竹笋(bamboo shoots)是竹的幼芽,具有丰富的营养物质,包括纤维素、氨基酸、矿物质、蛋白质、维生素等。竹笋中膳食纤维可以分为可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶性膳食纤维(IDF)。本研究分析了五种竹笋膳食纤维的理化特征和微观表征的差异,并探讨不可溶性膳食纤维在体外发酵后对人体肠道菌群及短链脂肪酸含量的影响,为了研究竹笋在贮藏中膳食纤维变化的规律,此外,本文还研究了与膳食纤维含量及组分变化相关的酶活性及相关基因的表达量变化。主要研究结果如下:(1)本实验从五种竹笋中利用酶法分离获取可溶性的和不可溶性的膳食纤维。其中毛笋的不可溶性膳食纤维相对含量最高为3.46%(鲜重),而箭笋的可溶性膳食纤维的相对含量最高为1.97%(鲜重)。竹笋不可溶性膳食纤维在持水力、持油力、膨胀力、结合水力等方面表现都要优于相应的可溶性膳食纤维。通过扫描电镜观察发现不可溶性膳食纤维的表观结构疏松多孔,而可溶性膳食纤维平滑紧密,这也印证了竹笋不可溶性膳食纤维的吸附效果优于可溶性膳食纤维。箭笋的可溶性膳食纤维与不可溶性膳食纤维对于胆固醇的吸附效果均显著优于其他竹笋。X-射线衍射分析结果表明箭笋可溶性膳食纤维结构中非晶体区的比例相对较高,红外光谱测试表明毛笋不可溶性膳食纤维中木质素含量丰富,结构有序。(2)研究雷笋不可溶性膳食纤维在体外发酵后特定菌群数量和短链脂肪酸含量的变化。所得结果如下:在48 h、37℃厌氧培养条件下,不可溶性膳食纤维作为碳源不断被肠道菌群消耗,在发酵48 h后,不可溶性膳食纤维降解率可达51.21%,人体肠道菌群发酵液中的乳杆菌和双歧杆菌的数量都显著增加。而肠道中的粪氨,总胆汁酸的含量相较于对照组有所减少。不可溶性膳食纤维在肠道菌群发酵48 h后乙酸浓度最高的,效果好于对照组;丙酸含量相比对照也有增加;不可溶性膳食纤维在肠道菌群发酵后戊酸、丁酸、异戊酸、乙酸、异丁酸、和丙酸含量均显著高于对照组。添加不可溶性膳食纤维后各酸的含量都有所升高,但其比例无显著变化。(3)为探究竹笋中膳食纤维的变化规律,将雷笋分别在常温(25℃)和低温(4℃)条件下贮藏,并研究膳食纤维含量及组分变化相关的酶活性和基因的相对表达量。结果表明:在常温条件下,贮藏至6 d,笋肉表现出黄化、腐烂等变化;在低温贮藏条件下,贮藏至第24 d,笋肉才出现黄化、腐烂现象;常温贮藏6 d,SDF的相对含量为48.57%;IDF的相对含量为75.72%。低温贮藏24 d,SDF的相对含量为53.68%;IDF的相对含量为86.94%。而在贮藏过程中,膳食纤维的理化性质无明显变化。常温贮藏6 d时,木质素含量从11.21 mg/g增加到43.83 mg/g;低温贮藏6 d时,木质素含量为13.22 mg/g,到24 d时木质素含量增加到26.31 mg/g。氨基酸的总量在低温贮藏条件下变化不大,在常温条件下,呈缓慢下降的趋势,第6 d时,常温贮藏氨基酸下降了21.78%。PAL、POD、CAD和C4H酶活性随着贮藏时间延长,都呈显著上升趋势,常温贮藏下的酶活性高于低温贮藏的酶活性,低温通过降低竹笋膳食纤维变化相关酶活性,从而来减缓膳食纤维的生成。在低温贮藏环境中随着在贮藏时间的增加,差异表达下调的基因数不断增加。贮藏24 d时基因下调程度最明显,上调基因各组差别相对不大,贮藏12 d时上调基因数相对最少。LAC-10、POD-10、HCT-10、CAD-10和CCR-10基因相对表达量在低温(4℃)贮藏下的变化整体呈上升趋势,而COMT-10基因相对表达量则一直减小。