圈養大熊貓所食2種竹筍的氣味特點和香氣成分研究

楊楠，林俊帆，鄧虹，楊進，王慧，趙仁仟，馮志新，鮮義坤

（1.四川省自然資源科學研究院，四川成都610041；2.成都產品質量檢驗研究院有限責任公司，四川成都610100；3.成都大帝漢克生物科技有限公司，四川成都611130；4.青神縣農業農村局，四川眉山620460；5.西北農林科技大學動物科技學院，陜西楊凌712100）

大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）屬我國特有的珍稀哺乳動物之一，依靠竹子供給營養得以生存與繁衍，主要采食竹葉、竹稈和竹筍。其中，竹筍清新嫩脆、營養豐富，是大熊貓最喜愛的竹類食物。不過，并非所有竹子種類的筍子都為圈養大熊貓所采食［1，2］。雷竹筍和斑竹筍為圈養大熊貓喜食，屬人工飼養條件下的常喂竹筍［2，3］。一些科技工作者分析過斑苦竹筍［4］、毛竹筍［5，6］、發酵毛竹筍［7，8］、腌制大葉麻竹筍［9］和麻竹筍［10］等的揮發性成分，均從人們的食用角度來研究鮮筍及其加工過程中風味變化規律。迄今為止，未在中國知網上查到雷竹筍和斑竹筍有關氣味特點和香氣成分方面的文獻報道。本文通過圈養大熊貓喜食的2 種竹筍飼喂試驗，觀察大熊貓自由選擇竹筍的采食行為，采集供試竹筍樣品，專業品評人員對竹筍樣品進行嗅感品鑒和評價，頂空（HS）—固相微萃取（SPME）—氣相色譜（GC）—質譜（MS）聯用法分析竹筍樣品散發出的VOCs（揮發性有機物）和香氣成分，旨在探尋大熊貓采食竹類食物氣味機理［11，12］的同時，挖掘大熊貓喜歡的食物氣味韻調與物質，為研制大熊貓誘食劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試動物

供試大熊貓健康狀況良好，日糧由竹子、窩窩頭、胡蘿卜、蘋果等組成，自由采食、飲水，圈內隨意活動。試驗時段供給供飼竹筍、竹稈和竹葉，常規飼養管理。供試大熊貓的基本信息詳見表1。

表1 供試大熊貓基本信息與2種竹筍樣品采集情況

1.2 供試竹筍

供試竹筍包括2 種：雷竹（Phyllostachys violascens′Prevernalis′S.Y.Chen et C.Y.Yao）筍，來自四川省青神縣竹林濕地公園；斑竹（Phyllostachys bambusoides f.lacrima - deae Keng f.et Wen）筍，來自四川省閬中市清泉鄉一農戶的竹林。供飼竹筍名稱、飼喂日期、地點、所喂大熊貓詳見表1。飼喂和采樣之日上午從竹林砍取供飼竹筍，在自然氣溫條件下運送，盡快飼喂，其中雷竹筍在四川省青神縣熊貓館的飼喂時段為當日上午9：30—11：30，因距筍源地較遠和道路崎嶇，斑竹筍在四川省閬中市熊貓樂園的飼喂時段為當日下午13：30—17：30。

1.3 樣品采集、制備與保存

將砍回的大小相近的供飼竹筍隨機分成2 份，一份用于飼喂大熊貓，另一份用作樣品。剝離樣品竹筍的籜殼，隨機從多個部位切取筍片，混合，再隨機抽取一部分筍片制成約3cm 長、火柴棍粗細的樣品用于VOCs 分析，另一部分筍片制成黃豆粒大小的樣品用于電子鼻測試和專業人員的嗅感品評。采樣和制樣過程中用具和用品洗凈無味，并防止其他氣味混入樣品。樣品在內置冰袋的保溫箱（桶）中運輸，制好的樣品密封保存于-20℃的冰箱中。

1.4 大熊貓的自由選擇采食試驗

先將新鮮的3 種可食竹稈和2—3 種可食竹葉和1 種供試竹筍擺放于固定投食的食臺上，然后從隔離圈中放出大熊貓，大熊貓可在多種竹類食物之間根據自己對食物風味的偏好程度，自由地選擇采食順序先后和數量多少。通過監控設備或攝像機從多個角度記錄大熊貓的自由選擇采食過程，可在監控室觀察采食現場，也可此后仔細觀看備份的錄像，便于整理、分析其采食行為和數據。在四川省青神縣熊貓館，除雷竹筍外的其他可食竹類食物有硬頭黃竹（Bambusa rigida）、清甜竹（Dendrocalamus sapidus）和孝順竹（Bambusa multiplex）的稈與葉；在四川省閬中市熊貓樂園，除斑竹筍外的其他可食竹類食物有斑竹、麻竹（Dendrocalamus latiflorus）和慈竹（Bambusa emeiensis）的稈、斑竹和麻竹的葉，試驗時段間歇性追加飼喂竹筍3 次，視竹筍大小每次給每只大熊貓投喂1—2 根，以確認大熊貓在多種竹稈和竹葉的食物條件下是否優先選擇竹筍采食。

1.5 嗅感品評方法

由從事飼料或食品調味劑工作多年的8 名專業人員（其中女性3 名）組成氣味品鑒和評價小組，平均年齡47.5 歲，均無鼻腔疾病和臨床感冒癥狀。嗅感品評用樣2.0g，方法參照相關文獻［13］。

1.6 儀器與分析方法

PEN 3 型電子鼻由德國Airsense 公司出品，內置10個不同的金屬氧化物傳感器，分別響應的揮發性物質類別同文獻［14］。電子鼻測試用樣2.0g，具體方法參照文獻［14］。75μm CAR/PDMS 型SPME 纖維頭與手動進樣手柄由美國Supelco 公司出品，20 mL 頂空瓶及其相應的密封墊和鋁蓋、HP- INNOWax 型石英毛細管色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm）和Agilent 7890B- 5977B 型GC - MS 聯用儀均由美國Agilent公司出品；HS-SPME用樣約5.0g，在70℃下頂空萃取1h，此外其他HS-SPME- GC- MS聯用的具體方法參照文獻［13-15］。

2 結果及分析

2.1 2 種供試竹筍的大熊貓自由選擇采食試驗

根據四川省青神縣熊貓館和四川省閬中市熊貓樂園2 個大熊貓場館的飼喂試驗現場觀察和實時錄像回放分析，受試大熊貓采食供試竹筍的主要行為流程為：嗅聞→前掌握起竹筍→用嘴剝去籜殼→咬切筍肉→咀嚼→吞咽。由此可知，受試大熊貓攝食竹筍前首先要嗅聞竹筍的氣味韻調，預判確定后才繼發采食行為。在2 個大熊貓場館，受試大熊貓均率先全部食完所喂供試竹筍，說明雷竹筍和斑竹筍散發出的氣味韻調均為受試大熊貓所熟悉并認知安全，是決定受試大熊貓攝食的關鍵性食源因素。

在四川省青神縣熊貓館同時提供3 種可食竹稈、3 種可食竹葉和雷竹筍的條件下，大熊貓“蘇星”和“華榮”經嗅聞后均優先選擇雷竹筍攝食。在四川省閬中市熊貓樂園同時提供3 種竹稈、2 種竹葉和斑竹筍的條件下，大熊貓“輝輝”和“福龍”經嗅聞后也都是優先選擇斑竹筍攝食；大熊貓正在取食竹稈或竹葉時，臨時補給斑竹筍，大熊貓放下竹稈或竹葉不食，改食斑竹筍。上述自由選擇采食試驗表明這2種竹筍深受圈養大熊貓喜食，散發出的氣味韻調要比其他所喂竹稈和竹葉更具誘食性。

2.2 2 種供試竹筍的氣味特點描述

每個專業品評人員分別對雷竹筍和斑竹筍樣品進行獨立的嗅感品鑒和評價，嗅辯結果匯總如下：這2種竹筍的氣味總體上均清新、濃郁、飄移、強度較高、擴散性和愉悅度都較好，特征性香氣突出，有多種韻調，屬復合型氣味，青香、新鮮感、嫩感和水潤多汁感相對明顯，略帶甜氣和果香，具有微弱的木質氣息、草葉香和壤香。有人從雷竹筍樣品中還品出了微微的花香氣息，也有人從斑竹筍樣品中還嗅辯出微微的油脂氣息和藥味。經2 種竹筍樣品相互對照品評，雷竹筍的青香濃度和清新感強于斑竹筍，在愉悅度方面雷竹筍略好于斑竹筍。可見這2 種竹筍的氣味之間相似之處居多，但也存在某些細微的差異。受試大熊貓嗅聞這2 種竹筍后都迅速采食的事實說明供試竹筍的氣味是大熊貓喜歡的食物氣味，能夠誘導大熊貓采食。

2.3 2 種供試竹筍的電子鼻測試

電子鼻測試能客觀地反映被測樣品之間在整體氣味信息上的異同。雷竹筍和斑竹筍的樣品均以測試穩定階段的電子鼻響應值進行如下信息數據分析。主成分分析（PCA）［14］結果見圖1，線性判別分析（LDA）［14］結果見圖2。

從圖1 和圖2 可知，PCA 分析和LDA 分析的結果均顯示雷竹筍和斑竹筍的信息數據所在區域相隔都有一定距離，說明這2 種竹筍的整體氣味信息相互之間存在一定差異，預示雷竹筍和斑竹筍散發出的氣味韻調及其強度可能有所不同，與上述專業品評人員的嗅感結果大體相符，同時表明可用電子鼻的PCA 分析或LDA 分析能將雷竹筍和斑竹筍散發出的氣味信息予以準確區分。

圖1 雷竹筍和斑竹筍的電子鼻PCA分析

圖2 雷竹筍和斑竹筍的的電子鼻LDA分析

傳感器載荷分析（LA）［14］結果見圖3。從圖3 可知，對第一主成分（PC1）貢獻較大的傳感器為R6，其他依次為R8和R2；對第二主成分（PC2）貢獻較大的傳感器為R7，其他依次為R2和R5。根據電子鼻的傳感器對揮發性物質類別的特殊靈敏性［14］可知：雷竹筍和斑竹筍之間的氣味差異可能由于甲基類、萜烯類、醇類、醛類、酮類、氮氧化物、短鏈烷烴和芳香型化合物的不同而引起。

圖3 雷竹筍和斑竹筍的電子鼻傳感器LA分析

2.4 2 種供試竹筍中的VOCs和香氣成分

經HS- SPME- GC- MS 聯用法分析，雷竹筍和斑竹筍揮發出的VOCs測定結果見圖4、圖5 和表2。

圖4 圈養大熊貓“蘇星”和“華榮”所食雷竹筍的VOCs總離子流色譜圖

圖5 圈養大熊貓“輝輝”和“福龍”所食斑竹筍的VOCs總離子流色譜圖

表2 圈養大熊貓所食2 種竹筍的VOCs

（續表2）

由圖4、圖5 和表2 可知，從雷竹筍和斑竹筍中分別測出了62 種和59 種VOCs，總共測出了88 種VOCs。其中，相同的VOCs 有33 種，分別占這2 種竹筍VOCs總數的53.23%和55.93%，可見一半以上的VOCs是相同的。可推知這2 種竹筍可能具有一些相同或相近的氣味韻調，其他互不相同的55 種VOCs可能增強或減弱這2 種竹筍中某些相同氣味韻調的強度，也可能導致這2 種竹筍間某些氣味韻調的不同。

以上VOCs的異同表明這2 種竹筍間某些氣味韻調的異同和強度的差異均有物質基礎的，與專業品評人員的嗅感結果基本相符。根據表2 的原始測定數據，按VOCs 所屬有機化合物類別，歸類統計結果見表3。

表3 2 種供試竹筍中的VOCs類別及其成分種數和相對含量統計

由表3 可知，從雷竹筍中測出了7 個類別的VOCs，而從斑竹筍中測出了10 個類別的VOCs，這2種竹筍在每個VOCs類別的成分種數和相對含量方面存在或多或少的差異，與電子鼻測試結果大致相符，預示這2 種竹筍的某些氣味韻調及其強度存在一定程度的異同。

竹筍的氣味韻調主要與VOCs 中的典型呈香成分（食品級單體呈香物質，即本文所指的香氣成分）有關。雷竹筍和斑竹筍中的香氣成分見表2 中VOCs名稱后面帶※和△者。由表2 可知，從這2 種竹筍中分別測出了50 種和49 種香氣成分，其中測出的共同香氣成分有29 種，分別是：己醛、反式- 2-戊烯醛、庚醛、3-甲基-1-丁醇、反式-2-己烯醛、2-戊基呋喃、1-戊醇、辛醛、反式-2-庚烯醛、1-己醇、3-辛醇、3-辛烯-2-酮、反式-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、1-庚醇、反式，反式-2，4-庚二烯醛、癸醛、苯甲醛、反式-2 -壬烯醛、1 -辛醇、苯乙醛、1 -壬醇、己酸、苯甲醇、苯乙醇、β-紫羅蘭酮、辛酸、壬酸、癸酸。在這29 種共同的香氣成分中，從表2 中單一香氣成分的主要相關氣味韻調［16-18］可知，賦予這2 種供試竹筍青香氣味的香氣成分有己醛、反式- 2 -戊烯醛、庚醛、反式- 2 -己烯醛、2-戊基呋喃、辛醛、反式- 2 -庚烯醛、1 -己醇、3-辛醇、反式-2 -辛烯醛、1 -辛烯- 3 -醇、1-庚醇、反式，反式- 2，4 -庚二烯醛、反式- 2 -壬烯醛、1-辛醇、苯乙醛、苯乙醇等17 種，賦予竹筍甜氣的有1-己醇、癸醛、1 -辛醇、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、β-紫羅蘭酮等7 種，賦予竹筍果香韻調的（包括水果和蘋果香韻）有己醛、反式- 2 -戊烯醛、3 -甲基-1 -丁醇、反式- 2 -己烯醛、2 -戊基呋喃、1-戊醇、反式-2-庚烯醛、1-己醇、反式，反式-2，4-庚二烯醛、苯甲醛、苯甲醇、β-紫羅蘭酮等12種，賦予竹筍木質氣息的有己醛、1-己醇、3-辛醇、1-庚醇、β-紫羅蘭酮等5 種，賦予竹筍草葉香氣的有己醛、反式-2-己烯醛、1-己醇、辛酸等4 種，賦予竹筍壤香的有2 -戊基呋喃、3 -辛烯- 2 -酮、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、苯乙醇等5 種，竹筍的新鮮感可能與己醛、反式-2 -己烯醛、1 -辛醇等有關，嫩感可能與1 -己醇等有關，水潤多汁感可能與竹筍的水分含量高有關，以上說明專業品評人員的嗅感結果是有具體香氣成分支撐的。竹筍散發出的某種氣味韻調是由竹筍中的多種香氣成分經協同增效或抵消減弱等相互作用后呈現的某種嗅覺最終感受，其強弱與正負效應的香氣成分的種數和濃度相關。2 種供試竹筍中香氣成分的有機化合物類別及其成分種數和相對含量統計結果見表4。

表4 2種供試竹筍中香氣成分的有機化合物類別及其成分種數和相對含量

由表4 可知，從雷竹筍中測出了6 個有機化合 物類別、共50 種香氣成分；而從斑竹筍中測出了9個有機化合物類別、共49 種香氣成分，比雷竹筍多出了芳烴類、醚類、酯類3 個有機化合物類別，說明這2 種供飼竹筍中的香氣成分類別有異同之處。無論是香氣成分種數還是相對含量，醛類和醇類均為雷竹筍和斑竹筍中最主要的2 個有機化合物類別，這2 類香氣成分種數之和在各自總數中占比分別為62.00%和59.18%，相對含量之和在各自總量中占比分別為69.02%和73.45%，說明醛類和醇類為這2種竹筍中香氣韻調及其強度的主要貢獻物質類別。從表2 中雷竹筍和斑竹筍共同的29 種香氣成分和單一香氣成分的主要相關氣味韻調［16-18］可知，這2 種竹筍某種氣味韻調的主要相關成分并非只有1個有機化合物類別，而是有多個有機化合物類別。如：具有青香韻調的香氣成分有機化合物類別主要有醇類、醛類、雜環類等；具有甜氣韻調的香氣成分有機化合物類別主要有醇類、醛類、酮類等；具有果香（包括水果和蘋果）韻調的香氣成分有機化合物類別主要有醇類、醛類、酮類、雜環類等；具有木香氣息的香氣成分有機化合物類別主要有醇類、醛類、酮類等；具有草葉香韻調的香氣成分有機化合物類別有醇類、醛類、羧酸類等；具有壤香韻調的香氣成分有機化合物類別主要有醇類、酮類、雜環類等；具有新鮮感韻調的香氣成分有機化合物類別可能有醇類、醛類等；具有嫩感韻調的香氣成分有機化合物類別可能有醇類等。

某種氣味韻調的強弱與有關香氣成分的數量和含量直接相關。青香方面，雷竹筍中測出了25 種相關香氣成分（詳見表2），相對含量合計為53.84%；而斑竹筍中也測出了25 種相關香氣成分，但相對含量合計為47.03%，預示雷竹筍的青香氣味比斑竹筍強。在新鮮感方面，雷竹筍中測出了3 種相關香氣成分，相對含量合計為1.31%；而斑竹筍中只測出了1 種相關香氣成分，相對含量合計僅為0.55%，預示雷竹筍的新鮮感比斑竹筍好些。在愉悅度方面，若以圈養大熊貓喜歡的蘋果氣味為參考標準，雷竹筍中測出了5 種相關香氣成分，相對含量合計為6.24%；而斑竹筍中測出了4 種相關香氣成分，相對含量合計為4.17%，預示雷竹筍的愉悅度葉比斑竹筍好些。以上的數據和推測與專業品評人員的嗅感結果一致，或者說專業人員的品評結果是有香氣成分種數和相對含量支撐的。

3 討論

3.1 大熊貓喜歡竹筍的香氣韻調

野生大熊貓在竹子發筍期優先采食竹筍，隨不同海拔高度的發筍時間先后而遷徙追逐，呈現出“攆筍”現象［3］；大熊貓在人工飼養條件下也是優先于竹稈和竹葉而選食竹筍，足以說明竹筍為大熊貓所喜愛。就主要依靠嗅覺覓食［19-21］的植食性大熊貓而言，食物散發出的氣味是否為自己所熟悉并認知安全對于決定是否攝食來說顯得尤為重要，可見大熊貓喜食的食物具有如下屬性：食物氣味的誘食性強，食物的適口性（包括味道、質地等）好。若以氣味發生源來具體命名某種物體的氣味，那么竹筍散發出的多種氣味韻調可以統稱為竹筍香。整體上，竹筍香不同于竹稈香［11］和竹葉香［12］，但三者之間也有一些相同或相近的氣味韻調。上述專業品評人員的嗅感結果表明，竹筍香含有多種氣味韻調，包括新鮮感、嫩感、水潤多汁感、青香、甜氣、果香、木質氣息、草葉香、壤香，這些氣味韻調和互不相同的濃度組合在一起形成了竹筍特征性的氣味。青香、甜氣、新鮮感等氣味韻調呈現于大熊貓乳汁中［22］，成為大熊貓從小就熟知安全的食物氣味韻調。圈養大熊貓喜食的補飼奶粉［14］、新鮮蘋果［23］、新鮮胡蘿卜［23］、新鮮玉米秸稈［13］都存在著明顯的甜氣和青香等氣味韻調。不常喂給圈養大熊貓的佛肚竹稈、毛竹稈、牛兒竹稈、硬頭黃竹稈、清甜竹稈、孝順竹稈均有新鮮感、青香、甜氣等氣味韻調［11］，毛竹葉、牛兒竹葉、硬頭黃竹葉、清甜竹葉、孝順竹葉都散發出青香、葉香、草香、甜氣、新鮮感、嫩氣等氣味韻調［12］。綜上所述，竹筍香中的青香、甜氣、新鮮感是大熊貓喜歡的香氣韻調。

3.2 實際應用建議

根據上述研究結果，本文提出如下建議：①可在大熊貓飼養單位附近適宜區域人工栽培雷竹、斑竹等竹種，在每年發筍時節，現砍現喂，便于為圈養大熊貓提供美味佳肴，階段性改善食物結構，以提高圈養大熊貓的生活福利。②在研制大熊貓誘食劑時，以大熊貓喜歡的竹筍香為參照目標進行調香，調香時可以從表2 VOCs 名稱后面帶※號者的香氣成分中選擇相應的食品級單體呈香物質，并酌情酌量考慮使用。但應注意的是我國法規不允許在各類食品加工過程中使用乙醇（可用作加工助劑）、2 -丁烯醛、3-戊醇、反式- 2 -戊烯醛、3，5 -辛二烯- 2 -酮、亞芐基二甲基醚、順式- 3 -壬烯-1 -醇、雪松醇8 種單體合成香料。③若儲藏備用的竹筍，特別是儲藏時間較長的竹筍，在喂給大熊貓前最好先將竹筍的兩端除去一小段，不僅可以檢查竹筍是否發霉變質，而且還利于竹筍氣味的散發，展現竹筍氣味韻調的誘食性。

4結論

在同時提供3 種可食竹稈、2-3 種可食竹葉、1種供試竹筍的條件下進行圈養大熊貓自由選擇采食試驗，結果表明：受試大熊貓在嗅聞雷竹筍或斑竹筍之后均優先于其他竹類食物選擇供試竹筍采食，而且喜食，這2 種供試竹筍散發出的氣味要比其他所喂可食竹稈和竹葉的氣味更具誘食性。專業品評人員的嗅感結果表明，雷竹筍和斑竹筍的氣味總體上均清新、濃郁、飄移、強度較高、擴散性和愉悅度都較好，特征性竹筍香突出，均有多種韻調，屬復合型氣味，相同之處在于青香、新鮮感、嫩感和水潤多汁感相對明顯，略帶甜氣和果香，具有微弱的木質氣息、草葉香和壤香，不同之處在于這些氣味韻調的相對強度大小或有花香氣息、油脂氣息、藥味等其他細微的韻調。電子鼻測試的結果證明了這2 種竹筍間氣味韻調的差異性，可通過PCA 分析或LDA分析予以準確區分。經HS-SPME- GC- MS 聯用法測定，雷竹筍中共發現50 種香氣成分，歸類為醛18 種、醇13種、酮9 種、羧酸6 種、雜環化合物3 種、烯烴1 種；斑竹筍中共發現49 種香氣成分，歸類為醇15 種、醛14種、酯6 種、酮和羧酸各4 種、醚和雜環化合物各2種、烯烴和芳烴各1 種；醛類和醇類香氣成分是這2種竹筍中香氣韻調及其強度的主要貢獻物質類別，證實了這2 種竹筍中多種氣味韻調形成的物質基礎。竹筍中明顯的青香、新鮮感、嫩感、水潤多汁感、輕微的甜氣和果香等可能是誘導圈養大熊貓優先選擇雷竹筍或斑竹筍采食的主要氣味韻調。

（致謝：峨眉山生物資源實驗站的李策宏工程師核定供試竹筍所屬竹種名稱，陳緒玲工程師輔助竹種核名，青神縣熊貓館楊平同志參加了雷竹筍的大熊貓飼喂試驗，閬中市熊貓樂園廖榮同志參加了斑竹筍的大熊貓飼喂試驗，西華大學食品與生物工程學院的包清彬教授、西南科技大學生命科學與工程學院的曾凡坤教授、成都大帝漢克生物科技有限公司的李松柏高級工程師、黃明亞工程師、劉張育工程師參加了嗅感品評，喻麟董事長和李小兵總經理給予了支持，江南大學食品學院的向琴博士生參加了電子鼻測試，中國科學院成都分院分析測試中心的胡靜副研究員在揮發性成分分析與推定方面提供了幫助，在此一并深表謝意！）