張佳佳,白瑞華,丁興萃
(1.國家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心,浙江 杭州 310012;2.南京林業(yè)大學,江蘇 南京 210037;3.浙江省竹子高效加工重點實驗室,浙江 杭州 310012)
毛竹(Phyllostachys edulis),禾本科剛竹屬,廣泛分布在浙江、福建、江西、廣西和江蘇等省份[1],是一種具有經濟、生態(tài)價值的大型筍材兩用散生竹。雷竹(Phyllostachys praecox),又名早竹,別名雷公竹,也是禾本科剛竹屬竹種。雷竹是中國特有的栽培品種,具有出筍早、產量高、筍期長等優(yōu)點,主要分布在浙江西北丘陵地帶[2-3]。竹筍是竹鞭上的芽分化而膨大的芽和幼嫩的莖,毛竹筍及雷竹筍味道鮮美、富含蛋白質、氨基酸、維生素和礦物質等營養(yǎng)物質[3-5],是人們日常生活中喜愛的一種食品。眾多學者對竹筍的采后保鮮[6-10]、遺傳育種[11-13]、營養(yǎng)成分[14-16]及口感[17-18]等作了大量研究,對筍用竹林栽培、管理、引種具有重要的意義。對竹筍的營養(yǎng)成分已經有不少研究,如皮培堯等[19]分析了13種中小徑散生筍用竹的營養(yǎng)成分;時俊帥等[16]對不同海拔的高節(jié)竹筍蛋白質差異進行研究,發(fā)現中、高海拔的高節(jié)竹筍蛋白質營養(yǎng)價值不如低海拔的高節(jié)竹筍。盡管對竹筍的營養(yǎng)成分分析的報道已經不少,但是對不同種類的竹筍營養(yǎng)比較以及安全品質的研究未見詳細報道。本文將比較兩個常見食用竹筍(毛竹春冬筍和雷竹筍)的營養(yǎng)成分以及它們的安全品質,以期為優(yōu)質竹筍的栽培、推廣及產品發(fā)展提供科學依據。
毛竹春冬筍、雷竹筍:2018年3月12日購買自杭州翠苑農貿市場,均為當天清晨采挖送到市場的新鮮竹筍,購買前未經任何處理。
DF-20臺式連續(xù)投料粉碎機:溫嶺市林大機械有限公司;FA 2004N分析天平:上海民橋精密科學儀器有限公司;UDK159/DK20全自動凱氏定氮儀:意大利VELP SCIENTIFICA公司;HWS24電熱恒溫水浴鍋:上海一恒科學儀器有限公司;UV 2550紫外/可見光分光光度計:日本SHIMADZU公司;KQ-250DB數顯超聲波清洗器:昆山市超聲儀器有限公司;VELP石英坩堝:意大利VELP SCIENTIFICA公司;3-30K通用臺式冷凍離心機:美國SIGMA公司;A300氨基酸分析儀:德國MEMBRAPURE公司。
將竹筍清洗干凈、晾干,小心去除筍殼和不可食用的部位。兩個竹筍分別用粉碎機粉碎混合后裝袋放入冰箱,以備用于營養(yǎng)物質含量、硝酸鹽、亞硝酸鹽及重金屬的測定。
總酸含量[20]通過滴定法進行測定;糖酸比為總糖和總酸的比值[21];依據GB 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》、GB 5009.7—2016《食品安全國家標準食品中還原糖的測定》、GB 14754—2010《食品安全國家標準食品添加劑維生素C(抗壞血酸)》、GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》、GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》、GB 5009.12—2017《食品安全國家標準食品中鉛的測定》、GB 5009.13—2017《食品安全國家標準食品中銅的測定》、GB 5009.14—2017《食品安全國家標準 食品中鋅的測定》、GB 55009.90—2016《食品安全國家標準 食品中鐵的測定》、GB 5009.92—2016《食品安全國家標準食品中鈣的測定》、GB 5009.93—2017《食品安全國家標準食品中硒的測定》、GB 5009.123—2014《食品安全國家標準食品中鉻的測定》、GB 5009.241—2017《食品安全國家標準食品中鎂的測定》、GB 5009.242—2017《食品安全國家標準食品中錳的測定》、GB 5009.91—2017《食品安全國家標準食品中鉀、鈉的測定》、GB 5009.33—2016《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》分別對竹筍的氨基酸、總糖、灰分、粗蛋白、鉛、銅、鋅、鎂、鈣、硒、鉻、鎂、錳、鉀、鈉、硝酸鹽和亞硝酸鹽進行測定。
兩種食用筍進行3次生物學重復,采用SPSS進行數據分析,Excel進行畫圖。
總糖、粗蛋白、粗纖維、總酸和灰分的含量變化見圖1。
圖1 兩個食用竹筍的總糖、粗蛋白、粗纖維、灰分及總酸含量Fig.1 Total sugar,crude protein,crude fiber,ash and total acid contents of two edible bamboo shoots
由圖1可知,雷竹筍的總糖(1.76%)、粗蛋白(2.05%)、灰分(0.55%)及總酸(0.10%)含量低于毛竹春冬筍的總糖(2.37%)、粗蛋白(3.16%)、灰分(0.81%)和總酸(0.18%)含量,而雷竹筍的粗纖維(1.00%)含量高于毛竹春冬筍粗纖維(0.70%)含量。
總糖、蛋白質是評價食品營養(yǎng)價值的重要指標。糖類作為人體可以直接吸收的供能營養(yǎng)物質,在保護肝臟、加強肝功能及維持脂肪正常代謝等方面具有重要作用[22]。蛋白質是人體生命活動的物質基礎,是人體必不可少的營養(yǎng)物質。除此之外,無機鹽是六大營養(yǎng)素之一,而灰分中的主要成分是無機鹽,因此灰分也是食品營養(yǎng)價值的重要參考指標之一[23]。毛竹春冬筍的總糖、粗蛋白、灰分含量高于雷竹筍,說明毛竹春冬筍的營養(yǎng)價值高于雷竹筍。
粗纖維的含量影響竹筍的口感[24],粗纖維含量越少,組織越嫩,口感越好。毛竹春冬筍的粗纖維含量低于雷竹筍,所以毛竹春冬筍的組織較雷竹筍幼嫩、口感好。不僅如此,粗纖維具有減少結腸癌的發(fā)生、降血脂及降膽固醇的作用[25]。所以從這個角度來看,雷竹筍的口感雖然不如毛竹春冬筍,但是對高血脂、高膽固醇的人來說,雷竹筍是個更好的選擇。
兩種食用竹筍的糖酸比見表1。
表1 兩種食用竹筍的糖酸比Table 1 Sugar-acid ratio of two edible bamboo shoots
決定果實風味的重要指標之一是糖酸組分的含量差異,可以用糖酸比來表示[26]。雖然雷竹筍的總糖、總酸含量低于毛竹春冬筍,但是雷竹筍的糖酸比為17.6,顯著高于毛竹春冬筍(13.2),因此雷竹筍的風味優(yōu)于毛竹春冬筍。
兩種食用竹筍的維生素C含量見圖2。
圖2 兩種食用竹筍的維生素C含量Fig.2 Vitamin C contents of two edible bamboo shoots
維生素C(vitamin C,VC),又稱為抗壞血酸,缺乏VC會引起壞血病。VC在果蔬中含量豐富,蔬菜新鮮程度的指標之一即為VC的含量高低,通常VC含量越高,蔬菜越新鮮[27]。由圖2可知,雷竹筍的VC含量為1.8 mg/100 g FW,毛竹春冬筍的VC含量為3.61 mg/100 g FW,幾乎為雷竹筍VC含量的2倍。
人體內含量不及體重萬分之一的微量元素即礦質元素[28]。礦質元素雖然含量少,但是在人體內發(fā)揮巨大的作用,如鉀是生命的基礎,不僅可以調節(jié)血壓,而且對神經沖動傳遞、酶活動的調節(jié)具有必不可少的作用;鈣是人體含量最多的礦質元素,也稱為造骨元素,缺鈣易引起骨質疏松、記憶力衰退及高血壓;造血元素有鐵和銅,缺鐵會引起貧血,而銅元素參與傷口愈合;鋅在生長發(fā)育過程具有重要作用,是DNA、RNA相關酶的組成成分和激活因子;錳則是許多酶的激活劑等[29-31]。兩種食用竹筍的礦質元素含量見表2。
表2 兩種食用竹筍的礦質元素含量Table 2 Mineral element contents of two edible bamboo shoots mg/kg
由表2可知,毛竹春冬筍和雷竹筍的Na含量相同,均為 4.6 mg/kg,但是毛竹春冬筍的 K(4 665 mg/kg)、Ca(521.8 mg/kg)、Mg(131.2 mg/kg)、Mn(31.8 mg/kg)及 Zn(12 mg/kg)含量顯著高于雷竹筍的 K(3 215 mg/kg)、Ca(31.3 mg/kg)、Mg(71.1 mg/kg)、Mn(3 mg/kg)及 Zn(4.2 mg/kg)含量,可見毛竹春冬筍的礦質元素含量較高,能夠更好地提供人體的基本生命活動需求的微量元素。但是,雷竹筍的 Fe(5.1 mg/kg)、Cu(8.2 mg/kg)含量高于毛竹春冬筍的 Fe(4.7 mg/kg)、Cu(2.1 mg/kg)含量,尤其是Cu含量,雷竹筍幾乎是毛竹春冬筍的4倍。Fe、Cu是造血元素,因此雷竹筍更適合給貧血的人食用。
不同的氨基酸對食品的風味影響不同,兩種食用竹筍的氨基酸含量見圖3。
圖3 兩種食用竹筍的氨基酸含量Fig.3 Amino acid content of two edible bamboo shoots
天門冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、組氨酸(His)和精氨酸(Arg)等氨基酸與竹筍鮮味有關;纈氨酸(Val)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)與竹筍苦味有關;甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、絲氨酸(Ser)和脯氨酸(Pro)與竹筍甜味有關[19,32-33]。在進行氨基酸分析時,除了色氨酸(Trp)無法測出外,共測定了16種氨基酸。從圖3可以看出,毛竹春冬筍含有非常豐富的氨基酸,而且各種氨基酸含量均高于雷竹筍,尤其是與鮮味相關的Asp、Glu及與甜味相關的Pro、Ser基本為雷竹筍的2倍。另外,與苦味相關的Val、Ile及Leu的含量較低,均在0.20%以下,可見兩種食用竹筍的味道都較鮮美,而毛竹春冬筍更加清甜。
兩種食用竹筍必需氨基酸的含量見表3。
表3 兩種食用竹筍必需氨基酸的含量Table 3 Contents of essential amino acids of two edible bamboo shoots %FW
氨基酸是構成人體蛋白質的基礎物質,可分為必需氨基酸和非必需氨基酸,必需氨基酸共有8種,Val、Ile、Leu、Phe、蛋氨酸(Met)、Trp、蘇氨酸(Thr)及賴氨酸(Lys),對于兒童還多一種氨基酸(His)。兩種食用竹筍中均含有His,因此這兩種竹筍均對兒童成長有益。除此之外,毛竹春冬筍的必需氨基酸總量(0.81%)幾乎為雷竹筍(0.43%)的2倍,更能滿足人體對營養(yǎng)攝入需求。
硒是人體必需的微量元素,具有抗氧化、抗癌、抗輻射等作用,缺硒會對人體健康造成影響,可導致克山病、大骨節(jié)病等,還會降低免疫功能[34-35]。通過測定硒含量可知,毛竹春冬筍硒含量為0.004 1 mg/kg,雷竹筍含有0.002 mg/kg,毛竹春冬筍的硒含量較雷竹筍高。自2011年起,取消《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中的硒指標,而且2017年公布的中國居民膳食營養(yǎng)素規(guī)定中提及成年人每天需要平均約 50 μg的硒攝入量,實際攝入量卻在 20 μg~ 30 μg[35]。雖然毛竹春冬筍和雷竹筍的硒含量不高,但是可以通過富硒肥或者注射液態(tài)富硒肥等手段,提高竹筍的硒含量,成為潛在的富硒食品。
2.6.1 重金屬鉻和鉛的含量
通常情況下,密度大于4.5 g/cm3的金屬元素稱為重金屬元素[36]。鉻(Cr)和鉛(Pb)均為重金屬元素,在一定的濃度范圍內,Cr對人體健康是有益的,如促進蛋白質的代謝和生長發(fā)育[30],但是超過一定濃度,對人體是有害的。過多的攝入Pb,會對人體的造血系統造成傷害,引起貧血、溶血等[37]。兩種食用竹筍的鉻、鉛含量見圖4。
圖4 兩種食用竹筍的鉻、鉛含量Fig.4 Contents of chromium and plumbum in two edible bamboo shoots
毛竹春冬筍的 Cr、Pb含量(0.036、0.047 mg/kg FW)均低于雷竹筍的 Cr、Pb含量(0.081、0.082 mg/kg FW)。根據GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中Pb的限量是不超過0.1 mg/kg,Cr的限量為不超過0.5 mg/kg,兩種食用竹筍的Cr、Pb均在污染物限量的范圍內。相對而言,毛竹春冬筍的食用安全性更高一些。
2.6.2 亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量比較
兩種竹筍的硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量如圖5。
圖5 兩種食用竹筍的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量Fig.5 Nitrate and nitrite contents of two edible bamboo shoots
雷竹筍的硝酸鹽(72 mg/kg FW)高于毛竹春冬筍(63 mg/kg FW),而亞硝酸鹽(0.54 mg/kg FW)低于毛竹春冬筍(2.2 mg/kg FW)。根據前人研究,硝酸鹽是亞硝酸胺的前體物,亞硝酸胺具有致癌性[38],毛竹春冬筍的硝酸鹽含量低于雷竹筍,其致癌可能性更低。另外,在煮熟后的蔬菜中,硝酸鹽可以損失70%,而且毛竹春冬筍和雷竹筍的硝酸鹽含量低于高節(jié)竹的硝酸鹽含量(175 mg/kg)[5],因此食用毛竹春冬筍和雷竹筍是安全的。另外,亞硝酸鈉通常是蔬菜中的亞硝酸鹽的主要存在形式[39],根據GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中對亞硝酸鹽的限量規(guī)定,新鮮蔬菜(包括竹筍)的亞硝酸鹽含量不得超過20 mg/kg,毛竹春冬筍和雷竹筍的含量均遠低于這個規(guī)定上限,因此兩種食用竹筍是安全可食的。
毛竹春冬筍和雷竹筍的供應時期具有重疊性,因此兩種食用筍的營養(yǎng)價值和安全性應該得到關注,不僅對毛竹春冬筍和雷竹筍的產品開發(fā)具有意義,也有利于消費者自主選擇。蛋白質、總糖、灰分是食品營養(yǎng)價值的指標,而且蛋白質和總糖是人體基本代謝活動所需的,毛竹春冬筍中這些營養(yǎng)指標均高于雷竹筍。除此之外,與同是剛竹屬的紅哺雞竹筍粗蛋白含量(2.65 g/100 g)相比[23],毛竹春冬筍的粗蛋白含量高于紅哺雞竹筍,而雷竹筍的粗蛋白含量低于紅哺雞竹筍。與常見蔬菜的營養(yǎng)價值相比,毛竹春冬筍的總糖含量高于大白菜(1.9 g/100 g)、芥菜(0.8 g/100 g)和冬瓜(1.9 g/100 g)[40],雷竹筍的總糖卻低于大白菜和冬瓜。而且毛竹春冬筍的氨基酸總量、維生素C含量高于雷竹筍,尤其是維生素C,幾乎是雷竹筍的2倍。因此,毛竹春冬筍的營養(yǎng)價值高于雷竹筍。
礦質元素對人體具有重要的作用。鉀、鈣、鎂、鋅、錳這些元素在人體活動、生長發(fā)育過程具有重要作用[29-31]。毛竹春冬筍的大部分礦質元素含量高于雷竹筍,說明毛竹春冬筍能提供較多人體基本活動、生長發(fā)育所需的微量元素。除此之外,毛竹春冬筍的鈣元素含量還顯著高于大白菜(45 mg/kg)、芥菜(28 mg/kg)和冬瓜(19 mg/kg)[40],所以毛竹春冬筍是一種高鈣蔬菜。值得注意的是,雷竹筍的鐵、銅元素含量高于毛竹春冬筍,而且雷竹筍的鐵元素含量還高于大白菜(0.9 mg/kg)、芥菜(1 mg/kg)和冬瓜(0.2 mg/kg)[40]。鐵、銅對人體造血功能具有不可或缺的作用[29],因此雷竹筍比常見蔬菜更有利于貧血的人群食用。
食品安全一直都是消費者關心的重點。在果蔬中,硝酸鹽、亞硝酸鹽是影響人體健康的重要因素。另外,重金屬污染對人體也會造成巨大危害[41],因此引起廣泛關注。根據GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中的規(guī)定,新鮮果蔬的亞硝酸鹽含量不得超過20 mg/kg,重金屬鉛的含量不超過0.1 mg/kg,鉻的含量不超過0.5 mg/kg。毛竹春冬筍和雷竹筍的亞硝酸鹽、重金屬鉛、鉻含量均在限量范圍以內,而且毛竹春冬筍綜合安全品質優(yōu)于雷竹筍。
從口感上來說,毛竹春冬筍的粗纖維含量低于雷竹筍,說明毛竹春冬筍的組織更幼嫩;毛竹春冬筍的甜味、鮮味氨基酸的含量高于雷竹筍,故毛竹春冬筍較雷竹筍更加清甜,因此毛竹春冬筍的口感比雷竹筍好。值得注意的是,雷竹筍的糖酸比高于毛竹春冬筍。糖酸比能夠代表果實的風味[26],糖酸比高,風味更佳,故雷竹筍的風味更好一些。
綜上所述,毛竹春冬筍的總糖、粗蛋白、灰分、總酸、維生素C、部分礦物質、硒、必需氨基酸及甜味氨基酸的含量高于雷竹筍,粗纖維含量低于雷竹筍,毛竹春冬筍的營養(yǎng)價值高于雷竹筍,口感較嫩且甜。除此之外,這兩種食用竹筍與紅哺雞竹筍及常見蔬菜對比,毛竹春冬筍營養(yǎng)價值豐富,是優(yōu)質的食用筍。但是雷竹筍的糖酸比高于毛竹春冬筍,雷竹筍的風味會好一些。另外,毛竹春冬筍內污染物重金屬鉻、鉛及硝酸鹽含量低于雷竹筍,毛竹春冬筍的安全品質優(yōu)于雷竹筍。通過對兩種食用竹筍的營養(yǎng)物質的比較及安全品質的分析,為毛竹春冬筍、雷竹筍的引種,竹筍的開發(fā)利用如微量元素的提取、藥學、營養(yǎng)學及特殊病人飲食等提供了理論依據,而且不同人群可針對性地選擇適宜自身的竹筍。