遮光对茶秆竹笋外观形态及不同部位间营养成分含量的影响

郭杨　余学军

关键词：遮光；茶秆竹笋；外观形态；营养成分

中图分类号：S795.1 文献标识码：A 文章编号：1001-1498（2023）04-0090-09

茶秆竹（Pseudosasa amabilis （McClure）Keng f.）属禾本科（Gramineae）竹亚科（Bambusoideae）茶秆竹属（Pseudosasa Makino），是一种经济价值极高的苦笋类竹种。其竹秆通直，材质坚韧，抗压强度高，是制作各种运动器材、家具和钓竿的优质原料；竹笋则是天然的健康食品，鲜笋洁白细腻，散发着一股独特的香味，笋味清苦，但回甘爽口，营养价值高，具有清热解毒、增强食欲的功效，在华南地区形成了一定的市场与规模。茶秆竹原产于广东、广西、福建等地，浙江、江苏均有引种栽培，且生长良好，笋期4～5月。

光照作为植物生长发育的能量来源，不仅参与植物的形态建成，还影响着光合产物积累与次生物质分配。笋芽积累到足够的能量后，在温度适宜时破土而出，初期生长缓慢，随后节间长度迅速增长，进入高生长阶段。在此期间，竹笋对光照的需求不高，即使在弱光条件下也能正常生长。之后随着枝条的萌发，竹笋的生长速度放缓，逐渐完成向幼竹的过渡。此时如果没有足够的光照，那么幼竹便会因为缺少阳光而死亡。然而，研究发现，竹笋在出土见光后苦涩味加重，苦味物质增多，导致食味品质下降。遮光能有效降低苦涩味强度，提高竹笋适口性，并使竹笋色泽变浅，可食率增加，明显改善竹笋外观形态品质。目前，针对茶秆竹的研究主要集中在造林育种、丰产培育和材性分析等方面，对茶秆竹笋外观和营养品质的研究还未见报。因此，本研究以茶秆竹笋为试验对象，采取套袋的方式进行遮光处理，分析茶秆竹笋在不同光照强度下外观形态以及不同部位间营养成分含量的变化，揭示光照对竹笋品质的影响，为茶秆竹笋品质调控和科学培育提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料取自浙江农林大学东湖校区翠竹园，该地属中亚热带季风气候，温暖湿润，光照充足，雨水丰沛。年均降水量1 600 mm左右，降水日158 d，年均气温16.4℃，无霜期237 d，年均日照时数达1847 h。土层深厚，结构疏松，茶秆竹生长良好。

2021年3月，在竹园内选择生长健康、无病虫害、胸径2～4 cm的1～2年生茶秆竹进行移植，挖取时保留来鞭和去鞭20 cm左右，留枝4～5盘后截干以减少水分蒸发，搬运过程中注意不损伤笋芽，带土球移植到直径45 cm、高35 cm的无纺布袋中，填土压实使竹秆直立，每袋装土30 kg。移植完成后立即浇灌1次透水，之后定期浇水、除草、灭虫，保证移植成活。

1.2试验设计

设置3种光照处理：CK（自然光照）、L1（50%自然光照）、L2（完全遮光），每个处理12袋。2022年3月底使用宽30 cm、高40 cm的无纺布袋与双层纸袋进行遮光处理，经照度计检测，无纺布袋的透光率为（50±5）%，双层纸袋的透光率为0，符合试验要求。套袋前先将4根长度50 cm的竹签插入土中，套袋后用土将底部压实，再依次进行套袋直到覆盖整个移植袋表面。

1.3样品采集

从2022年4月开始出笋后进行采样，4袋为1个重复，每个重复取12株笋，每个处理取36株笋，待竹笋出土约30 cm时挖取，洗净后依次测量基径、长度、个体质量和笋箨色度值，剥壳计算可食率（笋肉质量／笋个体质量），笋箨剪碎后保存于-20℃冰箱。笋肉首先测量色度值，然后从上往下等切为3份，分别代表尖部、中部和基部，切块后取部分于鼓风干燥箱中烘干，经研磨机粉碎后放人干燥器内，其余鲜样放入-80℃冰箱保存。

1.4测定方法

1.4.1色泽指标 竹笋的色度值使用色度仪进行测旦，开机校准后测定竹笋的L*值、a*值、b*值和ΔE值，重复测量5次。L*值表示亮度，0代表黑色，100代表白色。a*值表示红绿度，正值表示显红色，值越大代表红色程度越深；负值表示显绿色，值越小代表绿色程度越深。b*值表示黄蓝度，正值表示显黄色，值越大代表黄色程度越深；负值表示显蓝色，值越小代表蓝色程度越深。ΔE值为色差值，表示样品色泽与对照的差异程度，值越大代表色泽变化的程度大。

1.4.2色素指标 笋箨叶绿素和类胡萝卜素含量采用乙醇浸提法测定，花青素含量采用盐酸浸提法测定。

1.4.3营养成分 灰分含量采用高温灼烧法测定，蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，维生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用铜还原碘量法测定，脂肪含量采用酸水解法测定，纤维素、木质素含量采用浓硫酸水解法测定，总酚含量采用福林酚比色法测定，总黄酮和单宁含量采用分光光度法测定，游离氨基酸含量采用氨基酸分析仪法测定。

1.5数据处理

使用Excel 2016整理数据和制作图表，在SPSS 25.0中进行单因素方差分析和相关性分析，试验数据均为平均值±标准差。

2结果与分析

2.1遮光后茶秆竹笋外观形态的变化

2.1.1遮光后茶秆竹笋表型及可食率的变化 由表1可知：经遮光处理后，茶秆竹笋的基径和长度均显著低于CK，竹笋基径随光照强度的降低而减小，但L2处理的竹笋长度大于L1处理，2种遮光处理间差异不显著。与CK相比，L1和L2处理后的笋个体质量分别降低10.02%和11.44%，但3种处理间差异不显著。在2种遮光处理下，竹笋的可食率表现出相反的变化；L2处理的竹笋可食率比CK提高10.57%，而L1处理的竹笋可食率比CK降低7.34%，2种处理间差异显著。总体而言，遮光抑制了竹笋的生长，但完全遮光后可以提高竹笋的可食率。

2.1.2遮光后茶秆竹笋色泽的变化 遮光后，笋箨的L*值与b*值均比CK显著提高（表2），L1处理的笋箨L*值与b*值分别比CK显著增大13.64%和51.27%，L2处理的笋箨L*值与b*值分别比CK显著增大20.26%和51.43%，3种遮光处理间差异不显著。L1处理的笋箨a*值比CK有所提高，但差异不显著，L2处理的笋箨a*值比CK显著增加30.07%，说明遮光后笋箨的红色加深。L2处理的笋箨AE值大于L1处理，表明L2处理比L1处理对笋箨色泽的影响更大。笋肉的L*值、a*值和b*值在遮光处理后均呈增大趋势，在L2处理下L*值达到最高值，比CK显著提高6.26%；3种处理下笋肉的a*值与b*值间差异不显著。表2表明：笋肉的L*值和b*值大于笋箨的，说明笋肉比笋箨更白和更黄；笋箨的a*值大于笋肉，说明笋箨比笋肉红色的程度更深。L2处理下笋箨和笋肉的ΔE值大于L1处理，遮光对笋箨色泽的影响比笋肉更大。

2.1.3遮光后茶秆竹笋箨色素含量的变化 由表3可知：随着光照强度的降低，叶绿素含量呈明显的下降趋势。L1处理的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别比CK显著降低了57.01%、50.76%和54.41%，而L2处理的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量分别比CK显著降低了87.22%、75.23%和82.23%。类胡萝卜素受光照的影响较小，L1与L2处理的类胡萝卜素含量比CK分别减少5.18%和14.05%，3种处理间差异不显著。与叶绿素和类胡萝卜素不同，花青素的含量随光照强度的降低反而有所上升；与CK相比，L1处理的花青素含量增加5.73%，但与对照差异不显著；L2处理的花青素含量比CK显著增加58.15%，增幅是L1处理的10.15倍。

2.1.4茶秆竹笋箨色度值与色素含量相关性分析

由表4可知：L值与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈负相关，其中，与叶绿素a和总叶绿素含量呈显著负相关，即叶绿素含量越低，笋箨的亮度越高。a*值与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈不显著负相关。b*值与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈显著负相关，叶绿素含量的减少，使得笋箨黄色加深。类胡萝卜素含量与L*值、a*值和b*值均呈负相关，但相关性较弱，说明类胡萝卜素对笋箨色泽的影响较小。花青素含量与L*值、a*值和b*值均呈正相关，其中，与a*值呈极显著正相关，相关系数为0.848，说明花青素含量的上升明显提高了笋箨的红度值。

2.2遮光后茶秆竹笋营养物质的变化

由表5可知：L1处理后竹笋各部位的灰分含量相比CK均显著上升，其中，基部的增幅最大，达45.83%。L2处理后，竹笋各部位灰分含量相比CK均有所降低，基部灰分含量显著减少31.30%。3种处理下，竹笋蛋白质含量均从尖部向基部逐渐降低，L2处理下尖部蛋白质含量最高，中部和基部蛋白质含量均CK处理的最多，遮光处理下各部位间蛋白质含量差异显著。随着光照强度的降低，竹笋各部位的维生素C含量呈下降趋势，L1处理下相比CK同一部位间维生素C含量差异不显著，而L2处理后相比CK同一部位间维生素C含量分别显著减少53.44%、54.00%和47.90%。CK处理下竹笋基部的可溶性糖含量显著高于其它处理后各部位的可溶性糖含量，L1处理下竹笋尖部的可溶性糖含量最低，3种处理下基部可溶性糖含量均最多。CK处理下竹笋尖部的脂肪含量低于中部和基部，而遮光处理后竹笋尖部的脂肪含量增加，高于中部和基部。L1处理下竹笋尖部的脂肪含量最多，比CK处理下尖部脂肪含量提高67.72%；基部的脂肪含量最少，比CK处理下基部脂肪含量降低31.27%。

在茶秆竹笋各部位中均检测出16种氨基酸（表6），其中，包括7种人体所必需的氨基酸（苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸）。自然光照下，竹笋中丝氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸和精氨酸的含量相对较多，除丝氨酸外，其余4种氨基酸在笋尖部和中部的含量均显著高于基部；胱氨酸含量最少，各部位间差异不显著。与CK相比，L1处理提高了竹笋各部位的天冬氨酸和组氨酸含量，降低了各部位的酪氨酸和精氨酸含量，其余氨基酸在笋中部的含量增加，笋基部的含量减少；L2处理下只有竹笋尖部的胱氨酸含量有所提高，其余各部位的氨基酸含量均呈下降趋势，笋尖部的氨基酸含量显著高于中部和基部。L1处理下笋中部的氨基酸总量和必需氨基酸含量显著高于尖部与基部，L2处理后竹笋各部位的氨基酸总量相比CK均显著降低，但笋尖部必需氨基酸的占比最高。

2.3遮光后茶秆竹笋呈味物质和粗糙度物质的变化

由表7可知：遮光处理后茶秆竹笋的纤维素、总酚、黄酮和单宁含量呈下降趋势，木质素含量无明显变化。L1处理下竹笋尖部的纤维素含量最低，比CK显著减少39.70%，竹笋中部和基部的纤维素含量随光照强度的降低而减少；L2处理下竹笋中部和基部的纤维素含量分别比CK显著减少31.08%和36.82%。3种处理下，均为笋尖部的木质素含量最低，且各部位间差异不显著。随着光照强度降低，竹笋尖部和基部的木质素含量减少，中部的木质素含量增加。与CK相比，L1处理后竹笋各部位总酚与单宁含量有所减少，但差异并不显著；L2处理后各部位总酚含量显著降低23.75%、24.53%和22.19%，单宁含量显著减少22.57%、23.61%和25.94%。各部位黄酮含量随光照强度降低而减少，L1处理下竹笋尖部黄酮含量比CK显著减少18.27%，L2处理下笋中部和基部黄酮含量分别比CK显著减少33.87%和38.37%。

由表8可知：L1处理下，茶秆竹笋尖部的鲜味氨基酸含量比CK显著增加26.28%，芳香类氨基酸含量比CK显著降低17.73%；笋中部的呈味氨基酸含量相比CK均有所上升，鲜味氨基酸含量显著提高18.82%；笋基部的呈味氨基酸含量相较CK均有所下降，芳香类氨基酸含量显著降低35.09%。L2处理下，笋尖部的鲜味氨基酸含量与CK差异不显著，其余各部位的呈味氨基酸含量均显著低于CK，笋尖部的呈味氨基酸含量显著高于中部和基部，笋基部的甜味和鲜味氨基酸比例最高。2种遮光处理均显著降低笋尖部的苦味氨基酸比例。

3讨论

3.1遮光对茶秆竹笋外观形态的影响

遮光后茶秆竹笋的基径、长度和笋个体质量均出现一定程度的下降，但在完全遮光的条件下，竹笋的可食率上升。Chang等研究发现，遮光处理后火龙果（Hylocereus polyrhizus （Weber）Britt.＆Rose）的果皮变薄，植物能够根据光照强度调节自身结构。竹笋对光照的变化非常敏感，不同光照强度下，笋箨和笋肉的生长发育可能存在差异，二者间具体的生长机制还需更深入的研究。遮光后竹笋的色素含量和色泽发生了显著变化，叶绿素的合成受到光照的直接影响，遮光条件下叶绿素的含量减少，一定程度上促进了花青素的合成。笋箨与笋肉的色泽存在一致性，竹笋颜色越浅，外观品质越高。遮光后茶秆竹笋的L*值、a*值和b*值均有不同程度的提高，叶绿素a和总叶绿素含量与L*值和b*值呈显著负相关，花青素含量和a*值呈极显著正相关。

3.2遮光对茶秆竹笋营养物质的影响

竹笋作为一种天然的保健食品，富含营养物质和生物活性成分。矿物质能够维持机体功能和骨骼正常发育，是人体所必需的营养素，通常用灰分来表示食品中矿物质的含量。竹笋中脂肪含量较低，是肥胖人群和脂肪肝患者的理想食品。维生素C可以预防坏血病，促进胶原蛋白合成，增强人体免疫功能。植物光合作用的产物以可溶性糖的形式被运输到各个器官，参与各种不同的代谢反应。竹笋含有丰富的蛋白质和人体所必需的氨基酸，精氨酸在糖蛋白的合成中发挥着关键作用，缬氨酸可以保持肌肉活力。除了有益于身体健康，氨基酸还决定了竹笋的食味品质，根据不同的风味，可以分成甜味、苦味、鲜味和芳香类氨基酸。本研究发现，遮光降低了茶秆竹笋各部位的可溶性糖与维生素C含量，提高了竹笋尖部的蛋白质与脂肪含量，中度遮光使竹笋各部位灰分含量上升，而完全遮光使竹笋各部位灰分含量下降。光照不仅影响光合产物的合成，还决定物质的运输与分配。光照强度降低导致竹笋生长放缓，光合产物向竹笋的运输减少，完全遮光下笋内光合产物的消耗比中度遮光要少，更有利于光合产物的积累，因此，L2处理下可溶性糖含量高于L1处理。相比于基部，笋尖部与中部的生长显然更加活跃，需要消耗更多能量，所以可溶性糖含量更低。竹笋出土生长后，开始消耗地下阶段积累的蛋白质。遮光后茶秆竹笋各部位的蛋白质含量与CK相比变化并不显著，但笋尖部含量呈上升趋势，中下部含量减少，说明降低光照强度促进了笋尖部蛋白质的积累，消耗主要来源于中部和基部。笋内自下而上蛋白质含量越来越高，这与袁金玲等的研究结果一致。自然光照下，笋尖部脂肪含量最低，光照强度减弱后，脂肪在笋尖部的积累增加，超过中部和基部，中度遮光对笋尖部脂肪的积累影响最大。何春丽等研究发现，随着光照强度降低，刺梨（Rosa roxburghii Tratt.）果实中维生素C含量明显减少，原因是遮光后维生素C合成所需的光合产物减少，积累过程中关键酶活性降低，可见弱光条件下不利于维生素C的积累。本研究中，完全遮光导致茶秆竹笋各部位的维生素C含量显著降低。

3.3遮光对茶秆竹笋呈昧物质和粗糙度物质的影响

纤维素和木质素是竹子细胞壁的主要成分，可以增强植株的机械强度，其含量随着竹笋生长不断增多，严重影响竹笋口感。酚类化合物具有很强的抗氧化性，能够抗炎杀菌，有效抑制癌细胞增长。竹笋中的酚类化合物包括酚酸、黄酮和单宁，这些物质被认为是竹笋苦涩味的主要来源，其中，单宁在人体内会形成大型复合物，从而影响蛋白质的代谢，因此，在食品中含量不宜过多。试验结果表明，遮光可以减少茶秆竹笋各部位的纤维素含量，笋尖部和基部的纤维素含量显著降低。遮光后竹笋各部位的木质素含量无显著变化，可能是因为竹笋处于发育早期，笋内木质素含量较低的缘故。光照可以调控酚类物质的合成与积累，遮光会降低酚类物质合成途径中相关基因表达和酶活性，抑制酚类物质积累。茶秆竹笋自下而上酚类物质逐渐增加，遮光后黄酮、单宁含量明显减少。遮光显著降低茶秆竹笋尖部苦味氨基酸比例，中度遮光下笋中部氨基酸总量与呈味氨基酸含量最高，完全遮光后竹笋各部位必需氨基酸比例上升，鲜味氨基酸比例显著提高，可见，光照强度明显影响笋内氨基酸的合成与分布。

4结论

本研究发现，遮光后茶秆竹笋的生长变慢，但外观品质明显提升，叶绿素、花青素的含量与竹笋色泽存在显著的相关性。随着光照强度减弱，笋尖部的蛋白质和脂肪含量增加，笋中部的氨基酸总量与必需氨基酸比例先升高后降低，笋基部的甜味、苦味和芳香类氨基酸比例先下降后上升，各部位的灰分含量先增多后减少，可溶性糖含量先降低后升高，维生素C、纤维素和酚类物质的含量减少，不同光照强度下各部位物质含量的变化趋势存在差异。