基于大熊猫择食机理的斑苦竹鲜叶和干叶气味及成分差异研究

2022-04-02 05:59鲜义坤李果殷永玲黄明亚冯志新杨楠刘张育杨进张贵权
资源开发与市场 2022年4期
关键词:己烯鲜叶反式

鲜义坤,李果,殷永玲,黄明亚,冯志新,杨楠,刘张育,杨进,张贵权

(1.四川省自然资源科学研究院,四川 成都 610041;2.大熊猫国家公园珍稀动物保护生物学国家林业和草业局重点实验室,四川 成都 611830;3.中国大熊猫保护研究中心,四川 成都 611830;4.西华大学食品与生物工程学院,四川 成都 610039;5.成都大帝汉克生物科技有限公司,四川 成都 611130;6.四川省动物采食调控工程技术研究中心,四川 成都 611130;7.青神县农业农村局,四川 眉山 620460)

0 引言

大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)以竹为生,凭借灵敏的嗅觉在进食前先要嗅闻竹子(包括竹叶、竹秆和竹笋)散发出的气味[1-6],并对不同的竹种、竹龄、竹子部位等有着不同程度的取食选择性[7-9],因此竹子可分成大熊猫喜食类、可食类和不食类。竹子的什么因素导致大熊猫在取食时呈现出明显的选择性?可能的原因很多,但直观且主要的是竹子散发出的气味韵调和竹子理化性状的适口性(味道和质地)。通过圈养大熊猫喜食的新鲜苹果、新鲜胡萝卜和特制窝窝头的气味特点研究,推测食物的气味强度和类型是决定大熊猫取食与否的首要因素[10,11]。对圈养大熊猫所食6 种新鲜竹秆、5 种新鲜竹叶、2种新鲜竹笋和1 种新鲜玉米秸秆的气味特点研究,结果表明这些食物散发出的青香、甜气、新鲜感是诱导大熊猫取食的主要气味韵调[4-6,12]。上述研究是根据圈养大熊猫嗅闻不同食物的气味韵调后均有取食效应来寻找不同食物之间共有的气味韵调特征,以探索大熊猫择食的气味机理。新鲜的斑苦竹叶属于圈养大熊猫喜食的竹类食物,常被一些大熊猫饲养单位喂给。有文献报道过斑苦竹叶挥发油中的成分[13,14],但水蒸气蒸馏法提取挥发油的成分与大熊猫嗅感到的竹叶自然散发出来的成分存在一定差异。迄今为止,尚未见有大熊猫不食的干枯竹叶在气味及其成分方面的研究报道。

本文使用新鲜采摘和室内自然阴干的斑苦竹叶(对照)饲喂大熊猫,观察大熊猫摄食竹叶的整个行为过程,对竹叶样品进行嗅感品评和相关仪器分析,以研究斑苦竹鲜叶与干叶之间的气味及其成分差异,旨在进一步探索大熊猫择食的气味机理。

1 材料与方法

1.1 供试竹种与受试动物

供试竹种在当地人们常称为苦竹,但经专家鉴定后确认为斑苦竹 Pleioblastus maculatus(McClure)C.D.Chu & C.S.Chao,产于四川省青神县竹林湿地公园和都江堰市龙池镇,竹龄均在3 年以上,是本实验前后2 个大熊猫饲养单位一直喂给的竹种。不同性别、年龄和繁殖生理阶段的受试大熊猫共7 只,基本信息详见表1。

表1 受试大熊猫和斑苦竹叶饲喂试验的一些信息Table 1 Some information of experimental giant pandas and feeding trials on P.maculatusleaves

1.2 饲喂试验与采集竹叶样品

将每株斑苦竹所有的新鲜枝叶分成2 份,1 份随即喂给受试大熊猫,另1 份则留在圈舍室内自然阴干,2d或3d 后在相同时段再喂给同一受试大熊猫。在卧龙神树坪基地,确定受试大熊猫不或不再摄食干叶后还即刻喂给前一天砍回的新鲜枝叶,以观察干叶和鲜叶的对比摄食情况。对每只受试大熊猫摄食竹叶的整个行为过程进行全程录像,观察记录每只受试大熊猫嗅闻鲜叶和干叶后自由取食的情况。饲喂试验实施方案见表1。表1 中,竹叶状态下的鲜叶1、干叶1 和鲜叶2、干叶2 分别来自于同株斑苦竹,鲜叶1、鲜叶2 和鲜叶3 分别来自于3 株不同的竹子但属同一竹种。从砍竹到饲喂的间隔时间:鲜叶1 约为1h,鲜叶2 和鲜叶3 均约为20—24h,干叶1 约为44—48h,干叶2 约为92—96h。饲喂试验在常规早饲前进行。喂前从每份的多个竹枝上随机多点采集竹叶样品。鲜叶(包括鲜叶1 和鲜叶2,下同)呈深绿色,叶片舒展;而干叶(包括干叶1 和干叶2,下同)的颜色变浅,呈灰绿色,叶片卷曲。样品在装有冰块的保温箱中运输。

1.3 测评样品的制备与保存

采回的样品竹叶经混合后,从中随机取出部分竹叶,剪细,再混合,随机分成4 份,用自封袋包装,分别用于水分测定、气味品评、电子鼻和气相色谱(GC)—质谱(MS)仪器分析。制好的样品置于-18℃冰箱中保存待用。

1.4 水分测定与嗅感品评方法

竹叶中的水分测定参照GB/T 6435-2014《饲料中水分的测定》[15]。称取样品2.0g,用于每位品评小组成员单独嗅感并分辨竹叶散发出的多种气味韵调及其相对强弱,具体方法参照相关文献[12,16]。相对强弱采用10 分定义的标度方法计分:0 =不存在的;2 =微微的;4 =轻微的;6 =明确的;8 =显著的;10 =非常显著的[16]。每个品评指标的最终得分结果是去掉1 个最高评分和1 个最低评分后的算术平均数。

1.5 仪器分析方法

实验过程中所使用的分析仪器同文献[17]。电子鼻测试用样2.0g,顶空(HS)—固相微萃取(SPME)用样1.5g,在70℃下顶空萃取1h,具体方法参照文献[17]。

1.6 数据统计分析

本文使用GranphPad Prism 8.0.2 软件对实验过程中收集到的数据进行统计分析。P <0.01,表示差异极显著;P <0.05,表示差异显著;P >0.05,表示差异不显著。

2 结果及分析

2.1 水分含量差异

经测定,鲜叶1的水分含量均值为54.03%,干叶1为16.72%,鲜叶2 为49.27%,干叶2 为22.01%。鲜叶1 和鲜叶2 之间的水分含量差异主要是从砍竹到饲喂的间隔时间不同所致,干叶1 和干叶2 之间的水分含量差异主要是自然阴干期间的室内气温不同所致。青神县熊猫馆的室内平均气温(约25℃)高于卧龙神树坪基地(约20℃),室内气温越高,竹叶的水分蒸发越快。鲜叶和干叶的水分含量均值经t检验差异达到极显著水平(P =0.0016)。

2.2 大熊猫取食差异

根据现场观察和录像回放,受试大熊猫在供给斑苦竹新鲜和阴干枝叶后,均先嗅闻供试枝叶的气味,然后抉择是否取食。对于新鲜枝叶而言,大熊猫嗅闻后继发摘叶→咬切→咀嚼→吞咽等一系列连锁取食行为反应,成年大熊猫均食完供给的鲜叶(表2)。但亚成体存在差异,有的个体取食大部分,有的个体取食小部分,这种差异可能是因为亚成体在本试验时段对即将到来的更美味可口的食物(如窝窝头、苹果、胡萝卜等)心存期盼所致。据饲养人员反映,亚成体在本试验前的近1 个月里对早饲喂给的斑苦竹鲜叶都基本上食完,不管取食多少,均可说明斑苦竹鲜叶的气味韵调具有较强的诱食性。对于阴干枝叶而言,大熊猫嗅闻后有4 只个体未食干叶,有3 只个体仅取食1 口或2 口干叶,可谓几乎不取食干叶,说明斑苦竹干叶缺乏一定的诱食性和适口性。

表2 受试大熊猫对斑苦竹鲜叶和干叶嗅闻后的取食差异Table 2 Ingestion differences of experimental giant pandas to fresh and drying P.maculatusleaves after sniffed

2.3 嗅感品评结果差异

经专业人员的嗅感盲评,斑苦竹鲜叶和干叶气味韵调的主要差异汇总描述如下:鲜叶与干叶相比,其青香强、新鲜、甜润、嫩、多汁、青叶香强、青草香和油脂气稍强、气味强度大、愉悦度高、透发性好;干叶与鲜叶相比,其木质气、干叶味和沉闷感均强,熟化感好。部分指标具体量化的品评得分结果见表3。具体表现为:①整体气味指标。由表3 可知:斑苦竹鲜叶的气味强度、愉悦度和透发性均高于干叶,差异极显著,可能因为鲜叶散发出的气味物质丰富,而干叶的部分气味物质已在变干的过程中挥发流失。鲜叶中显著的气味强度和明显的透发性有利于大熊猫觅食时用嗅觉感知,愉悦度可能是大熊猫判别可否食用的一种综合性指标,愉悦度达到中上水平可能是大熊猫认可的食物安全标准。②主要香气指标。由表3 可知:青香是斑苦竹鲜叶中评分最高的一种香气,鲜叶的青香和甜气明显强于干叶,差异极显著;而干叶的木质气明显强于鲜叶,差异极显著。这说明鲜叶中突出的青香并伴有轻微的甜气是大熊猫喜欢的食物香气组合,使得鲜叶具有较强的诱食性;干叶中青香和甜气相对大幅下降,木质气相对大幅上升,导致干叶失去了大量的诱食性。③主要韵调指标。由表3 可知:斑苦竹鲜叶的新鲜感、多汁感、嫩感明显强于干叶,差异极显著,说明鲜叶中明显的新鲜感、轻微的多汁感和嫩感是大熊猫喜欢的食物韵调组合,构成了鲜叶具有较强诱食作用的不可或缺的属性;干叶中新鲜感、多汁感和嫩感相对大幅下降,也使干叶失去了大量的诱食性。

表3 斑苦竹新叶和干叶的嗅感品评主要指标得分差异与统计分析Table 3 Differences and statistical analyses of main indicator scores by olfactory evaluations between fresh and drying P.maculatusleaves

经过统计分析,4 个斑苦竹叶样品的气味韵调品评分值与其实测水分含量之间存在着线性相关关系。其中,正相关关系包括:气味强度(相关系数r =0.99,P =0.0067)、愉悦度(r =0.90,P =0.0516)、透发性(r =0. 99,P =0. 0062)、青香(r =0. 98,P =0.0081)、甜气(r =0.97,P =0.0173)、油脂气(r =0.65,P =0.1734)、新鲜感(r =0.96,P =0.0199)、多汁感(r =0.99,P =0.0030)、嫩感(r =0.99,P =0.0002),表明斑苦竹叶的上述各个气味韵调指标与水分含量之间有着极强(除油脂气外)的正相关关系。即,随着竹叶变干、水分降低,这些气味韵调指标也散失而变弱。水分含量除与愉悦度、油脂气之间的相关性检验不显著外,与其他各个指标之间的相关性检验达到显著或极显著水平。多汁感和嫩感本来与水分之间是密切关联的,从这两个指标与水分含量之间的相关系数也可看出专业人员的嗅感品评结果与水分测定结果高度一致。负相关关系有:木质气(r =-0.98,P =0.0079)、沉闷感(r =-0.92,P =0.0388),表明这两个指标与水分含量有着极强的负相关关系,相关性检验也达到显著或极显著水平。即,随着竹叶变干、水分降低,这两种气味韵调反而相对变强,说明这两种气味韵调的形成物质不易散失,持久性强。

2.4 电子鼻测试结果差异

电子鼻测试是模拟动物嗅觉的工作原理对样品散发出的气味物质进行分类响应和识别分析,能客观地探索斑苦竹鲜叶和干叶之间整体气味信息的异同。取10 种传感器响应曲线稳定阶段的数据来表征样品的整体气味信息(图1),并展开识别分析。由图1 可知:斑苦竹鲜叶和干叶之间在10 个传感器中差异最大R7,其次为R2,第三为R9,在这3 个传感器上的响应值大小依次为:鲜叶1 >鲜叶2 >干叶1>干叶2;R6传感器上的响应值有差异,但较小;其他6 个传感器上的响应值无明显差异。根据10 个不同传感器对挥发性成分物质的不同响应[17],可推测4 个竹叶样品之间的气味差异可能主要由萜烯类化合物、氮氧化物和有机硫化物的差异所引起,甲基类化合物虽然有影响,但是程度较小。

图1 电子鼻测试斑苦竹鲜叶和干叶的响应值雷达图Figure 1 The radar chart of the response value of fresh and drying P.maculatus leaves by electronic nose testing

主成分分析(PCA)[17]的结果如图2 所示。由图2可知,斑苦竹鲜叶1 和鲜叶2 分别与2 个干叶之间有一定的距离,表明鲜叶和干叶之间的整体气味信息具有一定的差异。但干叶1 和干叶2 所在区域存在部分交叉重叠,预示干叶1 和干叶2 之间具有部分相同的整体气味信息。

图2 斑苦竹鲜叶和干叶的电子鼻PCA分析Figure 2 The electronic nose PCA analysis of fresh and drying P.maculatus leaves

线性判别分析(LDA)[17]的结果如图3 所示。由图3 可以发现,斑苦竹4 个竹叶样品所在区域均相距较远,这表明这4 个竹叶样品能有效地相互区分。这再次表明斑苦竹鲜叶和干叶之间的整体气味信息存在一定的差异。

图3 斑苦竹鲜叶和干叶的电子鼻LDA分析Figure 3 The electronic nose LDA analysis of fresh and drying P.maculatus leaves

传感器载荷分析(LA)[17]的结果如图4 所示。由图4 可知,对第一主成分(PC1)贡献大小的传感器依次为R2、R7、R9和R6;对第二主成分(PC2)贡献大小的传感器依次为R7、R8和R6;其他5 个传感器对第一和第二主成分的影响均很小。根据10 个不同传感器对挥发性成分物质的不同响应[17],可知4 个竹叶样品之间的整体气味信息差异可能在于萜烯类化合物、氮氧化物、有机硫化物、甲基类化合物、醇类、醛类、酮类等挥发性成分物质数量和含量的不同所致。电子鼻测试结果表明,斑苦竹鲜叶和干叶之间的整体气味信息确有一定差异,与上述专业人员的嗅感品评结果相符。

图4 斑苦竹鲜叶和干叶的电子鼻LA分析Figure 4 The electronic nose LA analysis of fresh and drying P.maculatus leaves

2.5 VOCs和典型香气成分差异

经HS-SPME- GC- MS 联用分析,斑苦竹鲜叶1、干叶1、鲜叶2 和干叶2 散发出的挥发性有机物(VOCs)总离子流色谱图分别见图5—8。

从图5 与图6、图7 与图8 的对比分析可以看出,斑苦竹鲜叶和干叶的波形虽然有些相似,但是也有所差异,说明这4 个竹叶样品中VOCs 及其相对含量存在一定的差异。解谱后的具体成分及其相对含量详见表4。

表4 斑苦竹鲜叶和干叶中的VOCs差异Table 4 Differences in VOCs between fresh and drying P.maculatusleaves

(续表4)

(续表4)

(续表4)

图5 斑苦竹鲜叶1 的VOCs总离子流色谱Figure 5 Total ion chromatogram of the VOCs from No.1 fresh P.maculatus leaves

图6 斑苦竹干叶1 的VOCs总离子流色谱Figure 6 Total ion chromatogram of the VOCs from No.1 dryingP.maculatus leaves

图7 斑苦竹鲜叶2 的VOCs总离子流色谱Figure 7 Total ion chromatogram of the VOCs from No.2 fresh P.maculatus leaves

图8 斑苦竹干叶2 的VOCs总离子流色谱Figure 8 Total ion chromatogram of the VOCs from No.2 drying P.maculatus leaves

由表4 可知,从斑苦竹鲜叶1 和鲜叶2 中共测出的VOCs有10 个有机物类别,108 种成分;而从斑苦竹干叶1 和干叶2 中共测出的VOCs 有9 个有机物类别,111 种成分。在鲜叶中测出但在干叶中未测出的VOCs有39 种,在干叶中测出但在鲜叶中未测出的VOCs有43 种。鲜叶中和干叶中互不相同的VOCs共有83 种,其中萜烯类的相互差异最大,达19种,这与电子鼻测试结果相符。可见,鲜叶和干叶之间在有机物类别和VOCs 成分种数方面均存在大小不一的差异,这些差异可能导致鲜叶和干叶的气味韵调及其强度存在一些不同。鲜叶和干叶之间相同的VOCs 有68 种,共同的VOCs 是鲜叶和干叶之间具有相同气味韵调的物质基础,但不同的含量可呈现不同强度的气味韵调,这与上述嗅感品评结果相符。

经统计分析,与水分含量之间存在负相关关系的指标有:芳烃类、醇类、酮类和酯类的成分种数,醇类的相对含量小计,1-己醇、3-己烯-1-醇、苯乙醇、香叶基丙酮、顺式- 3 -己烯酸叶醇酯的相对含量,即这些指标随着斑苦竹叶水分含量的降低,测出值反而增加;与水分含量之间存在正相关关系的有:醚类的成分种数,酚类和醛类的相对含量小计,1-辛烯-3 -醇、4 -乙烯基苯酚、反式- 2 -己烯醛、反式,反式-2,4-己二烯醛的相对含量,即这些指标随着斑苦竹叶水分含量的降低,测出值同步减少;说明斑苦竹叶变干的过程也是多种VOCs 此消彼长的过程,VOCs的这种变化可能导致鲜叶和干叶之间的多种气味韵调存在或大或小的差异,也佐证了嗅感品评结果。

测出的VOCs中大多数能散发出不同强度和不同类型的气味韵调,以其中被国内或/和国外公认的食品级单体呈香物质即典型香气成分(表4 中VOCs名称后面带※者和△者)为例,简述斑苦竹鲜叶和干叶中气味韵调变化的物质原由。

由表5 可知,从斑苦竹鲜叶和干叶中均测出8个类别的典型香气成分。鲜叶中典型香气成分种数最多和相对含量最高的类别是醛类,其次是醇类;而干叶中醛类是典型香气成分种数最多的类别,醇类是典型香气成分相对含量最高的类别,说明醛类和醇类典型香气成分是斑苦竹鲜叶和干叶气味韵调及其强度的主要贡献物质类别。鲜叶和干叶中其他类别的成分种数和相对含量也有不同程度的变化。从8个类别的成分种数和相对含量小计来看,也存在一些变化,这些变化会导致鲜叶和干叶的气味韵调及其强度发生改变,也支撑了嗅感品评结果。

表5 鲜叶和干叶中测出的典型香气成分种数与相对含量差异Table 5 Differences in numbers and relative contents of typical aroma components detected from fresh and drying P.maculatusleaves

由表4、表5 可知,从斑苦竹鲜叶和干叶中测出的典型香气成分总共有103 种,其中鲜叶中共有72种,而干叶中共有88 种。在鲜叶中测出但在干叶中未测出的典型香气成分有15 种,在干叶中测出但在鲜叶中未测出的典型香气成分有31 种,鲜叶和干叶中互不相同的典型香气成分共有46 种,因此可能导致鲜叶和干叶之间的气味韵调及其强度存在一些不同。鲜叶和干叶中共同的典型香气成分有57 种,根据经典文献记载的典型香气成分物质的气味特征[18-22],赋予鲜叶和干叶中青香气味的成分(以表4中出现的先后为序)有反式-β-罗勒烯、1-戊烯-3-醇、顺式-2-戊烯-1-醇、1-己醇、顺式-3-己烯-1-醇、3-己烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、1-辛醇、苯乙醇、己醛、反式-2 -戊烯醛、庚醛、反式- 2 -己烯醛、辛醛、反式- 2 -庚烯醛、壬醛、反式,反式-2,4-己二烯醛、反式-2-辛烯醛、反式,反式-2,4-庚二烯醛、苯乙醛、1-戊烯-3-酮、反式,反式- 3,5 -辛二烯- 2 -酮、6 -甲基- 5-庚烯-2 -酮、香叶基丙酮、反式-β-紫罗兰酮、反式- 3 -己烯酸、壬酸、甲酸叶醇酯、乙酸叶醇酯、己酸叶醇酯、顺式- 3 -己烯酸叶醇酯、苯甲酸叶醇酯、水杨酸叶醇酯、二氢猕猴桃内酯、2 -戊基呋喃,计36 种;赋予鲜叶和干叶中叶香气味的成分有顺式-3-己烯- 1 -醇、3 -己烯- 1 -醇、反式- 2 -己烯醛,反式- 2 -辛烯醛,顺式- 3 -己烯酸叶醇酯、水杨酸甲酯、水杨酸乙酯,计7 种;赋予鲜叶和干叶中草香气味的成分有反式-β-罗勒烯、1-戊烯-3-醇、1-己醇、顺式-3-己烯-1-醇、3-己烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、1-辛醇、己醛、反式-2-己烯醛、反式- 2 -辛烯醛、反式,反式- 3,5 -辛二烯-2-酮、辛酸、癸酸、甲酸叶醇酯、乙酸叶醇酯、顺式-3-己烯酸叶醇酯、苯甲酸叶醇酯,计17 种;赋予鲜叶和干叶中甜气的成分有反式-β-罗勒烯、苯乙烯、1-己醇、芳樟醇、1 -辛醇、苯甲醇、苯乙醇、4 -乙烯基苯酚、辛醛、壬醛、反式,反式- 2,4 -己二烯醛、癸醛、苯乙醛、4 -乙基苯甲醛、α-紫罗兰酮、反式-β-紫罗兰酮、辛酸、乙酸叶醇酯、己酸叶醇酯、水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、苯甲酸叶醇酯、二氢猕猴桃内酯、2-乙基呋喃,计24 种;赋予鲜叶和干叶中木质气息的成分有反式-β-罗勒烯、β-石竹烯、1-己醇、芳樟醇、2 -甲氧基苯酚、己醛、β-环柠檬醛、α-紫罗兰酮、香叶基丙酮、反式-β-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮环氧化物、苯甲酸叶醇酯、二氢猕猴桃内酯,计13 种;赋予鲜叶和干叶中脂肪或油脂气息的成分有:1 -己醇、1 -辛烯- 3 -醇、1 -辛醇、己醛、庚醛、反式- 2 -己烯醛、辛醛、反式- 2 -庚烯醛、壬醛、反式-2-辛烯醛、反式,反式-2,4-庚二烯醛、癸醛、6 -甲基- 5 -庚烯- 2 -酮、反式- 2 -己烯酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、水杨酸叶醇酯、2-乙基呋喃,计20 种;赋予鲜叶和干叶中新鲜感的香气成分有顺式-3 -己烯- 1 -醇、芳樟醇、1 -辛醇、2-己醛、反式-2-己烯醛、壬醛、6-甲基-5-庚烯-2 -酮、香叶基丙酮、甲酸叶醇酯、乙酸叶醇酯、水杨酸叶醇酯,计11 种;鲜叶和干叶的嫩感可能与1-己醇、顺式- 3 -己烯- 1 -醇、芳樟醇、水分等有关;鲜叶和干叶的多汁感可能与水分有关;鲜叶和干叶的沉闷感可能与芳烃类化合物有关。从表4可知,斑苦竹鲜叶和干叶中这些共有的典型香气成分的相对含量是不同的,既说明有相同的气味韵调,又说明各自的相对强度存在不同,支持了专业人员的嗅感品评打分结果(表3)。

鲜叶和干叶中若以2 次测定的相对含量算术平均值计,平均相对含量排前10 位的典型香气成分详见表6。

表6 鲜叶和干叶中相对含量排前10 位的典型香气成分差异Table 6 Differences in typical aroma components with top 10 relative contents from fresh and drying P.maculatusleaves

从表6 可知:L若按成分种数计,醛类是斑苦竹鲜叶和干叶中最主要的有机物类别,均有5 种;若按相对含量累计,醛类是斑苦竹鲜叶中最高的有机物类别(43.95%),其次为醇类(9.36%)。斑苦竹干叶中醇类和醛类分别为26.68%和26.23%;在斑苦竹鲜叶和干叶中醛类与醇类的相对含量之和分别达53.31%和52.91%,均占所测VOCs 相对含量总和(100%)的一半以上。这也佐证了醛类和醇类典型香气成分无论成分种数还是累计相对含量均为斑苦竹鲜叶和干叶中气味韵调及其强度的主要贡献物质类别。根据经典文献记载的典型香气成分物质的气味特征[18-22]可知,含有青香气味的典型香气成分有反式-2-己烯醛(青叶醛)、3-己烯-1-醇、反式,反式-2,4-己二烯醛、1-己醇、反式,反式-2,4 -庚二烯醛、己醛、壬醛、反式-β-罗勒烯、顺式-3-己烯酸叶醇酯等9 种,在鲜叶和干叶中的累计相对含量分别为57.34%和52.37%,鲜叶比干叶高出4.97个百分点,支持了鲜叶的青香比干叶浓些的品评结果;含有叶香气味的典型香气成分有反式-2-己烯醛(青叶醛)、3 -己烯- 1 -醇、1 -己醇、顺式- 3-己烯酸叶醇酯等4 种,累计相对含量在干叶和鲜叶中分别为44.37%和37.67%,也支持了干叶的叶香比鲜叶浓些的品评结果。

3 结论、讨论与建议

3.1 结论

本实验用来自同株斑苦竹鲜叶和经2d 或3d 室内自然阴干竹叶饲喂同一只圈养大熊猫,结果表明,受试大熊猫在嗅闻后喜欢取食斑苦竹鲜叶,基本上不取食干叶。嗅感品评结果表明,鲜叶和干叶之间在气味强度、愉悦度、透发性、青香、甜气、木质气、新鲜感、嫩感和多汁感等方面均存在着较大的差异。电子鼻测试结果证明了斑苦竹鲜叶和干叶之间整体气味信息的差异性,可通过PCA和LDA分析进行有效区分。HS - SPME - GC - MS 联用分析结果证实了鲜叶和干叶之间在挥发性有机物和典型香气成分上存在类别、种数和相对含量的不同,鲜叶和干叶中共发现的典型香气成分种数分别为72 种和88 种。部分气味韵调品评分值、有机物类别的成分种数、相对含量小计和典型香气成分的相对含量与竹叶水分含量之间存在极强的或正或负的线性相关关系。竹叶变干的过程是气味韵调及其成分此消彼长的过程。大熊猫喜食的斑苦竹鲜叶中突出的青香、明显的新鲜感和轻微的甜气等是诱导大熊猫取食的主要气味韵调,而干叶的新鲜感大量散失,青香和甜气大幅减弱,干叶香和木质气大幅上升,导致干叶缺失了诱食性。

3.2 讨论

气味能在空气中扩散,哺乳动物通过嗅觉感知后可继发一系列的行为、生理等效应,人们闻后还可用语言和文字来形容和描述。当哺乳动物嗅感到拟食对象散发出的适宜气味后,可激发取食的食欲,随即发生一系列连锁的取食行为反应。气味的这种属性称之为诱食性。

斑苦竹鲜叶的气味特点:①强度高和透发性好,便于大熊猫在一定距离内用嗅觉感知;②突出的青香、明显的新鲜感、轻微的甜气、多汁感和嫩感、微微的木质气,加之中上等的愉悦度,这些气味韵调组合在一起构成了斑苦竹鲜叶特有的优势香气韵调,并被大熊猫认知安全,因此大熊猫嗅闻后才会取食。而斑苦竹干叶的气味韵调与鲜叶相比,不同之处主要在于干叶味、木质气和沉闷感大幅增强,气味强度、愉悦度、透发性、青香、新鲜感、甜气、多汁感和嫩感大幅降低,说明斑苦竹鲜叶在变干过程中散失了大部分具有诱食功能的气味韵调,导致斑苦竹干叶不再具有诱食性。这就不难解释圈养大熊猫为什么喜欢选择斑苦竹鲜叶取食,而不喜欢选择斑苦竹干叶取食。

竹类(被食者)以气味方式向大熊猫(食者)传递安全、营养、可食等多种信息,大熊猫用嗅觉感知后判定食还是不食,所以大熊猫择食的气味机理实质上在于竹类气味韵调的诱食性。可推知,大熊猫喜食类和可食类食物均有良好的诱食性,而不食类的诱食性很差,大熊猫食物的诱食性强弱关键在于食物散发出的多种气味韵调是否被大熊猫认可及其浓度的相对高低。

3.3 建议

结合研究结论,本文提出以下建议:①大熊猫无论是野生还是圈养都喜食“鲜货”,如新鲜竹叶、新鲜玉米秸秆等,不食室内自然阴干的竹叶,因此喂给大熊猫竹叶的理想方式方法是就地就近取材,将具有诱食气味韵调的嫩绿枝叶砍后即喂,不宜喂给在室内自然条件下存放较久且叶片卷曲的竹枝叶。②竹叶变干的过程既是失水的过程,也是优势气味韵调散失的过程,环境气温越高,竹叶中的水分蒸发越快,鲜叶的优势气味韵调也就散失越快,因此大熊猫饲养单位应有竹枝叶低温保鲜保湿的设备设施或其他处理措施,尤其是饲养只数较多或竹源地较远且不能现砍现喂的单位,在气温较高的季节和高温地区的单位更应如此。若砍后即喂、少喂勤添、低温保鲜保湿等方法,可使竹叶保有或少散失原滋原味,能减少大熊猫对竹叶的废弃率。③大熊猫嗅闻食物后食与不食关键在于食物散发出的气味韵调,食多食少的关键在于食物理化性状的适口性,因此食物散发出的气味韵调是评价大熊猫食物品质的一个重要指标。大熊猫饲养单位在砍伐前或购买竹子时应先对竹叶的气味韵调进行品评,符合要求者才砍伐或验收。④斑苦竹鲜叶属圈养大熊猫喜食的竹类食物之一,可参照斑苦竹鲜叶的主要气味韵调和适口性,从众多的禾本科植物中寻找与开发圈养大熊猫的其他竹类和非竹类食物资源。⑤在研制亚成体和成年大熊猫竹类食物诱食剂时,以斑苦竹鲜叶的主要气味韵调为调香参照目标,调香时应遵守我国食品安全法规和2013 年12 月30 日农业部公告第2045 号《饲料添加剂品种目录》,本文表4 中带※号的典型香气成分物质(此外的其他VOCs 物质在我国均不能添加使用)均可酌情酌量考虑选用。根据典型单体呈香物质(香原料)来否在国内市场容易采买,结合我们在调香时使用的经验,可重点考虑选用如下单体物质:罗勒烯、苯乙烯(苏合香烯)、β-石竹烯、α-金合欢烯、1-戊烯- 3 -醇、1 -己醇(正己醇)、顺式-3-己烯-1-醇(叶醇)、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、1-辛醇(正辛醇)、苯甲醇、苯乙醇、2-甲氧基苯酚(愈疮木酚)、4 -乙烯基苯酚(对-乙烯基苯酚)、己醛、2 -戊烯醛、庚醛、2 -己烯醛(叶醛)、4 -庚烯醛、辛醛、壬醛、反式,反式-2,4-己二烯醛、反式-2 -庚烯醛、2,4 -庚二烯醛、癸醛(正癸醛)、苯甲醛、β-环柠檬醛、苯乙醛、4 -乙基苯甲醛、1 -戊烯-3-酮、6 -甲基-5 -庚烯- 2 -酮、反式,反式-3,5-辛二烯- 2 -酮、α-紫罗兰酮、香叶基丙酮(6,10-二甲基-5,9-十一碳二烯-2 -酮)、β-紫罗兰酮、3 -己烯酸、反式- 2 -己烯酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸(月桂酸)、十六酸(棕榈酸)、甲酸叶醇酯(甲酸顺式-3-己烯酯)、乙酸叶醇酯(顺式-3-己烯-1-醇乙酸酯)、己酸叶醇酯(己酸顺式- 3 -己烯酯)、γ-己内酯、顺式-3-己烯酸叶醇酯(顺式-3-己烯酸顺式- 3 -己烯酯)、水杨酸甲酯(柳酸甲酯)、水杨酸乙酯(柳酸乙酯)、苯甲酸叶醇酯(苯甲酸顺式- 3 -己烯酯)、二氢猕猴桃内酯((+ / -)-2,6,6-三甲基- 2 -羟基环亚己基乙酸γ-内酯)、2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、吲哚。

(致谢:峨眉山生物资源实验站的李策宏工程师、中国科学院华南植物园的倪静波工程师、中国大熊猫保护研究中心的周世强教授级高级工程师核定供试竹种名称,西华大学食品与生物工程学院的包清彬教授、西南科技大学生命科学与工程学院的曾凡坤教授、成都大帝汉克生物科技有限公司的李松柏高级工程师、邓虹高级工程师、李志忠工程师、赵仁仟同志参加了嗅感品评以及喻麟董事长和李小兵总经理给予了支持,中国大熊猫保护研究中心卧龙神树坪基地的杨长江、程建斌、曾文、董超等同仁参加了大熊猫的饲喂试验,中国科学院成都分院分析测试中心的胡静副研究员在挥发性成分分析与推定方面、四川师范大学数学科学学院的黄艺同学在数据整理方面和四川省自然资源科学研究院成都分院的张玉婷同事在数据统计分析方面提供了帮助,在此一并深表谢意!)

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