高倫江,曾小峰*,曾順德,段文韜,2,尹旭敏,曾志紅,商桑
1(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所,重慶,401329) 2(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715)
金針菇是常食用的食藥兩用菌,其富含蛋白質(zhì)、多種維生素及礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素,同時含有多糖[1-3]、黏多糖[4]、構(gòu)菌素[4]、堿性蛋白質(zhì)火菇素[5]等活性成分,是一種有機、綠色、營養(yǎng)豐富的蔬菜,深受人們喜愛。但采后的金針菇蒸騰作用和呼吸代謝旺盛,易開傘、褐變,常溫貯藏時貨架期短,嚴(yán)重影響金針菇的銷售運輸[6],因此,金針菇的保鮮對于整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。目前,食用菌常采用物理低溫貯藏[7-8]及化學(xué)保鮮方式,如食鹽保鮮[9]、焦亞硫酸鈉保鮮[10]、CaCl2保鮮[11]、抗壞血酸保鮮[12]、混合液保鮮等[13],化學(xué)保鮮方法簡單,具有低成本和高保鮮度等優(yōu)點[14],一定程度減緩了病害發(fā)生,但仍有許多不足的地方,如殺菌劑殘留所引起食品安全性等問題,嚴(yán)重影響和危害人體健康。因此,采用綠色、安全、環(huán)保的保鮮方法是社會發(fā)展的必然要求。
抗性誘導(dǎo)材料保鮮技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種對人體安全、對環(huán)境無害的采后病害控制方法,它通過利用抗病性誘導(dǎo)因子預(yù)先處理果蔬,使其對貯藏或運輸過程中可能侵染果蔬的致病菌產(chǎn)生抗性免疫反應(yīng),這是一種通過激發(fā)果蔬自身抗病性而有效抵御或殺死病原菌的防治方法[15],可以減少或替代殺菌劑的使用,已經(jīng)在果蔬產(chǎn)品領(lǐng)域得到初步應(yīng)用,具有廣泛的開發(fā)前景。目前研究中經(jīng)常使用的抗性材料有茉莉酸及其甲酯化合物、水楊酸、殼聚糖、苯并噻重氮和2,6-二氯異煙酸等,而目前研究報道焦點主要集中在果蔬采后抗病性的研究,對果蔬貯藏期間品質(zhì)的變化研究較少。本實驗室經(jīng)過前期實驗發(fā)現(xiàn)苯并噻重氮(acibenzolar-S-methyl,ASM)對金針菇保鮮具有較好的作用,同時由于不同性能的包裝材料對食用菌的保鮮效果也不盡相同,因此,通過采用抗性誘導(dǎo)材料與不同包裝材料相結(jié)合對金針菇進(jìn)行保鮮試驗研究,分析貯藏過程中的生理生化動態(tài)變化情況,以期為金針菇的貯藏保鮮提供理論依據(jù)。
供試金針菇:采自重慶大足正寬食用菌專業(yè)種植社,早上七點采取新鮮、無病害的速生期為12 d的金針菇放入4 ℃的冷庫預(yù)冷4 h。
濃硫酸、2-硫代巴比妥酸、抗壞血酸、2,6-二氯酚靛酚、三氯乙酸、蒽酮、草酸、過氧化物酶試劑盒、超氧化物歧化酶試劑盒、多酚氧化酶試劑盒等均為分析純。
EX324ZH電子分析天平,上海上天精密儀器有限公司;UV-6000PC紫外可見分光光度計,上海元析儀器有限公司;CM-2300d分光測色計,宇宏(賽斯)光電儀器有限公司;MIC-500二氧化碳測定儀,深圳逸云電子有限公司。
1.3.1 材料處理
配制濃度為0.75 mmol/L ASM溶液,對預(yù)冷4 h的金針菇按照每50 g金針菇1 mL溶液進(jìn)行均勻噴霧,處理后將金針菇迅速晾干,分別進(jìn)行無包裝材料、PE無孔膜、PE有孔膜、OPP有孔膜進(jìn)行分袋包裝,膜厚為0.5 mm,膜袋規(guī)格為30.0 cm×15 cm,孔徑1 cm, 雙面12孔,以不作ASM溶液處理和包裝材料處理的金針菇為對照組,置于2 ℃冰箱中貯藏,每2 d測定1次指標(biāo)。
1.3.2 指標(biāo)測定
呼吸強度:參考劉亭等[16]方法。
失重率:采用稱重法測定,將處理后的金針菇分袋包裝,置于2 ℃冰箱貯藏,并記錄每袋金針菇的初始質(zhì)量,每2 d測定1次質(zhì)量。
色差:采用CM-2600d分光測色儀[17]于待測金針菇菇柄中部測定色差3次,L表示亮度,a正值表示偏紅,負(fù)值表示偏綠;b正值表示偏黃,負(fù)值表示偏藍(lán);測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)顏色(L0,a0,b0)進(jìn)行比較,以ΔE表示菌體整體顏色變化,每2 d測定1次。
丙二醛(malonic dialdehyde, MDA):參考曹健康等[18]方法,配制溶液:100 g/L TCA溶液,10 g TCA用蒸餾水溶解稀釋100 mL;6.7 g/L TBA溶液,稱取0.67 g硫代巴比妥酸溶解于100 mL 0.05 mol/L NaOH溶液中。準(zhǔn)確稱取 1.0 g金針菇,加入5 mL TCA溶液冰浴研磨成漿,4 ℃、10 000 r/min 離心20 min,留取上清液保存至冰箱備用。準(zhǔn)確移取上清液和TBA溶液各2 mL于試管中混勻,沸水浴20 min,室溫冷卻后再次冷凍離心,測定反應(yīng)液在波長為450、532、600 nm時的吸光值。重復(fù)測定3次。
VC:參照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》。
POD、SOD、PPO酶測定:粗酶液提?。簠⒖冀M織質(zhì)量∶提取液體積=1∶5~10(g∶mL),準(zhǔn)確稱取0.1~0.2 g金針菇,移取1~2 mL提取液與金針菇混合進(jìn)行冰浴勻漿,8 000 r/min、4 ℃離心10 min, 收集上清液保存在冰箱中備用。
參照POD試劑盒、SOD試劑盒、PPO試劑盒說明書進(jìn)行測定。
1.3.3 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Excel 2010;采用SPSS 22.0做統(tǒng)計分析并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析(P<0.05為顯著);采用OriginPro 9.1進(jìn)行圖像處理;所有試驗均做3次重復(fù)測定。
2.1.1 不同包裝材料對金針菇呼吸強度的影響
由圖1可以看出,采后金針菇的呼吸強度無論是對照組還是處理組均表現(xiàn)為貯藏1~3 d時先下降,第3天后逐漸上升的變化趨勢。經(jīng)過ASM處理后的金針菇呼吸強度均受到了不同程度的抑制,而抑制程度由包裝膜的不同決定。在貯藏7 d后,PE膜無孔包裝組與PE膜有孔包裝、OPP膜有孔包裝組之間差異顯著(P<0.05)。 且從圖1可以看出0.75 mmol/L ASM與PE膜無孔包裝的組合抑制呼吸作用的效果最佳,更有利于金針菇的貯藏保鮮。
圖1 不同處理對金針菇呼吸強度的影響Fig.1 The influence of different processing on the Flammulina velutipes respiration intensity
2.1.2 不同包裝材料對金針菇失重率的影響
金針菇采后的失重表現(xiàn)為兩個方面:一方面為呼吸作用消耗的營養(yǎng)物質(zhì),另一方面表現(xiàn)為蒸騰作用消耗的水分。由圖2可以看出,貯藏前3天無包裝的空白組和只有ASM處理的兩組失重率幾乎呈現(xiàn)直線上升趨勢,而經(jīng)過包裝處理的3組在第1天之后的上升趨勢則非常緩慢,這說明無包裝的處理蒸騰作用較大,因此,包裝對減少金針菇的水分散失具有重要作用。從圖中可以得到經(jīng)過包裝處理的3組與無包裝處理的前2組之間差異顯著(P<0.05),且PE無孔膜效果最好,PE有孔膜次之,OPP有孔膜再次之。
圖2 不同處理對金針菇失重率的影響Fig.2 The influence of different processing on the Flammulina velutipes weightlessness rate
2.1.3 不同包裝材料對金針菇VC的影響
VC是植物體內(nèi)的抗氧化物質(zhì),可清除果蔬體內(nèi)自由基,有效減緩果蔬的衰老進(jìn)程,而金針菇的VC降低可能有兩方面的原因,一是隨著貯藏時間的增加,金針菇細(xì)胞壁組分降解增強了氧化反應(yīng);二是VC氧化酶活性的變化引起的VC含量的下降[19-20]。由圖3可以看出,不同處理金針菇VC含量均隨著貯藏時間的增加而降低,經(jīng)過ASM處理后的金針菇在3~7 d時,VC含量下降趨勢減緩,與對照組差異顯著(P<0.05), 第5~9天時,未有包裝的0.75 mmol/L ASM組VC含量下降趨勢加快,在第7天時該組VC含量明顯低于其他3組有包裝的處理組,且差異顯著(P<0.05)。有包裝的3組處理中PE無孔膜包裝組VC含量明顯高于PE有孔膜與OPP有孔膜組,綜上認(rèn)為0.75 mmol/L ASM處理結(jié)合PE無孔膜包裝處理金針菇,對金針菇采后貯藏更加有利。
圖3 不同處理對金針菇VC的影響Fig.3 The influence of different processing on the Flammulina velutipes vitamin C
2.1.4 不同包裝材料對金針菇丙二醛(MDA)的影響
MDA是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一,它的產(chǎn)生還能加劇膜的損傷,因此在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一個常用指標(biāo)。圖4中,處理組與對照組的MDA含量逐漸上升,對照組、0.75 mmol/L ASM處理組、0.75 mmol/L ASM+OPP有孔膜處理上升趨勢相似,表現(xiàn)為貯藏1~5 d這一階段快速上升,中間5~7 d上升速率減緩,貯藏7 d后呈急速上升的趨勢,但經(jīng)過0.75 mmol/L ASM處理后的兩組MDA含量均低于對照組;對比第5天后有包裝的3組處理組發(fā)現(xiàn),3組之間MDA含量差異顯著(P<0.05),說明適當(dāng)?shù)陌b也有助于降低金針菇貯藏期間MDA的含量,并且PE膜降低金針菇MDA含量的效果更好,無孔膜的保鮮效果優(yōu)于有孔膜。綜上,0.75 mmol/L ASM結(jié)合PE無孔膜包裝保鮮金針菇效果更好。
圖4 不同處理對金針菇MDA含量的影響Fig.4 The influence of different processing on the Flammulina velutipes MDA
2.1.5 不同包裝材料對金針菇色差的影響
從圖5可以發(fā)現(xiàn),各組的色差在貯藏期間均呈現(xiàn)上升趨勢,對照組的色差呈現(xiàn)貯藏1~3 d急劇上升,貯藏3~7 d緩慢上升,第7天后快速上升的趨勢,經(jīng)過ASM處理后的金針菇上升趨勢為初期上升較緩慢,中后期較快但均低于對照組,PE膜包裝組前期上升趨勢更為緩慢一些。貯藏3 d時,對照組色差分別高出各處理組14.7%、22.44%、20.15%、17.26%,對照組與處理組之間差異極顯著(P<0.01);貯藏11 d時,0.75 mmol/L ASM無包裝處理組色差為55.57,其他有包裝處理組分別為:48.85、53.32、54.55,可發(fā)現(xiàn)0.75 mmol/L ASM結(jié)合PE膜無孔包裝色差最小,更能夠保持金針菇的顏色,延長保鮮期。
圖5 不同處理對金針菇色差的影響Fig.5 The influence of different processing on the Flammulina velutipes color difference
2.2.1 不同包裝材料對金針菇過氧化物酶(POD)活性的影響
POD是一種氧化還原酶,廣泛存在植物細(xì)胞中,對植物體內(nèi)的H2O2有清除作用,可避免生物體細(xì)胞受到H2O2的傷害,在植物抗病防御系統(tǒng)中能發(fā)揮有效作用[21]。金針菇采后仍是活的子實體,能夠繼續(xù)呼吸等新陳代謝活動,故POD酶活性隨著時間增加而逐漸下降,而ASM處理可以有效地緩解POD酶下降趨勢。由圖6可以看出,貯藏2~4 d時0.75 mmol/L ASM+OPP有孔膜與0.75 mmol/L ASM+PE有孔膜處理組酶活高于對照組且差異明顯(P<0.05); 4~8 d時,除0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理組POD酶活保持穩(wěn)定外,其他處理組及對照組酶活均急劇下降;在貯藏8~12 d時,0.75 mmol/L ASM、0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理組酶活高于對照組,且與對照組差異顯著(P<0.05)。由圖6可以看出,在整個貯藏期間,0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理組POD酶活均保持較高水平,優(yōu)于對照組和其他處理組。
圖6 不同處理對金針菇糖POD酶活性的影響Fig.6 The influence of different processing of Flammulina velutipes POD enzyme activity
2.2.2 不同包裝材料對金針菇超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響
SOD酶是植物體內(nèi)氧自由基代謝中的重要酶,它的存在可以保護細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu),使植物的抗逆性、抗病性加強,對逆境脅迫的忍受度增加[22]。從圖7可以看出,對照組與0.75 mmol/L ASM處理組SOD酶活性呈現(xiàn)相似的變化趨勢,另外3組包裝處理組變化趨勢一致。在貯藏2~4 d,對照組與0.75 mmol/L ASM處理組因為沒有包裝失水嚴(yán)重,導(dǎo)致金針菇體內(nèi)代謝紊亂,SOD活性升高以清除超氧陰離子等自由基;貯藏4~8 d,未有包裝的兩組出現(xiàn)開傘、萎蔫現(xiàn)象,體內(nèi)代謝下降,SOD酶活性降低;貯藏第8天后,金針菇由于腐敗、自溶等原因?qū)е麦w內(nèi)自由基含量增加,SOD活性再次上升。有包裝的3組處理組,因為有外包裝的阻隔作用,水分流失較少,在貯藏2~4 d時酶活性下降是因為菌體中的酶對低溫的正常反應(yīng);貯藏4~6 d時,因采后呼吸作用等代謝活動導(dǎo)致自由基含量增加,故SOD活性急劇上升,6~8 d時,SOD活性雖有下降但仍然高于初期活性;貯藏第8天后,3組包裝組SOD活性持續(xù)上升以清除體內(nèi)自由基,在此過程中0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理組的SOD酶活維持在較高水平,有利于維持金針菇的品質(zhì)。
圖7 不同處理對金針菇SOD酶活性的影響Fig.7 The influence of different processing of Flammulina velutipes SOD enzyme activity
2.2.3 不同包裝材料對金針菇多酚氧化酶PPO活性的影響
PPO是一種氧化酶,具有基團專一性,它可以催化食用菌體內(nèi)的酚類物質(zhì),在一定條件下氧化成為醌類物質(zhì)和水,氧化產(chǎn)物醌再經(jīng)由非酶促聚合,形成褐色物質(zhì),產(chǎn)生褐變,PPO是食用菌發(fā)生褐變的主導(dǎo)酶[23]。由圖8看出,貯藏過程中,PPO酶活性前期變化平緩,后期逐漸增長,造成菇體顏色變深,褐變程度加深,這與金針菇的色差變化趨勢相吻合,各組之間的酶活差異顯著(P<0.05)。在貯藏第2~6天時,可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)由ASM溶液處理的4組酶活與對照組相似,呈現(xiàn)上升趨勢,但酶活均低于對照組;貯藏8 d后,未有包裝的2組處理組酶活與包裝組的差異極顯著(P<0.01),有包裝的3組處理組PPO酶活性由高到低分別為OPP有孔膜、PE有孔膜、PE無孔膜。
圖8 不同處理對金針菇PPO酶活性的影響Fig.8 The influence of different processing of Flammulina velutipes PPO enzyme activity
實驗結(jié)果表明,ASM處理可以較好地抑制PPO酶的上升趨勢,減少金針菇采后褐變反應(yīng)的發(fā)生,其中PE無孔膜組的PPO酶活抑制效果最好。
實驗以被0.75 mmol/L ASM處理后的金針菇為實驗原料,結(jié)合PE膜及OPP膜等不同的包裝材料研究對金針菇貯藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理后金針菇在貯藏期間感官品質(zhì)保持良好,能夠較好地抑制金針菇采后呼吸作用,更好地保持菇體水分及VC等營養(yǎng)物質(zhì);同時,ASM處理能夠讓金針菇體內(nèi)POD、SOD酶活性保持較高水平,抑制MDA的生成,避免金針菇受到氧化傷害。ASM處理還能抑制PPO酶活性,減少金針菇體內(nèi)的褐變反應(yīng),減緩菇體顏色變化速率。0.75 mmol/L ASM+PE無孔膜處理相較于對照組與其他處理組,在貯藏9 d后菇體仍有光澤,菌蓋飽滿,菌柄完整,色澤淺黃,仍具有食用價值,可作為金針菇貯藏保鮮的一種有效方法。