竹筍主要化學成分及其口味評價研究

孫 嘏 高 全

(國際竹藤中心 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，在中國是一種傳統(tǒng)佳肴，食用和栽培的歷史已達2 500 余年。竹筍味道鮮美，而且營養(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，中國有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。在中國傳統(tǒng)食典中，苦味食物對人的健康是有益的，而竹筍的苦味可能是由于其含有的次生代謝產(chǎn)物所導致的。

當前關(guān)于竹筍的研究已有較多報道。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)論主要是基于對竹葉和其他蔬菜化學成分的研究結(jié)果。目前，對于竹筍的植物化學研究鮮有報道，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。為了進一步對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行優(yōu)化，嘗試了多種試驗方法，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)。

竹筍營養(yǎng)豐富，作為傳統(tǒng)蔬菜在中國具有極大的市場前景，但是其化學組成成分不明以及主要活性成分和苦味因素不確定，嚴重阻礙了其深入研究和實際生產(chǎn)。因此，本研究采用經(jīng)典的植物化學方法，對主要品種竹筍的代謝產(chǎn)物進行分離鑒定，明確了毛竹筍的化學成分以及竹筍中的主要營養(yǎng)成分。在此基礎上，通過比較16 種竹筍中化學成分，結(jié)合代謝組學的方法，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，保存于國際竹藤中心樣品庫。使用經(jīng)典的植化方法對其主要代謝產(chǎn)物進行提取、分離以及結(jié)構(gòu)鑒定。50 kg 新鮮竹筍粉碎后過300 目紗布，過濾后殘渣使用60%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其化學成分進行分離、制備，并通過紫外、紅外、質(zhì)譜、核磁等技術(shù)手段進行結(jié)構(gòu)鑒定。

從毛竹筍中共分離得到包括2 個新化合物在內(nèi)的共20 個化合物，2 個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

根據(jù)前期的化學成分鑒定結(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 種目標化合物的回歸曲線、LOD 以及LOQ 等檢測指標均符合定量分析要求。對于糖類化合物含量的檢測結(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，具有一個罕見的碳酸苷七項環(huán)基團，被認為是一種新的代謝途徑的標記物。此外，本研究所建立的竹筍化學成分分析方法，可適用于其他種類的竹筍。

1.3 竹筍苦味分級及苦竹筍化學成分分析

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 個苦味等級，分別為非常苦、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 個化學成分，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，按照文獻中報道，將苦味分為不同等級，并選取60名志愿者分別按照標準規(guī)范進行口頭苦味評價，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價標準對不同化合物的苦味進行評價，確定L-苯丙氨酸為影響竹筍苦味的主要化學成分。

1.4 竹筍苦味因子評價

通過液相色譜結(jié)合代謝組學的方法，對4 種不同苦味級別的代表性竹筍中的苦味影響因素進行化學分析。最終確定L-苯丙氨酸是竹筍中最苦的成分，其口腔味覺評價結(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 個化合物，包括2 個新化合物，并對其含有的氨基酸、核苷酸以及糖類化合物進行了定量分析，此外，評價了不同成分對竹筍口味的影響。將不同種類的竹筍分成不同苦味等級，并采用代謝組學和植化結(jié)合的方法對其苦味因子進行評價，確定影響竹筍苦味的主要因素是L-苯丙氨酸。這些結(jié)論對于竹筍化學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，而且為評價天然食品的苦味，以及可能的其他口味或營養(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，食用過多會對胃造成損傷，導致胃出血。筍中主要成分有糖、氨基酸、核苷等，營養(yǎng)價值豐富，而傳統(tǒng)認為的草酸、氫氰酸鹽等含量很低，對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為是黃酮類化合物和酚酸，造成錯誤的主要因素是這些化合物在使用高效液相色譜檢測時具有相鄰的保留時間。從植物生理學的角度來看，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代謝階段，因此不應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成分是L-苯丙氨酸，這與傳統(tǒng)觀點認為主要苦味因素是氫氰酸鹽相矛盾。此外，LC-MS 檢測結(jié)果中并未發(fā)現(xiàn)這一類化合物。根據(jù)已有的報道，本研究是第一次評估利用這些特殊的技術(shù)手段分析竹筍的苦味。