不同品種竹筍自然發(fā)酵過程中膳食纖維含量變化研究

⊙ 文 崔娜 馬智權(quán) 李陽(yáng) 岳涵 陸曼曼＊ 柳州工學(xué)院

酸筍是由竹筍發(fā)酵而成。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于酸筍的研究較少，主要關(guān)注方向是竹筍的營(yíng)養(yǎng)成分、生長(zhǎng)環(huán)境、采收保藏效果，以及酸筍中乳酸菌的篩選與培養(yǎng)等。對(duì)于自然發(fā)酵的酸筍，尤其是膳食纖維等方面的研究鮮有報(bào)道。本文以刺竹筍和大頭筍兩種常用竹筍品種為原材料，研究了自然發(fā)酵工藝中總膳食纖維、不溶性膳食纖維和可溶性膳食纖維含量的動(dòng)態(tài)變化，分析了自然發(fā)酵對(duì)竹筍膳食纖維含量的影響，旨在為酸筍的生產(chǎn)加工提供一定的理論依據(jù)。

一、材料與方法

刺竹筍，廣西壯族自治區(qū)柳州市柳城縣東泉鎮(zhèn)；大頭筍，廣西壯族自治區(qū)柳州市柳城縣東泉鎮(zhèn)；普通高度白酒，廣西壯族自治區(qū)柳州市魚峰區(qū)聯(lián)華超市；α-熱穩(wěn)定淀粉酶，山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；糖化酶，上海如吉生物科技發(fā)展有限公司。

JYL-C93T型榨汁攪拌機(jī)，九陽(yáng)股份有限公司；101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；FA2004B型電子天平，上海天美天平儀器有限公司；FW100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；DF-101S型集熱式恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；SH220N型石墨消解儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司；K9840型自動(dòng)凱氏定氮儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司；SX-4-10型箱式電阻爐，天津市泰斯特儀器有限公司。

（1）酸筍自然發(fā)酵工藝流程及操作要點(diǎn)。洗壇：使用100℃的熱水淋在壇子內(nèi)壁，反復(fù)淋洗3次，最后噴少量75%乙醇進(jìn)行消毒，防止酸筍受到雜菌污染。竹筍前處理：將新鮮竹筍剝皮，去掉皮、根部和其他不能食用的部分，清洗后切成適宜的大小。入壇發(fā)酵：將筍塊置于壇內(nèi)，加入半壇生理鹽水，然后加入250mL老水，再加生理鹽水至壇口，最后加入50mL普通高度白酒，封壇發(fā)酵。

（2）不同發(fā)酵時(shí)間下酸筍膳食纖維含量的變化情況。將竹筍置于壇內(nèi)發(fā)酵，分別于發(fā)酵的0d、5d、10d、20d、40d、60d取樣檢測(cè)（注意：取樣夾要消毒，樣品不少于200g，置于冰箱冷藏保存）；將待測(cè)樣品置于（70±1）℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，恒重后轉(zhuǎn)至干燥器中，反復(fù)粉碎、過篩待用；每個(gè)品種分別取4個(gè)平行樣，經(jīng)過酶解、沉淀、洗滌、烘干、稱重等步驟后，按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》（GB 5009.88-2014）測(cè)定總膳食纖維（TDF）、不溶性膳食纖維（IDF）及可溶性膳食纖維（可溶性膳食纖維）的含量。

二、結(jié)果與分析

在竹筍腌制過程中，TDF含量的變化如圖1所示。刺竹筍在0d時(shí)，TDF含量出現(xiàn)峰值，達(dá)到3.13g/100g；含量最小是60d，數(shù)值為1.24g/100g。大頭筍在0d時(shí)，TDF含量達(dá)到峰值，數(shù)值為5.33g/100g；含量最小是60d，數(shù)值為1.24g/100g，發(fā)酵前后的含量變化顯著。

圖1 ：刺竹筍和大頭筍腌制過程中TDF含量的變化

刺竹筍和大頭筍在發(fā)酵中，TDF含量總體呈下降趨勢(shì)，這主要是因?yàn)榘l(fā)酵過程中菌體產(chǎn)生的纖維素酶降解了纖維素，使水不溶性非纖維素多糖、纖維素以及水溶性非消化性多糖的含量減少，因此TDF的含量也減少。因發(fā)酵時(shí)間不斷延長(zhǎng)，微生物存活發(fā)酵所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一直在減少，發(fā)酵產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物隨之不斷增加，進(jìn)而產(chǎn)生有害物質(zhì)，對(duì)菌體產(chǎn)生不利影響，從而影響TDF含量。由此可見，竹筍發(fā)酵前，不同品種間的TDF含量差異顯著，但在發(fā)酵一段時(shí)間后都呈下降趨勢(shì)。

在竹筍腌制過程中，IDF含量的變化如圖2所示。刺竹筍在0d時(shí)，IDF達(dá)到峰值，含量為2.37g/100g；最小值出現(xiàn)在60d，含量為1.23g/100g。大頭筍在0d時(shí)，IDF達(dá)到峰值，含量為5.16g/100g；最小值出現(xiàn)在60d，含量為1.11g/100g。兩個(gè)品種的IDF總體皆呈下降的趨勢(shì)，這表明，發(fā)酵會(huì)使降解IDF變得更加容易，有可能是因?yàn)榘l(fā)酵使得IDF的結(jié)構(gòu)變得松散。

圖2 ：刺竹筍和大頭筍腌制過程中IDF含量的變化

在竹筍腌制過程中，IDF含量降低的原因可能是在發(fā)酵腌制時(shí)，酶和微生物等分解了竹筍中的纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等成分，使這些成分降解成其他小分子多糖，導(dǎo)致IDF含量呈總體下降趨勢(shì)。竹筍在保藏和加工成特色產(chǎn)品時(shí)，筍體容易老化，口感變硬，會(huì)在很大程度上降低竹筍的食用品質(zhì)。這是因?yàn)橹窆S極易發(fā)生木質(zhì)化反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)后，纖維素和木質(zhì)素的含量增加，也就是IDF的含量會(huì)增加。發(fā)酵后IDF的含量下降，將有效延緩竹筍的木質(zhì)化反應(yīng)，從而改善其食用品質(zhì)，在腌制加工的中期和后期，pH值不斷降低，纖維素酶活性下降，反應(yīng)減弱，木質(zhì)化程度開始增加，導(dǎo)致粗纖維的含量不斷增加。通過研究竹筍中IDF的含量變化，可以間接地推斷竹筍木質(zhì)化反應(yīng)的進(jìn)程，通過選擇品種和發(fā)酵時(shí)間，降低木質(zhì)化反應(yīng)的進(jìn)程，進(jìn)而提高酸筍的食用品質(zhì)，為未來的產(chǎn)品開發(fā)提供參考依據(jù)。

在竹筍的腌制過程中，SDF含量的變化如圖3所示。刺竹筍在0d時(shí)，SDF含量出現(xiàn)峰值，達(dá)到0.76g/100g；含量最小值出現(xiàn)在60d，數(shù)值為0.01g/100g。大頭筍在60d時(shí)，SDF含量達(dá)到峰值，數(shù)值為0.34g/100g；含量最小值出現(xiàn)在0d，數(shù)值為0.17g/100g，發(fā)酵前后的含量變化明顯。

圖3 ：刺竹筍和大頭筍腌制過程中SDF含量的變化

發(fā)酵后，大頭筍的SDF含量總體呈上升的趨勢(shì)，且在60d達(dá)到峰值，原因可能是微生物產(chǎn)生的酶降解了IDF，產(chǎn)生可以被熱水洗滌掉的小分子多糖，由此增加了SDF的含量。刺竹筍的SDF含量隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，原因可能是酶的作用顯著，初始分解不溶性半纖維素得到可溶性半纖維素，SDF增加發(fā)生在發(fā)酵的1-4d，到5d時(shí)可溶性半纖維素進(jìn)一步發(fā)生水解，生成的分子質(zhì)量更低且不能被乙醇沉淀的糖類物質(zhì)，降低了SDF的含量。

刺竹筍中三種不同類型的膳食纖維差異如圖4所示。根據(jù)圖4可知，TDF、IDF、SDF都呈下降的趨勢(shì)，其中IDF的含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)與TDF更為相似，TDF含量高的品種，IDF含量也高，這與番茄果實(shí)和菠蘿果實(shí)相似。SDF與TDF、IDF呈相同下降趨勢(shì)，原因可能是該品種的發(fā)酵作用強(qiáng)、速度快，SDF被進(jìn)一步分解生成了比分子更小的物質(zhì)，不宜提取，隨著發(fā)酵產(chǎn)物的積累，使得發(fā)酵環(huán)境的pH下降，菌體產(chǎn)酶效果受到影響，發(fā)酵能力也隨之下降。

圖4 ：刺竹筍中TDF、IDF、SDF含量的變化

大頭甜筍中三種不同類型的膳食纖維差異如圖5所示。根據(jù)圖5可知，SDF含量呈逐漸增加的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)槲⑸镏挟a(chǎn)生的酶分解了IDF，形成的小分子多糖溶于水，被熱水洗滌掉后減少了IDF的含量，增加了SDF的含量。發(fā)酵后的竹筍的持水性和溶脹性均顯著提高，因此可知，發(fā)酵對(duì)竹筍的加工性能有明顯的改善。SDF含量增加，可能是膳食纖維的膨脹力、持水力和持油力提高的主要原因之一。通過對(duì)比該品種TDF、SDF、IDF的含量變化，發(fā)現(xiàn)IDF的含量變化和TDF的含量變化極其相似，因此推測(cè)IDF含量有可能是影響TDF含量的主要影響因素，所以TDF隨著IDF的變化而變化。

圖5 ：大頭筍中TDF、IDF、SDF含量的變化

三、結(jié)論

本研究通過比較自然發(fā)酵工藝下兩種竹筍三種不同類型膳食纖維的含量變化，得出以下結(jié)論：竹筍在發(fā)酵過程中可以降解IDF，從而降低TDF的含量；水分含量隨發(fā)酵過程不斷升高；大頭甜筍的膳食纖維含量較刺竹筍更為豐富。以上研究可為酸筍以及竹筍膳食纖維的開發(fā)與利用提供一定數(shù)據(jù)支持。

基金項(xiàng)目：廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目“廣西不同品種竹筍發(fā)酵對(duì)比研究”（2020KY60020）；廣西大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“酸筍發(fā)酵過程質(zhì)構(gòu)及纖維素含量的變化研究”；廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目“環(huán)境因素對(duì)酸筍保藏期間品質(zhì)變化影響及防腐護(hù)色研究”（2021KY1709）。