构规律印证了加工方式通过调控淀粉-糖代谢网络重塑板栗品质特征的核心机制。

本研究解析了不同加工方式对板栗品质指标权重分配的调控效应，揭示了淀粉形态与糖类组成的动态互作机制，研究结果为板栗加工工艺优化提供了理论依据，支持了“品种-工艺适配性”理论，为定向育种提供了新视角。

作者简介

通信作者：

王广鹏，男，1978年生，河北赞皇人，博士，研究员，河北省农林科学院昌黎果树研究所所长，主要从事中国板栗良种培育和高效栽培技术研究推广工作。育成了中国栽培面积最大的板栗品种‘燕山早丰’；建立了表型-分子标记相耦合资源鉴评技术规程，编制了《板栗质量等级（GB/T 22346-2008）》标准；创建了包含6 项技术专利的板栗快速定向育种技术体系1套，提高育种效率25%；构建起全国最大的板栗杂交育种群体，从中培育新品种（系）11 个；研发出中国北方板栗的第三代整形修剪技术—‘轮替更新整形修剪技术’，列入行标《LY/T1337-2017》。主持省级以上项目20余项，获得河北省科技进步一等奖1 项，排名1，获得省部级科技成果二等奖1 项，三等奖2 项，发表论文90余篇，授权国家发明专利7 项、新品种权9 项、审定良种6 项。

第一作者：

李颖，女，河北省农林科学院昌黎果树研究所副研究员，板栗研究室副主任，主要从事板栗种质资源收集利用和良种培育工作。参与建立了表型-分子标记相耦合资源鉴评技术规程，获得河北省科技进步一等奖1 项，排名3，省部级科技成果二等奖1 项，河北省农林科学院科学技术一等奖1 项。获得河北省科学技术成果5 项，其中4 项获得国际先进，1 项获得国内领先。参与河北省经济林产业技术支撑体系项目（LC2022-02）和板栗现代种业科技创新项目（21326304D-3），主持矮生抗旱板栗资源鉴评及相关基因挖掘利用（2022KJCXZX-CGS-3）。发表论文30余篇。

引文格式：

李颖, 郭燕, 刘欢, 等. 不同加工方式下板栗淀粉-可溶性糖响应规律及种质评价[J]. 食品科学, 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.

实习编辑：甘冬娜；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

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