楊楠,林俊帆,劉張育,王慧,楊進,黃明亞,馮志新,鮮義坤※
(1.四川省自然資源科學研究院,四川 成都 610041;2.成都產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院有限責任公司,四川 成都 610100;3.成都大帝漢克生物科技有限公司,四川 成都 611130;4.西北農(nóng)林科技大學動物科技學院,陜西 楊凌 712100;5.青神縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,四川 青神 620460)
竹葉是大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)的三大竹類食物之一。早在二十世紀七、八十年代,一些資深專家就開始研究野生大熊貓選擇性采食的某些規(guī)律,結(jié)果表明,一年中的不同月份或季節(jié)大熊貓采食竹葉的數(shù)量存在明顯的差異[1,2]。有學者曾用多種竹子投喂過大熊貓,結(jié)果顯示,圈養(yǎng)大熊貓不取食毛竹等少數(shù)竹種的竹葉[3]。已有較多的文獻是從人居康養(yǎng)環(huán)境和食品藥用保健角度采用溶劑提取來分析竹葉的揮發(fā)性成分[4,5]。迄今為止尚未見到竹葉氣味與大熊貓采食之間是否存在一定關(guān)聯(lián)性的深入研究報道。本文通過5 種竹子(包括稈和葉)的圈養(yǎng)大熊貓自由選擇采食試驗,樣品的專業(yè)人員嗅感品評,電子鼻測試以及頂空(HS)-固相微萃?。⊿PME)-氣相色譜(GC)-質(zhì)譜(MS)聯(lián)用法測定揮發(fā)性有機物(VOCs)和香氣成分,以揭示大熊貓選擇竹葉采食的氣味機理。
選擇毛竹(Phyllostachys edulis)、牛兒竹(Bambusa prominens)、硬頭黃竹(Bambusa rigida)、清甜竹(Dendrocalamus sapidus)和孝順竹(Bambusa multiplex)5 種竹子作為供試竹種,均屬人工飼養(yǎng)條件下不常喂給大熊貓的竹種。以四川省青神縣熊貓館的“蘇星”和“華榮”2 只大熊貓為試喂對象,2019 年4 月10 日和16 日(春季)及2020 年6 月10 日和7 月15 日(夏季)上午試喂并采樣,試喂時段用供試竹種替代苦竹(Pleioblastus amarus),其他相關(guān)信息同文獻[6]。
將砍回的竹子迅即進行多點隨機采集竹葉樣品,混合,隨機抽取竹葉,用多次清洗無味的剪刀制成2~3 mm 3~5 mm 大小的葉片,再混合,隨機分成3 份,分別用于氣味專業(yè)人員嗅感品評、電子鼻測試和HSSPME-GC-MS 分析。樣品在裝有冰塊的保溫箱中運輸,置于-20 ℃冰箱中保存待測。
先將3~5 種竹稈及其附帶的枝葉(其他竹葉和竹稈另文發(fā)表[6])放于外活動圈或/和內(nèi)活動圈的食臺上,分別做好標識,然后從隔離圈中放出大熊貓,這樣大熊貓可自由地選擇某種竹子的稈或/和葉采食,用監(jiān)控設(shè)備或/和攝像機從多個角度記錄大熊貓的采食行為。通過錄像回放,仔細觀察大熊貓在多個竹種之間及竹葉與竹稈之間根據(jù)自己對食物風味的偏好自由選擇的采食情況。
PEN 3 型電子鼻由德國Airsense 公司出品,內(nèi)置10 個不同的金屬氧化物傳感器,分別響應(yīng)的揮發(fā)性物質(zhì)類別是R1 為芳香類,R2 為氮氧化物,R3 為氨類,R4 為氫化物,R5 為短鏈烷烴,R6 為甲基類,R7 為萜烯類,R8 為醇類、醛類和酮類,R9 為有機硫化物,R10為長鏈烷烴。其他儀器同文獻[7]。
專業(yè)人員的嗅感品評和電子鼻測試除每種竹葉用樣2.0 g外,其他具體方法參照文獻[8]。氣味品評組由8 人(其中女性4 名)組成,平均年齡43 歲。每種竹葉的HS-SPME 用樣1.5 g,在70℃下頂空萃取1 h,此外其他HS-SPME-GC-MS 聯(lián)用的具體方法參照文獻[9]。
根據(jù)現(xiàn)場觀察和錄像回放,受試圈養(yǎng)大熊貓采食供試竹葉的主要行為流程為 嗅聞→摘葉→咬切→咀嚼→吞咽。大熊貓嗅聞竹葉后有2 種行為表現(xiàn):①采食。可能因為竹葉散發(fā)出的氣味韻調(diào)為大熊貓所熟悉并認知安全,具有誘食性;②不采食。可能因為竹葉散發(fā)出的氣味韻調(diào)為大熊貓不熟知或存在不安全的隱患,不具誘食性。由上可知,嗅聞竹葉的氣味韻調(diào)是大熊貓采食前的預(yù)判行為,決定是否繼續(xù)進行下一步采食行為流程。本文重點關(guān)注供試竹葉氣味韻調(diào)的誘食性,即大熊貓嗅聞竹葉后是否采食,至于大熊貓采食竹葉數(shù)量的多少還與竹葉理化性狀的適口性好壞密切相關(guān),在此不關(guān)注。觀察結(jié)果顯示,受試大熊貓對5 種供試竹葉均有或多或少的采食,但對毛竹葉和孝順竹葉存在個體和季節(jié)性差異,具體情況見表1。
表1 受試大熊貓對5 種供試竹葉的采食情況Table 1 About ingestion of experimental giant pandas to 5 kinds of tested bamboo leaves
由表1 可知,受試大熊貓在2019 年春季和2020年夏季的試喂時段嗅聞供試竹葉后均采食了牛兒竹葉、硬頭黃竹葉及清甜竹葉,但“蘇星”在2019 年春季的試喂時段沒有采食毛竹葉和孝順竹葉,而“華榮”卻采食;“華榮”在2020 年夏季的試喂時段沒有采食孝順竹葉,而“蘇星”卻采食;說明毛竹葉和孝順竹葉在受試大熊貓之間可能存在嗅感滿意度的個體差異,而孝順竹葉對同一受試大熊貓來說可能還存在季節(jié)性差異,也可能與受試大熊貓試喂時段的饑飽程度有關(guān)。圈養(yǎng)大熊貓采食竹葉呈現(xiàn)出的個體和季節(jié)性差異也見于其他報道與觀察,在陜西樓觀臺的圈養(yǎng)大熊貓9~10 月份不取食毛竹葉[3],鮮義坤曾于2015~2017 年在峨眉山市仙芝竹尖生態(tài)園熊貓館工作期間觀察到大熊貓對斑苦竹(Pleioblastus maculatus)葉的采食也存在個體和季節(jié)性差異這一現(xiàn)象。野生大熊貓對野生竹種的竹葉采食同樣有選擇性,同樣存在個體和季節(jié)性差異[1,2]。
相同重量的樣品通過專業(yè)人員的嗅感盲評,5 種供試竹葉的氣味強度不盡一致,有的相對較濃,如硬頭黃竹葉等;有的相對較淡,如毛竹葉等;但均比同種同重的竹稈樣品氣味濃郁。這5 種竹葉的氣味韻調(diào)總體上清新、飄逸、強度較高、透發(fā)性較好、愉悅度中上等,盡管相互間也存在細小的差異,仍均可歸于竹葉類香氣。5 種供試竹葉的主要相似氣味韻調(diào),見表2。
表2 5 種供試竹葉的主要相似氣味韻調(diào)Table 2 The main similar odors of 5 kinds of tested bamboo leaves
由表2 可知,5 種供試竹葉均有青香、葉香、草香、甜氣、新鮮感和嫩氣等多種氣味韻調(diào)。此外,這些氣味韻調(diào)在嗅感的相對強度方面并非相近,如青香相對其他氣味韻調(diào)而言明顯又突出;不同竹葉之間也有差異,如清甜竹葉的甜氣相對較強,其他竹葉相對較弱。有人從2019 年和2020 年的孝順竹葉樣品中分別嗅辨出微弱的沉悶感和木質(zhì)氣息、油氣及藥氣,也有人從2020年的硬頭黃竹葉和清甜竹葉樣品中均嗅辨出微弱的酸氣。結(jié)合受試大熊貓對5 種供試竹葉嗅聞后的采食行為表現(xiàn)可以得知,竹葉散發(fā)出的主要氣味韻調(diào)為青香、葉香、草香、甜氣、新鮮感和嫩氣,均是受試大熊貓認同的食物氣味韻調(diào),這些氣味韻調(diào)及其相對強度的組合體代表了這5 種供試竹葉的主要天然氣味韻調(diào),能夠誘導受試大熊貓采食;換言之,對于受試大熊貓而言,這5 種竹葉氣味韻調(diào)的誘食性主要在于相對突出的青香、較弱的葉香、草香、甜氣、新鮮感和嫩氣。
電子鼻又稱氣味掃描儀,是模擬哺乳動物嗅覺的工作原理進行感知、分析和識別樣品的氣味。為了客觀地探索5 種供試竹葉之間整體氣味信息的異同,又對這5 種竹葉樣品進行了電子鼻測試。測試的實時響應(yīng)曲線呈先急劇升高,后逐漸趨于平穩(wěn),以測試穩(wěn)定階段的響應(yīng)值表征樣品的整體氣味信息。5 種供試竹葉的典型電子鼻響應(yīng)值如圖1 所示。
圖1 電子鼻測試5 種供試竹葉的響應(yīng)值雷達圖Fig.1 The radar chart of the response value of 5 kinds of tested bamboo leaves by electronic nose testing
由圖1 可知,5 種供試竹葉在R2 傳感器上的差異最大,其響應(yīng)值大小依次為清甜竹葉>孝順竹葉>硬頭黃竹葉>牛兒竹葉>毛竹葉;其次為R7 傳感器,響應(yīng)值大小的順序同R2 傳感器;R6 和R8 2 個傳感器上的響應(yīng)值差異較??;而在R1、R3、R4、R5、R9 和R10 6 個傳感器上的響應(yīng)值無明顯差異。根據(jù)電子鼻10 個傳感器對揮發(fā)性成分的響應(yīng)類型[8]可推測,不同竹葉間的整體氣味差異可能主要由氮氧化物和萜烯類化合物的差異所引起,甲基類、醇類、醛類和酮類化合物雖有影響,但程度較小。
2.3.1 PCA 分析 采用主成分分析(PCA)[8]是對竹葉測試穩(wěn)定階段的氣味數(shù)據(jù)進行降維統(tǒng)計分析,結(jié)果如圖2 所示。
圖2 5 種供試竹葉的電子鼻PCA 分析Fig.2 The electronic nose PCA analysis of 5 kinds of tested bamboo leaves
由圖2 可知,5 種供試竹葉的PCA 分析中第1主成分(PC1)的貢獻率高達99.49%,第2主成分(PC2)貢獻率僅為0.50%,這2 個主成分累積貢獻率達到99.99%,說明前2 個主成分所代表的信息能夠完整反映竹葉樣品的整體氣味信息,且不同竹葉的氣味差異主要體現(xiàn)在PC1 上。這5 種竹葉樣品所在區(qū)域沒有交叉重疊,彼此獨立成簇,相互間有一定的距離,表明它們的整體氣味信息存在一定的差異,能夠通過電子鼻PCA 法準確區(qū)分。牛兒竹葉、硬頭黃竹葉和毛竹葉分布區(qū)域相對較為集中,預(yù)示這3 種竹葉的整體氣味信息差異相對較小。
2.3.2 LDA 分析 進一步采用線性判別分析(LDA)[8]是對PCA 分析中未能很好區(qū)分的竹葉樣品進行再識別,結(jié)果如圖3 所示。
圖3 5 種供試竹葉的電子鼻LDA 分析Fig.3 The electronic nose LDA analysis of 5 kinds of tested bamboo leaves
由圖3 可知,LD1 和LD2 的貢獻率分別為88.19%和11.06%,累積貢獻率達99.25%,能較好地反映竹葉樣品的整體氣味信息。5 個供試竹葉樣品所在區(qū)域均無任何重疊,表明采用LDA 分析能有效地區(qū)分這5種不同的竹葉。在PCA 中所在區(qū)域相距較近的牛兒竹葉、毛竹葉和硬頭黃竹葉在LDA 分析中所在區(qū)域距離更遠,表明LDA 分析能將這3 種竹葉的氣味信息更加有效地區(qū)分開。再次說明這5 種竹葉的整體氣味信息存在一定的差異,利用電子鼻中的LDA 法也能予以準確識別。
2.3.3 LA 分析 為了進一步明確在電子鼻模式識別系統(tǒng)中各傳感器的貢獻大小,又對5 種供試竹葉進行了載荷分析(LA)[8],結(jié)果如圖4 所示。
圖4 5 種供試竹葉的電子鼻LA 分析Fig.4 The electronic nose LA analysis of 5 kinds of tested bamboo leaves
由圖4 可知,R2 傳感器是對PC1 貢獻最大的傳感器,R7 傳感器是對PC2 貢獻最大的傳感器,R6 和R8 對PC2 有點貢獻,但對PC1 貢獻較少,其他傳感器均位于0 點附近,影響均很小。根據(jù)電子鼻不同的傳感器對不同類別的揮發(fā)性物質(zhì)的響應(yīng)靈敏性[8]可知,5 種供試竹葉之間的氣味差異可能主要與萜烯類、氮氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量和含量多少有關(guān),其次與甲基類、醇類、醛類和酮類化合物有關(guān)。
綜上所述,電子鼻測試結(jié)果表明,5 種供試竹葉的整體氣味存在一定的差異,可通過PCA 分析和LDA分析予以很好地區(qū)分,這與上述專業(yè)人員的嗅感品評結(jié)果大體相符。另外,5 種供試竹葉的氣味差異可能與萜烯類和氮氧化物等揮發(fā)性物質(zhì)的差異密切相關(guān)。因此,有必要用HS-SPME-GC-MS 法進一步測定這5 種竹葉中的揮發(fā)性成分,特別是典型的香氣成分,以便深入剖析這5 種竹葉之間氣味異同的物質(zhì)原由。
因受試大熊貓在2019 年春季和2020 年夏季嗅聞5 種供試竹葉后均有所采食,竹葉散發(fā)出的VOCs和香氣成分的測定均用相同的HS-SPME 設(shè)備、同一臺GC-MS 儀器、同樣的方法,由同一人操作,故2 年的分析數(shù)據(jù)合并處理。這5 種竹葉散發(fā)出的VOCs 類別及其成分種數(shù)和相對含量統(tǒng)計結(jié)果見表3。
表3 5 種供試竹葉的VOCs 類別及其成分種數(shù)和相對含量統(tǒng)計Table 3 The VOCs categories and statistics of their component numbers and relative contents from 5 kinds of tested bamboo leaves
由表3 可知,5 種供試竹葉在VOCs 類別的成分種數(shù)和相對含量方面存在大小不一的差異,其中烯烴類的相互差異最大,這與電子鼻測試結(jié)果(萜烯類屬烯烴類的一部分)基本相符,進一步說明這5 種竹葉的氣味韻調(diào)及其強度可能存在一定程度的異同。
竹葉的氣味雖與VOCs 有關(guān),但起主要作用的成分是其中被國內(nèi)和國外公認的呈香物質(zhì)。竹葉中的典型香氣成分是按照文獻[10]的判定標準從測出的VOCs中篩選出的食品級單體呈香物質(zhì)。5 種供試竹葉中的香氣成分見表4。
表4 5 種供試竹葉中的香氣成分Table 4 The aroma components from 5 kinds of tested bamboo leaves
續(xù)表4
續(xù)表4
續(xù)表4
續(xù)表4
續(xù)表4
由表4 可知,從5 種供試竹葉中分別測出了66~88種數(shù)量不等的香氣成分,總共測出了138 種香氣成分,其中共同的香氣成分有39 種,在這些共有的香氣成分中,根據(jù)單體呈香物質(zhì)氣味特征的文獻記載[19-24],賦予供試竹葉青香氣味的香氣成分有己醛、2-己烯醛、2-戊基呋喃、3-辛酮、乙酸葉醇酯、順式-2-戊烯-1-醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、反式-3-己烯-1-醇、3-己烯-1-醇、順式-3-己烯-1-醇、反式,反式-2,4-己二烯醛、反式-2-己烯-1-醇、反式-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、反式,反式-2,4-庚二烯醛、芳樟醇、1-辛醇、-環(huán)檸檬醛、苯乙醛、順式-3-己烯酸葉醇酯、香葉基丙酮、苯乙醇和苯甲酸葉醇酯,計24 種,占共有香氣成分總數(shù)的61.54%;賦予供試竹葉葉香氣味的香氣成分有2-己烯醛、順式-3-己烯-1-醇,計2種,占共有香氣成分總數(shù)的5.13%;賦予供試竹葉草香氣味的香氣成分有己醛、2-己烯醛、反式-3-己烯-1-醇、3-己烯-1-醇、順式-3-己烯-1-醇、反式-2-己烯-1-醇和順式-3-己烯酸葉醇酯,計7 種,占共有香氣成分總數(shù)的17.95%;賦予供試竹葉甜氣的香氣成分有3-辛酮、辛醛、反式,反式-2,4-己二烯醛、芳樟醇、1-辛醇、苯乙醛、水楊酸甲酯、苯甲醇、苯乙醇、-紫羅蘭酮和辛酸,計11種,占共有香氣成分總數(shù)的28.21%;賦予供試竹葉壤香的香氣成分有2-戊基呋喃、3-辛酮、1-辛烯-3-醇、苯乙醛和苯乙醇,計5 種,占共有香氣成分總數(shù)的12.82%;賦予供試竹葉新鮮感的香氣成分有2-己烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、芳樟醇、1-辛醇和香葉基丙酮,計5 種,占共有香氣成分總數(shù)的12.82%。供試竹葉的嫩氣可能與反式-2-己烯-1-醇和順式-3-己烯酸葉醇酯有關(guān),供試竹葉的木質(zhì)氣息可能與己醛、芳樟醇、香葉基丙酮和 -紫羅蘭酮有關(guān),供試竹葉的脂肪或油脂氣息可能與庚醛、2-己烯醛、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反式-2-辛烯醛、反式,反式-2,4-庚二烯醛和癸酸有關(guān),供試竹葉的藥氣可能與順式-3-己烯-1-醇等香氣成分有關(guān);供試竹葉的酸氣主要與乙酸、己酸和辛酸等揮發(fā)性羧酸有關(guān);沉悶感可能與芳烴類化合物有關(guān)。以上說明專業(yè)品評人員對5 種竹葉品出的主要氣味韻調(diào)是有成分支撐和物質(zhì)依據(jù)的。
竹葉散發(fā)出的某種氣味韻調(diào)是由竹葉的多種香氣成分經(jīng)協(xié)同增效或抵消減弱等相互作用后最終給人呈現(xiàn)出的某種嗅覺感受。共同的香氣成分是這5 種竹葉具有相同氣味韻調(diào)的物質(zhì)基礎(chǔ);互不相同的香氣成分(見表4)或呈現(xiàn)在某種共同氣味韻調(diào)的強度上,或抵消減弱某種氣味韻調(diào),或呈現(xiàn)在某種竹葉與眾不同的特殊氣味韻調(diào)上。5 種供試竹葉中香氣成分的分類及其成分種數(shù)和相對含量統(tǒng)計結(jié)果見表5。
表5 5 種供試竹葉中香氣成分的類別及其成分種數(shù)和相對含量統(tǒng)計Table 5 Categories and their component numbers and relative contents statistics of aroma components from 5 kinds of tested bamboo leaves
由表5 可知,從5 種供試竹葉中檢出的香氣成分類別數(shù)有8~9 個不等,其中除清甜竹葉有8 個類別外,其他4 種竹葉均有9 個類別。香氣成分種數(shù)最多和相對含量最高的類別在毛竹葉、牛兒竹葉、硬頭黃竹葉和孝順竹葉中均為醛類,其醛類香氣成分種數(shù)在香氣成分總數(shù)中的占比分別為27.27%、22.73%、26.74%和24.05%;在清甜竹葉中則為醇類,占比為26.51%;說明不同竹葉的最主要香氣成分類別不盡相同。醛類是毛竹葉、牛兒竹葉、硬頭黃竹葉和孝順竹葉中香氣及其強度的最主要貢獻者,其次是醇類;醇類則是清甜竹葉中香氣及其強度的最主要貢獻者,其次是醛類??傊╊惡痛碱愂沁@5 種竹葉中香氣及其強度的主要貢獻物質(zhì)類別。在供試竹葉所有香氣成分的相對含量合計方面,毛竹葉最低,僅為65.49%,預(yù)示氣味強度可能最低,這與專業(yè)人員的品評結(jié)果一致。5 種供試竹葉中相對含量排前5 位的香氣成分見表6。
表6 5 種供試竹葉中相對含量前5 位的香氣成分Table 6 The aroma components with top 5 relative contents from 5 kinds of bamboo leaves
從表6 可知,在相對含量前5 位的香氣成分中若按香氣成分種數(shù)計,最主要的香氣成分類別在硬頭黃竹葉為醛類(2 個),在毛竹葉和牛兒竹葉為醛類和醇類(并列,各2個),在清甜竹葉和孝順竹葉為醇類(3個);若按相對含量小計,最高的香氣成分類別在毛竹葉和清甜竹葉均為醇類,分別為23.16%和37.22%,而在牛兒竹葉、硬頭黃竹葉和孝順竹葉則均為醛類,分別為26.93%、35.70 %和29.68%;以上佐證了醛類和醇類香氣成分是這5 種竹葉中香氣及其強度的主要貢獻物質(zhì)類別。根據(jù)單體呈香物質(zhì)氣味特征的文獻記載[19-22,25]可知,含有青香氣息的香氣成分有反式-2-己烯醛(葉醛)、2-己烯醛、反式-3-己烯醛、-羅勒烯、3-己烯-1-醇、順式-3-己烯-1-醇和1-辛烯-3-醇等7 種,每種竹葉中含量最高的單一香氣成分均含有青香氣息,毛竹葉、牛兒竹葉、硬頭黃竹葉、清甜竹葉和孝順竹葉在相對含量前5 位的香氣成分中含有青香氣息的相對含量累計分別為41.83%、55.17%、44.50%、53.87%和50.67%,由此可知,含有青香氣息的香氣成分在5 種供試竹葉中相對含量均較高,說明這5 種竹葉中的青香要比其他氣味強而且突出,這也與專業(yè)人員的品評結(jié)果一致。
圈養(yǎng)大熊貓母獸的常乳中有新鮮竹葉樣青香,并略帶甜氣[26],說明大熊貓從小就通過吸食母乳開始接觸和感受新鮮竹葉樣青香和甜氣。隨著嗅覺功能的發(fā)育完善,新鮮竹葉樣青香和甜氣逐漸被大熊貓幼仔所熟悉并認知為安全的食物氣味。根據(jù)作者以往的多次觀察,喂給大熊貓竹枝上的竹葉如果在室外活動圈的食臺上放置時間較長,特別是在氣溫較高的夏季,容易失水變干甚至卷曲,散失了竹葉的部分青香,也降低了竹葉的新鮮度,對大熊貓來說就失去了竹葉氣味韻調(diào)的誘食性,也不再被大熊貓選擇食用。通過專業(yè)人員對放置較久的竹葉樣品的嗅感品評,其青香變淡,新鮮感變差,呈干葉或干草氣味,這可能是大熊貓不采食干竹葉的理由。圈養(yǎng)大熊貓喜食的蘋果有新鮮感,青香飄
溢,甜氣明顯[10];胡蘿卜有新鮮感而且甜氣和青香相對突出[10];新鮮玉米秸稈的甜氣濃郁,青香顯著[9];蒸熟的窩窩頭甜香如蜜、濃郁[7];試喂的佛肚竹稈、毛竹稈、牛兒竹稈、硬頭黃竹稈、清甜竹稈和孝順竹稈均有較明顯的青香、輕微的甜氣和新鮮感[6]。綜上所述,再結(jié)合表1 和表2 的結(jié)果,可以得知,來自竹葉的青香、甜氣和新鮮感是大熊貓喜歡的食物香氣韻調(diào)。作者還認為在食物供給相對充足的圈養(yǎng)條件下竹葉的氣味韻調(diào)為大熊貓是否選擇采食的首要因素,也是評價喂給圈養(yǎng)大熊貓竹葉品質(zhì)的一個重要的非營養(yǎng)性指標。
本文所用的5 種供試竹葉不是大熊貓在人工飼養(yǎng)條件下普遍常喂的竹葉,試喂時間并非野生大熊貓選食竹葉的主要時期,在同時提供多種食物(3~5 種竹子包括稈和葉)的前提下,受試大熊貓憑借自己的嗅覺感知而自由地選擇某個竹種的莖稈或葉采食,這樣更能說明供試竹葉的氣味韻調(diào)的誘食魅力。大熊貓的視覺較差,嗅覺發(fā)達,而嗅覺的感受對象是通過空氣擴散的氣味,無論野生的大熊貓還是圈養(yǎng)的大熊貓主要依靠靈敏的嗅覺來尋覓食物[27-29],采食前都要經(jīng)過嗅聞的識別過程,夜間尤為如此,這可能是大熊貓通過長期地自然選擇與自身進化而形成的食物安全防線和養(yǎng)成的攝食行為習慣。5 種供試竹葉氣味的共同屬性之一是飄逸、強度較高和透發(fā)性較好,說明這5 種竹葉的氣味容易在空氣中擴散,利于大熊貓感知;共同屬性之二是愉悅度中上等,有突出的青香、輕微的甜氣和新鮮感,這些氣味韻調(diào)為大熊貓所熟悉且認知安全,是大熊貓喜歡的食物香氣韻調(diào),能激發(fā)大熊貓的采食欲望,所以大熊貓嗅聞后才采食,這可能是大熊貓自冰川時代以來在不斷適應(yīng)已變化的自然環(huán)境過程中長期積累并代代相傳的生存智慧之一。有沉悶感和藥氣等多種微弱雜味的孝順竹葉未被受試大熊貓一致認可,出現(xiàn)了采食的個體和季節(jié)性差異,一方面說明大熊貓的嗅覺很靈敏,另一方面說明部分大熊貓個體對氣味感知的耐受性較強??傊? 種供試竹葉的氣味韻調(diào)及其強度雖然不盡相同,但均有突出的青香、輕微的甜氣及新鮮感等氣味韻調(diào),加之圈養(yǎng)大熊貓在嗅聞這5 種竹葉之后均有不同數(shù)量的采食,因此這5 種竹葉散發(fā)出的突出的青香、輕微的甜氣及新鮮感是誘導圈養(yǎng)大熊貓采食的主要氣味韻調(diào)。
上述研究結(jié)果不僅在圈養(yǎng)大熊貓選擇竹葉采食的氣味機理方面具有一定的理論意義,而且在飼養(yǎng)實際中也頗具應(yīng)用價值,建議如下:
3.3.1 可在大熊貓飼養(yǎng)單位附近區(qū)域人工栽培硬頭黃竹等大熊貓喜食的竹種,既可作為圈養(yǎng)大熊貓的應(yīng)急食物來源,又可作為觀賞用竹和美化環(huán)境。
3.3.2 喂給大熊貓竹葉時最好用現(xiàn)砍的鮮嫩竹枝,且少喂勤添。若不能現(xiàn)砍現(xiàn)喂時,大熊貓飼養(yǎng)單位應(yīng)有竹枝竹葉低溫保鮮保濕的設(shè)備設(shè)施,因為竹葉一旦散失水分,會造成青香、新鮮感等氣味韻調(diào)流失,對大熊貓來說就缺乏誘食作用。若現(xiàn)砍現(xiàn)喂或低溫保鮮保濕,可保持竹葉氣味韻調(diào)的誘食性,能提高大熊貓對竹葉的食用率,也降低大熊貓的飼料成本。
3.3.3 在研制亞成體和成體大熊貓竹類食物誘食劑時,應(yīng)遵照我國食品安全國家標準——《食品添加劑使用標準》(GB 2760—2014)和《食品用香料通則》(GB 29938—2013)的規(guī)定。表4 中除乙醇(可作溶劑)、3-戊酮、反式-2-丁烯醛、2-丁烯醛、3-戊醇、2-乙基噻吩、3-乙基噻吩、6-甲基-2-庚酮、順式-3-己烯酸甲酯、反式-3-己烯-1-醇乙酸酯、順式-2-戊烯-1-醇、3,3,5-三甲基環(huán)己酮、3-己烯-1-醇、2-十四烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、3,5-辛二烯-2-酮、亞芐基二甲基醚、甲酸辛酯、六氫假性紫羅蘭酮、戊酸苯甲酯、反式-3-己烯酸、2-己烯酸、2,4-二甲基苯酚、雪松醇、植酮和水楊酸葉醇酯26 種香氣成分物質(zhì)在我國不能添加使用外,其他單體呈香物質(zhì)均可依法依規(guī)并酌情酌量考慮應(yīng)用。
圈養(yǎng)大熊貓的自由選擇采食試驗結(jié)果表明,受試大熊貓在嗅聞5 種供試竹葉(毛竹葉、牛兒竹葉、硬頭黃竹葉、清甜竹葉及孝順竹葉)之后均有不同數(shù)量的采食,但采食毛竹葉存在個體差異,采食孝順竹葉存在個體和季節(jié)性差異。嗅感品評結(jié)果表明,這5 種竹葉的氣味韻調(diào)總體上清新、飄移、強度較高、透發(fā)性較好、愉悅度中上等,均有多種氣味韻調(diào),相同之處在于均有青香、葉香、草香、甜氣、新鮮感和嫩氣等氣味韻調(diào),不同之處在于這些氣味韻調(diào)的相對強度大小或有木質(zhì)氣息等其他微弱的氣味。電子鼻測試的結(jié)果證明了這5 種竹葉間氣味韻調(diào)的差異性,可通過PCA 分析和LDA分析予以有效的區(qū)分。經(jīng)HS-SPME-GC-MS 聯(lián)用法測定,共發(fā)現(xiàn)的香氣成分數(shù)量毛竹葉66 種、牛兒竹葉88種、硬頭黃竹葉86 種、清甜竹葉83 種和孝順竹葉79種,醛類和醇類香氣成分是這5 種竹葉中香氣及其強度的主要貢獻物質(zhì)類別,證實了這5 種竹葉中多種氣味形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。竹葉中突出的青香、輕微的甜氣和新鮮感是誘導圈養(yǎng)大熊貓選擇這5 種竹葉采食的主要氣味韻調(diào)。
致謝:峨眉山生物資源實驗站的李策宏工程師到供試竹種栽種處查看后核定竹種名稱,陳緒玲工程師輔助竹種核名,青神縣熊貓館的楊平同志參加了供試竹種的大熊貓飼喂試驗,西華大學食品與生物工程學院的包清彬教授和成都大帝漢克生物科技有限公司的李松柏高級工程師、孔凌高級工程師、鄧虹工程師、趙仁仟同志參加了嗅感品評以及喻麟董事長和李小兵總經(jīng)理給予了支持,江南大學食品學院的向琴博士生參加了電子鼻測試,中國科學院成都分院分析測試中心的胡靜副研究員在揮發(fā)性成分分析與推定方面提供了幫助,在此一并深表謝意!