毛竹笋采后的营养成分及酶活性变化.pdf

收稿日期：2023-04-23；2023-07-12修回基金项目：江西省重点研发计划项目（项目编号：2021BBF63037）作者简介：李木香，女，硕士在读，研究方向为竹笋保鲜与加工。E-mail:通信作者：况小宝，男，副研究员，本科，研究方向为竹资源培育与加工利用。E-mail:毛竹笋采后的营养成分及酶活性变化李木香1，黄思远2，李 怡2，李 婷2，周汉昌2，余 林2，况小宝2（1.西南林业大学，云南 昆明 650000；2.江西省林业科学院，江西 南昌 330013）摘要：为阐述毛竹笋采收后在常规保存方式下的营养成分和酶活性变化及其驱动因素，本研究对江西典型毛竹林竹笋进行取样，并监测采后一个月内毛竹笋的营养成分和酶活性变化。研究表明，毛竹笋自采收后失重率、可溶性蛋白含量呈下降趋势，还原性糖、粗纤维和单宁含量呈递增趋势，而呼吸强度、脂肪含量、PPO和POD则呈先升后降的趋势。相关性分析认为失重率及粗纤维含量与其他指标间相关性大。关联度分析表明单宁含量是描述毛竹笋品质变化的最优指标，其次为粗纤维和可溶性蛋白含量。分析认为采收损伤导致的氧化应激和笋自身发育趋势是驱动竹笋代谢物转变和品质下降的主要动力，精细化采收降低损伤可能对维持竹笋采后营养保留具有正面作用。关键词：毛竹笋；营养成分；酶活性；采后中图分类号：S795.7 Q493 S609+.3文献标识码：A文章编号：2095-9818(2023)04-0011-05DOI编码：10.16259/ki.36-1342/s.2023.04.003ThenutrientandenzymaticactivityvariationafterharvestofPhyllostachyedulis shootsLi Muxiang1,Huang Siyuan2,Li Yi2,Li Ting2,Zhou Hanchang2,Yu Lin2,Kuang Xiaobao2(1.Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650000,China;2.Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang Jiangxi 330013,China)Abstract:In order to elucidate the nutrient and enzymatic activity variation of moso bamboo(Phyllostachy edulis)shoots afterharvesting and the factors driving it,this research sampled shoots from typical moso bamboo production areas in Jiangxi andmonitored the changes of food indexes in shoot tissues over a period of one month.We found that,after harvesting,weight lossand soluble protein content tended to decrease,while the content of reducing sugars,crude fiber and tannins tended to increase,the respiratory intensity,the fat content,peroxidase(PPO)and polyphenol oxidase(POD)activity tended to increase and thendecrease.Correlation analysis showed that weight loss rate and crude fiber were highly correlated with other indexes.Thecorrelation degree analysis revealed that tannins was the best indicator to describe the quality change of moso bamboo shoots,followed by crude fiber and soluble protein content.The results suggested that oxidative stress caused by harvest damage andthedevelopmentaltendencyoftheshootsthemselveswerethemaindriversofmetabolitetransformationanddeclineinshootquality,and that fine harvesting to reduce damage may had potentially positive effects on maintaining post-harvest nutrient of shoots.Key words:Phyllostachy edulis shoots;nutrient;enzymatic activity;after harvest竹笋历来为人们所喜爱，素有“寒地山珍”之称，有“无笋则无席”之说，我国竹笋年产量和销量均呈上升趋势1。而毛竹（Phyllostachy edulis）是我国竹林资源中面积最大、利用最广、研究最系统的竹种，占我国竹林总面积的2/3左右，并且近年来面积有不断扩大的趋势，是我国南方重要的笋材两用林，为农村区域经济发展提供了突出的贡献2。但是毛竹笋保鲜研发和应用仍显薄弱，由于采收后的竹笋水分含量较高，在储藏期间不断进行各种生命活动，容易出现纤维化、褐变、营养成分变化、微生物污染等问题，导致竹笋保质期短、易变质、不易长距离运输，极大地限制了竹笋加工业的发展3。本研究选取江西典型毛竹笋样品，连续监测采收后一个月内竹笋的失重率、呼吸强度、单宁、还原糖、粗纤维、脂肪、可溶性蛋白质含量、过氧化物酶活性和多酚氧化酶活性的变化情况，以探究毛竹笋采收后营养成分和酶活性南方林业科学南方林业科学South China Forestry Science第51卷第4期2023年8月Vol.51，No.4Aug.,2023南 方 林 业 科 学第51卷南 方 林 业 科 学变化对笋品质下降的影响机制，为完善竹笋保鲜技术提供基础数据。1材料与方法1.1 样品采集和处理2021年11月，在江西省抚州市资溪县（27302755 N，1164511718 E）的典型毛竹林进行取样。采集新鲜无病虫害、无明显机械损伤的笋，保证笋长和基径大体一致，选取80颗毛竹笋，每颗约300 g，装入编织袋中，迅速带回实验室。先将毛竹笋用清水洗净，沥干后以5颗为1组，总计16组待试验样品，放进10的恒温箱中（模拟典型农家毛竹笋保存的冬季室温），每2 天取出1组样品用于实验分析，直到第28天。1.2 指标测定1.2.1 失重率的测定采用称量法4，用电子天平称量鲜切毛竹笋初始重量值（即储藏前重量值），贴好标签并放入尼龙袋中，以储藏前后的毛竹笋质量差来计算失重率，即：失重率（）m1 m2m1 100%（1）式（1）中，m1为储藏前样品质量（g），m2为储藏后样品质量（g）。1.2.2 呼吸速率的测定呼吸强度采用静置法5进行测定。将盛有20 mL浓度为 0.8 molL-1NaOH 的锥形瓶放入密封器皿底部，放入200 g剥壳的毛竹笋，封盖8 h后取出锥形瓶，转移至三角瓶中，立即加入5 mL饱和BaCl2和1滴酚酞指示剂，用0.3 molL-1草酸滴定至红色消失，根据消耗草酸的量换算吸收的二氧化碳量6。1.2.3 单宁的测定取25 g笋肉切碎，充分混匀，按四分法取样，于组织捣碎机中匀浆备用。取约0.1 g组织加入1 mL蒸馏水，充分匀浆作为样品提取液；80水浴提取 30min，10 000 rpm，25离心10 min，取上清液35 L放入 1.5 ml的试管中；分别加入 154 L蒸馏水，49 L钨酸钠钼酸钠混合溶液和42 L碳酸钠溶液（其中钨酸钠-钼酸钠溶液为 750 mL 水中加入 100 g 钨酸钠、20 g钼酸钠和50 mL磷酸配制而成，碳酸钠溶液为100 mL水中加入35 g碳酸钠配制而成），室温静置30 min，以标准单宁溶液 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mgL-1绘制标准曲线，以0.0 mgL-1为空白对照。取 200 L样品溶液于 96孔板中用酶标仪在765 nm处读取各管吸光值；最后根据标准曲线求出试样溶液的单宁浓度。1.2.4 还原糖的测定还原糖测定参照GB 5009.72016 食品中还原糖的测定 中的直接滴定法7。1.2.5 粗纤维的测定粗纤维测定采用重量法，参考国家标准 GB/T5009.102003 植物类食品中粗纤维的测定8。1.2.6 脂肪的测定脂肪测定采用索氏提取法，参考国家标准 GB5009.72016 食品中脂肪的测定9。1.2.7 可溶性蛋白质的测定可溶性蛋白质测定采用考马斯亮蓝法，参考文献GB 5009.52016 食品中蛋白质的测定10。1.2.8 过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性的测定过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性的测定采用购自南京建成生物工程研究所的试剂盒进行测定。1.3 数据处理1.3.1 灰色关联分析方法毛竹笋采后各指标灰色关联系数和关联度计算过程如下。由于毛竹笋采后各指标数量级差悬殊，所以对原始数据进行无量纲化处理，使所有数据在01的区间之内。正向指标为：Xi(k)=Xi(k)Xmax(k)（2）逆向指标为：Xi(k)=1 Xi(k)Xmax(k)（3）设参考数列为 X0=X0(1)，X0(2)，X0(n)，被比较数列为 Xi=Xi(1)，Xi(2)，Xi(n)，i=1，2，m。i=iminkmin|X0(k)Xi(k)+imaxkmax|X0(k)Xi(k)|X0(k)Xi(k)+imaxkmax|X0(k)Xi(k)（4）称为 Xi对于 X0在 k 点的关联系数。为分辨系数，是0与1之间的某一取定的值，值不同，关联系数的取值不同，一般取=0.511，并定义Xi对于X0的关联度为：ri=1nk=1ni(k)(i=1,2,m)（5）比较r1，r2，rm的大小，便得到关联序。式（2）（5）中，k代表特定指标，即毛竹笋采后失重率、呼吸速率、还原糖、脂肪、粗纤维、可溶性蛋白、单宁含量、PPO和POD酶活性等指标，i代表特定样本，X为特定样本特定指标的具体值，min和max分别代表特定指标的最小值和最大值，n代表样本个数。12第4期1.3.2 数据统计及作图分析利用Excel 2019软件完成实验数据预处理，图表中结果为重复测定5次数据的平均值标准偏差，运用R 3.4.1软件One-Way ANOVA进行数据间重复方差检验，采用Origin 2021软件制图。2结果与分析2.1 毛竹笋采后失重率和呼吸速率变化从图 1 可以看出，在 10的恒温条件储藏 28 d内，毛竹笋失重率变化范围在2.65%55.70%，且随着储藏时间的延长而升高。在10的恒温条件下，毛竹笋呼吸强度随着储藏时间延长呈先上升后下降的趋势，第2天时出现呼吸高峰，毛竹笋呼吸强度达到96.16 CO2mgkg-1h-1，25 d内毛竹笋呼吸强度快速下降，第6天时呼吸强度为24.08 CO2mgkg-1h-1，第518天时毛竹笋呼吸强度降低较慢，第18天时呼吸强度下降到8.03 CO2mgkg-1h-1。2.2 毛竹笋采后营养成分变化如图2所示，毛竹笋采后储藏期内还原糖呈增加趋势，第2天时毛竹笋还原糖含量最低，为1.21 mgg-1；第 24天时还原糖含量最高，达到 2.43 mgg-1。随着储藏时间的延长，毛竹笋脂肪含量表现为先升高后下降的趋势，在20 d时毛竹笋脂肪含量达到最高，为1.55%，28 d 时毛竹笋脂肪含量到最低值（0.89%）。随着储藏期延长，毛竹笋粗纤维含量总体呈上升趋势，最低值在第4天，仅为0.87%，最高值出现在第26天，为最低值的2.46倍，达到2.14%。相反，可溶性蛋白含量则在毛竹笋采收后逐渐下降，从第 2 天的0.352 mgg-1逐渐下降到第28天的0.163 mgg-1，减少53.69%。而单宁含量在毛竹笋采收后逐渐增加，从0.54 mgg-1逐渐增加到0.92 mgg-1，且在18 d后增加趋势显著升高。李木香等：毛竹笋采后的营养成分及酶活性变化图2 毛竹笋采后营养成分变化Fig.2 The variation on nutrients after harvest of Ph.edulis shoots2.3 毛竹笋采后酶活性变化由图 3 可知，毛竹笋采后 PPO 和 POD 均呈先增加后下降的变化规律，PPO活性峰值出现在第10天，达到 177.05 Ug-1FW（鲜重，下同），为第 2 天时的2.25倍，之后逐渐降低到第 28 天的 60.09 Ug-1FW；POD活性峰值出现在第 12 d，达到 240.80 Ug-1FW，为第2 d（67.48 Ug-1FW）和第28 d（70.03 Ug-1FW）的3.57倍和3.44倍。2.4 毛竹笋采后各营养指标因子关联分析相关性分析结果表明，毛竹笋采后各指标间存在不同程度的相关关系。失重率与单宁、还原糖、可溶性蛋白和粗纤维含量均呈极显著正相关，相关系数分别为0.670、0.886、0.910和0.920。粗纤维含量与单宁、还原糖和可溶性蛋白含量的相关系数分别为0.606、0.782 和 0.856。脂肪含量与其他指标间相关性均未达到显著水平。从表2可以看出，按照关联度大小排列的关联序为：单宁粗纤维可溶性蛋白失重率PODPPO还原糖脂肪，即单宁含量可作为评价毛竹笋采后营养品质变化的最优指标，其次是粗纤维和可溶性蛋白图1 毛竹笋采后失重率和呼吸速率变化Fig.1 The variation on weight loss and respiration afterharvest of Phyllostachy edulis shoots注：图中不同字母代表图基氏单尾检测显著性差异（P0.05）。下同。Note:the different letters indicates significant differences onTurkey s test(one-tailed,P 0.05).The same below.图3 毛竹笋采后酶活性变化Fig.3 The variation on enzyme activity after harvest of Ph.edulis shoots注：“FW”表示鲜重。Note:the“FW”indicate fresh weight.13南 方 林 业 科 学第51卷南 方 林 业 科 学表1 毛竹笋采后各指标相关性分析Tab.1 The correlation coefficient among the quality index after harvest of Ph.edulis shoots单宁还原糖可溶性蛋白粗纤维脂肪PPOPOD失重率单宁10.3910.586*0.606*-0.372-0.205-0.0440.670*还原糖0.39110.769*0.782*0.177-0.1580.0510.886*可溶性蛋白0.586*0.769*10.856*0.060-0.0780.1430.910*粗纤维0.606*0.782*0.856*10.073-0.307-0.1050.920*脂肪-0.3720.1770.0600.07310.2100.1150.077PPO-0.205-0.158-0.078-0.3070.21010.917*-0.218POD-0.0440.0510.143-0.1050.1150.917*1-0.026失重率0.670*0.886*0.910*0.920*0.077-0.218-0.0261注：*代表在0.05水平显著相关，*代表在0.01水平显著相关。Notes:*indicate significant correlation at 0.05 level，*indicate significant correlation at 0.01 level.含量，而失重率与采后毛竹笋品质也有一定的关系，脂肪含量影响最小。3讨论竹笋采收后的品质变化直接关系到竹笋的口感和经济价值，因此备受笋农和消费者关注。作为代谢活跃的植物幼苗，竹笋能在短时间内从母体迅速获得大量养分用于完成自身生长12-13，但是在采收之后，竹笋失去了从母体获得养分的来源，原本的代谢情况也会受到相应影响14。研究发现在毛竹笋采后的前6 d，竹笋出现较强的呼吸，这可能与笋采收时产生伤口，进而出现应激反应试图迅速修复伤口有关，而之后竹笋的呼吸强度一直呈轻微下降趋势，表明竹笋虽然出现代谢的降低，但并未停止，这也与其他代谢物浓度的改变相对应。随着储藏时间的延长，毛竹笋采后失重率显著升高，这可能与大面积伤口造成的水分流失有关，但也可能是伤口引发呼吸强度过大导致的能量消耗15-16。采后毛竹笋可溶性蛋白含量逐渐下降，可溶性蛋白是重要的植物渗透调控物质，在干旱和盐胁迫时，可溶性蛋白通过水解出氨基酸单体可降低细胞水势，维持细胞渗透性17；这一结果也侧面反映出笋采收后随着水分丧失，笋组织内氨基酸等风味物质可能存在潜在提升14。还原性糖也是与调控渗透势和代谢活性直接相关的生理指标，研究发现其含量在采收后呈递增趋势，一方面再次证明水分丧失驱动了代谢的相关响应，另一方面也可能是伤口的应激、笋的持续发育导致大分子底物分解，产生了更多的还原性糖17。粗纤维是竹笋的食品指标之一，具有促进肠道蠕动的保健功能，但是过高的粗纤维含量会降低笋的口感。粗纤维一般包括半纤维素、木质素和纤维素，对提供植物组织机械性起到主要作用，是笋发育为竹子时组织硬化的关键18。研究表明粗纤维和失重率的相关程度最大（0.920），说明竹笋正常发育的趋势也是引发其质量下降的重要因素，并且可能受伤口引发的水分丧失、氧化应激促进，减少笋采收时的伤口可能对防止粗纤维迅速积累具有积极意义19。单宁是影响竹笋口感的另一核心指标，是众多植物食品涩味的来源，一般是具有多酚结构的次生代谢物。单宁具有防病虫害的作用，在面对不良环境时，植物也可能积累单宁达到维持液泡渗透势，增加机械组织韧性等目的20。研究发现毛竹笋采后单宁的积累和粗纤维、失重率的相关性要高于还原性糖和可溶性蛋白，表明单宁含量增加可能与笋的发育关系更为显著，而受伤口应激的影响可能更小。PPO 和 POD 是氧化应激的重要参与者，也是代谢木质素、纤维素等大分子物质的重要参与者19。在毛竹笋采后第16天前，PPO和POD均呈上升趋势，考虑到该段时间内失重率的迅速下降，而粗纤维的增加速率一直相对恒定，说明此阶段PPO和POD活性主要受采收带来的氧化应激的驱动16。而在随后的储藏过程中，PPO和POD作为粗纤维合成代谢的参与者依旧保持适当活性，主要是受笋发育的驱动。氧化应激往往涉及大量的氧气消耗，期间代谢速率增加，功能增加以尽快修复伤口、抵御感染，而不可避免会伴随自由基的增加，破坏细胞结构，而PPO和POD可直接催化自由基降解为氧气和水，维持氧化表2 毛竹笋采后营养品质指标的关联系数Tab.2 The correlation coefficient between the ideal valueand the quality index after harvest of Ph.edulis shoots关联度还原糖0.520可溶性蛋白0.595脂肪0.485失重率0.561PPO0.488POD0.503单宁0.878粗纤维0.77614第4期应激过程的正常运转21。脂肪含量在毛竹笋采后第18天出现峰值，大致位于PPO和POD峰值之后，可能与氧化应激后的代谢转变有关，串联了前期氧化应激和后续的发育代谢，或作为中间代谢产物耦合粗纤维、单宁代谢和可溶性蛋白、还原糖代谢16-17。4结论毛竹笋自采收后的一个月内，失重率从2.65%逐渐上升到55.70%，可溶性蛋白含量从0.352 mgg-1逐渐下降到0.163 mgg-1，但还原性糖含量从1.21 mgg-1逐渐增加到2.43 mgg-1，单宁含量从0.54 mgg-1逐渐增加到 0.92 mgg-1，粗纤维含量从 0.87%增加到2.14%。呼吸强度、脂肪含量、PPO和POD活性呈先上升后下降的趋势，最大值分别为96.16 CO2mgkg-1h-1（第 2 天）、1.55%（第 20 天）、177.05 Ug-1FW（第 10天）和240.80 Ug-1FW（第12天）。分析认为，采收伤口引发的氧化应激和笋自身发育趋势是驱动代谢物转变的主要动力，精细采收减少伤口可能对减少失重率、维持竹笋口感起到积极作用。参考文献：1 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