灌溉對(duì)毛竹冬筍品質(zhì)的影響

榮俊冬，凡莉莉，吳 君，李士坤，陳禮光，溫偉慶，鄭郁善*

(1 福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院，福州 350002；2 漳平市林業(yè)局，福建漳平 364400)

毛竹(Phyllostachysedulis)為竹亞科(Bambusoideae)剛竹屬(Phyllostachys)大型散生竹，筍材兩用，是中國(guó)栽培面積最大、經(jīng)濟(jì)效益最高的竹種，也是中國(guó)南方地區(qū)重要的林業(yè)資源，毛竹筍中富含膳食纖維、氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)元素[1-2]和甾醇、多酚、類(lèi)黃酮[3]等活性物質(zhì)，具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[4-5]，是深受人們喜愛(ài)的綠色健康食品[6]。毛竹筍分為春筍和冬筍兩種類(lèi)型，冬筍味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富、品質(zhì)好、價(jià)格高，是竹林經(jīng)濟(jì)收益的重要來(lái)源之一[7]。水分和養(yǎng)分管理是毛竹林集約經(jīng)營(yíng)重要措施[8-9]，水分對(duì)毛竹筍的快速生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要[10-11]，合理灌溉可使毛竹林的冬筍產(chǎn)量提高9倍以上，能夠大幅度提升竹林經(jīng)營(yíng)效益[12]，適當(dāng)施肥則能有效提高林分冬筍產(chǎn)量[13]，增加冬筍中氨基酸、多糖、蛋白質(zhì)含量[14]。

影響竹筍品質(zhì)的因素有很多，除了海拔[15]、土壤類(lèi)型[16]等環(huán)境影響因素外，人工栽培措施也是影響竹筍品質(zhì)的重要因素，如覆土能明顯改善麻竹(Dendrocalamuslatiflorus)[17]、綠竹(Bambusaoldhamii)[18]、高節(jié)竹(Phyllostachysprominens)[19]等竹筍外觀形態(tài)質(zhì)量，增加香味和甜味，減少酸澀味和粗糙度，竹筍品質(zhì)和適口性明顯提高；施肥也能提高筍的營(yíng)養(yǎng)成分和氨基酸含量，改善筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[20]。但目前關(guān)于灌溉對(duì)毛竹冬筍品質(zhì)的影響還未見(jiàn)報(bào)道。本研究以灌溉與不灌溉兩種方式培育的毛竹冬筍為研究對(duì)象，分析冬筍外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、呈味物質(zhì)、纖維素類(lèi)物質(zhì)及氨基酸等指標(biāo)的變化，探究灌溉對(duì)毛竹冬筍品質(zhì)的影響，為毛竹冬筍的科學(xué)培育提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省漳平市桂林街道石板坑村，地處25°21′33″N，117°24′43″ E，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫?zé)釢駶?rùn)，雨水充足，年平均降水量1 750 mm左右，年平均氣溫20.7 ℃，1月為最冷月，平均為7.3～11.2 ℃，7月為最熱月，平均為24.6～28.5 ℃，年均日照時(shí)數(shù)可達(dá)1 853 h，年均無(wú)霜期317 d。海拔約為670 m，山地紅壤土，土層深厚，地理環(huán)境優(yōu)越，適宜毛竹林生長(zhǎng)。竹林立竹度為2 700 株·hm-2，平均胸徑為9.3 cm，平均竹高為13.5 m。試驗(yàn)期間氣候干旱，未發(fā)生有效降雨。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年12月10日選取同一地形、長(zhǎng)勢(shì)一致的毛竹林為試驗(yàn)用林，進(jìn)行灌溉和不灌溉兩種處理，每個(gè)處理樣地面積20 m×20 m，3次重復(fù)，灌溉水源為山泉水，抽水機(jī)引水到試驗(yàn)地后采用搖臂旋轉(zhuǎn)式噴頭進(jìn)行噴灌。試驗(yàn)期間每3 d噴灌一次，每次達(dá)到田間持水量(65±5)%時(shí)停止灌溉。

1.3 樣品采集

于2020年1月10日從灌溉和不灌溉處理的毛竹林中各隨機(jī)挖取30個(gè)冬筍，置于冰盒保溫箱中帶回實(shí)驗(yàn)室后，逐個(gè)測(cè)量個(gè)體重量(g)、最大直徑(cm)、長(zhǎng)度(cm)，然后去掉筍籜、竹蔸等不可食用部分，稱(chēng)重計(jì)算可食率(%)。將新鮮筍肉用組培刀切下200 g供維生素C含量測(cè)定分析，其余部分切成碎塊，置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)(103±2)℃殺青15 min后，70 ℃烘干至恒重，粉碎過(guò)60目篩后置于干燥器中，用于冬筍的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等指標(biāo)含量的測(cè)定。

1.4 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定

脂肪含量的測(cè)定采用GB 5009.6-2016中的索氏抽提法；蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用GB 5009.5-2016中的凱氏定氮法；游離氨基酸含量的測(cè)定采用GB 5009.124-2016中的氨基酸分析儀法；淀粉含量的測(cè)定采用GB/T5009.9-2016中的酸水解法；維生素C含量的測(cè)定采用GB/T 6195-1986中的2,6-二氯靛酚滴定法；可溶性糖含量的測(cè)定采用NY/T 1278-2007中的銅還原碘量法；單寧含量的測(cè)定采用NY/T 1600-2008中的Folin-Ciocalteu法；草酸含量的測(cè)定采用比色法[21]；纖維素和木質(zhì)素含量的測(cè)定采用濃硫酸水解法[22]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2016進(jìn)行整理，用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的單因素方差分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉對(duì)毛竹冬筍外觀品質(zhì)的影響

表1顯示，灌溉和不灌溉兩種方式培育的毛竹冬筍的個(gè)體重量、最大直徑、長(zhǎng)度、可食率等外觀品質(zhì)指標(biāo)均存在顯著性差異(P<0.05)。與不灌溉冬筍相比，灌溉培育的毛竹冬筍個(gè)體重量、最大直徑、長(zhǎng)度以及可食率均有顯著提高，增幅分別達(dá)186.61%、52.47%、50.72%和7.98%。因此可知，灌溉培育后毛竹冬筍個(gè)體更大、可食率更高，其外觀形態(tài)質(zhì)量得到明顯改善。

表1 不同處理的毛竹冬筍外觀品質(zhì)指標(biāo)

2.2 灌溉對(duì)毛竹冬筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

灌溉與不灌溉處理毛竹冬筍的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性糖等指標(biāo)含量差異不顯著(表2)，而灌溉處理毛竹冬筍體內(nèi)的淀粉、維生素C的含量分別比不灌溉處理顯著提高了13.97%、17.29%(P<0.05)。灌溉在一定程度上提高毛竹冬筍的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

表2 不同處理的毛竹冬筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)

2.3 灌溉對(duì)毛竹冬筍呈味物質(zhì)及纖維素類(lèi)物質(zhì)含量的影響

毛竹冬筍的各呈味物質(zhì)含量在不同灌溉處理間存在著顯著差異(P<0.05)。其中，灌溉處理毛竹冬筍體內(nèi)的單寧、草酸含量較不灌溉處理顯著下降，降幅分別為21.12%、25.42%；同時(shí)，灌溉處理還顯著降低了毛竹冬筍纖維素、木質(zhì)素等纖維素類(lèi)物質(zhì)含量，較不灌溉處理分別下降了15.22%、8.69%(表3)。灌溉處理可以改善冬筍苦澀味品質(zhì)和冬筍的粗糙度，使竹筍口感更細(xì)膩。

表3 不同處理毛竹冬筍呈味物質(zhì)及纖維素類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)

2.4 灌溉對(duì)毛竹冬筍氨基酸含量的影響

在灌溉和不灌溉處理的毛竹冬筍中共檢測(cè)出蘇氨酸(Thr)等7種必需氨基酸以及酪氨酸(Tyr)等2種半必需氨基酸(表4)，且必需氨基酸和半必需氨基酸含量在兩種處理間差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

表4 不同處理毛竹冬筍中各類(lèi)氨基酸含量

2.4.1 必需氨基酸及半必需氨基酸含量灌溉處理毛竹冬筍中蘇氨酸(Thr)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、賴(lài)氨酸(Lys)等5種必需氨基酸含量和酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)等2種半必需氨基酸含量均顯著高于不灌溉處理，而異亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)等2種必需氨基酸則顯著低于不灌溉處理。灌溉處理的毛竹冬筍中必需氨基酸的總量為4.868 mg·g-1，占冬筍氨基酸總量(11.216 mg·g-1)的43.40%，半必需氨基酸含量為0.319 mg·g-1，占冬筍氨基酸總量的2.84%；而不灌溉處理的毛竹冬筍中必需氨基酸的總量為3.765 mg·g-1，占冬筍氨基酸總量(9.459 mg·g-1)的16.33%，半必需氨基酸含量為0.147 mg·g-1，占冬筍氨基酸總量的1.55%。由此可見(jiàn)，灌溉處理能夠提升毛竹冬筍中必需氨基酸和半必需氨基酸的含量以及占比。

2.4.2 呈味氨基酸含量首先，灌溉處理下毛竹冬筍中天冬氨酸、谷氨酸等鮮味類(lèi)氨基酸含量的表現(xiàn)不一，其中天冬氨酸含量提高了62.11%，而谷氨酸則降低了17.86%，含量差異均達(dá)到顯著水平；灌溉和不灌溉處理毛竹冬筍鮮味氨基酸總含量分別為2.016和1.437 mg·g-1，分別占氨基酸總量的17.97%和15.19%，且兩種處理鮮味氨基酸總含量差異顯著(P<0.05)。

其次，灌溉處理毛竹冬筍絲氨酸、丙氨酸、蘇氨酸等3種甜味類(lèi)氨基酸含量分別提高了37.44%、46.47%和58.54%，而甘氨酸、脯氨酸則降低了30.81%和29.34%，含量差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；灌溉和不灌溉處理毛竹冬筍甜味類(lèi)氨基酸總含量分別為3.861和4.032 mg·g-1，分別占氨基酸總量的34.42%和42.63%，但兩種處理甜味氨基酸總含量差異不顯著(P>0.05)。

再次，灌溉處理后毛竹冬筍酪氨酸、纈氨酸、亮氨酸等3種苦味類(lèi)氨基酸含量分別提高了108.00%、1.67%、21.38%，異亮氨酸、苯丙氨酸含量則降低了11.80%和10.27%，且含量差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；灌溉和不灌溉處理毛竹冬筍苦味類(lèi)氨基酸總含量分別為2.935和 2.878 mg·g-1，分別占氨基酸總量的26.17%和30.43%，兩種處理苦味氨基酸總含量差異也不顯著(P>0.05)。因此，灌溉處理能夠顯著提升毛竹冬筍鮮味類(lèi)氨基酸的含量以及占比，但對(duì)甜味類(lèi)氨基酸和苦味類(lèi)氨基酸的含量沒(méi)有顯著影響。

3 討 論

本研究表明水分對(duì)冬筍生長(zhǎng)影響明顯，灌溉后毛竹冬筍的個(gè)體重量、最大直徑、長(zhǎng)度及可食率等指標(biāo)均不同程度的增加，且這些外觀指標(biāo)與不灌溉相比差異性顯著(P<0.05)，說(shuō)明灌溉可改善毛竹冬筍的外觀形態(tài)質(zhì)量，這與周建青等[23]研究結(jié)果一致。

竹筍營(yíng)養(yǎng)成分含量是衡量竹筍品質(zhì)的重要指標(biāo)，維生素C具有增強(qiáng)人體的免疫、預(yù)防貧血等功能，通常只存在于植物性食物中[24]；淀粉是植物體內(nèi)貯藏的高分子碳水化合物，可以分解成葡萄糖、麥芽糖等成分；竹筍中的蛋白質(zhì)容易被人體吸收利用，屬于優(yōu)質(zhì)蛋白[25-26]；可溶性糖、脂肪是人體能源物質(zhì)的重要組成部分，也是評(píng)價(jià)竹筍品質(zhì)的重要指標(biāo)[27]。這些營(yíng)養(yǎng)成分除了決定于竹種的遺傳特性外[28-29]，還受到人工經(jīng)營(yíng)措施的影響。本研究發(fā)現(xiàn)灌溉后毛竹冬筍的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性糖等指標(biāo)變化不明顯，維生素C和淀粉含量則顯著升高，這與代順冬等[30]、李文美等[31]的研究結(jié)果一致。

單寧是一類(lèi)廣泛存在于植物體內(nèi)的多元酚化合物，易與口腔唾液中的蛋白結(jié)合并生成沉淀，產(chǎn)生苦澀味[32]；草酸影響人體金屬離子代謝活動(dòng)，食用過(guò)多可能破壞人體的酸堿平衡[33]。有相關(guān)報(bào)道表明單寧和草酸是竹筍苦澀味的主要來(lái)源[34-35]，其含量與光照強(qiáng)度密切相關(guān)[36]，覆土栽培可以顯著降低這兩類(lèi)物質(zhì)的含量，改善竹筍品質(zhì)[17-18, 37]。本研究表明灌溉后毛竹冬筍的單寧、草酸含量顯著降低，呈味物質(zhì)總含量呈下降趨勢(shì)，改善了冬筍的苦澀味。植物體內(nèi)單寧等次生代謝產(chǎn)物的濃度往往在水分虧缺時(shí)下較高[38]，本研究結(jié)論與之相同。植物草酸的積累受品種、化肥種類(lèi)、種植季節(jié)和溶液pH值等的影響[39]，本研究發(fā)現(xiàn)灌溉可降低毛竹冬筍草酸的積累。纖維素、木質(zhì)素與竹筍的粗糙度密切相關(guān)，對(duì)竹筍的適口性有重要影響[40]，本研究中灌溉后毛竹冬筍的纖維素、木質(zhì)素含量顯著下降，從而使竹筍的適口性也得到明顯改善。

竹筍呈味氨基酸種類(lèi)復(fù)雜，包括鮮味、甜味、苦味等，對(duì)竹筍風(fēng)味品質(zhì)有重要影響[41]，光照是影響竹筍氨基酸品質(zhì)的重要因素[42]，已有研究表明，麻竹培土栽培后竹筍氨基酸總量顯著提高，苦味、芳香和鮮味類(lèi)氨基酸含量占比均下降，甜味氨基酸占比顯著上升[17]；而培土栽培綠竹則表現(xiàn)為苦味、鮮味、甜味和芳香類(lèi)氨基酸含量均升高，苦味氨基酸占比則顯著降低[18]；培土栽培高節(jié)竹筍鮮味、甜味和芳香類(lèi)氨基酸比例提高，苦味氨基酸比例下降[37]，均能達(dá)到降低竹筍苦澀物質(zhì)比例，改善竹筍口感的目的。本研究發(fā)現(xiàn)，灌溉處理能顯著提升毛竹冬筍必需氨基酸、半必需氨基酸、鮮味類(lèi)氨基酸的含量及占比，對(duì)甜味類(lèi)和苦味類(lèi)氨基酸總含量影響不顯著，表明灌溉處理在一定程度上改善了毛竹冬筍的氨基酸營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

綜上所述，灌溉既改善了毛竹冬筍的個(gè)體重量、最大直經(jīng)、長(zhǎng)度及可食率等外觀品質(zhì)，同時(shí)改善了其呈味物質(zhì)、纖維素類(lèi)物質(zhì)以及必需氨基酸、半必需氨基酸和鮮味氨基酸含量和占比等指標(biāo)，顯著提升了冬筍產(chǎn)量和品質(zhì)。