竹筍主要化學(xué)成分及其口味評(píng)價(jià)研究

孫 嘏 高 全

(國(guó)際竹藤中心 北京 100102)

竹子是多年生常綠植物，其幼芽被稱為竹筍。竹筍是“菜中珍品”，味香質(zhì)脆，在中國(guó)是一種傳統(tǒng)佳肴，食用和栽培的歷史已達(dá)2 500 余年。竹筍味道鮮美，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，是世界上最受歡迎的5大保健食品之一。作為竹筍主產(chǎn)國(guó)，中國(guó)有100 多種不同口味的可食用竹筍，其中產(chǎn)量最大的是毛竹筍，其冬筍的收獲期是每年的12月至次年的1月。大多數(shù)新鮮竹筍具有一種苦澀味，但苦味的程度各不相同。例如，苦竹筍有很苦的味道，而甜龍竹竹筍的苦味幾乎無法察覺。在中國(guó)傳統(tǒng)食典中，苦味食物對(duì)人的健康是有益的，而竹筍的苦味可能是由于其含有的次生代謝產(chǎn)物所導(dǎo)致的。

當(dāng)前關(guān)于竹筍的研究已有較多報(bào)道。竹筍的含水量約為85%，竹筍提取物具有抗氧化和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制活性。大多數(shù)的研究表明其主要活性成分是黃酮類化合物和酚酸，這一結(jié)論主要是基于對(duì)竹葉和其他蔬菜化學(xué)成分的研究結(jié)果。目前，對(duì)于竹筍的植物化學(xué)研究鮮有報(bào)道，在相同的分析條件下，本研究將竹葉和竹筍中的黃酮和酚酸含量進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)竹葉提取物中黃酮和酚酸含量較高，而竹筍中的黃酮和酚酸含量較少。為了進(jìn)一步對(duì)竹筍中黃酮類化合物和酚酸類化合物的提取和純化方法進(jìn)行優(yōu)化，嘗試了多種試驗(yàn)方法，但結(jié)果表明，竹筍中的酚酸類和黃酮類化合物的確很少。此外，對(duì)竹筍提取物紫外光譜和質(zhì)譜分析的結(jié)果也顯示出與黃酮類和酚酸不匹配的數(shù)據(jù)。

竹筍營(yíng)養(yǎng)豐富，作為傳統(tǒng)蔬菜在中國(guó)具有極大的市場(chǎng)前景，但是其化學(xué)組成成分不明以及主要活性成分和苦味因素不確定，嚴(yán)重阻礙了其深入研究和實(shí)際生產(chǎn)。因此，本研究采用經(jīng)典的植物化學(xué)方法，對(duì)主要品種竹筍的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定，明確了毛竹筍的化學(xué)成分以及竹筍中的主要營(yíng)養(yǎng)成分。在此基礎(chǔ)上，通過比較16 種竹筍中化學(xué)成分，結(jié)合代謝組學(xué)的方法，明確了竹筍中的主要苦味因子。

1 材料方法與數(shù)據(jù)處理

1.1 毛竹筍化學(xué)成分分析

新鮮的毛竹筍于2015年采集于浙江省杭州市，保存于國(guó)際竹藤中心樣品庫。使用經(jīng)典的植化方法對(duì)其主要代謝產(chǎn)物進(jìn)行提取、分離以及結(jié)構(gòu)鑒定。50 kg 新鮮竹筍粉碎后過300 目紗布，過濾后殘?jiān)褂?0%乙醇(40 L)常溫提取3 次，每次72 h，將提取液和此前的濾液合并后減壓濃縮至膏狀，然后通過大孔樹脂和凝膠柱層析以及半制備高效液相色譜對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分離、制備，并通過紫外、紅外、質(zhì)譜、核磁等技術(shù)手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

從毛竹筍中共分離得到包括2 個(gè)新化合物在內(nèi)的共20 個(gè)化合物，2 個(gè)新化合物分別為腺嘌呤環(huán)丁烷四醇碳酸苷和(-)-(7R，8S)-(4-羥基-3-甲氧基苯基甘油 9-O-β-D- [6-O-4-羥基-3-甲氧基苯甲酰])-吡喃葡萄糖苷；18 個(gè)已知化合物分別是胞苷、2’ -脫氧胞苷、腺嘌呤、腺苷、2’ -脫氧腺苷、尿嘧啶、尿苷、2’ -甲氧基腺苷、鳥嘌呤、鳥苷、2’ -脫氧鳥苷、胸苷、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、L-酪氨酸、咔啉、(-)-(6S，9R)-順式玫瑰糖苷以及(-)-(6S，9R)-玫瑰糖苷。

1.2 主要氨基酸、核苷酸定量分析以及糖類化合物含量檢測(cè)

根據(jù)前期的化學(xué)成分鑒定結(jié)果，建立了竹筍主要氨基酸和核苷酸的定量分析液相色譜方法，12 種目標(biāo)化合物的回歸曲線、LOD 以及LOQ 等檢測(cè)指標(biāo)均符合定量分析要求。對(duì)于糖類化合物含量的檢測(cè)結(jié)果表明，葡萄糖、果糖和半乳糖的含量分別為(2.04±0.54)g/kg，(9.11±1.02)g/kg 和(0.24±0.08)g/kg，果糖是竹筍中主要的糖類化合物。根據(jù)研究結(jié)果，這些化學(xué)成分影響著鮮竹筍的味道，果糖含量高使竹筍嘗起來甜，核苷酸則提供鮮味。此外，化合物2 是一種新的腺苷，具有一個(gè)罕見的碳酸苷七項(xiàng)環(huán)基團(tuán)，被認(rèn)為是一種新的代謝途徑的標(biāo)記物。此外，本研究所建立的竹筍化學(xué)成分分析方法，可適用于其他種類的竹筍。

1.3 竹筍苦味分級(jí)及苦竹筍化學(xué)成分分析

從四川、廣東、浙江等地采集16 種不同種類的新鮮竹筍，根據(jù)苦味程度將其分為4 個(gè)苦味等級(jí)，分別為非?？?、苦、微苦以及不苦，代表竹筍竹種分別為苦竹筍、木竹筍、麻竹筍以及甜龍竹筍。

使用前期研究建立的方法從苦竹筍中分離得到14 個(gè)化學(xué)成分，分別為：L-苯丙氨酸、胸苷、腺嘌呤、胸嘧啶、鳥苷、L-色氨酸、脫氧腺苷、胞苷、脫氧胞苷、尿苷、L-鳥氨酸、脫氧鳥苷、腺苷和 4-羥基苯甲酸。使用梯度濃度鹽酸小檗堿作為參照，按照文獻(xiàn)中報(bào)道，將苦味分為不同等級(jí)，并選取60名志愿者分別按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行口頭苦味評(píng)價(jià)，志愿者的平均年齡為35 歲，且均無鼻炎以及咽炎等影響因素。將從苦竹筍中分離得到的化合物分別配制成梯度溶液，志愿者按照此前的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同化合物的苦味進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定L-苯丙氨酸為影響竹筍苦味的主要化學(xué)成分。

1.4 竹筍苦味因子評(píng)價(jià)

通過液相色譜結(jié)合代謝組學(xué)的方法，對(duì)4 種不同苦味級(jí)別的代表性竹筍中的苦味影響因素進(jìn)行化學(xué)分析。最終確定L-苯丙氨酸是竹筍中最苦的成分，其口腔味覺評(píng)價(jià)結(jié)果與定量的LC－MS 結(jié)果相一致。因此，L-苯丙氨酸的含量可能是影響竹筍苦味的最重要因素，至少對(duì)本研究所調(diào)查的4 種竹筍而言是如此。

2 結(jié)論與討論

本研究利用植化方法從毛竹筍中分離制備得到20 個(gè)化合物，包括2 個(gè)新化合物，并對(duì)其含有的氨基酸、核苷酸以及糖類化合物進(jìn)行了定量分析，此外，評(píng)價(jià)了不同成分對(duì)竹筍口味的影響。將不同種類的竹筍分成不同苦味等級(jí)，并采用代謝組學(xué)和植化結(jié)合的方法對(duì)其苦味因子進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定影響竹筍苦味的主要因素是L-苯丙氨酸。這些結(jié)論對(duì)于竹筍化學(xué)成分以及苦味影響因子的研究具有重要意義。本研究不僅揭示了竹筍苦味的成分，而且為評(píng)價(jià)天然食品的苦味，以及可能的其他口味或營(yíng)養(yǎng)成分提供了一種新的方法。

1)竹筍中主要構(gòu)成是纖維素和木質(zhì)素，食用過多會(huì)對(duì)胃造成損傷，導(dǎo)致胃出血。筍中主要成分有糖、氨基酸、核苷等，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，而傳統(tǒng)認(rèn)為的草酸、氫氰酸鹽等含量很低，對(duì)人體不足以造成傷害。但由于含糖量較高，建議糖尿病人少量食用。

2)此前對(duì)竹筍中黃酮類化合物和酚酸的研究，可能把芳香氨基酸和核苷酸誤認(rèn)為是黃酮類化合物和酚酸，造成錯(cuò)誤的主要因素是這些化合物在使用高效液相色譜檢測(cè)時(shí)具有相鄰的保留時(shí)間。從植物生理學(xué)的角度來看，我們本研究獲得的結(jié)果也與理論分析相一致；竹筍處于竹子的初級(jí)代謝階段，因此不應(yīng)含有高水平的次生代謝產(chǎn)物，如類黃酮和酚酸。

3)研究發(fā)現(xiàn)影響竹筍苦味的主要化學(xué)成分是L-苯丙氨酸，這與傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為主要苦味因素是氫氰酸鹽相矛盾。此外，LC-MS 檢測(cè)結(jié)果中并未發(fā)現(xiàn)這一類化合物。根據(jù)已有的報(bào)道，本研究是第一次評(píng)估利用這些特殊的技術(shù)手段分析竹筍的苦味。