不同品种竹笋自然发酵过程中膳食纤维含量变化研究

⊙ 文 崔娜 马智权 李阳 岳涵 陆曼曼＊ 柳州工学院

酸笋是由竹笋发酵而成。目前国内外关于酸笋的研究较少，主要关注方向是竹笋的营养成分、生长环境、采收保藏效果，以及酸笋中乳酸菌的筛选与培养等。对于自然发酵的酸笋，尤其是膳食纤维等方面的研究鲜有报道。本文以刺竹笋和大头笋两种常用竹笋品种为原材料，研究了自然发酵工艺中总膳食纤维、不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维含量的动态变化，分析了自然发酵对竹笋膳食纤维含量的影响，旨在为酸笋的生产加工提供一定的理论依据。

一、材料与方法

刺竹笋，广西壮族自治区柳州市柳城县东泉镇；大头笋，广西壮族自治区柳州市柳城县东泉镇；普通高度白酒，广西壮族自治区柳州市鱼峰区联华超市；α-热稳定淀粉酶，山东西亚化学工业有限公司；糖化酶，上海如吉生物科技发展有限公司。

JYL-C93T型榨汁搅拌机，九阳股份有限公司；101-3AB型电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；FA2004B型电子天平，上海天美天平仪器有限公司；FW100型高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；DF-101S型集热式恒温磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；SH220N型石墨消解仪，山东海能科学仪器有限公司；K9840型自动凯氏定氮仪，山东海能科学仪器有限公司；SX-4-10型箱式电阻炉，天津市泰斯特仪器有限公司。

（1）酸笋自然发酵工艺流程及操作要点。洗坛：使用100℃的热水淋在坛子内壁，反复淋洗3次，最后喷少量75%乙醇进行消毒，防止酸笋受到杂菌污染。竹笋前处理：将新鲜竹笋剥皮，去掉皮、根部和其他不能食用的部分，清洗后切成适宜的大小。入坛发酵：将笋块置于坛内，加入半坛生理盐水，然后加入250mL老水，再加生理盐水至坛口，最后加入50mL普通高度白酒，封坛发酵。

（2）不同发酵时间下酸笋膳食纤维含量的变化情况。将竹笋置于坛内发酵，分别于发酵的0d、5d、10d、20d、40d、60d取样检测（注意：取样夹要消毒，样品不少于200g，置于冰箱冷藏保存）；将待测样品置于（70±1）℃的电热鼓风干燥箱内，恒重后转至干燥器中，反复粉碎、过筛待用；每个品种分别取4个平行样，经过酶解、沉淀、洗涤、烘干、称重等步骤后，按照《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》（GB 5009.88-2014）测定总膳食纤维（TDF）、不溶性膳食纤维（IDF）及可溶性膳食纤维（可溶性膳食纤维）的含量。

二、结果与分析

在竹笋腌制过程中，TDF含量的变化如图1所示。刺竹笋在0d时，TDF含量出现峰值，达到3.13g/100g；含量最小是60d，数值为1.24g/100g。大头笋在0d时，TDF含量达到峰值，数值为5.33g/100g；含量最小是60d，数值为1.24g/100g，发酵前后的含量变化显著。

图1 ：刺竹笋和大头笋腌制过程中TDF含量的变化

刺竹笋和大头笋在发酵中，TDF含量总体呈下降趋势，这主要是因为发酵过程中菌体产生的纤维素酶降解了纤维素，使水不溶性非纤维素多糖、纤维素以及水溶性非消化性多糖的含量减少，因此TDF的含量也减少。因发酵时间不断延长，微生物存活发酵所需要的营养物质一直在减少，发酵产生的次级代谢产物随之不断增加，进而产生有害物质，对菌体产生不利影响，从而影响TDF含量。由此可见，竹笋发酵前，不同品种间的TDF含量差异显著，但在发酵一段时间后都呈下降趋势。

在竹笋腌制过程中，IDF含量的变化如图2所示。刺竹笋在0d时，IDF达到峰值，含量为2.37g/100g；最小值出现在60d，含量为1.23g/100g。大头笋在0d时，IDF达到峰值，含量为5.16g/100g；最小值出现在60d，含量为1.11g/100g。两个品种的IDF总体皆呈下降的趋势，这表明，发酵会使降解IDF变得更加容易，有可能是因为发酵使得IDF的结构变得松散。

图2 ：刺竹笋和大头笋腌制过程中IDF含量的变化

在竹笋腌制过程中，IDF含量降低的原因可能是在发酵腌制时，酶和微生物等分解了竹笋中的纤维素、木质素、半纤维素等成分，使这些成分降解成其他小分子多糖，导致IDF含量呈总体下降趋势。竹笋在保藏和加工成特色产品时，笋体容易老化，口感变硬，会在很大程度上降低竹笋的食用品质。这是因为竹笋极易发生木质化反应，发生反应后，纤维素和木质素的含量增加，也就是IDF的含量会增加。发酵后IDF的含量下降，将有效延缓竹笋的木质化反应，从而改善其食用品质，在腌制加工的中期和后期，pH值不断降低，纤维素酶活性下降，反应减弱，木质化程度开始增加，导致粗纤维的含量不断增加。通过研究竹笋中IDF的含量变化，可以间接地推断竹笋木质化反应的进程，通过选择品种和发酵时间，降低木质化反应的进程，进而提高酸笋的食用品质，为未来的产品开发提供参考依据。

在竹笋的腌制过程中，SDF含量的变化如图3所示。刺竹笋在0d时，SDF含量出现峰值，达到0.76g/100g；含量最小值出现在60d，数值为0.01g/100g。大头笋在60d时，SDF含量达到峰值，数值为0.34g/100g；含量最小值出现在0d，数值为0.17g/100g，发酵前后的含量变化明显。

图3 ：刺竹笋和大头笋腌制过程中SDF含量的变化

发酵后，大头笋的SDF含量总体呈上升的趋势，且在60d达到峰值，原因可能是微生物产生的酶降解了IDF，产生可以被热水洗涤掉的小分子多糖，由此增加了SDF的含量。刺竹笋的SDF含量随着发酵时间延长逐渐降低，原因可能是酶的作用显著，初始分解不溶性半纤维素得到可溶性半纤维素，SDF增加发生在发酵的1-4d，到5d时可溶性半纤维素进一步发生水解，生成的分子质量更低且不能被乙醇沉淀的糖类物质，降低了SDF的含量。

刺竹笋中三种不同类型的膳食纤维差异如图4所示。根据图4可知，TDF、IDF、SDF都呈下降的趋势，其中IDF的含量动态变化趋势与TDF更为相似，TDF含量高的品种，IDF含量也高，这与番茄果实和菠萝果实相似。SDF与TDF、IDF呈相同下降趋势，原因可能是该品种的发酵作用强、速度快，SDF被进一步分解生成了比分子更小的物质，不宜提取，随着发酵产物的积累，使得发酵环境的pH下降，菌体产酶效果受到影响，发酵能力也随之下降。

图4 ：刺竹笋中TDF、IDF、SDF含量的变化

大头甜笋中三种不同类型的膳食纤维差异如图5所示。根据图5可知，SDF含量呈逐渐增加的趋势，这可能是因为微生物中产生的酶分解了IDF，形成的小分子多糖溶于水，被热水洗涤掉后减少了IDF的含量，增加了SDF的含量。发酵后的竹笋的持水性和溶胀性均显著提高，因此可知，发酵对竹笋的加工性能有明显的改善。SDF含量增加，可能是膳食纤维的膨胀力、持水力和持油力提高的主要原因之一。通过对比该品种TDF、SDF、IDF的含量变化，发现IDF的含量变化和TDF的含量变化极其相似，因此推测IDF含量有可能是影响TDF含量的主要影响因素，所以TDF随着IDF的变化而变化。

图5 ：大头笋中TDF、IDF、SDF含量的变化

三、结论

本研究通过比较自然发酵工艺下两种竹笋三种不同类型膳食纤维的含量变化，得出以下结论：竹笋在发酵过程中可以降解IDF，从而降低TDF的含量；水分含量随发酵过程不断升高；大头甜笋的膳食纤维含量较刺竹笋更为丰富。以上研究可为酸笋以及竹笋膳食纤维的开发与利用提供一定数据支持。

基金项目：广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“广西不同品种竹笋发酵对比研究”（2020KY60020）；广西大学生创新训练项目“酸笋发酵过程质构及纤维素含量的变化研究”；广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“环境因素对酸笋保藏期间品质变化影响及防腐护色研究”（2021KY1709）。