灌溉对毛竹冬笋品质的影响

荣俊冬，凡莉莉，吴 君，李士坤，陈礼光，温伟庆，郑郁善*

(1 福建农林大学 林学院，福州 350002；2 漳平市林业局，福建漳平 364400)

毛竹(Phyllostachysedulis)为竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys)大型散生竹，笋材两用，是中国栽培面积最大、经济效益最高的竹种，也是中国南方地区重要的林业资源，毛竹笋中富含膳食纤维、氨基酸、蛋白质、维生素等营养元素[1-2]和甾醇、多酚、类黄酮[3]等活性物质，具有良好的营养价值和药用价值[4-5]，是深受人们喜爱的绿色健康食品[6]。毛竹笋分为春笋和冬笋两种类型，冬笋味道鲜美、营养丰富、品质好、价格高，是竹林经济收益的重要来源之一[7]。水分和养分管理是毛竹林集约经营重要措施[8-9]，水分对毛竹笋的快速生长发育至关重要[10-11]，合理灌溉可使毛竹林的冬笋产量提高9倍以上，能够大幅度提升竹林经营效益[12]，适当施肥则能有效提高林分冬笋产量[13]，增加冬笋中氨基酸、多糖、蛋白质含量[14]。

影响竹笋品质的因素有很多，除了海拔[15]、土壤类型[16]等环境影响因素外，人工栽培措施也是影响竹笋品质的重要因素，如覆土能明显改善麻竹(Dendrocalamuslatiflorus)[17]、绿竹(Bambusaoldhamii)[18]、高节竹(Phyllostachysprominens)[19]等竹笋外观形态质量，增加香味和甜味，减少酸涩味和粗糙度，竹笋品质和适口性明显提高；施肥也能提高笋的营养成分和氨基酸含量，改善笋营养品质[20]。但目前关于灌溉对毛竹冬笋品质的影响还未见报道。本研究以灌溉与不灌溉两种方式培育的毛竹冬笋为研究对象，分析冬笋外观品质、营养物质、呈味物质、纤维素类物质及氨基酸等指标的变化，探究灌溉对毛竹冬笋品质的影响，为毛竹冬笋的科学培育提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省漳平市桂林街道石板坑村，地处25°21′33″N，117°24′43″ E，属亚热带季风气候，温热湿润，雨水充足，年平均降水量1 750 mm左右，年平均气温20.7 ℃，1月为最冷月，平均为7.3～11.2 ℃，7月为最热月，平均为24.6～28.5 ℃，年均日照时数可达1 853 h，年均无霜期317 d。海拔约为670 m，山地红壤土，土层深厚，地理环境优越，适宜毛竹林生长。竹林立竹度为2 700 株·hm-2，平均胸径为9.3 cm，平均竹高为13.5 m。试验期间气候干旱，未发生有效降雨。

1.2 试验设计

2019年12月10日选取同一地形、长势一致的毛竹林为试验用林，进行灌溉和不灌溉两种处理，每个处理样地面积20 m×20 m，3次重复，灌溉水源为山泉水，抽水机引水到试验地后采用摇臂旋转式喷头进行喷灌。试验期间每3 d喷灌一次，每次达到田间持水量(65±5)%时停止灌溉。

1.3 样品采集

于2020年1月10日从灌溉和不灌溉处理的毛竹林中各随机挖取30个冬笋，置于冰盒保温箱中带回实验室后，逐个测量个体重量(g)、最大直径(cm)、长度(cm)，然后去掉笋箨、竹蔸等不可食用部分，称重计算可食率(%)。将新鲜笋肉用组培刀切下200 g供维生素C含量测定分析，其余部分切成碎块，置于鼓风干燥箱内(103±2)℃杀青15 min后，70 ℃烘干至恒重，粉碎过60目筛后置于干燥器中，用于冬笋的营养物质等指标含量的测定。

1.4 营养指标测定

脂肪含量的测定采用GB 5009.6-2016中的索氏抽提法；蛋白质含量的测定采用GB 5009.5-2016中的凯氏定氮法；游离氨基酸含量的测定采用GB 5009.124-2016中的氨基酸分析仪法；淀粉含量的测定采用GB/T5009.9-2016中的酸水解法；维生素C含量的测定采用GB/T 6195-1986中的2,6-二氯靛酚滴定法；可溶性糖含量的测定采用NY/T 1278-2007中的铜还原碘量法；单宁含量的测定采用NY/T 1600-2008中的Folin-Ciocalteu法；草酸含量的测定采用比色法[21]；纤维素和木质素含量的测定采用浓硫酸水解法[22]。

1.5 数据处理

试验数据用Excel 2016进行整理，用SPSS 19.0进行数据的单因素方差分析，试验数据均为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 灌溉对毛竹冬笋外观品质的影响

表1显示，灌溉和不灌溉两种方式培育的毛竹冬笋的个体重量、最大直径、长度、可食率等外观品质指标均存在显著性差异(P<0.05)。与不灌溉冬笋相比，灌溉培育的毛竹冬笋个体重量、最大直径、长度以及可食率均有显著提高，增幅分别达186.61%、52.47%、50.72%和7.98%。因此可知，灌溉培育后毛竹冬笋个体更大、可食率更高，其外观形态质量得到明显改善。

表1 不同处理的毛竹冬笋外观品质指标

2.2 灌溉对毛竹冬笋营养品质的影响

灌溉与不灌溉处理毛竹冬笋的蛋白质、脂肪、可溶性糖等指标含量差异不显著(表2)，而灌溉处理毛竹冬笋体内的淀粉、维生素C的含量分别比不灌溉处理显著提高了13.97%、17.29%(P<0.05)。灌溉在一定程度上提高毛竹冬笋的营养品质。

表2 不同处理的毛竹冬笋营养品质指标

2.3 灌溉对毛竹冬笋呈味物质及纤维素类物质含量的影响

毛竹冬笋的各呈味物质含量在不同灌溉处理间存在着显著差异(P<0.05)。其中，灌溉处理毛竹冬笋体内的单宁、草酸含量较不灌溉处理显著下降，降幅分别为21.12%、25.42%；同时，灌溉处理还显著降低了毛竹冬笋纤维素、木质素等纤维素类物质含量，较不灌溉处理分别下降了15.22%、8.69%(表3)。灌溉处理可以改善冬笋苦涩味品质和冬笋的粗糙度，使竹笋口感更细腻。

表3 不同处理毛竹冬笋呈味物质及纤维素类物质指标

2.4 灌溉对毛竹冬笋氨基酸含量的影响

在灌溉和不灌溉处理的毛竹冬笋中共检测出苏氨酸(Thr)等7种必需氨基酸以及酪氨酸(Tyr)等2种半必需氨基酸(表4)，且必需氨基酸和半必需氨基酸含量在两种处理间差异均达到显著水平(P<0.05)。

表4 不同处理毛竹冬笋中各类氨基酸含量

2.4.1 必需氨基酸及半必需氨基酸含量灌溉处理毛竹冬笋中苏氨酸(Thr)、缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)等5种必需氨基酸含量和酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)等2种半必需氨基酸含量均显著高于不灌溉处理，而异亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)等2种必需氨基酸则显著低于不灌溉处理。灌溉处理的毛竹冬笋中必需氨基酸的总量为4.868 mg·g-1，占冬笋氨基酸总量(11.216 mg·g-1)的43.40%，半必需氨基酸含量为0.319 mg·g-1，占冬笋氨基酸总量的2.84%；而不灌溉处理的毛竹冬笋中必需氨基酸的总量为3.765 mg·g-1，占冬笋氨基酸总量(9.459 mg·g-1)的16.33%，半必需氨基酸含量为0.147 mg·g-1，占冬笋氨基酸总量的1.55%。由此可见，灌溉处理能够提升毛竹冬笋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，灌溉处理下毛竹冬笋中天冬氨酸、谷氨酸等鲜味类氨基酸含量的表现不一，其中天冬氨酸含量提高了62.11%，而谷氨酸则降低了17.86%，含量差异均达到显著水平；灌溉和不灌溉处理毛竹冬笋鲜味氨基酸总含量分别为2.016和1.437 mg·g-1，分别占氨基酸总量的17.97%和15.19%，且两种处理鲜味氨基酸总含量差异显著(P<0.05)。

其次，灌溉处理毛竹冬笋丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸等3种甜味类氨基酸含量分别提高了37.44%、46.47%和58.54%，而甘氨酸、脯氨酸则降低了30.81%和29.34%，含量差异均达到显著水平(P<0.05)；灌溉和不灌溉处理毛竹冬笋甜味类氨基酸总含量分别为3.861和4.032 mg·g-1，分别占氨基酸总量的34.42%和42.63%，但两种处理甜味氨基酸总含量差异不显著(P>0.05)。

再次，灌溉处理后毛竹冬笋酪氨酸、缬氨酸、亮氨酸等3种苦味类氨基酸含量分别提高了108.00%、1.67%、21.38%，异亮氨酸、苯丙氨酸含量则降低了11.80%和10.27%，且含量差异均达到显著水平(P<0.05)；灌溉和不灌溉处理毛竹冬笋苦味类氨基酸总含量分别为2.935和 2.878 mg·g-1，分别占氨基酸总量的26.17%和30.43%，两种处理苦味氨基酸总含量差异也不显著(P>0.05)。因此，灌溉处理能够显著提升毛竹冬笋鲜味类氨基酸的含量以及占比，但对甜味类氨基酸和苦味类氨基酸的含量没有显著影响。

3 讨 论

本研究表明水分对冬笋生长影响明显，灌溉后毛竹冬笋的个体重量、最大直径、长度及可食率等指标均不同程度的增加，且这些外观指标与不灌溉相比差异性显著(P<0.05)，说明灌溉可改善毛竹冬笋的外观形态质量，这与周建青等[23]研究结果一致。

竹笋营养成分含量是衡量竹笋品质的重要指标，维生素C具有增强人体的免疫、预防贫血等功能，通常只存在于植物性食物中[24]；淀粉是植物体内贮藏的高分子碳水化合物，可以分解成葡萄糖、麦芽糖等成分；竹笋中的蛋白质容易被人体吸收利用，属于优质蛋白[25-26]；可溶性糖、脂肪是人体能源物质的重要组成部分，也是评价竹笋品质的重要指标[27]。这些营养成分除了决定于竹种的遗传特性外[28-29]，还受到人工经营措施的影响。本研究发现灌溉后毛竹冬笋的蛋白质、脂肪、可溶性糖等指标变化不明显，维生素C和淀粉含量则显著升高，这与代顺冬等[30]、李文美等[31]的研究结果一致。

单宁是一类广泛存在于植物体内的多元酚化合物，易与口腔唾液中的蛋白结合并生成沉淀，产生苦涩味[32]；草酸影响人体金属离子代谢活动，食用过多可能破坏人体的酸碱平衡[33]。有相关报道表明单宁和草酸是竹笋苦涩味的主要来源[34-35]，其含量与光照强度密切相关[36]，覆土栽培可以显著降低这两类物质的含量，改善竹笋品质[17-18, 37]。本研究表明灌溉后毛竹冬笋的单宁、草酸含量显著降低，呈味物质总含量呈下降趋势，改善了冬笋的苦涩味。植物体内单宁等次生代谢产物的浓度往往在水分亏缺时下较高[38]，本研究结论与之相同。植物草酸的积累受品种、化肥种类、种植季节和溶液pH值等的影响[39]，本研究发现灌溉可降低毛竹冬笋草酸的积累。纤维素、木质素与竹笋的粗糙度密切相关，对竹笋的适口性有重要影响[40]，本研究中灌溉后毛竹冬笋的纤维素、木质素含量显著下降，从而使竹笋的适口性也得到明显改善。

竹笋呈味氨基酸种类复杂，包括鲜味、甜味、苦味等，对竹笋风味品质有重要影响[41]，光照是影响竹笋氨基酸品质的重要因素[42]，已有研究表明，麻竹培土栽培后竹笋氨基酸总量显著提高，苦味、芳香和鲜味类氨基酸含量占比均下降，甜味氨基酸占比显著上升[17]；而培土栽培绿竹则表现为苦味、鲜味、甜味和芳香类氨基酸含量均升高，苦味氨基酸占比则显著降低[18]；培土栽培高节竹笋鲜味、甜味和芳香类氨基酸比例提高，苦味氨基酸比例下降[37]，均能达到降低竹笋苦涩物质比例，改善竹笋口感的目的。本研究发现，灌溉处理能显著提升毛竹冬笋必需氨基酸、半必需氨基酸、鲜味类氨基酸的含量及占比，对甜味类和苦味类氨基酸总含量影响不显著，表明灌溉处理在一定程度上改善了毛竹冬笋的氨基酸营养品质。

综上所述，灌溉既改善了毛竹冬笋的个体重量、最大直经、长度及可食率等外观品质，同时改善了其呈味物质、纤维素类物质以及必需氨基酸、半必需氨基酸和鲜味氨基酸含量和占比等指标，显著提升了冬笋产量和品质。