竹筍深加工及其功能活性研究進展

林 倩，王 強，劉紅芝

中國農業(yè)科學院農產品加工研究所，北京100193

竹筍深加工及其功能活性研究進展

林 倩，王 強*，劉紅芝

中國農業(yè)科學院農產品加工研究所，北京100193

竹筍是一種高蛋白、低脂肪、富纖維的食品。本文綜述了竹筍膳食纖維、活性多糖、含氮化合物等深加工產品的制備方法，比較了不同方法對竹筍深加工產品純度、得率、功能活性等方面的影響;對竹筍改善腸功能、抗氧化、調節(jié)血脂血糖、消炎抗腫等方面的功能活性進行了論述;分析了目前竹筍深加工過程中存在的問題，對今后研究的方向、重點和趨勢進行了展望。

竹筍;膳食纖維;活性多糖;抗氧化;調節(jié)血脂

竹筍是竹子膨大的芽和幼嫩的莖，也是傳統(tǒng)的森林蔬菜之一。我國食用竹筍歷史悠久，中醫(yī)認為竹筍味甘性寒，可滋陰益氣、清熱祛痰、消食去煩?！笆濉币詠恚覈癞a業(yè)發(fā)展迅速，竹筍產量逐年遞增，40%的竹筍用于鮮銷，60%需要靠竹筍罐藏、腌漬、干制、凍干等加工手段來轉化［1］，預計2010年筍制品產量將達到80萬噸。但是，初加工竹筍產品存在產值較低，浪費嚴重等問題，要將竹筍資源優(yōu)勢轉化為經濟優(yōu)勢，就必須加大科研投入，重視產品創(chuàng)新。開發(fā)具有功能活性的竹筍深加工產品，綜合利用竹筍資源，提高竹筍產業(yè)經濟效益，創(chuàng)造社會效益及增加環(huán)境效益具有重要意義。本文就國內外對竹筍深加工及其功能活性研究進行綜述。

1 竹筍文獻的統(tǒng)計分析

通過對國內1999～2008年的竹筍相關文獻統(tǒng)計分析(見表1，文獻均檢索自CNKI數(shù)據(jù)庫)，可以看出，對竹筍保鮮、加工等利用研究的文獻數(shù)量占34.22%，而對竹筍營養(yǎng)、采后生理等基礎研究的文獻僅占13.25%，表明我國對基礎研究相對不足;通過對竹筍利用研究的文獻統(tǒng)計分析(見表2)可知，對竹筍初加工研究占46.48%，是深加工文獻數(shù)量的2.54倍，說明國內對竹筍深加工利用的研究有待加強。從歷年的趨勢來看，深加工文獻數(shù)量在2001～2007年都只有1～2篇，但2008年增至8篇，可見國內竹筍研究側重點開始由初加工轉向深加工。通過Science Direct檢索英文文獻，從1966～2009年共檢索到23篇竹筍相關研究文獻，關于竹筍功能性質深加工的文獻都集中在2009年，這表明對竹筍功能性質及深加工的研究也開始引起國際學者的重視。在此基礎上，本文對竹筍深加工及其功能活性研究進展進行了綜述，以期為竹筍深度研發(fā)提供參考。

表1 1999～2008年竹筍相關文獻統(tǒng)計分析Table 1 Statistical analysis of the literature for bamboo shoots in 10 years from 1999 to 2008

表2 1999～2008年竹筍利用研究文獻統(tǒng)計分析Table 2 Statistical analysis of the literature for the research on the utilization of bamboo shoots

2 竹筍深加工研究現(xiàn)狀

目前，研究人員對竹筍深加工的研究主要集中在從竹筍中提取膳食纖維、活性多糖、低聚糖、含氮化合物等功效成分方面;另外，利用竹筍生產生物乙醇也成為新的研究趨勢。

2.1 竹筍膳食纖維

竹筍及筍渣含有豐富的膳食纖維成分，目前提取竹筍膳食纖維的方法主要有化學法、發(fā)酵法和酶法三種。

化學法制取竹筍膳食纖維是將筍原粉浸泡漂洗后，經堿處理(10%NaOH，60℃，2 h)，酸浸泡(30%乙酸，60℃，2 h)，再經漂洗、過濾、脫色等處理得到成品，最終產品的總膳食纖維含量為52.7%［2］。

發(fā)酵法是目前常用的方法，以麻竹筍為原料，接種18%的綠色木霉發(fā)酵母液，pH 7.3，溫度36℃，發(fā)酵時間56 h，得到產品的總膳食纖維含量為68.52%［3］。

鄧安彬［3］用混合酶法提取麻竹筍膳食纖維的工藝為:0.2%混合酶(淀粉酶和纖維素酶，比例1︰1)，溫度60℃，pH 6.0，水解1 h后再添加0.1%的中性蛋白酶，在50℃、pH 6.0條件下酶解2.5 h，產品的總膳食纖維含量可達70.0%。

綜上，酶法提取的竹筍膳食纖維純度更高，而且酶法生產周期短，對生產環(huán)境要求低，操作簡便，是一種較易用于實際生產的方法。由于酶法成本較高，今后研究中可以考慮采用物理、化學和生物的綜合方法。

2.2 竹筍活性多糖

提取竹筍活性多糖的方法主要有化學浸提法、柱層析法和生物酶法。

李義［4］以毛竹筍為原料提取水溶性多糖，水料比10∶1(mL∶g)，提取時間4 h，溫度100℃，95%乙醇醇析，產品得率為0.3%，其中，乙醇體積分數(shù)是影響竹筍水溶性多糖得率的主要因素。Katoy［5］等用草酸胺-草酸連續(xù)提取分離毛竹筍細胞壁多糖，由4%和24%的氫氧化鉀分別獲得β-D-葡聚糖和木葡聚糖，通過甲基化作用和酶法分析了兩種多糖的結構和組成。

Kweon M［6］等采用熱水浸提、DEAE-Toyopear 1650 M柱層析、淀粉酶消化、伴刀豆蛋白A吸附和Sephacry lS-100 HR柱層析，從竹筍中分離和純化得3種水溶性的β-葡聚糖(BS-BGA、BS-BGB和BSBGC)，經甲基化分析和NMR光譜測定3種多糖的相對分子質量范圍為14，500～85，300。

Tadashi I［7-13］等通過酶解法從毛竹竹筍細胞壁中得到7種糖類化合物，分別是:二阿魏酰阿拉伯木聚己糖、阿魏酸阿拉伯木聚糖、阿魏酸木葡聚糖、對香豆酰阿拉伯木聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖硼(Ⅱ)復合物和半纖維素多糖，通過核磁共振、甲基化分析及質譜分析方法研究了木葡聚糖和阿拉伯木聚糖的結構及連接方式，以及阿魏酸阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖的乙?；饔谩?/p>

活性多糖是目前研究熱點之一，尤其是多糖的修飾改性工藝，通過改性，多糖的物化性質和生物活性能得到有效改善，其應用范圍也能得到進一步拓寬。

2.3 竹筍含氮化合物

竹筍含氮化合物主要包括竹筍蛋白質、過氧化物酶及氨基酸肽類。

提取蛋白質一般用酸沉法，原料經搗碎后加水抽提，再經酸沉(pH 5.0～5.5)、離心(5000 r/min)得到竹筍蛋白，500 g鮮筍腳料可獲得1.4 mg蛋白［14］。Wang HX等［15］以新鮮麻竹筍為原料，通過均質、離心(15，000 g，30 min)，再經過DEAE-纖維素色譜柱(5×20 cm)層析，Tris-HCl緩沖液洗脫，羧甲基纖維素-瓊脂糖凝膠親和色譜柱(1.5×10 cm)透析，再經中性醋酸銨緩沖液洗脫得到抗真菌蛋白。

過氧化物酶的制備是回收竹筍蛋白后，對剩余液結合硫酸銨鹽析、丙酮分級，采用快速陽離子纖維素層析純化，磷酸緩沖液進行梯度洗脫后，分光光度法檢測酶活，合并酶活較高管的酶液并濃縮，得到Rz值為3.1的純酶，回收率為28%［14］。

Masatoshi F［16］利用親和色譜從毛竹中分離出2種抗菌肽Pp-AMP1和Pp-AMP2，并測定了其氨基酸序列，發(fā)現(xiàn)與槲寄生毒素有高度同源性。張英等［17］利用超濾和反滲透技術從竹筍加工廢液中制備出竹筍氨基酸肽類提取物，氨基酸總量(以干基計)10%～50%，游離氨基酸含量占5%～40%，超濾膜系統(tǒng)條件為40～50℃，0.2～1 MPa，反滲透膜系統(tǒng)壓力在1～2.5 MPa。張金萍等［18］從毛竹春筍(或筍加工廢液)中分離、精制酪氨酸，具體工藝流程為竹筍破碎抽提上清液，等電點沉淀，乙醇胺溶解后沉淀，復溶再沉淀，干燥得到純品，制取得率為3.8% ～4.2%，精制純度大于98.5%。

化學法提取竹筍含氮化合物易造成環(huán)境污染，可考慮用酶法制備竹筍肽產品;今后研究重點還應集中在對竹筍含氮化合物的分級精制方面。

2.4 竹筍醇類及苷類

提取竹筍醇類和苷類的方法以有機溶劑萃取法和超臨界萃取法為主。

陳競［19］以苦竹筍根為原料，采用75%乙醇浸提，有機溶劑(氯仿、正丁醇)萃取，氯仿層浸膏過硅膠柱(石油醚-乙酸乙酯)洗脫，正丁醇浸膏過硅膠柱(氯仿-甲醇)梯度洗脫，分離確定了6個化合物，分別為:對甲氨基苯乙醇酸β-O-葡萄糖苷、腺苷、對羥基苯乙醇、對羥基苯甲醇和β-谷甾醇、胡蘿卜苷，化合物總量的得率為0.4%。

竹筍次生代謝產物中甾醇含量最高(251.4～279.5 mg/100 g)，陸柏益［20］以水煮筍加工廢棄物為原料，用超臨界萃取、短程分子蒸餾制得竹筍甾醇，超臨界萃取最佳工藝為壓力26.2 MPa、溫度43.4℃、CO2流量25.4 L/h和萃取時間2.5 h，甾醇萃取率為93.4±4.5%;蒸餾精制最佳工藝為整流溫度180℃、真空度1.3 Pa、刮膜轉速220 r/min、進料速率5 mL/min、冷凝溫度15℃，重組分得率為38.2 ±2.4%，總甾醇含量為46.8±3.4%。

超臨界流體萃取法與有機溶劑萃取法相比，具有得率高、無溶劑殘留等優(yōu)點，但超臨界流體萃取的實際應用還很有限，需要加強對此方法的基礎研究，建立分析模型應用于實際生產。

2.5 竹筍黃酮類化合物

目前，文獻報道的提取竹筍黃酮的主要方法有乙醇索氏提取法和超聲波提取法。

許麗旋等［21］以毛竹筍殼粉為原料，用乙醇在80～90℃水浴下索氏提取2～4 h后抽濾，將濾液通過聚酰胺砂芯層析柱，用乙醇進行洗脫，收集洗脫液得到黃酮。

江麗［22］采剛超聲波從竹筍中提取黃酮類化合物，在功率240 W、65℃下萃取40 min，黃酮含量可達到0.72 mg/g，其中萃取溫度對總黃酮得率的影響最大。

對竹筍黃酮的提取可以借鑒竹葉黃酮的提取方法，考慮用微波法或大孔樹脂吸附法，以期實現(xiàn)產業(yè)化生產。

2.6 竹筍生物乙醇

Tomoko S［23］等以斑竹筍和毛竹筍為原料用同步糖化發(fā)酵法生產燃料乙醇，釀酒酵母(NBRC 2347)在YM肉湯培養(yǎng)基中預先培養(yǎng)24 h，溫度30℃，搖床轉速200 r/min;在發(fā)酵搖瓶中加入5%磨碎處理的樣品，在檸檬酸鈉鹽緩沖液中蒸煮20 min，加入酶制劑(2～12 FPU/g)和酵母顆粒，恒溫30℃攪拌，最終產量為139～169 g/kg，糖化產量為69%。

3 竹筍的功能活性

3.1 排毒、減肥、改善腸功能

竹筍中富含膳食纖維，研究人員分別用體外實驗、動物實驗及人群試驗對竹筍膳食纖維的功能性質進行了評價。

竹筍膳食纖維對重金屬具有束縛作用，曹小敏［2］發(fā)酵法制備的竹筍膳食纖維對Pb2+、Cd2+和Cu2+的最大束縛量分別為38.8、37.4、35.3 mol/g。

竹筍膳食纖維具有良好的持水性、持油性、溶脹性及結合水力，能夠吸附膽固醇和NO-2;對大白鼠在蛋白質和脂肪的消化率方面也有顯著影響，2.5%以上的劑量能使脂肪的消化率顯著降低，在5%劑量下蛋白質的消化率顯著降低［3］。溶脹性及不易被消化的性質可延緩胃排空時間，減少食物和能量攝入;吸附膽固醇，降低脂肪消化率，可減少脂肪在體內積累，促進體內脂肪代謝。

李安平等［24］動物試驗表明，連續(xù)給予5.0 g/d/ kg·BW的發(fā)酵竹筍膳食纖維1周后，腸道菌群失調小鼠的胃腸道內雙歧桿菌和乳酸桿菌等有益菌數(shù)量得到恢復;在給予中、高劑量后，便秘小鼠的首便時間、小腸推進率等均有顯著性變化。Eun JP等［25］通過對健康狀態(tài)的21～23歲的女性進行人群實驗研究評價了以竹筍為膳食纖維來源對便秘癥狀的短期效應，對糞便排泄評價調查表的數(shù)據(jù)分析結果表明，食用竹筍組糞便體積和腸蠕動頻率有所增加。

3.2 抗氧化和延緩衰老功能

竹筍富含黃酮類、酚類等抗氧化活性因子，研究人員體外和體內實驗評價了竹筍的抗氧化和延緩衰老的功能。

江麗［22］采用碘-硫代硫酸鈉滴定法對不同劑量的黃酮(0.01%和0.05%)進行研究，同時以0.01%的蘆丁為對照，測定相同保存天數(shù)時植物油的過氧化值，表明竹筍黃酮對食用菜子油有明顯的抗氧化作用，抗氧化能力大于蘆丁，且抗氧化性與劑量成正比關系。

陳競［19］通過跟蹤監(jiān)測自由基清除及酪氨酸酶抑制活性，證明竹筍中對甲氨基苯乙醇酸β-O-葡萄糖苷2 mg/mL的濃度可使自由基清除率與酪氨酸酶抑制率達到80%以上，隨濃度的增加，抑制作用增強;由f MLP誘導的過氧化反應中，腺苷濃度為30 μmol/L時，幾乎能完全抑制;由AA誘導的過氧化反應中，對羥基苯甲醇抑制作用最強。

用DPPH法和ABTS法測定竹筍提取物的抗氧化活性，用分光光度法測定各竹筍的總多酚含量，結果表明竹筍總多酚含量與DPPH法和ABTS法測定的抗氧化活性存在顯著相關性，相關系數(shù)R分別為0.974和0.976［26］。

梅同荷等［27］用雷竹筍汁對衰老大鼠灌胃4周，測定鼠血漿中的丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及急性缺氧和游泳的存活時間，表明雷竹筍汁能顯存著延長衰老模型小鼠缺氧和游泳的存活時間，升高SOD活性和降低MDA含量。

3.3 調節(jié)血脂、血糖及護肝作用

竹筍甾醇能顯著降低高脂血癥大鼠血清總膽固醇、甘油三脂、低密度脂蛋白膽固醇濃度和動脈粥樣硬化指數(shù)，具有降脂和調脂功能;同時，能有效降度大鼠肝臟、濃度，減輕脂肝重和肝指數(shù)的作用，對肝臟的色澤、質地、體積有顯著改善［20］。國外研究也表明竹筍提取物能夠降低血清膽固醇，預防是指由于肝細胞內脂肪堆積過多而引發(fā)的脂肪肝［28］。

Shu SJ等［29］分別用不同劑量的雷竹筍汁205.7 mg/kg(雷竹筍I組)和436.4 mg/kg(雷竹筍II組)對糖尿病大鼠灌胃28 d，并以健康大鼠作正常對照，測定各組大鼠肝糖原含量和血漿多種因子水平，結果表明雷竹筍汁能明顯降低糖尿病大鼠血漿葡萄糖、三酰甘油、NEFA、LDL-c和MDA及升高HDL-c、SOD和肝糖原等因子水平。

舒思潔等［30］向實驗性肝損傷模型大鼠灌胃雷竹筍汁，檢測各組大鼠血清丙氨酸氨基轉移酶、天冬氨酸氨基轉移酶、超氧化物歧化酶的活性和葡萄糖、血清甘油三酯、丙二醛含量，計算白蛋白/球蛋白比值，表明雷竹筍汁對CCl4肝損傷大鼠肝功能和肝纖維化有明顯的改善作用。

3.4 抑菌、消腫、抗炎作用

Lu BY［31］利用巴豆油致小鼠耳廓腫脹模型試驗，表明β-谷甾醇(2.5 g/kg)腫脹抑制率可達到68.0%;醋酸致小鼠腹腔毛細血管通透性模型研究表明竹筍甾醇能顯著對抗小鼠腹腔毛細血管通透性的亢進，使腹腔洗出液的伊文思藍濃度顯著下降，腫脹抑制率＞42.0%。

對竹筍抗炎作用機理的研究表明:PBS 25具有良好的清除DPPH的作用，有良好的抗氧化活性;另外，β-谷甾醇和PBS 25對熱誘導的紅細胞溶血均有一定的抑制效果，并呈現(xiàn)劑量依賴關系;竹筍甾醇可降低模型大鼠血清細胞因子(IL-1β、IL-8、TNF-α)的含量，調節(jié)細胞因子及受體的分泌;炎癥細胞因子與受體基因芯片研究分析發(fā)現(xiàn)竹筍甾醇可提高下調基因的水平，抑制上調基因水平，從而起到抗炎作用。

從竹筍殼提取黃酮并對其抑菌效果進行了初步研究結果證明竹筍殼黃酮提取液對金黃色葡萄球菌和藤黃八疊球菌有強烈的抑制作用，抑菌作用與黃酮提取液濃度正相關［21］。Wang HX等［14］提取了一種竹筍抗真菌蛋白，與一般類甜蛋白相比，其分子量較小，僅為分子量20 kDa，N-末端序列與類甜蛋白差異較大，且該蛋白不能使紅血球凝聚，也沒有核糖核酸酶活性。

3.5 免疫激活作用

竹筍多糖可經過經典或旁路途徑激活補體系統(tǒng)，是有效的免疫激活劑［6］。研究表明竹黃酮可促進小鼠體內抗體的產生，提高體液免疫和細胞免疫功能，增強小鼠腹腔巨噬細胞吞噬功能。

4 問題與展望

4.1 問題

竹筍功效成分提取和制備研究不足，對其功能活性的研究不明確，竹筍功能食品種類較少;竹筍生產季節(jié)性較強，產筍期集中，采后容易發(fā)生木質化和褐變，而且竹筍大多產于偏遠地區(qū)，從采摘到銷售的時間跨度長，竹筍保鮮問題亟待解決;初加工竹筍產品存在產值較低，浪費嚴重等問題，隨著化肥和農藥的大量施用，竹筍污染問題也開始出現(xiàn)。

4.2 展望

4.2.1 今后要注重對竹筍活性成分量效、構效關系、作用機制及穩(wěn)定性的研究，從而為生產竹筍功能食品提供依據(jù);應充分利用竹筍營養(yǎng)豐富、功能因子齊全的優(yōu)點，結合先進的加工成型技術研制更多的功能食品，如開發(fā)減肥產品，抗衰老產品，降血脂、血糖產品等;對實驗方法進行工藝放大，將深加工技術系統(tǒng)化、集成化，使竹筍及竹筍加工剩余物得到綜合利用，也是今后研究的主要方向。

4.2.2 目前，竹筍保鮮方法主要有低溫法、氣調法、減壓法、臭氧法、微波法及涂抹保鮮劑的方法，今后應注重成本低廉、操作方便的保鮮方法以及鮮筍活體保鮮的技術研究。不同種類、不同季節(jié)竹筍之間的采后生理變化及加工特性有很大差異，各種竹筍的最佳保鮮方法和加工方式還有待細化研究。

4.2.3 消費者對竹筍品質、口味及安全性要求越來越高，為滿足市場需求，必須改善傳統(tǒng)加工方法，研發(fā)竹筍加工新產品，同時要建立現(xiàn)代食品安全的理念，統(tǒng)一無公害竹筍標準及產品認證標準，將HACCP、GMP等應用到竹筍生產中，實現(xiàn)對竹筍培育、加工、貯藏、銷售各個環(huán)節(jié)全程質量控制。

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Research Progress on Deep-processing and Functional Activities of Bamboo Shoot

LIN Qian，WANG Qiang*，LIU Hong-zhi
Institute of Argo–food Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China

Bamboo shoot is one kind of nutritive food with high protein，low fat and rich dietary fiber.The preparation methods of functional deep processed products from bamboo shoots，such as dietary fiber，polysaccharides，nitrogen compounds were summarized in this article.The effects on product purity，yield and functional activities caused by different methods were compared.And the beneficial effects on bowel function，oxidation resistance，antilipemic function，hypoglycemic activity，and anti-inflammatory were expounded.Besides，the existing problems of bamboo shoot deep-processing were analyzed，and the research direction and priority were prospected.

bamboo shoot;review;dietary fiber;polysaccharides;oxidation resistance;antilipemic function

1001-6880(2012)01-0136-06

2010-02-24 接受日期:2010-04-08

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2008BADA9B0402)

*通訊作者 Tel:86-10-62815837;E-mail:caaswangqiang@hotmail.com

TS255.1

A