郭明陽(yáng)，賀曰林，潘凱婷，鮑方艷，應(yīng)葉青

（浙江農(nóng)林大學(xué) 省部共建亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 311300）

毛竹（Phyllostachys edulis）是我國(guó)分布范圍最廣、面積最大的經(jīng)濟(jì)竹種[1]，具有生長(zhǎng)迅速且環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)的特點(diǎn)。毛竹筍是我國(guó)傳統(tǒng)的“森林蔬菜”之一[2]，其味道鮮美，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、多糖等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及微量元素[3]，并且具有抗氧化、抗炎癥、降壓等多種功能，是一種天然的保健品。

果蔬的生長(zhǎng)發(fā)育是一個(gè)復(fù)雜的代謝過(guò)程，代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化與果蔬品質(zhì)變化密切相關(guān)。代謝組學(xué)是一種能夠?qū)颖局兴袃?nèi)源性小分子代謝物進(jìn)行識(shí)別和量化的分析方法[4]，在許多果蔬中已被廣泛應(yīng)用。例如在百香果[5]中證實(shí)了脂類、有機(jī)酸和酚酸含量的顯著減少和糖醇的積累與果實(shí)口感和香氣變化密切相關(guān)；在棗果皮[6]中揭示了其顏色變化不同時(shí)期黃酮化合物的富集情況；在獼猴桃中識(shí)別了不同發(fā)育階段5 種營(yíng)養(yǎng)代謝物水平的動(dòng)態(tài)變化。而在竹筍中，通過(guò)代謝組學(xué)手段確定了竹筍的苦味主要由L-苯丙氨酸、尿苷、L-丙氨酸、L-色氨酸、腺嘌呤等組成[7]，還對(duì)竹筍采后低溫環(huán)境下的木質(zhì)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究[8]。

毛竹筍的生長(zhǎng)速度極快，在條件適宜的春季，甚至一天能生長(zhǎng)1 m，因此筍生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)發(fā)生劇烈變化。Song Xinzhang等[9]研究表明在毛竹筍快速生長(zhǎng)期，母竹可以為竹筍提供大量的碳水化合物。Wang Shuguang等[10]發(fā)現(xiàn)竹筍出土?xí)r筍中的淀粉和蔗糖會(huì)分解為單糖，用于竹筍生長(zhǎng)。李紫陽(yáng)等[11]證明隨著毛竹筍高度增加，木質(zhì)化程度和木質(zhì)素含量顯著增加。然而對(duì)于竹筍不同出土高度的代謝物變化情況尚不明晰。因此本研究基于廣泛靶向代謝組學(xué)方法對(duì)3 個(gè)不同生長(zhǎng)階段的毛竹筍進(jìn)行分析，同時(shí)與基本營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果相結(jié)合，闡明毛竹筍差異代謝物的動(dòng)態(tài)變化情況，旨在為毛竹筍的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究以及毛竹資源的開(kāi)發(fā)與科學(xué)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

毛竹筍樣品采集于浙江省杭州市臨安區(qū)毛竹示范培育基地（30°13’54”N；119°48’2”E），為比較毛竹筍生長(zhǎng)不同時(shí)期的代謝產(chǎn)物變化，采集5、20、40 cm出土高度的竹筍，根據(jù)竹筍的生物學(xué)特性，劃分為竹筍生長(zhǎng)的3 個(gè)不同時(shí)期，5 cm代表破土期、20 cm代表生長(zhǎng)期、40 cm代表快速生長(zhǎng)期，并將其編號(hào)為S1、S2、S3，各時(shí)期毛竹筍生長(zhǎng)情況如圖1所示。每個(gè)時(shí)期樣本采集3 個(gè)生物學(xué)重復(fù)（每個(gè)重復(fù)3 顆筍），竹筍剝?nèi)スS殼切去基部不可食用部分后，采集竹筍中部，然后立即于液氮中冷凍，并在-80 ℃冰箱中貯藏。

圖1 毛竹筍不同時(shí)期生長(zhǎng)情況Fig.1 Photographs of P. edulis shoots at different growth periods

甲醇、乙腈（均為色譜純）德國(guó)Merck公司；標(biāo)準(zhǔn)品（色譜純）美國(guó)Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Nexera X2超高效液相色譜（ultra-high performance liquid chromatography，UPLC）儀 島津（中國(guó)）有限公司；4500 QTRAP串聯(lián)質(zhì)譜（tandemmass spectrometry，MS/MS）儀 美國(guó)Applied Biosystems公司；Scientz-100F普通型冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；MM 400研磨儀 德國(guó)Retsch公司；CR-10 plus型色差儀 日本Konica Minolta公司；TA.XT plusC質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 生理指標(biāo)測(cè)定

色度使用色差儀進(jìn)行測(cè)定[12]；硬度使用質(zhì)構(gòu)分析儀進(jìn)行測(cè)定[13]；可溶性糖、淀粉和纖維素含量采用蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定[14]；游離氨基酸含量采用茚三酮顯色法測(cè)定[15]；總酚含量采用福林-酚比色法進(jìn)行測(cè)定[16]；黃酮含量采用亞硝酸鈉-硝酸鋁顯色法進(jìn)行測(cè)定[17]；全氮采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定[15]；VC含量采用紅菲咯啉比色法測(cè)定[18]；可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定[15]；木質(zhì)素含量采用乙?；ㄟM(jìn)行測(cè)定[19]；總灰分按照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；粗脂肪含量采用GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》中的酸水解法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 樣品的提取

將竹筍樣品放置于凍干機(jī)中真空冷凍干燥，用研磨儀在30 Hz條件下研磨至呈粉末狀；精確稱取100 mg研磨后的粉末，將其溶解于1.2 mL 70%甲醇溶液中，在4 ℃條件下過(guò)夜；將溶解后的溶液每30 min渦旋1 次，每次持續(xù)30 s，共渦旋6 次；然后12000 r/min離心10 min，在UPLCMS/MS分析前，上清液采用0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾。

1.3.3 基于UPLC-MS/MS系統(tǒng)的廣泛靶向代謝組學(xué)分析

樣品提取物分析使用UPLC-MS/MS系統(tǒng)。UPLC分析條件：色譜柱Agilent SB-C18（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；流動(dòng)相A為超純水（0.1%甲酸），流動(dòng)相B為乙腈（0.1%甲酸）；洗脫梯度：0.00 min，95% A，5% B；0.00～9.00 min，95%～5% A，5%～95 % B；9.00～10.00 min，5% A，95 % B；10.00～11.10 min，5%～95 % A，95%～5% B；11.10～14.00 min，95% A，5% B。將后續(xù)流出物連接到三重四極桿線性離子阱質(zhì)譜儀上。質(zhì)譜條件：電噴霧電離源，溫度550 ℃；離子噴霧電壓5500 V（正離子模式）/-4500 V（負(fù)離子模式）；離子源氣體I、氣體II和氣簾氣分別設(shè)置為50、60 psi和25.0 psi，碰撞誘導(dǎo)電離參數(shù)設(shè)置為高。通過(guò)進(jìn)一步去簇電壓（declustering potential，DP）和碰撞能（collision energy，CE）優(yōu)化，完成各個(gè)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)離子對(duì)的DP和CE。

1.4 數(shù)據(jù)分析

生理指標(biāo)測(cè)定中單個(gè)因素重復(fù)測(cè)定3 次，利用IBM SPSS Statistics 25.0進(jìn)行單因素方差分析，并采用隸屬函數(shù)法對(duì)毛竹筍各生長(zhǎng)階段的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其公式為：

式中：Xij為i階段j成分的測(cè)量值；Xjmin為所有階段j成分的最小值；Xjmax為所有階段j成分的最大值；i為某個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期；j為某項(xiàng)指標(biāo)。

廣泛靶向代謝組學(xué)數(shù)據(jù)利用邁維（武漢）生物技術(shù)有限公司自建MWDB數(shù)據(jù)庫(kù)、MultiaQuant軟件以及Analyst 1.6.3軟件進(jìn)行代謝物定性定量分析。結(jié)合主成分分析（principal component analysis，PCA）、正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）以及聚類分析對(duì)代謝組學(xué)數(shù)據(jù)完成多角度分析?；贠PLS-DA結(jié)果，將獲得的多變量分析OPLS-DA模型的變量重要性投影（variable importance in projection，VIP）與單變量分析的差異倍數(shù)（fold change，F(xiàn)C）結(jié)合，篩選出不同生長(zhǎng)階段差異的代謝物。熱圖采用邁維云平臺(tái)繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段的形態(tài)及營(yíng)養(yǎng)成分變化

如圖2所示，S1期竹筍整體呈乳白色，到S3期變?yōu)辄S綠色。色度值也印證了這一點(diǎn)（表1），S1到S3總色差顯著增加，亮度值無(wú)顯著差異，黃度值顯著增加。竹筍硬度隨竹筍高度的增加也呈顯著上升的趨勢(shì)。

表1 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段形態(tài)與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)Table 1 Changes in hardness,color and nutritional indexes of P. edulis shoots at different growth stages

圖2 不同生長(zhǎng)階段毛竹筍表觀形態(tài)變化Fig.2 Changes in visual appearance of P. edulis shoots at different growth stages

糖類可以直接為人體提供能量，總糖是影響竹筍風(fēng)味的因素之一[20-21]。如表1所示，毛竹筍中可溶性總糖含量隨生長(zhǎng)高度的增加呈下降趨勢(shì)，由S1期的5.88 mg/g下降到S3期3.88 mg/g。與此同時(shí)，淀粉和纖維素的含量隨生長(zhǎng)高度增加而上升，在S3期含量達(dá)到最高。筍是人類潛在的蛋白質(zhì)來(lái)源，在毛竹筍S3階段，筍體內(nèi)可溶性蛋白含量顯著下降，全氮含量也呈相同的趨勢(shì)。筍中蛋白質(zhì)的消耗速率增加會(huì)導(dǎo)致其存儲(chǔ)的蛋白質(zhì)大量減少，因此可溶性蛋白和全氮含量的下降可能與S3期竹筍生長(zhǎng)速率加快密切相關(guān)。游離氨基酸含量在毛竹筍的S2～S3階段顯著下降，氨基酸也是筍品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[22]。此外，灰分與粗脂肪含量隨生長(zhǎng)高度的增加含量上升，S3期灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了9.52%，粗脂肪含量達(dá)到4.50%。

如表1所示，隨生長(zhǎng)高度增加，毛竹筍中總酚含量在生長(zhǎng)期S2達(dá)到最高，在S3期顯著下降到5.87 mg/g。總黃酮和VC含量在S1到S2期間顯著下降，S3期含量基本不變。此外，竹筍中的木質(zhì)素含量由S1期的6.33%迅速上升，到S3含量達(dá)到9.27%，竹筍中木質(zhì)素含量的增加會(huì)導(dǎo)致口感品質(zhì)的下降。

2.2 竹筍不同生長(zhǎng)階段營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

如表2所示，破土期、生長(zhǎng)期與快速生長(zhǎng)期平均隸屬函數(shù)值分別為0.75、0.45和0.15，隸屬函數(shù)值越大，代表綜合品質(zhì)越好，說(shuō)明毛竹筍破土期具有較好的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味品質(zhì)。

表2 主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值Table 2 Membership function values of major nutritional quality indexes

2.3 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段代謝物總體分析

通過(guò)UPLC-MS/MS手段對(duì)毛竹筍3 個(gè)階段的代謝產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，共鑒定出765 個(gè)化合物。這些代謝物被分為13 類（圖3）。檢測(cè)到的所有代謝產(chǎn)物中，脂類化合物數(shù)量最多（19.3%），其次是酚酸類（18.8%）、氨基酸及其衍生物（12.4%）、生物堿（9.3%）、有機(jī)酸（9.2%）、糖及醇類（7.8%）、核苷酸及其衍生物（7.1%）、黃酮（5.5%）、木脂素和香豆素（2.5%）、維生素（2.5%）、萜類（2.2%）和醌類（0.4%）。

圖3 毛竹筍所有代謝產(chǎn)物的分類Fig.3 Classification of all metabolites of P. edulis shoots

為確定不同生長(zhǎng)階段竹筍的總體代謝差異和組內(nèi)樣本之間的變異度大小，對(duì)9 個(gè)樣品（3×3 個(gè)生物重復(fù)）進(jìn)行PCA和相關(guān)性分析。PCA結(jié)果表明（圖4），PC1可以解釋不同生長(zhǎng)階段的總方差和分離樣本的32.9%，PC2能解釋總方差的15.7%，說(shuō)明在毛竹筍生長(zhǎng)的不同階段，代謝產(chǎn)物的積累模式存在較大差異。通過(guò)相關(guān)性分析（圖5）發(fā)現(xiàn)竹筍各重復(fù)間的相關(guān)均大于0.92。上述結(jié)果表明，不同生長(zhǎng)階段組內(nèi)有較好的重復(fù)性，所獲得的代謝組數(shù)據(jù)可靠。

圖4 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段代謝組樣品間PCAFig.4 PCA plot of metabolome samples in P. edulis shoots at different growth stages

圖5 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段代謝組樣品間相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis among metabolome samples of P. edulis shoots at different growth stages

2.4 毛竹筍不同生長(zhǎng)階段差異累積代謝物分析

為了進(jìn)一步了解竹筍生長(zhǎng)不同階段（S1 vs S2，S2 vs S3）之間的代謝差異，對(duì)差異累積代謝物（differentially accumulated metabolites，DAMs）進(jìn)行分析，在篩選條件FC≥2或FC≤0.5且VIP＞1下，共篩選到203 個(gè)DAMs，每組的DAMs數(shù)量如圖6所示。S1與S2共鑒定到90 個(gè)DAMs，其中有51 個(gè)呈上調(diào)趨勢(shì)，39 個(gè)呈下調(diào)趨勢(shì)。在S2與S3中共鑒定到63 個(gè)DAMs，其中23 個(gè)呈上調(diào)表達(dá)，40 個(gè)呈下調(diào)表達(dá)。

圖6 不同對(duì)比下DAMs的統(tǒng)計(jì)Fig.6 Statistics of DAMs under different contrasts

進(jìn)一步通過(guò)聚類分析對(duì)發(fā)育過(guò)程中代謝組的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行概述。對(duì)203 個(gè)差異代謝物進(jìn)行評(píng)估后識(shí)別出了9 種表達(dá)模式Sub Class 1～9（圖7）。其中占比最高的Cluster 5（占總體22%）隨生長(zhǎng)階段變化不斷積累，在竹筍快速生長(zhǎng)期含量顯著增加，主要是酚酸類（44%）和脂質(zhì)（16%）表現(xiàn)出這種聚類；第2大類群Cluster 9，包括38 種代謝物，在S2～S3階段含量顯著積累，主要是脂質(zhì)（32%）、酚酸（16%）、有機(jī)酸（13%）和氨基酸及其衍生物（11%）。此外，Cluster 6和7主要包含黃酮、脂質(zhì)和部分氨基酸，在竹筍生長(zhǎng)過(guò)程中呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，只在S1期顯著富集。

圖7 DAMs表達(dá)模式熱圖（A）和K-means圖（B）Fig.7 Heatmap (A) and K-means plots (B) of DAM expression patterns

為了更直觀展示代謝物的總體差異情況，通過(guò)FC值計(jì)算，繪制代謝物含量差異動(dòng)態(tài)分布圖，標(biāo)注其中上調(diào)和下調(diào)前10 個(gè)代謝物。如圖8所示，隨著竹筍生長(zhǎng)，S2相比S1階段顯著上調(diào)物質(zhì)有S-烯丙基-L-半胱氨酸、L-酪胺、松香酸和苯基乙醇胺以及多個(gè)酚酸類物質(zhì)，下調(diào)的物質(zhì)有12-羥基氫化松香酸甲酯、褪黑激素、新綠原酸和多個(gè)黃酮類物質(zhì)如槲皮素-3-O-蕓香糖苷（蘆?。?、槲皮素-7-O-蕓香糖苷等。而在S2生長(zhǎng)到S3過(guò)程中，芹菜素、肉桂酸和9-(阿拉伯糖基)次黃嘌呤等含量顯著增加，色胺、順-N-阿魏羥色胺、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸、甘磷酸膽堿GPC等顯著下降。可以看到顯著變化的差異代謝物中，上調(diào)類物質(zhì)以酚酸為主，下調(diào)類物質(zhì)S1 vs S2以黃酮為主，S2 vs S3以生物堿為主，其中也有多個(gè)氨基酸和脂質(zhì)類物質(zhì)發(fā)生變化。結(jié)合聚類分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)毛竹筍生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)變化的差異代謝物主要集中在脂質(zhì)類、氨基酸類、有機(jī)酸類、酚酸類以及黃酮和生物堿類化合物。

圖8 不同生長(zhǎng)時(shí)期代謝物含量差異動(dòng)態(tài)分布Fig.8 Dynamic distribution of differences in metabolite contents at different growth stages

2.4.1 脂質(zhì)類化合物

脂質(zhì)是人體重要的營(yíng)養(yǎng)素之一，能夠供給機(jī)體所需的能量和脂肪酸[23]。脂質(zhì)還是酯類化合物合成的前體代謝物，竹筍中已有研究表明酯類是主要的風(fēng)味物質(zhì)之一[24]。毛竹筍中共檢測(cè)到37 個(gè)差異累積脂質(zhì)（圖9），其中多數(shù)脂質(zhì)隨生長(zhǎng)高度的增加相對(duì)含量呈上升趨勢(shì)，其中以溶血磷脂酰乙醇胺類表現(xiàn)的最為顯著，這類物質(zhì)與促進(jìn)果實(shí)成熟、提高果實(shí)品質(zhì)穩(wěn)定性及延緩植物組織衰老密切相關(guān)[25-26]。但也有例外，甘油酯類、甘磷酸膽堿GPC以及部分游離脂肪酸均在竹筍S1階段顯著富集，在S2～S3階段顯著下降（圖8、9）。其中甘磷酸膽堿GPC是一種水溶性磷脂代謝產(chǎn)物，具有降脂健腦等多種功效[27]。

圖9 差異累積脂質(zhì)在竹筍生長(zhǎng)中的變化情況Fig.9 Variation of differentially accumulated lipids during bamboo shoot growth

2.4.2 氨基酸及其衍生物

竹筍中氨基酸含量豐富，能夠提供人體所需的17 種氨基酸[22,28-29]。通過(guò)靶向代謝組測(cè)定，發(fā)現(xiàn)毛竹筍中有22 種氨基酸及其衍生物在不同生長(zhǎng)階段出現(xiàn)顯著差異（圖10）。不同階段差異顯著氨基酸包含L-纈氨酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-高甲硫氨酸和L-精氨酸，其中L-天冬氨酸、L-纈氨酸與L-精氨酸在S1期顯著富集，L-谷氨酸與L-高甲硫氨酸在S2具有較高的表達(dá)水平。而對(duì)于氨基酸衍生物，5-氧化脯氨酸、N-甲酰-L-蛋氨酸、N-α-乙酰基-L-鳥氨酸等在S1期顯著富集，N-單甲基-L-精氨酸、S-烯丙基-L-半胱氨酸、N-乙?；?半胱氨酸等在S2期顯著富集，L-酪胺、谷胱甘肽還原型、γ-L-谷氨酸-L-半胱氨酸等在S3期顯著富集。在竹筍高生長(zhǎng)中，天冬氨酸和谷氨酸作為鮮味氨基酸，其相對(duì)含量在S1和S2表達(dá)量高，說(shuō)明竹筍在S1、S2階段鮮味特征明顯[30-31]。而谷胱甘肽代謝通路中谷胱甘肽還原型及其前體化合物γ-L-谷氨酸-L-半胱氨酸含量在S1到S3階段含量不斷增加，表明在S3期毛竹筍的谷胱甘肽氧化型向還原型轉(zhuǎn)化，該階段毛竹筍的抗氧化性提高。

圖10 差異累積氨基酸及其衍生物在竹筍生長(zhǎng)中的變化情況Fig.10 Variation of differentially accumulated amino acids and their derivatives during bamboo shoot growth

2.4.3 有機(jī)酸類化合物

有機(jī)酸是一類具有羧基的化合物，在植物中的有機(jī)酸可作為碳源、增強(qiáng)植物抗性、影響氨基酸合成、抑菌等[32-33]。毛竹筍中多數(shù)有機(jī)酸在竹筍生長(zhǎng)的S2、S3期具有較高表達(dá)（圖11），如1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸、γ-氨基丁酸、苯丙酮酸、琥珀酸和蘋果酸等。檸檬酸、異檸檬酸、奎寧酸和α-酮戊二酸等除外，在S1、S2期含量維持較高水平，S3期含量最低。其中1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸、γ-氨基丁酸都與乙烯合成有關(guān)[34]，苯丙酮酸是木質(zhì)素合成途徑的前體化合物[35]。此外，有機(jī)酸中琥珀酸、檸檬酸、異檸檬酸、酮戊二酸等都是三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，隨著竹筍生長(zhǎng)高度增加，琥珀酸、蘋果酸呈上調(diào)趨勢(shì)，而檸檬酸、異檸檬酸、酮戊二酸與之相反，從S1～S3積累水平不斷下降。

圖11 差異累積有機(jī)酸在竹筍生長(zhǎng)中的變化情況Fig.11 Variation of differentially accumulated organic acids during bamboo shoot growth

2.4.4 酚酸類化合物

植物性食物中的酚酸類化合物在維持人體健康方面表現(xiàn)出多種益處，具有優(yōu)異的抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)膽固醇等功能[36-39]，酚酸主要通過(guò)果蔬和谷物攝入，而竹筍是一種富含兒茶素、咖啡酸、綠原酸等酚酸類物質(zhì)的植物性食物[40-41]。毛竹筍中檢測(cè)到了大量的酚酸類物質(zhì)（圖12），多數(shù)在竹筍S2～S3階段相對(duì)含量較高，如苯甲酸、芥子醇、松柏醇、肉桂酸、熊果苷。但三羥基肉桂?？鼘幩?、丁香酸、新綠原酸、2-氨基-3-甲氧基苯甲酸、苯甲酰胺和2-苯乙醇這6 個(gè)酚酸例外，在S1期表達(dá)量顯著高于S2與S3期。其中在毛竹筍生長(zhǎng)期與快速生長(zhǎng)期，作為木質(zhì)素合成前體的松柏醇、芥子醇，以及能夠提高植物耐受性的苯甲酸、肉桂酸等酚酸相對(duì)含量顯著提高，新綠原酸相對(duì)含量顯著降低，表明竹筍快速生長(zhǎng)期部分功能性成分減少，但許多酚酸與增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力密切相關(guān)。

圖12 竹筍不同生長(zhǎng)階段酚酸類化合物的差異累積Fig.12 Differential accumulation of phenolic acids in bamboo shoots at different growth stages

2.4.5 黃酮和生物堿類化合物

黃酮類化合物對(duì)生物體代謝調(diào)節(jié)有重要作用，可以起到清除自由基、抗腫瘤、抗癌、抑菌等作用[42]，因此近年來(lái)，黃酮的生物活性開(kāi)始在食品行業(yè)中被應(yīng)用[43-44]。許多研究表明竹筍中含有豐富的黃酮類化合物[45-46]。通過(guò)代謝組學(xué)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)毛竹筍中的黃酮主要以黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、黃酮碳糖苷的形式存在（圖13A），在竹筍的生長(zhǎng)過(guò)程中，多數(shù)黃酮在S1期顯著富集，S2期顯著降低，槲皮素-3-O-半乳糖苷（金絲桃苷）、異金絲桃苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷（異槲皮苷）、槲皮素-3-O-蕓香糖苷（蘆丁）、柚皮素、紫鉚素等均表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。然而，香葉木素、麥黃酮、沙可林B、水仙苷、異鼠李素-3-O-新橙皮糖苷和芹菜素及其下游代謝物牡荊素在S3期含量顯著增加。

生物堿類物質(zhì)是植物中的重要活性成分，且其含量變化與調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫密切相關(guān)[47]。毛竹筍中共監(jiān)測(cè)到生物堿17 種，其中有6 種在S2～S3階段變化極為顯著（圖13B），對(duì)香豆?；贰⑸?、N-阿魏酰五羥色胺和順-N-阿魏羥色胺相對(duì)含量顯著下降，褪黑激素含量顯著上升。其中色胺是褪黑激素合成途徑的上游代謝物，說(shuō)明快速生長(zhǎng)期消耗大量色胺用于合成褪黑激素。褪黑激素能夠協(xié)同多種植物激素調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高植物應(yīng)對(duì)脅迫的能力[48]。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)廣泛靶向代謝組學(xué)分析方法結(jié)合生理指標(biāo)測(cè)定，對(duì)毛竹筍不同生長(zhǎng)階段的成分進(jìn)行了鑒定。研究結(jié)果顯示，毛竹筍隨生長(zhǎng)高度增加黃度值和硬度值均顯著增加，與此同時(shí)，口感相關(guān)指標(biāo)如木質(zhì)素和纖維素含量顯著上升，糖類、蛋白質(zhì)、游離氨基酸等決定竹筍營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的指標(biāo)顯著下降，竹筍總酚、黃酮和VC含量在3 個(gè)生長(zhǎng)階段中也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，隸屬函數(shù)分析表明毛竹筍破土期具有較好的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味品質(zhì)。進(jìn)一步對(duì)不同生長(zhǎng)期的代謝物分析，共鑒定出765 個(gè)化合物，其中有203 個(gè)代謝物出現(xiàn)差異累積，并通過(guò)熱圖對(duì)毛竹筍差異代謝物的動(dòng)態(tài)變化情況進(jìn)行全面分析。結(jié)果表明多數(shù)黃酮類（蘆丁等）、游離脂肪酸（9-羥基-12-氧代-10E,15Z-十八碳二烯酸等）、氨基酸（天冬氨酸、精氨酸等）以及少量酚酸（新綠原酸等）富集在破土期，這些化合物可能與毛竹筍的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)密切相關(guān)。大部分脂質(zhì)類（溶血磷脂乙醇胺、溶血磷脂酰膽堿等）、氨基酸衍生物（谷胱甘肽還原型、L-酪胺等）、有機(jī)酸類（苯丙酮酸、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸等）、酚酸類（芥子醇、肉桂酸等）以及褪黑激素隨生長(zhǎng)高度增加相對(duì)含量呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明盡管毛竹筍生長(zhǎng)期與快速生長(zhǎng)期風(fēng)味品質(zhì)降低，但依舊含有豐富的功能活性物質(zhì)，而且這些化合物可能與增強(qiáng)竹筍抗性、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。本研究通過(guò)代謝組學(xué)方法闡述了毛竹筍不同生長(zhǎng)階段主要差異代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化，為毛竹筍的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究以及毛竹資源的開(kāi)發(fā)與利用提供理論依據(jù)。