勃氏甜龙竹的研究现状.docx

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勃氏甜龙竹的研究现状

勃氏甜龙竹的研究现状

1前言

1.1勃氏甜龙竹形态特征及资源分布

我国是世界上最主要的产竹国,无论是竹的种类、面积、蓄积量还是竹材、竹笋的产量都位居世界首位。

我国竹类资源十分丰富，是竹类资源丰富的国家之一，素有“竹子王国”的美誉。

竹为多年生常绿乔木状植物，竹子分布广泛且适应性很强，是一种多用途植物，具有很高的经济和环境价值。

竹子分布广,种类多,资源丰富,笋可食，现代竹产业的迅速发展，已成为农林业的优势产业和区域经济的支柱。

竹笋作为传统食品具有很高的营养价值，富含蛋白质、膳食纤维，各种大量元素、微量元素、维生素以及人体所需的氨基酸，能够有效地补充身体所需的营养成分。

勃氏甜龙竹（Dendrocalamusbrandisii）又名勃氏麻竹、甜竹、甜龙竹，禾本科（Gramineae）、牡竹属（Dendrocalamus）。

大多分布于我国云南地区，为竹亚科牡竹属植物，是大型优良笋用丛生竹种，鲜笋品质优良、味甘鲜脆、营养丰富，主产思茅、临沧、玉溪等地，勃氏甜龙竹生于于海拔600到2000米以内，是良好的笋用竹，具有成活率高、生长快、出笋快、产量高、笋味佳等优良特性及较高的经济效益，日益受到人们关注，在生态文明建设中发挥着重要而又独特的作用。

勃氏甜龙竹的地下茎为合轴丛生型，竹高一般约为15至20米，最高为25米，粗一般为10至15厘米，最粗可达20厘米；梢头常下垂；节间长约为20至50厘米，节上下密被白色或者黄棕色绒毛；幼时被条状排列之白色绒毛；节内与节下各具一圈白色至棕色绒毛；1枚主枝发达,或有时不发育,侧枝纤细,后翻包秆；秆箨早落,红棕色至鲜黄色背面具白色绒毛；在高约2米以下的基部各节环列气根；秆箨早落，长约30至40厘米，宽约3至10厘米；鲜时多为黄绿色、红棕色或者黄棕色；叶片长约20至40厘米，宽约3至10厘米；花成簇状，每一枝小花上有若干小穗，每个小穗通常只产一粒种子；果实接近球形，直径约0.2厘米，果皮硬壳质。

一般3至4月枝芽、节芽萌动,抽枝展叶；4至5月笋芽萌动；6至10月出笋生成新竹；11至12月休眠,秆箨逐渐脱落,每年换叶一次。

1年生竹为幼龄竹,大多无枝叶,秆含水量高达60%以上；2年生竹为壮龄竹,大量抽枝展叶,生命力旺盛,发笋力很强,秆含水量为40%至50%；3年生竹为近熟竹,大量抽枝展叶,生命力开始衰减,有一定的发笋能力,秆含水量40%至50%,可开始采伐利用；4年生竹进入成熟期,竹秆含水量30%至40%,已达工艺成熟年龄,力学性质稳定,可以大量釆伐加工利用；5年以上竹为过熟竹,开始出现负生长,病虫害严重。

甜龙竹的营养生长-般可经历50至60年,以后开花死亡,一丛竹子从开花到死亡需3到5年的时间。

勃氏甜龙竹分布范围很广主要分布于云南省南部地区如西双版纳州、临沧地区；经过多年引种驯化,其分布范围已扩大到两广、四川、重庆、贵州、福建、湖南等省生长也较为良好。

缅甸、老挝、越南、泰国亦有分布，印度也有栽培。

本实验样品均采自云南石屏县。

适生海拔：

约在600至2000米。

适生气候:

年均气温在16℃以上,不低于10℃的有效积温在5500℃以上,极端最低温度4℃,要求无霜期300天以上,且无重霜。

年均降水量900至2000毫米,年均相对湿度≥70%。

适生土壤:

在砂岩砂页岩、页岩、花岗岩、紫色砂岩发育而成的砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和紫色土上生长较为良好,其中以赤红壤、红壤土生长最佳,笋材品质最好。

要求土厚60cm以上,土质疏松、肥沃、湿润,以壤土、轻粘土为佳。

适生地形:

成片种植以低山浅丘、山谷和缓坡地为佳,四旁以沟河两岸、房前屋后田四角及路旁为好,忌风口和贫瘦山地。

1.2勃氏甜龙竹的研究现状

勃氏甜龙竹对于勃氏甜龙竹的相关研究多偏向于竹子立地生长模型、竹子的营养动态分析、竹子引种及栽植技术研究、地理种源、资源调查、纤维形态以及竹汁使用等。

对勃氏甜龙竹竹笋的相关研究并不多。

本论文就以勃氏甜龙竹竹笋为样品，探究了勃氏甜龙竹竹笋糖化前后的营养动态分析，探究勃氏甜龙竹竹笋在何种条件下的糖化转换率最大。

1.3竹笋中的（营养）物质

竹笋里人体需要的营养物质分为三大类型：

第一类营养素,是人体生长发育的物质基础和陈代谢能量的基本来源,主要指蛋白质、脂肪碳水化合物（糖类）等大分子类；第二类营养素,是指人体发育和新陈代谢生理活动的调节物质,主要是指维生素和微量元素等；第三类营养素,是指促进人体健康和新陈代谢的物质,主要指粗纤维等。

竹笋营养成份齐全,食用纤维含量高，是一种蛋白含量高,脂肪含量低,糖分和纤维含量中等,磷、铁、钙等矿质营养元素含量丰富的理想健康食品。

最新科学研究发现竹笋中含有微量的有机锗和有机硅，能调节人体新陈代谢的物质，是防衰老的主要成分之一，因此竹笋从古到今一直为人们所青睐。

1.3.1内源可溶性糖

内源可溶性糖：

植物体内的可溶性糖主要是指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖，植物组织中常见的可溶性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖，这些可溶性糖构成了植物生长发育的必要物质，且为植物在干旱胁迫诱导的小分子溶质，以此降低细胞水势，维持较高的渗透压，保证植物细胞的正常生理代谢。

1.3.2淀粉

淀粉为两种葡聚糖的混合物，是光合作用的终产物之一，也是细胞中碳水化合物最普遍的储存形式。

淀粉粒为水不溶性的半晶质，以不溶颗粒存在于植物细胞浆中，植物在其生长过程中营养物质中的可溶性糖具有“含量超过其本身消耗能力时,多余的糖就会以不溶状态—淀粉暂时贮藏，作为之后发育的物质“贮备库”。

1.3.3纤维素

纤维素是植物细胞壁的主要成分，由许多的葡萄糖分子缩聚而成，一般不能被人体直接消化利用。

但是，纤维素对人体的消化系统却是很有利的，纤维素能促进肠道蠕动，增加消化液的分泌，促进肠道内的废物排出，从而有利于防止便秘和减少有害物质在人体的堆积和积累。

1.4糖化

糖化，指的是淀粉加水分解成甜味产物的过程，是淀粉糖品制造过程的主要过程，也是食品发酵过程中许多中间产物的主要过程。

糖化的方法，视要求产物的甜度以及相应的理化性质而定，基本上分为三类：

酸法、酶法、酸酶结合法。

1.4.1糖化作用

本次实验糖化用到的是酶法糖化，纤维素酶能将纤维素降解成葡萄糖。

酶水解有很多优点，如反应过程酶具有高度的专一性，糖产率高，反应产物种类少，而且酶水解对反应条件的要求低，能耗也低，在反应结束后不需要对化学试剂进行回收处理，对环境影响不大。

1.4.1纤维素酶

纤维素酶是一类空间结构复杂且具较高活性的生物催化剂，纤维素酶并不是一种单独的酶，它是一种复合酶系，是降解天然纤维素生成葡萄糖和纤维二糖的一组酶的总称。

常见生产纤维素酶的菌种有：

木霉属（Trichoderma）、曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）。

纤维素酶的酶解能力会根据酶空间结构的不同而产生差异，它由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的协同作用而完成。

1.5研究的目的和意义

勃氏甜龙竹是发展前景较为广阔的优良经济竹种资源，是云南省重点发展的优质笋用竹种，竹材通直，节平，坚韧、弹性强，可供编织、家具，较大的径材可加工成竹胶合板、竹装饰板及竹浆造纸等，极具开发利用价值。

勃氏甜龙竹具有成活率高、生长快、出笋快、产量高、笋味佳等优良特性及较高的经济效益，日益受到人们关注，在生态文明建设中发挥着重要而又独特的作用。

竹笋味道鲜美、营养丰富,是理想的健康卫生绿色食品并且竹笋蛋白含量较高,脂肪含量较低,糖分和纤维含量中等,磷、铁、钙等矿质营养元素含量丰富。

笋用竹林既是绿化环境、美化大地的生态林,又是涵养水源、防风固土的防护林,还是成本低、效益好的经济林。

本文以勃氏甜龙竹竹笋为实验材料，采用紫外分光光度计，对其糖化前后可溶性糖、淀粉含量、纤维素含量进行测定，可发现勃氏甜龙竹竹笋营养物质糖化前后动态变化，以期为综合分析竹笋在糖化前后的可溶性糖、淀粉、纤维素变化规律机制奠定数据理论基础。

为勃氏甜龙竹竹笋在食品、化妆品、药品、保健品等产业中的应用提供了基础数据，开发前景十分广阔，将会带来良好的社会效益和经济价值。

探究勃氏甜龙竹竹笋在何种条件下的糖化转换率最大。

2材料与方法

2.1采样区概况

本实验用到的勃氏甜龙竹竹笋均采自云南东南部县城石屏，石屏县位于红河哈尼族彝族自治州的西部，地跨东经102°08′至102°43′，北纬23°19′至24°06′之间，海拔1230米，属亚热带高原山地季风气候，年均气温18.3℃，年降水量在786-1116毫米之间，年日照时数约2.2k小时，年均相对湿度75%，年均气温约18℃，最冷月月均气温11.6℃，最热月月均气温22.2℃。

极端最高气温34.5℃，极端最低气温－2.4℃。

无霜期317天。

境内自然条件优越，资源丰富，日照充足，雨量充沛，具有开发热带和亚热带作物的优势。

2.2材料

2.2.1材料

采取较为新嫩、生长发育状况良好的竹笋，置于冰箱中冷冻保存。

2.2.2试剂与仪器

分析纤维素酶、分析纯蔗糖（西陇化工股份有限公司）、分析纯苯酚（西陇化工股份有限公司）、分析纯浓硫酸（云南杨林工业开发区汕滇药业有限公司）。

震荡培养器，数显电热恒温水浴锅（江苏金坛市大地自动化仪器厂），752型紫外分光光度计（上海舜宇恒平科学仪器有限公司），试管，移液管，砍刀，组织粉碎机（温岭市林大机械有限公司），1ml移液枪（大龙兴创实验仪器（北京）有限公司），枪头若干，三角锥形瓶，100ml容量瓶，分析天平（上海卓精电子科技有限公司），烘箱等。

2.3实验方法

本实验过程采用的方法为酶解法培养材料，实验设计用正交实验分析。

2.3.1样品采集

采取较为新嫩、生长发育状况良好的竹笋，置于冰箱中冷冻保存。

2.3.2样品处理

将冷冻在冰箱的新鲜竹笋，用组织粉碎机磨至糊状，剩余材料为了避免竹笋氧化变质，可在-4℃冰箱保存待用。

2.3.3主要试剂的配制

90%苯酚溶液的配制：

用分析天平称取90g苯酚，再加10ml蒸馏水溶解，混匀转入试剂瓶，盖上塞子，在室温下可保持数月。

9%苯酚溶液的配制：

按90%的苯酚溶液的体积：

蒸馏水的体积=1：

10来配制，现配现用。

9.2mol.L-1HCLO4：

100ml9.2mol.L-1溶液需要70%的HCLO436.2ml。

2%蒽酮试剂的配制：

2g蒽酮溶解于100ml乙酸乙酯中，于棕色试剂瓶中保存。

2.3.4内源可溶性糖、淀粉、纤维素标准曲线的制作

（1）内源可溶性糖标准曲线的制作

取20ml试管11支，从0到10分别编号，按下表依次加入溶液和水，然后依次按编号向试管内加入1ml9%苯酚溶液，摇匀，再从管液正上方以5s至20s时间加入5ml浓硫酸，摇匀，室温下放置30min，显色。

然后使用752型紫外可见光分光光度计（使用前预热半小时）485nm波长下比色测定。

以可溶性含量做为横坐标，吸光值做为纵坐标，绘制标准曲线。

管号01-23-45-67-89-10

蔗糖液（ml）0.000.200.400.600.801.00

蒸馏水（ml）2.001.801.601.401.201.00

蔗糖含量（µg）020406080100

根据图可得可溶性糖含量的曲线方程为:

Y=0.0099x+0.005

y-吸光值

x-可溶性糖含量

R-回归系数

（2）淀粉标准曲线的制作

加入试剂方法与可溶性糖方法一致。

淀粉含量做为横坐标，吸光值做为纵坐标，绘制标准曲线。

表3数据

管号01-23-45-67-89-10

淀粉液（ml）0.000.400.801.201.602.00

蒸馏水（ml）2.001.601.200.800.400.00

淀粉含量（µg）04080120160200

图2淀粉标准曲线

根据图可得淀粉含量的曲线方程为:

Y=0.0089x+0.0008

y-吸光值

x-可溶性糖含量

R-回归系数

（3）纤维素标准曲线的制作

取20ml试管11支，从0到10分别编号，按下表依次加入溶液和水，然后依次按编号向试管内加入0.5ml蒽酮试剂，再沿管壁加5ml浓硫酸，摇匀，在室温放置12min，显色。

然后使用752型紫外可见光分光光度计（使用前预热半小时）620nm波长下比色测定。

以纤维素含量做为横坐标，吸光值做为纵坐标，绘制标准曲线。

表3数据

管号01-23-45-67-89-10

纤维素液（ml）0.000.400.801.201.602.00

蒸馏水（ml）2.001.601.200.800.400.00

纤维素含量（µg）04080120160200

根据图可得可溶性糖含量的曲线方程为:

Y=0.0068x+0.0078

y-吸光值

x-可溶性糖含量

R-回归系数

2.3.5内源可溶性糖、淀粉、纤维素的提取

（1）内源可溶性糖的提取

将粉碎好的材料分别称取三组，每组3.0000g，放入三角瓶中，加入约50至60ml的蒸馏水，用塞子封口，于沸水浴中提取30min（抽提2次），提取液滤入100ml容量瓶中，用蒸馏水冲洗三角瓶及残渣至少两次及以上，洗涤液也过滤入容量瓶中，定容至100ml。

（2）淀粉的提取

淀粉的提取：

将提取可溶性糖剩下的残渣，冲洗到锥形瓶中，加入50-60ml蒸馏水，放入沸水中煮沸15min，再加入9.2mol/L高氯酸2ml提取12min，冷却后摇匀，过滤定容至100ml。

（3）纤维素的提取

取1g风干样品于烧杯中，冷水浴，加入60%硫酸约50至60ml，消化30分钟，转入100ml容量瓶定容，用60%硫酸定容至刻度线，摇匀。

取5ml滤液在冷水浴中用纯水定容至另一100ml容量瓶至刻度线，摇匀。

过滤于一烧杯内。

2.3.6内源可溶性糖、淀粉、纤维素的测定

（1）内源可溶性糖的测定

本实验采用苯酚硫酸比色法来测定可溶性糖：

糖在浓硫酸作用下，脱水生成的糠醛或羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物，在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比，且在485nm波长下有最大吸收峰，此方法简单灵敏度高，实验基本不受蛋白质存在的影响，并且产生的颜色稳定在160min以上。

吸取1ml样品液于试管中，根据样品中含糖量的不同，分别稀释不同的倍数（保证吸光度在0.2到0.8之间）。

分别取稀释液1ml于试管中，加入1ml蒸馏水，再加入1ml9%苯酚溶液，摇匀，加入5ml浓硫酸，摇匀，在室温下静置30min左右，冷却后，于485nm波长下测定吸光值。

由曲线方程求出可溶性糖的含量。

可溶性糖含量%=（C*V/a*n）/（W*106）*100

公式中，C---标准方程求的糖量（ug）

V---提取液体积（ml）

a---吸取样品液体积（ml）

n---稀释倍数

W---组织重量（g）

实验结果用Excel、Spss19.0进行处理。

（2）淀粉的测定

淀粉含量的测定同样采用的是苯酚比色法，因为淀粉是由葡萄糖残基组成的多糖，在酸性条件下加热使其水解成葡萄糖，然后在浓硫酸的作用下，使单糖脱水生成糠醛类化合物，利用苯酚和糠醛化合物的显色反应，即可进行比色反应。

吸取1ml样品液于试管中，根据样品中淀粉含量的不同，分别稀释不同的倍数（保证吸光度在0.2到0.8之间）。

分别取稀释液1ml于试管中，加入1ml蒸馏水，再加入1ml9%苯酚溶液，摇匀，加入5ml浓硫酸，摇匀，在室温下静置30min左右，冷却后，于485nm波长下测定吸光值。

由曲线方程求出淀粉的含量。

（淀粉水解时，在单糖残基上加了1分子水，因而计算时所得的糖量乘以0.9才为扣除加入水量后的实际淀粉含量。

）

淀粉含量（%）=（C*V/a*n）/（W*）*100%*0.9

公式中，C---标准方程求的淀粉量（ug）

V---提取液体积（ml）

a---吸取样品液体积（ml）

n---稀释倍数

W---组织重量（g）

实验结果用Excel、Spss19.0进行处理。

（3）纤维素的测定

本实验采用蒽酮比色法来测定纤维素含量。

蒽酮可以与游离的己糖或者多糖中的己糖基、戊糖基及己糖醛酸起反应，反应后的溶液呈蓝绿色，在620nm处有最大吸收。

纤维素是由葡萄糖基组成的多糖，在酸性条件下加热使其水解成葡萄糖。

然后在浓硫酸作用下，使单糖脱水生成糠醛类化合物。

利用蒽酮试剂与糠醛类化合物的蓝绿色反应即可进行比色测定。

吸取1ml样品液于试管中，根据样品中纤维素含量的不同，分别稀释不同的倍数（保证吸光度在0.2到0.8之间）。

取2ml于试管，加0.5ml2%蒽酮试剂，沿管壁加5ml浓硫酸，摇匀，静置12min，于620nm处测吸光度。

纤维素含量（%）=X*10-6*A*100/W

X---按回归方程计算出的纤维素含量（ug）

W---样品重量（g）

A---稀释倍数

实验结果用Excel、Spss19.0进行处理。

2.3.7含水量的测定

含水量的测定：

含水量测定时，取部分材料测量其鲜重，然后将其放入烘箱105℃杀青2h，65℃条件下烘至恒重，计算含水量Y。

Y=（鲜重-干重）/鲜重*100%

2.4糖化实验方案设计

根据单因素试验及酶解糖化正交试验结果，选取酶解温度、辐照剂量、加酶量、固液比4个因素相应的3个水平值，采用k（3D正交表设计正交试验见表2，考察各因素之间的相互作用。

通过将试验结果进行方差分析得出较优组合，通过极差分析筛选出影响试验结果的关键因素，从而确定辐照酶解工艺的最优条件。

2.4.1正交试验

正交试验设计：

是研究多因素多水平的一种设计方法，是根据正交性从全面试验中挑选出部分具有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。

试验目的是为了探究因子ABCD对转化率有何影响，什么是主要的，什么是次要的，从而确定最适生产条件，即酶量、竹笋与水固液比、酶解时间、酶解温度各为何值才能使转化率最高，以试制定试验方案。

水平

因素因素A因素B因素C因素D

酶量（u/g）竹笋/水（w/v）酶解时间（h）酶解温度（℃）

11001225

2200.52430

33013635

451.54840