贵州八种竹笋营养成分含量分析及综合评价

何大敏,缪荣浩,路纪芳,付冬梅,方维业,孙亚茹,展茂魁

(遵义市林业科学研究所,贵州 遵义,563000)

摘 要 为系统分析评价贵州省内主要竹种(毛金竹、水竹、桂竹、斑苦竹、金佛山方竹、毛竹、平竹、篌竹)竹笋营养成分差异,采用国家标准方法对8种竹笋的常量营养素、维生素、矿物质及氨基酸进行测定与分析。结果表明,8种竹笋的水分介于90.70%~93.10%;斑苦竹脂肪含量(1.50 g/100 g)显著高于其他竹种(脂肪含量均≤0.30 g/100 g);水竹、平竹和篌竹的蛋白质含量显著高于其他竹种;桂竹的还原糖和总糖含量显著高于其他竹种;水竹的灰分和维生素B1 含量最高,平竹的维生素B2 和维生素C含量最高;在矿物质元素方面,8种竹笋均富含钙、磷、钾、镁、锌,桂竹和金佛山方竹中未检出钠,水竹和桂竹中未检出铁;8种竹笋的必需氨基酸(essential amino acids,EAA)/总量氨基酸(total amino acids,TAA)介于32.64 %~41.56%,蛋氨酸为所有竹种竹笋的第一限制性氨基酸;运用主成分分析综合评价,得分排序依次为金佛山方竹>斑苦竹>水竹>平竹>桂竹>毛金竹>篌竹>毛竹;聚类分析将8种竹笋划分为两类,其中金佛山方竹、斑苦竹、水竹归为一类,表现出低糖、矿物质含量丰富、氨基酸组成平衡的优质营养特征。该研究结果可为贵州地区笋用竹种筛选及食品加工提供科学依据。

关键词 贵州竹笋;营养成分;氨基酸评价;主成分分析;综合评价

竹类植物作为全球重要的生态与经济资源,广泛分布于热带至温带地区,在全世界有88属1 642种,中国分布有39属857种[1]。中国拥有全球最丰富的竹资源,竹林面积为7.56 ×106 hm2,占森林面积的3.31%[2]。竹笋因其鲜嫩质地与独特风味被誉为“寒土山珍”,是备受推崇的天然绿色健康食品。竹笋的卓越营养价值已被广泛证实,竹笋含全部8种必需氨基酸(essential amino acids,EAA),游离氨基酸含量高达4.03 g/100 g(干重),显著高于其他蔬菜[3],且其蛋白组分对胃癌和结肠癌细胞具有显著抑制活性的作用[4]。膳食纤维占总碳水化合物的60%~90%[5],具备调节脂肪代谢[6]、降低油炸食品吸油率[7]及改善肉制品质构[8]等功能。脂肪含量低(0.3~3.97 g/100 g鲜重),但富含功能性脂质(非极性脂∶糖脂∶磷脂=17∶27∶56)[9];矿物质谱系完整,富含钾、磷、钙、镁及铁、锌、硒等微量元素,对缓解“隐性饥饿”具有潜力[10]。同时竹笋含黄酮、多酚、植物甾醇等,其纤维组分被列为新型功能性食品成分[11],在代谢性疾病防控中展现治疗价值[12]

现有研究表明,竹笋营养品质受地形、土壤、气候等产地环境影响,任春春等[13]在对贵州境内不同产区金佛山方竹(Chimonobambusa utilis)的竹笋营养及功能成分进行剖析时发现,不同产区金佛山方竹的蛋白质、总糖、膳食纤维、矿物质含量均存在显著差异。浙江桐庐县相同经营措施下,不同海拔的高节竹(Phyllostachys prominens)竹笋的蛋白质含量无显著差异,但氨基酸含量存在明显差异,低海拔的高节竹笋在氨基酸营养价值、利用率和平衡程度上较高海拔的更好[14]。与林地和河岸冲积地栽培的麻竹(Dendrocalamus latiflorus)竹笋相比,农业用地栽培的麻竹笋蛋白质、粗纤维、灰分及氨基酸总量含量更高,口感更好[15]。此外,竹笋的营养品质还受品种、年龄等遗传因素影响[16],张万萍等[17]对贵州不同山地竹笋的品质分析研究表明,桐梓金佛山方竹笋的蛋白质、粗纤维、粗脂肪及氮、磷、钾含量均显著高于其他产区竹笋,赤水的楠竹冬笋相对春笋来说,纤维素更低、维生素含量更高,品质和口感更好。李彬等[18]对重庆市种植面积较大的7种笋用竹竹笋进行营养品质分析,结果表明,与雷竹(Phyllostachys violascens)、高节竹、红哺鸡竹(Phyllostachys iridescens)、麻竹相比,金佛山方竹、刺黑竹(Chimonobambusa purpurea)、绿竹(Bambusa oldhamii)的竹笋食味品质和营养价值表现更好,金佛山方竹笋的纤维素含量和单宁含量最低。何大敏等[19]、伍明理等[20]、陈中爱等[21]的研究也表明不同竹种的竹笋营养品质具有明显差异。

尽管竹笋的营养研究已取得进展,关键局限仍存,现有研究多集中于大宗竹种(如毛竹Phyllostachys edulis),对区域特色种类(如贵州多样性资源)的系统评价严重不足。多数研究聚焦单一营养素(如蛋白质或纤维),对常量营养(水分、能量、蛋白、脂肪、碳水、纤维)、维生素谱、矿物质群及全谱氨基酸的同步量化分析较少[22]。传统指标排序难以整合多维数据;虽有多元统计[如主成分分析(principal component analysis,PCA)、聚类]在食品领域的应用范例[23],但其在区域特色竹笋资源分级与优育中的实践仍属空白。贵州省作为中国竹类多样性热点,孕育毛金竹(Phyllostachys nigra var. henonis)、水竹(Phyllostachys heteroclada)、斑苦竹(Pleioblastus maculatus)等丰富资源,缺乏系统性营养评估。本研究对贵州的毛金竹、水竹、桂竹(Phyllostachys reticulata)、斑苦竹、金佛山方竹、毛竹、平竹(Chimonobambusa communis)、篌竹(Phyllostachys nidularia)8种竹笋进行综合营养比对。测定常量营养、维生素、矿物质、氨基酸等33项指标,创新性融合PCA、聚类分析及限制性氨基酸评价模型,构建多维品质分级体系。以期揭示竹种间营养品质差异,筛选综合营养最优种质,解析氨基酸平衡性,建立营养-功能关联框架,为贵州优质笋用竹种筛选、深加工及产业升级提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集及处理

本研究选取了贵州省内广泛分布且具有重要经济价值的8种竹类作为研究对象,分别为:毛金竹、水竹、桂竹、斑苦竹、金佛山方竹、毛竹、平竹和篌竹。每种竹笋采集3份。采样工作覆盖了贵州省内遵义市、铜仁市、黔西南布依族苗族自治州等3个地级市(州),采样地点信息如表1所示。

表1 采样地及样本具体信息
Table 1 Sampling locations and detailed sample information

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理

2024年5月至2025年5月在不同竹笋生长盛期采集笋样,采集生长高度约30 cm的健康竹笋,每份竹笋采集3 kg,带壳放入已放置冰袋的保鲜泡沫箱中,立即送贵州省检测技术研究应用中心检测。将竹笋剥去笋壳及去除不可食用部分,取可食部分处理进行指标检测。

1.2.2 指标测定

水分含量的测定依照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》,采用直接干燥法在105 ℃条件下进行;脂肪含量依据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》,采用索氏抽提法进行测定;蛋白质含量测定依据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮法测定;膳食纤维含量参照GB 5009.88—2023《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》采用酶重量法测定;灰分含量根据GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》采用高温灼烧法在马弗炉中测定;还原糖含量参照GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》采用直接滴定法进行定量;总糖含量依照GB 5009.8—2023《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》采用酸水解-莱茵-埃农氏法测定。

维生素类的测定全部采用HPLC,分别依据:GB 5009.84—2016《食品安全国家标准 食品中维生素B1的测定(含第1号修改单)》、GB 5009.85—2016《食品安全国家标准 食品中维生素B2 的测定》、GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》。

矿物质含量方面:钾、钙、镁、铁、锌的测定依据GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》,采用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)进行分析;钠含量采用GB 5009.91—2017《食品安全国家标准 食品中钾、钠的测定》中的电感耦合等离子体发射光谱法测定;磷含量则按照GB 5009.87—2016《食品安全国家标准 食品中磷的测定》采用电感耦合等离子体发射光谱法(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)测定。

氨基酸组成的分析依据GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》,使用氨基酸自动分析仪,测定EAA(如赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸等)与非必需氨基酸(如谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸等)共计16种。

1.2.3 氨基酸营养评价

参照卢冉等[24]的方法,计算氨基酸比值(ratio of amino score,RAA)、氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid,RC)、氨基酸比值系数分(score of RC,SRC)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)。RAA、RC和SRC计算如公式(1)、(2)、(3)所示:

式中:CV=标准差/均数。标准模式联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界卫生组织(World Health Organization,WHO)(2013)标准,本研究未检测半胱氨酸,以蛋氨酸代替蛋氨酸+半胱氨酸。EAAI计算如公式(4)所示:

式中:n 为必需氨基酸的个数,亮氨酸a、缬氨酸a、…、赖氨酸a、组氨酸a 为样品中氨基酸含量,亮氨酸b、缬氨酸b、…、赖氨酸b、组氨酸b为标准模式中氨基酸含量。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2016和SPSS 26.0软件进行数据统计分析。采用Origin Pro 2021进行PCA和聚类分析,筛选特征值大于1的因子作为主成分,得到原始数据相关矩阵的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率等,根据所得信息对不同竹种竹笋进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 贵州省8种竹笋营养成分含量分析

2.1.1 常量营养素

根据8种竹笋常量营养素含量数据可知(表2),8种竹笋的水分含量均高于90%,斑苦竹水分显著高于其他竹种,篌竹水分显著低于其他竹笋。脂肪含量极端分化,斑苦竹的脂肪含量(1.50 g/100 g)显著高于其他竹笋,是其他竹笋的5~8.8倍,其他竹笋脂肪含量均较低且彼此无显著差异。蛋白质含量梯度明显,水竹、平竹和篌竹的蛋白质含量在3.06~3.11 g/100 g,彼此无显著差异,显著高于其他4种竹笋;毛金竹、桂竹、斑苦竹、金佛山方竹、毛竹的蛋白质含量较低且彼此无显著差异(2.41~ 2.61 g/100 g)。膳食纤维含量在8种竹笋中无显著差异,以金佛山方竹(33.73 g/100 g)含量最高。水竹的灰分含量(19.89 g/100 g)显著高于其他所有竹种,毛竹的灰分含量显著低于其他竹笋。糖类(还原糖&总糖)含量在竹种间差异大,8种竹笋的还原糖含量为4.36~19.52 g/100 g,其中桂竹显著最高,毛金竹和篌竹次之且彼此无差异,水竹、斑苦竹、金佛山方竹含量最低且彼此无差异,毛竹和平竹居中且彼此无差异;8种竹笋的总糖含量为4.77~21.18 g/100 g,其中桂竹中含量显著高于其他竹笋,其次为毛金竹、毛竹、平竹、篌竹且彼此无显著差异,水竹、斑苦竹、金佛山方竹总糖含量彼此无显著差异但显著低于其他竹笋。

表2 八种竹笋常量营养素含量比较 单位:g/100 g
Table 2 Comparison of nutrient contents in eight types of bamboo shoots

注:同一行不同字母表示差异显著(P <0.05),同一行字母相同表示差异不显著(P >0.05),除水分外,其余指标均以干重计(下同)。

综上,8种竹笋在常量营养素组成上存在显著的种间差异。水竹、平竹、篌竹是高蛋白的优质选择。斑苦竹是独特的高脂肪竹笋,与其他种类截然不同。桂竹是高糖(尤其还原糖)竹笋。水竹的灰分含量最高。除斑苦竹外,所有竹笋都是典型的低脂肪、高水分食品。除金佛山方竹外,膳食纤维含量中等偏低。

2.1.2 维生素类

如表3所示,8种竹笋在维生素含量上存在显著差异(P <0.05)。维生素B1 的含量为0.57~0.98 mg/100 g,水竹的维生素B1 含量最高,其次为斑苦竹、桂竹、篌竹,彼此间无显著差异,但显著高于毛竹和平竹。维生素B2 含量为0.54~1.18 mg/100 g,维生素B2 含量以平竹中最高,显著高于其他竹种;桂竹次之,与斑苦竹无显著差异,但显著高于毛金竹、水竹、金佛山方竹、毛竹、篌竹;毛竹中的维生素B2 含量最低。8种竹笋的维生素 C含量为 44.01~175.57 mg/100 g,彼此间差异显著,平竹同样表现出最高的维生素C含量,和金佛山方竹无显著差异,但显著高于其他6种竹笋;毛金竹、水竹、桂竹、毛竹的含量彼此间无显著差异,但均显著低于斑苦竹、金佛山方竹、平竹;篌竹居中,与斑苦竹无显著差异,显著低于金佛山方竹、平竹。总体而言,水竹维生素B1 含量最高,平竹在维生素B2 和维生素C含量上均表现卓越,金佛山方竹亦是维生素C的优质来源。

表3 八种竹笋维生素含量比较 单位:mg/100 g
Table 3 Comparison of vitamin contents in eight types of bamboo shoots

2.1.3 矿物质元素

8种竹笋在矿物质元素含量上呈现出显著差异(P <0.05)(表4)。8种竹笋的钙含量为0.83~2.53 g/kg,钙含量以金佛山方竹最高,其次为斑苦竹,显著高于桂竹、平竹、毛金竹、水竹、毛竹、篌竹。8种竹笋的磷含量为4.53~7.68 g/kg,彼此间差异不显著,在金佛山方竹中含量最高,依次为水竹、篌竹、毛金竹、平竹、桂竹、斑苦竹、毛竹。8种竹笋的钾含量为27.40~74.93 g/kg,以水竹中含量最高,与金佛山方竹和斑苦竹无显著差异,但显著高于毛金竹、桂竹、毛竹、平竹、篌竹,毛竹含量最低。8种竹笋的镁含量为0.98~2.37 g/kg,以斑苦竹中镁含量最高,其次为水竹,显著高于篌竹、桂竹、金佛山方竹、毛金竹、平竹、毛竹。钠在桂竹和金佛山方竹中未被检测出,其余6种竹笋中含量为53.00~522.69 mg/kg,篌竹的钠含量最高,与毛竹无显著差异,但显著高于平竹、毛金竹、斑苦竹、水竹。铁在水竹和桂竹中未被检出,其余6种竹笋中含量为40.20~130.56 mg/kg,在毛金竹中表现出最高含量,与斑苦竹、金佛山方竹、毛竹无显著差异,但显著高于平竹和篌竹。8种竹笋的锌含量为58.63~89.54 mg/kg,锌含量在毛竹中最高,篌竹次之,与毛竹中含量仅相差0.29 mg/kg,二者与水竹、金佛山方竹、毛金竹无显著差异,但显著高于斑苦竹、平竹、桂竹。

表4 八种竹笋矿物质元素含量比较
Table 4 Comparison of mineral element contents in eight types of bamboo shoots

注:“—”表示未检出。

2.1.4 氨基酸

如表5所示,8种竹笋的氨基酸总量为1.693~2.364 g/100 g,其氨基酸组成呈现显著的种间特异性差异(P <0.05)。篌竹的总量氨基酸(total amino acids,TAA)最高,其次为平竹、桂竹、水竹、毛竹,与这4种竹笋无显著差异,但显著高于毛金竹、金佛山方竹、斑苦竹。在必需氨基酸中,篌竹的苯丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸及组氨酸含量显著占优;平竹富含赖氨酸与苏氨酸;桂竹的异亮氨酸和缬氨酸含量显著高于其他竹种;水竹的酪氨酸含量显著高于其他竹种。桂竹的EAA最高,其次为篌竹、平竹,3个竹种的EAA值无显著差异,但明显高于其他5个竹种。在非必需氨基酸中,平竹在丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸及丝氨酸含量上全面领先;篌竹的精氨酸与天门冬氨酸含量显著较高;毛金竹的酪氨酸含量显著高于其他竹种。总之,篌竹、平竹和水竹在必需氨基酸中表现突出,桂竹独享支链氨基酸优势(异亮氨酸、缬氨酸);非必需氨基酸以平竹为综合最优,篌竹与毛金竹分别在酸性氨基酸和芳香族氨基酸中具特异性富集。

表5 八种竹笋氨基酸含量比较 单位:g/100 g
Table 5 Comparison of amino acid contents in eight types of bamboo shoots

注:表示该氨基酸为EAA;总量氨基酸(total amino acids,TAA):16种氨基酸总量;EAA/TAA:必需氨基酸占氨基酸总量比例。

EAA/TAA更能反映蛋白质的营养价值,按照FAO/WHO推荐的 EAA/TAA理想值为 40% 左右[25],本研究中8种竹笋氨基酸EAA/TAA介于32.64%~41.56%(表5),各竹笋的EAA/TAA高低顺序为:桂竹>金佛山方竹>篌竹>平竹>斑苦竹>毛金竹>水竹>毛竹。桂竹的EAA/TAA最高,为41.56%,说明其必需氨基酸含量相对更丰富,是营养价值最高的竹种;金佛山方竹(38.25%) 与篌竹(38.20%)紧随其后,也具备较高的必需氨基酸比例,适合作为优质植物蛋白来源;相较之下,毛竹(32.64%)和水竹(34.88%)的EAA/TAA值较低,说明其蛋白质营养结构相对不够理想。桂竹和篌竹的TAA值和EAA/TAA值表现出一致性较高,说明其在含有丰富的氨基酸总量的同时,必需氨基酸的比例也更合理,整体蛋白质量较优;毛竹的TAA值较高,但EAA/TAA值最低,反映总氨基酸丰富不一定具有高营养。

8种竹笋的RAA、RC、SRC和EAAI如表6所示,结果表明,苯丙氨酸+酪氨酸的RAA在8个竹种中普遍较高,尤其是在水竹、毛金竹、桂竹中,表明芳香族氨基酸含量丰富。桂竹的异亮氨酸RAA高达2.93,明显高于其他竹种。所有竹种竹笋中蛋氨酸的RAA(0.47~0.61)和RC(0.31~0.48)最低,表明蛋氨酸是第一限制性氨基酸。SRC反映氨基酸组成的平衡性,其值越接近100,蛋白质营养价值越高,8种竹笋的SRC值高低顺序为金佛山方竹>斑苦竹>平竹>篌竹>毛竹>桂竹>毛金竹>水竹。EAAI反映必需氨基酸整体满足标准的程度,其值越大,氨基酸组成越均衡,蛋白质质量越高,8种竹笋的EAAI值高低顺序为桂竹>篌竹>毛金竹>毛竹>平竹>金佛山方竹>水竹>斑苦竹。

表6 八种竹笋的RAA、RC、EAAI、SRC分析
Table 6 Analysis of RAA,RC,EAAI,and SRC in eight types of bamboo shoots

2.2 贵州省8种竹笋品质的综合评价

2.2.1 PCA

筛选15个营养指标进行PCA,基于特征值大于1,共提取出5个主成分,特征值分别为5.069,3.398,2.711,1.954,1.153,分别解释了33.80%,22.65%,18.07%,13.03%,7.69%,累计方差贡献率达95.23%,可以解释绝大部分原始变量信息。提取出的5个主成分各指标载荷矩阵见表7,主成分1中正载荷最大的指标是钾,其次为水分、镁、钙、脂肪、灰分、维生素B1,负载荷最大的是总糖。主成分2中正载荷较大的指标主要有蛋白质、磷、氨基酸、灰分,负载荷最大的是脂肪。主成分3中正载荷最大的是膳食纤维,其次为维生素C,负载荷最大的是维生素B1。主成分4正载荷较大的指标是维生素B2、总糖,负载荷最大的指标是锌。主成分5正载荷较大的指标是总糖、维生素B1、膳食纤维,负载荷最大的是维生素C。

表7 主成分载荷矩阵和方差贡献率
Table 7 Principal component load matrices and variance contribution rates

2.2.2 综合评价

根据表7中的载荷值和特征值计算出5个主成分的因子得分系数,以15个营养指标标准化后的数据为自变量,获得5个主成分的方程表达式分别为:

根据5个主成分相对方差贡献率权重,建立综合得分模型:

由表8可知。8个竹笋的综合得分排序为金佛山方竹>斑苦竹>水竹>平竹>桂竹>毛金竹>篌竹>毛竹,金佛山方竹综合得分最高(0.833),其成分3得分2.533,是5个主成分中得分最高的,其次为成分1,说明其品质特点是高膳食纤维、高维生素C和高钙,综合营养品质最好。斑苦竹的成分1得分最高,说明其含有丰富的矿物质和高脂肪含量。水竹和篌竹的成分2得分最高,说明其含有丰富的蛋白质和氨基酸。平竹的维生素C含量最高,使其在成分3得分最高。桂竹成分4得分最高,说明维生素B含量较高。毛金竹的成分5得分最高,成分1含量最低,说明其含有比较多的糖类,但矿物质相对缺乏。毛竹所有成分得分均为负值,其综合营养品质最低。

表8 八种竹笋综合得分
Table 8 Comprehensive scores of eight types of bamboo shoots

2.2.3 聚类分析

采用K-means聚类算法对8个竹笋进行样本聚类分析,经肘部法则(elbow method)和轮廓系数验证,确定最佳聚类数K=2。结果见表9,将8个竹笋分为两类。第一类包含毛金竹、篌竹、平竹、毛竹、桂竹5个竹笋品种,其特点为:a)氨基酸组成优良,蛋白质质量高,EAA含量普遍较高,除平竹外,EAA/TAA明显高于第二类,显示出蛋白质质量更优;b)矿物质与维生素各具特色,毛竹锌含量突出(89.54 mg/kg),平竹维生素B2 和维生素C含量最高,篌竹矿物质综合表现强;c)糖类含量高,5个竹种的总糖和还原糖含量排前5位,其中桂竹还原糖和总糖含量最高。此类竹笋适宜作为综合型营养竹笋开发,适合开发富含优质蛋白、氨基酸平衡的营养食品和高能量、高蛋白的功能食品,如即食竹笋、运动营养补充剂、即食能量棒等。第二类则是水竹、斑苦竹、金佛山方竹3个竹笋品种,其特点是:a)营养品质较好,在综合营养评分中,位列前3,糖分含量均较低,在膳食纤维、蛋白质、矿物质和维生素等方面协调性较好;b)特色营养成分突出,金佛山方竹膳食纤维和钙、磷含量最高,维生素C含量较高,斑苦竹脂肪含量显著高于其他竹种,水竹矿物质钾、镁含量丰富。此类竹笋适宜作为功能性营养竹笋开发,如高钙食品、抗氧化食品、高脂肪的功能油脂、低糖健康食品、矿物质补充型调味竹笋等。

表9 八种竹笋聚类结果分析
Table 9 Cluster analysis results of eight types of bamboo shoots

3 结论与讨论

竹笋的次生代谢产物受基因调控,且矿物质富集能力受土壤元素含量影响,本研究中8种竹笋的常量营养素、维生素、矿物质及氨基酸含量存在显著种间差异,这种差异主要源于竹种的遗传背景和产地环境[1,26]。毛竹的还原糖(6.37 g/100 g)低值可能与其生长期的能量储存代谢相关,印证了郭明阳等[27]提出的竹笋生长阶段代谢物动态变化理论。金佛山方竹钙含量(2.53 g/kg)明显高于毛金竹、水竹、桂竹、毛竹、平竹、篌竹,与陈中爱等[21]的研究结果一致,方竹笋的钙含量比马蹄笋、大头笋、麻竹笋和甜笋更高。8种竹笋的必需氨基酸占总氨基酸含量的比例(EAA/TAA)为32.64%~41.56%,其中金佛山方竹的EAA/TAA为38.25%,相较任春春[13]等对金佛山方竹笋的检测结果(EAA/TAA值为17.64%~37.20%)更高,但低于陈中爱[21]等的研究结果(44%),这可能与生长环境和采样处理时间有关。值得注意的是,桂竹的支链氨基酸(异亮氨酸+缬氨酸)占EAA总量的46.10%,可能促进人体蛋白质合成效率。

时俊帅等[14]的研究表明高节竹笋的第一限制氨基酸为苏氨酸,但本研究中8种竹笋的第一限制氨基酸均为蛋氨酸,这可能与竹笋种类和经营措施不同有关。本研究中除斑苦竹外,其他7种竹笋的脂肪含量均小于0.30 g/100 g,与常见竹笋脂肪含量相差不大[26],但斑苦竹的脂肪含量为1.50 g/100 g,明显高于其他竹笋,与部分蔬菜相当,其高脂肪特性可能与特殊环境下的脂质代谢调控相关,但具体机制尚需验证。

本研究通过对贵州省8种竹笋的营养成分进行系统分析,揭示了不同竹种间的显著营养差异及其潜在应用价值。金佛山方竹、斑苦竹、水竹表现出最优的综合营养价值,其中金佛山方竹具有高钙、高磷、高膳食纤维、高维生素C和均衡氨基酸组成,适合作为高钙和维生素C产品开发的食材来源;斑苦竹具有脂肪含量最高、镁含量突出、氨基酸总量高的特点,可作为油脂性功能食品开发;水竹具有灰分含量最高、高钾、高维生素B1、低糖的特点,可作为能量补充和电解质调节食材。平竹具有明显最高的维生素B1 和维生素C含量,桂竹在营养特性上独具特色,在异亮氨酸含量和还原糖含量上表现突出。所有竹笋的第一限制性氨基酸均为蛋氨酸,这提示在实际应用中需要通过科学的膳食搭配来提高蛋白质利用率。本研究不仅为竹笋资源的竹种选择和功能食品开发提供了重要参考,也为科学膳食指导奠定了理论基础,未来结合代谢组学和加工工艺的深入研究,将进一步挖掘竹笋的营养价值与健康潜力。

参考文献

[1]黄梅,范可可,储昊煜,等.竹笋营养成分与采收前后管理技术研究进展[J].世界竹藤通讯,2024,22(6):88-94;105.HUANG M,FAN K K,CHU H Y,et al.Research progress on nutrient components in bamboo shoots and management technologies before and after harvest[J].World Bamboo and Rattan,2024,22(6):88-94;105.

[2]冯鹏飞,李玉敏.2021年中国竹资源报告[J].世界竹藤通讯,2023,21(2):100-103.FENG P F,LI Y M.China’s bamboo resources in 2021[J].World Bamboo and Rattan,2023,21(2):100-103.

[3]杨道平,梁大洪,朱潇,等.贵州3个竹种竹笋营养成分的分析[J].山地农业生物学报,2021(1):56-60.YANG D P,LIANG D H,ZHU X,et al.Nutrient analysis of bamboo shoots from three bamboo species in Guizhou province[J].Journal of Mountain Agriculture and Biology,2021(1):56-60.

[4]杨慧敏,吴良如.24种竹笋蛋白对肿瘤细胞增殖的抑制作用[J].竹子学报,2018,37(2):49-56.YANG H M,WU L R.Inhibition of the proteins of 24 species of bamboo shoots on the tumor cell proliferation[J].Journal of Bamboo Research,2018,37(2):49-56.

[5]SHEN Y,YANG L,PENG H,et al.Preparation of water-soluble dietary fiber from bamboo shoots by fungi fermentation and its supplementation in biscuits [ J].Food and Bioproducts Processing,2024,147:507-517.

[6]ZHOU X L,PAK S,LI D T,et al.Bamboo shoots modulate gut microbiota,eliminate obesity in high-fat-diet-fed mice and improve lipid metabolism[J].Foods,2023,12(7):1380.

[7]俞暾,郑剑,余学军.外源草酸对绿竹笋抗氧化酶和木质化的影响[J].浙江农林大学学报,2020,37(3):556-562.YU T,ZHENG J,YU X J.Effects of exogenous oxalic acid on antioxidant enzymes and lignification of Bambusa oldhami shoots[J].Journal of Zhejiang A&F University,2020,37(3):556-562.

[8]张杰,郭仁聪,吴良如,等.竹笋膳食纤维应用研究进展[J].食品与发酵工业,2024,50(18) :384-390.ZHANG J,GUO R C,WU L R,et al.Research progress of bamboo shoots dietary fiber and its application[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(18) :384-390.

[9]夏张晨,孟晓慧,王衍彬,等.毛竹笋篼夏佛塔苷对胰脂肪酶的抑制作用及机理[J].食品科学,2025,46(4):21-29.XIA Z C,MENG X H,WANG Y B,et al.Pancreatic lipase inhibitory effect and mechanism of schaftoside from moso bamboo(Phyllostachys edulis) shoot processing residues[J].Food Science,2025,46(4):21-29.

[10]SANTOSH O,BAJWA H K,BISHT M S,et al.Functional biscuits from bamboo shoots:Enrichment of nutrients,bioactive compounds and minerals in bamboo shoot paste fortified biscuits[J].International Journal of Food Sciences and Nutrition,2019,4:89-94.

[11]JI H B,NI W Y,SHAO J F.Comparison and assessment of nutritional composition in shoots of six bamboo species in Southeast China[J].Advances in Bamboo Science,2024,7:100087.

[12]SINGHAL P,SATYA S,NAIK S N.Fermented bamboo shoots:A complete nutritional,anti-nutritional and antioxidant profile of the sustainable and functional food to food security[J].Food Chemistry:Molecular Sciences,2021,3:100041.

[13]任春春,贾玉龙,娄义龙,等.贵州金佛山方竹笋营养及功能成分剖析[J].食品与发酵工业,2021,47 (10):214-221.REN C C,JIA Y L,LOU Y L,et al.Analysis of nutritional and functional components of bamboo shoots in Chimonobambusa utilis,Guizhou[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(10):214-221.

[14]时俊帅,谷瑞,陈双林,等.不同海拔的高节竹笋蛋白质营养品质差异分析[J].江西农业大学学报,2019,41(2):308-315.SHI J S,GU R,CHEN S L,et al.The effect of altitude on the protein nutritional value of Phyllostachys prominens bamboo shoots[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis,2019,41(2):308-315.

[15]于增金,殷 彪,赵婷,等.不同地类对麻竹竹笋品质的影响[J].安徽农业大学学报,2020,47 (1):76-81.YU Z J,YIN B,ZHAO T,et al.Effect of different land types on the quality of Dendrocalamus latiflorus shoots[J].Journal of Anhui Agricultural University,2020,47(1):76-81.

[16]WANG Y L,CHEN J,WANG D M,et al.A systematic review on the composition,storage,processing of bamboo shoots:Focusing the nutritional and functional benefits[J].Journal of Functional Foods,2020,71:104015.

[17]张万萍,杨民,孙际珊.贵州不同山地竹笋品质分析研究[J].山地农业生物学报,2010(2):130-134.ZHANG W P,YANG M,SUN J S.Quality analysis of bambooshoot harvested from different mountain areas of Guizhou province[J].Journal of Mountain in Agriculture and Biology,2010(2):130-134.

[18]李彬,曾清苹,曾小英,等.重庆7种笋用竹竹笋的食味品质与营养成分比较[J].世界竹藤通讯,2023,21(6):31-35.LI B,ZENG Q P,ZENG X Y,et al.Taste quality and nutrient contents of shoots from seven bamboo species in Chongqing:Comparative study[J].World Bamboo and Rattan,2023,21(6):31-35.

[19]何大敏,孙亚茹,任雪敏,等.7种丛生竹竹笋营养品质分析与综合评价[J/OL].世界竹藤通讯,2025.https://link.cnki.net/urlid/11.4909.S.20250618.1753.001.HE D M,SUN Y R,REN X M,et al.Analysis and comprehensive evaluation of nutritional quality in shoots of seven sympodial bamboo species[J/OL].World Bamboo and Rattan,2025.https://link.cnki.net/urlid/11.4909.S.20250618.1753.001.

[20]伍明理,代朝霞,刘艳江,等.贵州11种竹笋营养成分分析及品质比较[J/OL].分子植物育种,2025.https://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20220530.1433.006.html.WU M L,DAI Z X,LIU Y J,et al.Analysis of nutritional components and quality comparison of 11 edible bamboo shoots in Guizhou Province[J/OL].Molecular Plant Breeding,2025 https://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20220530.1433.006.html.

[21]陈中爱,耿阳阳,黄珊,等.不同品种竹笋营养品质分析与综合评价[J].食品工业科技,2023(3):262-268.CHEN Z A,GENG Y Y,HUANG S,et al.Analysis and comprehensive evaluation of nutritional quality of bamboo shoots from different cultivars[J].Science and Technology of Food Industry,2023(3):262-268.

[22]包刘媛,杨科,环颜平,等.乌蒙山国家级自然保护区3种竹笋主要营养成分分析[J].世界竹藤通讯,2024,22(2):34-39.BAO L Y,YANG K,HUAN Y P,et al.Analysis of main nutrients in shoots of three bamboo species in Wumeng Mountain national nature reserve[J].World Bamboo and Rattan,2024,22(2):34-39.

[23]王辰鹄,陈其兵,魏明,等.白夹竹笋营养成分与产地土壤养分的多元分析[J].四川林业科技,2023,44(2):73-79.WANG C H,CHEN Q B,WEI M,et al.Multivariate analysis of nutritional components of Phyllostachys bissetii shoots and soil nutrientsients[J].Journal of Sichuan Forestry Science and Technology,2023,44(2):73-79.

[24]卢冉,王炳智,田英姿.不同品种杏仁氨基酸组成分析及综合评价[J].食品科学,2021,42(24):229-235.LU R,WANG B Z,TIAN Y Z.Analysis and comprehensive evaluation of amino acid compositions of apricot seed kernels from different cultivars[J].Food Science,2021,42(24):229-235.

[25]林月,沈照鹏,宗雯雯,等.石莼(Ulva lactuca L.) 营养成分及多糖组成分析[J].食品工业科技,2019,40 (17):304-308;313.LIN Y,SHEN Z P,ZONG W W,et al.Analysis on nutritional component and polysaccharide composition of Ulva lactuca L.[J].Science and Technology of Food Industry,2019,40(17):304-308;313.

[26]彭书蕾,叶夏英,曾清贤.6种常见竹笋营养成分及其影响因素研究进展[J].世界竹藤通讯,2025,23(2):105-109;121.PENG S L,YE X Y,ZENG Q X.Research progress in nutritional components of six common bamboo shoots and their influencing factors[J].World Bamboo and Rattan,2025,23(2):105-109;121.

[27]郭明阳,贺曰林,潘凯婷,等.基于UPLC-MS/MS的毛竹笋不同生长阶段差异代谢物分析[J].食品科学,2023,44(20):283-291.GUO M Y,HE Y L,PAN K T,et al.Analysis of differential metabolites of Phyllostachys edulis shoots at different growth stages by ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Food Science,2023,44(20):283-291.

Analysis and comprehensive evaluation of nutritional components in eight varieties of bamboo shoots from Guizhou

HE Damin,MIU Ronghao,LU Jifang,FU Dongmei,FANG Weiye,SUN Yaru,ZHAN Maokui

(Zunyi Academy of Forestry,Zunyi 563000,China)

ABSTRACT To systematically analyzed and evaluate the nutritional differences of the main bamboo shoot species in Guizhou Province(Phyllostachys nigra var. henonis, Phyllostachys heteroclada, Phyllostachys reticulata, Pleioblastus maculatus, Chimonobambusa utilis,Phyllostachys edulis, Chimonobambusa communis, Phyllostachys nidularia),the macronutrients,vitamins,minerals,and amino acids of the bamboo shoots of these 8 species were determined and analyzed using Chinese national standard methods.The results showed that the moisture content of the 8 bamboo shoots ranged from 90.70% to 93.10%.The fat content of P. maculatus was significantly higher than that of the other varieties (all≤0.30 g/100 g).Protein-rich groups included P. Heteroclada, C. communis and P. nidularia which were significantly higher than other bamboo species.P.reticulata dominated in reducing sugars and total sugars. P. heteroclada had the highest ash and vitamin B1 content,while C.communis had the highest contents of vitamin B2 and vitamin C.In terms of mineral elements,all 8 bamboo shoots were rich in calcium,phosphorus,potassium,magnesium,and zinc.Sodium was not detected in P.reticulata and C.utilis,and iron was not detected in P. heteroclada and P. reticulata.The EAA/TAA ratio of amino acids in the 8 bamboo shoots ranges from 32.64% to 41.56%,and methionine was identified as the first limiting amino acid across all varieties.Through principal component analysis for comprehensive evaluation,the comprehensive scores of 8 bamboo shoots were ranked as follows:C.utilis > P.maculatus >P.heteroclada >C.communis > P.reticulata > P.nigra var.henonis > P.nidularia > P.edulis.Cluster analysis divided the 8 varieties into two categories,among which C.utilis, P.maculatus,and P.heteroclada were classified into a high-quality nutritional features group characterized by low sugar content,rich mineral content,and balanced amino acid composition.The results of this study can provide a scientific basis for the selection of bamboo species for bamboo shoots and food processing in Guizhou Province.

Key words Guizhou bamboo shoots;nutritional components;amino acid evaluation;principal component analysis;comprehensive evaluation

DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043769

引用格式: 何大敏,缪荣浩,路纪芳,等.贵州八种竹笋营养成分含量分析及综合评价[J].食品与发酵工业,2026,52(6):354-362.HE Damin,MIU Ronghao,LU Jifang,et al.Analysis and comprehensive evaluation of nutritional components in eight varieties of bamboo shoots from Guizhou[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(6):354-362.

第一作者: 硕士,工程师(展茂魁正高级工程师为通信作者,E-mail:zhanmaokui@163.com)

基金项目: 贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[2022]一般100)

收稿日期: 2025-07-02,改回日期: 2025-10-09