4種竹子果實形態觀察與營養指標測定

楊 露, 呂 卓, 孔淑鑫, 江帥君, 姚文靜, 林樹燕

(1.南京林業大學南方現代林業協同創新中心, 南京 210037;2.南京林業大學竹類研究所, 南京 210037;3.南京林業大學生物與環境學院, 南京 210037)

竹亞科植物開花周期長,部分竹子一生只開一次花,且花期難以預測,自然條件下不結實或結實率低[1],很難采到種子,常溫下竹類植物果實大都不耐儲藏,特別是一些含水量較高的種子,一般儲藏1個月就會喪失萌發力[2]。這些特點不僅極大地限制了對竹子有性繁殖及其遺傳規律的了解,而且也對竹子的生產經營以及良種選育和遺傳改良等方面的研究帶來了極大的威脅或障礙[3-4]。目前,對竹種子的研究更多的偏向于對種子的育苗[5-7]、貯藏[8-10]、休眠和萌發[11-13]等方面,營養物質方面已對壩竹、小篷竹和金佛山方竹的種子進行了分析和研究[14-15]。本試驗對4種竹種子的果實特征進行觀察,并對種子中的營養成分進行測定,為4種竹子后續的開發利用提供參考。

1 竹子果實形態特征的觀察

1.1 果實的采集和處理

采集翠竹、筇竹、黃條金剛竹和金佛山方竹的種子放于透氣布袋中,帶回實驗室后置于陰涼干燥處,為后續試驗做準備,種子的采集地信息詳見表1。

表1 4種竹種子采集地基本情況

1.2 種子形態特征的觀察

選取翠竹、筇竹、黃條金剛竹和金佛山方竹飽滿的種子,對其外觀形態進行觀察,用游標卡尺(精度0.01 mm)分別測量種子的長度和直徑,每次測量50粒,重復3次。分別隨機選取4種竹種子100粒,用分析天平稱量質量,重復10次,計算平均值,再換算成千粒重。

1.2.1翠竹果實特征

翠竹(Pleioblastuspygmaeus(Miq.) E.G.Camus),大明竹屬(Pleioblastus)[8],基本型穎果,外帶內、外稃,頂端無芒;稃片黃褐色,略長于果實,果皮質薄不開裂,去稃果實形狀為長橢圓形,腹部縱溝槽明顯,成熟果實呈黃褐色。種子長11.76～13.26 mm,寬3.15～3.68 mm,千粒重62～64 g。花期10月至翌年3月,果期4—5月。

1.2.2筇竹果實特征

筇竹(Qiongzhueatumidinoda),筇竹屬(Qiongzhuea)[12],漿果狀穎果,果實呈厚皮質的堅果狀,倒卵狀長橢圓形或廣橢圓形,新鮮時呈綠色,光滑無毛,頂端具宿存的花柱成喙狀。種子長10～12 mm,寬5.96～6.03 mm,千粒重498～502 g。花期10月至翌年3月,果期4月下旬至5月上旬。

1.2.3黃條金剛竹果實特征

黃條金剛竹(Sasaellakongosanensis‘Aureostriatus’),東笆竹屬(Sasaella)[16],是金剛竹的品種之一,基本型穎果,外帶內、外稃,頂端有芒;稃片紙質,灰褐色或棕色,長于果實;果皮質薄不開裂,去稃果實形狀為長橢圓形,兩端略向上翹,腹部縱溝槽明顯,成熟果實呈黃褐色。種子長8.85～17.9 mm,寬3.38～3.51 mm,千粒重38～42 g。花期3—4月,果期5月。

1.2.4金佛山方竹果實特征

金佛山方竹(Chimonobambusautilis(Keng)P.C.Keng),寒竹屬(Chimonobambusa)[11],漿果狀穎果,果實呈堅果狀,橢圓形,新鮮時綠色,干燥后呈褐色。種子長1～1.5 cm,寬6～8 mm,千粒重230～235 g。花期每年8月至翌年3月,果期4月下旬至5月上旬。

2 竹子種子營養成分測定

2.1 種子的處理和測定

將上述采集的新鮮種子去除內外稃,烘箱內烘干至恒重后測定營養成分,各項指標委托江蘇省理化測試中心仙林實驗室檢測。

測定指標包括蛋白質、脂肪、氨基酸、維生素等營養物質。蛋白質測定參照GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》;淀粉測定參照GB/T 5009.9-2008《食品中淀粉的測定》;可溶性糖測定參照蒽酮比色法;維生素B1測定參照GB/T 5009.84-2003《食品中硫胺素(維生素B1)的測定》;維生素B2測定參照GB/T 5009.85-2003《食品中核黃素的測定》;灰分測定參照GB 5009.4-2010《食品安全國家標準食品中灰分的測定》;氨基酸測定參照GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的測定》;37種脂肪酸測定參照GB/T 17376-2008《動植物油脂脂肪酸甲酯制備》、GB/T 17377-2008《動植物油脂脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》。

2.2 數據處理

實驗數據采用Excel2010軟件進行處理。

2.3 4種竹種子的營養成分

2.3.1常規營養物質含量

常規營養物質測定結果見表2。4種竹種子中金佛山方竹蛋白質含量最高,為12 600 mg/100 g,翠竹蛋白質含量最低,僅12.2 mg/100 g;與之相反,翠竹的淀粉含量較其他3個竹種最高,達70 200 mg/100 g;灰分含量以筇竹最高,為3 000 mg/100 g,翠竹和黃條金剛竹最低,均為1 500 mg/100 g。4種竹種子中還含有微量的維生素和大量的葡萄糖,除了黃條金剛竹中未檢測到葡萄糖外,其余3個竹種子中的葡萄糖含量都較高。根據翠竹、筇竹和金佛山方竹中淀粉和葡萄糖的含量可以推測黃條金剛竹中也可能含有較高的葡萄糖。

表2 4種竹種子營養成分及含量

2.3.24種竹種子氨基酸含量差異

1) 總氨基酸含量分析

4種竹種子氨基酸種類及含量見表3。結果顯示,所測的4種竹種子樣品中共檢測出18種氨基酸,其中8種為人體必需氨基酸,10種為人體非必需氨基酸,非必需氨基酸的含量顯著高于必需氨基酸。4種竹子果實中黃條金剛竹氨基酸含量最高,為10.749%,翠竹和金佛山方竹次之,筇竹最低,為8.295%。筇竹和金佛山方竹天門冬氨酸含量最高,谷氨酸次之,胱氨酸最低,與之相反的是翠竹和黃條金剛竹果實中谷氨酸含量最高,天門冬氨酸次之,但不同的是翠竹脯氨酸含量最低,黃條金剛竹胱氨酸含量最低。

2) 水解氨基酸和游離氨基酸含量比較

4種竹種子水解氨基酸和游離氨基酸種類及含量見表4、表5。

由表4可知,筇竹和金佛山方竹天門冬氨酸含量最高,分別為1.640%,2.300%;翠竹和黃條金剛竹則是谷氨酸含量最高,分別為1.586%,1.797%;胱氨酸是筇竹、黃條金剛竹和金佛山方竹3個竹種果實含量最低的水解氨基酸,翠竹未檢測出脯氨酸,除了天門冬氨酸和谷氨酸外,筇竹和金佛山方竹其余氨基酸含量均低于翠竹和黃條金剛竹。

由表5可知,翠竹種子中精氨酸含量最高,為0.035%;筇竹種子天門冬氨酸含量最高,為0.464%;黃條金剛竹和金佛山方竹種子絡氨酸含量最高,分別為0.064%和0.293%;筇竹和金佛山方竹游離氨基酸含量高于翠竹和黃條金剛竹,前者含量是后者的4倍。翠竹除了組氨酸含量最高外,其余游離氨基酸含量均低于其他3個竹種。

對比表4和表5的結果發現,4種竹種子中水解氨基酸的含量都高于游離氨基酸的含量,雖然游離氨基酸的含量較低,但在種子的生長發育過程中仍然扮演著不可或缺的角色。

2.3.34種竹種子脂肪酸含量

4種竹種子脂肪酸種類及含量見表6、表7。4種竹種子中共檢測出27種脂肪酸,其中17種為不飽和脂肪酸,且不飽和脂肪酸含量顯著高于飽和脂肪酸。4種竹種子果實中均有部分脂肪酸因為含量低于機器的檢出限,所以沒有檢測出來,但這并不能代表果實里面不含有這類脂肪酸。

表7 4種竹種子不飽和脂肪酸含量

由表6可知,4種竹子果實棕櫚酸含量最高,分別為翠竹18.5%,筇竹22.7%,黃條金剛竹26.7%,金佛山方竹20.7%,其含量均占總飽和脂肪酸含量的67%以上。

由表7可知,4種竹種子果實的不飽和脂肪酸總含量均超過51%,其中以油酸、亞油酸和亞麻酸占比最大。黃條金剛竹不飽和脂肪酸含量最高,筇竹和金佛山方竹次之,翠竹不飽和脂肪酸含量最低;飽和脂肪酸的含量與之相反,翠竹最高,筇竹和金佛山方竹次之,黃條金剛竹含量最低。

不飽和脂肪酸是油脂品質的重要指標,也是評價油脂質量好壞和作為食用油可行性的重要依據[17]。為了評價4種竹種子油脂的品質和探討作為食用油開發的可行性,將4種竹種子的3種主要不飽和脂肪酸與茶油[18]、橄欖油[19]、核桃油[20]、大豆油[21]、菜籽油[22]5種植物油中的油脂相比較,結果表明,翠竹、筇竹和金佛山方竹的亞油酸、亞麻酸含量顯著高于茶油、橄欖油等5種作物,其中翠竹亞油酸含量最高,為57.9%。從以上的比較分析可知,4種竹種子油脂作為食用油具有一定的可行性和開發潛力。

3 討論與結論

種子作為有性繁殖器官,是遺傳信息的承載者,受環境影響較小,具有較高的穩定性,種子特征可以為植物科、屬、種的劃分以及種間的親緣關系提供可靠依據[23]。對竹類果實的外觀形態、形態指標以及千粒質量等的研究結果顯示,其外稃頂端是否具芒、稃片顏色、稃片對果實的包裹程度、稃片長度與果實長度的關系、去稃果實形狀、成熟果實顏色、腹部縱溝槽是否明顯、花柱是否宿存等特征可作為竹類植物屬種分類的參考依據,具有重要的研究價值[24]。

婁義龍等[14]研究表明,壩竹灰分為1.09%,蛋白質為10.27 g/100 g;小篷竹灰分為1.04%,蛋白質11.96 g/100 g,金佛山方竹、筇竹、黃條金剛竹的蛋白質、灰分含量均高于這兩類竹種。常見谷物蛋白質含量為6.00%～15.00%,脂肪含量為1.00%～3.00%[25],可見,4種竹子中,除了翠竹,其余3種竹種子的蛋白質含量與常見谷物相當。

4種竹種不同種類氨基酸含量存在差異,占總氨基酸含量比例最高的是谷氨酸、天門冬氨酸和精氨酸,三者均為藥效氨基酸[26]。雖然這3種氨基酸均為人體非必需氨基酸,但也是生命有機體的重要組成部分。谷氨酸可用于肝臟相關疾病的治療,如肝昏迷、肝功能不全等[26],與血氨形成的谷氨酰胺還有助于創傷機體的修復和消化道潰瘍的有關治療[27];天門冬氨酸在人體的尿素循環和三羧酸循環中發揮著重要作用,能增強肝臟功能和消除疲勞[28-29];精氨酸通過多種途徑發揮免疫調節、抗氧化、抗炎、調節細胞增殖、抗凋亡、調控脂質代謝等作用,已廣泛應用于臨床營養治療[30]。

此外,除黃條金剛竹外,其他竹種子均含有較高亞麻酸,亞麻酸可以促進皮膚屏障的修復,提高皮膚水分含量[31-32],還能提高嬰兒的大腦發育和腦神經功能,增強腦細胞信息功能,促進人腦的正常發育,還可以減輕炎癥改善屏障功能,抗雄激素以及治療痘痘,目前已有投資者將富含亞麻酸的植物油做成了藥品,并申請專利[33-34]。

但本實驗還需進一步對4種竹子果實的礦質元素含量進行檢測,以確定4種竹子果實的重金屬含量是否超過國家標準,以便后續對4種竹子果實進行深層次的開發。