1-MCP對平菇采后生理及貯藏品質(zhì)的影響

吳海霞，陳 雷

(1.運(yùn)城學(xué)院生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520)

平菇為真菌植物門真菌側(cè)耳(Pleurotus ostreatus)的子實(shí)體，是中國食用菌主栽品種之一，其質(zhì)地柔嫩、味道鮮美，含有蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分及平菇素(蛋白質(zhì)糖)、酸性多糖等生理活性物質(zhì)［1-3］，具有改善人體新陳代謝、降低膽固醇、降血壓等多種保健功能［4］。資料顯示，中國食用菌生產(chǎn)中平菇產(chǎn)量排列第一［5］，但由于其含水量高，采后呼吸作用強(qiáng)烈，常溫下采摘后2～3 d即表現(xiàn)出失水萎蔫、褐變、腐爛變質(zhì)等特征，很大程度制約了平菇的生產(chǎn)發(fā)展。因此，進(jìn)一步研究平菇貯藏保鮮技術(shù)，對于提高平菇貯藏品質(zhì)、延長產(chǎn)品貨架期、擴(kuò)大銷售市場、增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入具有重要意義。目前有關(guān)食用菌的貯藏保鮮方法主要有低溫冷藏、氣調(diào)貯藏、輻照保鮮、涂膜、化學(xué)藥物保鮮、植物激素保鮮等［6］。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)作為一種新型的乙烯作用抑制劑，能消除外源乙烯引起的衰老作用，對許多園藝作物具有保鮮效果［7］。據(jù)研究報(bào)道，1-MCP 能延緩蘋果［8-9］、香蕉［10］、西洋梨［11-12］、獼猴桃［13］、柑橘［14］、荔枝［15］、棗［16］、杏［17］等水果及番茄［18-19］、黃瓜［20］、花椰菜［21］、香菜［22］等蔬菜的采后成熟和衰老，延長其貨架期。雖然目前應(yīng)用于食用菌貯藏保鮮的方法較多，但對平菇保鮮方法的研究報(bào)道較少，采用1-MCP進(jìn)行平菇保鮮的應(yīng)用研究未見報(bào)道。本試驗(yàn)擬采用不同濃度的1-MCP對采后平菇進(jìn)行熏蒸處理，研究1-MCP對平菇采后生理生化和貯藏品質(zhì)的影響，為延長平菇貨架期、改善貯藏品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試平菇為黑平1號，采摘后的新鮮平菇立即運(yùn)至冷庫，(2±1)℃下預(yù)冷7 h，除去菇體表面的殘留物，挑選成熟度一致、大小適中、無機(jī)械損傷、無病蟲害及霉變的平菇進(jìn)行試驗(yàn)。1-MCP片劑由上海利統(tǒng)生化制品有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)處理

參照及華等［23］的處理方法，將平菇置于0.2 m3密閉塑料膜室內(nèi)，分別采用不同濃度(0.05 mg/L、0.30 mg/L、0.90 mg/L和1.10 mg/L)的1-MCP 熏蒸12 h，并將其裝入0.06 mm厚的保鮮袋內(nèi)，于(6±1)℃下貯藏。試驗(yàn)中每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)的用菇量為250 g。以密封、未經(jīng)任何處理的平菇為對照(CK)。每2 d分別從各處理3個保鮮袋內(nèi)隨機(jī)取樣、研磨，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定，連續(xù)測定10 d。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 感官評定 主要從平菇的顏色、風(fēng)味、萎蔫程度和腐爛程度進(jìn)行評定［24］，評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。將每次評分結(jié)果相加后取平均值，分值為累加值。

表1 平菇的感觀評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The standard of organoleptic evaluation

1.3.2 失重率計(jì)算［25］失重率=［(貯前菇體質(zhì)量-貯后菇體質(zhì)量)/貯前菇體質(zhì)量］×100%。

1.3.3 生理生化指標(biāo)的測定［25-27］呼吸強(qiáng)度采用靜置法測定，單位為1 kg平菇1 h產(chǎn)生CO2的量(mg)，即mg/(kg·h);乙烯含量的測定［26］采用氣相色譜法(GDX-502柱，氫火焰離子檢測器)，單位為μl/(g·h);褐變度(Brown degree，BD)測定采用比色法，在450 nm處測定其吸光度值OD450;多酚氧化酶(PPO)活性測定采用鄰苯二酚法;超氧陰離子自由基()產(chǎn)生速率采用羥胺氧化法，在530 nm處測定其吸光度值OD530;MDA含量測定采用硫代巴比妥酸(TBA)法;超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍(lán)四唑光化還原(NBT)法，以抑制NBT光化學(xué)反應(yīng)50%所需的酶量定義為酶活性單位;過氧化氫酶(CAT)活性測定采用紫外吸收法;POD酶活性測定采用愈創(chuàng)木酚法。

1.4 數(shù)據(jù)的差異性分析

所有數(shù)據(jù)用SAS8.1軟件統(tǒng)計(jì)處理，采用ANA-VO進(jìn)行處理間差異的顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度1-MCP對平菇貯藏過程中感官品質(zhì)的影響

平菇經(jīng)不同濃度的1-MCP處理，貯藏不同時間后統(tǒng)計(jì)樣品的感官品質(zhì)分值(表2)。設(shè)定平菇保鮮度為貯藏不同時間的平菇感官品質(zhì)分值與試驗(yàn)開始時的平菇感官品質(zhì)分值之商，保鮮度小于0.5時平菇失去商品價(jià)值。

從表2可知，經(jīng)1-MCP處理的平菇，其保鮮度均高于對照，說明一定濃度的1-MCP處理可以有效延長平菇貯藏時間。貯藏第6 d時，對照及經(jīng)0.05 mg/L、0.30 mg/L、0.90 mg/L、1.10 mg/L 1-MCP 處理后的平菇的保鮮度分別為 0.40、0.50、0.55、0.65、0.65，對照平菇已失去商品價(jià)值。當(dāng)貯藏至第10 d時，只有經(jīng)0.90 mg/L、1.10 mg/L處理的平菇還具有商品價(jià)值，而對照在貯藏至第8 d時已出現(xiàn)大面積褐變，菇體表面塌陷、軟化，完全失去食用價(jià)值。

表2 1-MCP對平菇采后感官品質(zhì)的影響Table 2 Effect of 1-MCP on post-harvest organoleptic quality of Pleurotus ostreatus

2.2 不同濃度1-MCP對平菇失重率的影響

新鮮平菇含水量較高，且表面結(jié)構(gòu)疏松，組織脆嫩，在貯藏過程中，由于新陳代謝作用，易引起菇體的營養(yǎng)物質(zhì)消耗、水分散失，影響品質(zhì)。因此以失重率作為評定平菇新鮮度的指標(biāo)之一。由圖1可以看出，經(jīng)不同濃度1-MCP處理的平菇菇體失重率，在整個貯藏期都低于對照組，且隨著貯藏時間的延長，各處理及對照平菇的失重率均呈上升趨勢。貯藏初期，各處理平菇失重率差別不大;至第4 d時，1.10 mg/L 1-MCP處理的樣品失重率與對照有顯著差異(P ＜0.05);第 8 d 時，0.05 mg/L、0.30 mg/L、0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的失重率分別為12.46%、10.87%、9.57%和8.22%，比對照降低了1.57% ～5.81%。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，0.30 mg/L及0.90 mg/L 1-MCP處理平菇的失重率顯著低于對照(P＜0.05)，1.10 mg/L 1-MCP處理與對照平菇失重率差異極顯著(P＜0.01)。

2.3 不同濃度1-MCP對平菇呼吸強(qiáng)度和乙烯產(chǎn)生速率的影響

圖1 1-MCP對平菇失重率的影響Fig.1 Effect of 1-MCP on weight loss of Pleurotus ostreatus

平菇采后失去了養(yǎng)分來源，以呼吸作用為主的分解代謝加強(qiáng)，依靠收獲前積累物質(zhì)的分解來維持其生命活動，因此呼吸作用對平菇采后生理生化過程有著重要影響，它與產(chǎn)品的耐貯性、抗病性有著十分重要的內(nèi)在聯(lián)系。本試驗(yàn)測定了平菇貯藏期間各處理的呼吸強(qiáng)度變化情況。由圖2可以看出，在0～8 d的貯藏期內(nèi)，隨著貯藏時間的延長，各處理平菇的呼吸強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降-上升-下降的變化規(guī)律，但不同處理平菇呼吸高峰出現(xiàn)的時間有所不同。對照及0.05 mg/L 1-MCP處理的平菇在第6 d出現(xiàn)呼吸高峰，峰值分別為 140.5 mg/(kg·h)和 128.8 mg/(kg·h);而 0.30 mg/L、0.90 mg/L和 1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇在貯藏第8 d出現(xiàn)呼吸高峰，較對照推遲 2 d，其峰值分別為 110.6 mg/(kg·h)、97.6 mg/(kg·h)和87.8 mg/(kg·h)。之后，平菇呼吸強(qiáng)度迅速降低。試驗(yàn)結(jié)果表明，平菇為典型的呼吸躍變型食用菌，且在一定濃度范圍內(nèi)，1-MCP處理能夠明顯的抑制平菇的呼吸強(qiáng)度，并可以推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。

圖2 1-MCP對平菇采后呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effect of 1-MCP on post-harvest respiration intensity of Pleurotus ostreatus

乙烯是菌絲進(jìn)入生理成熟后的正常代謝產(chǎn)物，被溶解在細(xì)胞質(zhì)中或吸附在細(xì)胞內(nèi)而作用于細(xì)胞代謝過程。菇類的后熟與乙烯有關(guān)，乙烯能加速菇類的成熟與衰老，使其耐貯性下降［17］。1-MCP作為一種新型的乙烯作用抑制劑，能消除外源乙烯引起的衰老作用。由圖3可以看出，各處理平菇均具有典型的乙烯產(chǎn)生高峰，其出現(xiàn)時間與呼吸高峰的出現(xiàn)基本一致。在貯藏的第6 d，對照和0.05 mg/L 1-MCP處理的平菇出現(xiàn)乙烯產(chǎn)生高峰，其峰值分別為 166.3 μl/(g·h)和 146.5 μl/(g·h);其余 3 個1-MCP處理的乙烯產(chǎn)生高峰出現(xiàn)在貯藏第8 d，且峰值均顯著低于對照(P＜0.05)。試驗(yàn)結(jié)果表明，1-MCP能強(qiáng)烈抑制平菇乙烯的產(chǎn)生，且1-MCP濃度越高，乙烯的產(chǎn)生量越小。

2.4 不同濃度1-MCP對平菇褐變度(BD)的影響

圖3 1-MCP對平菇采后乙烯產(chǎn)生的影響Fig.3 Effect of 1-MCP on post-harvest ethylene production of Pleurotus ostreatus

平菇在貯藏期間，菌蓋、菌褶、菌柄均會發(fā)生褐變，其中菌褶褐變最為人們所關(guān)注，一旦菌褶發(fā)生褐變，就失去了商品價(jià)值。圖4顯示，各個處理的平菇菌褶隨著貯藏時間的延長，褐變程度不斷加劇，但經(jīng)1-MCP處理的平菇褐變度均低于對照。貯藏中，前4 d對照的平菇褐變程度比較明顯，之后至貯藏末期褐變度略有增加，但變化不明顯;1-MCP處理的平菇在前4 d雖然褐變度也在增加，但變化不明顯，貯藏4 d后開始發(fā)生明顯褐變，其中0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇褐變度在整個貯藏期內(nèi)均顯著低于對照(P＜0.05)。試驗(yàn)結(jié)果表明，1-MCP處理能顯著抑制平菇褐變，且在本試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，處理濃度越大抑制效果越好，平菇褐變越緩慢。

圖4 1-MCP對平菇采后褐變度的影響Fig.4 Effect of 1-MCP on post-harvest browning degree of Pleurotus ostreatus

2.5 不同濃度1-MCP對平菇PPO活性的影響

平菇采收后，組織中仍在進(jìn)行活躍的代謝活動。隨著貯藏時間的延長，組織中的氧化-還原失衡、氧化產(chǎn)物積累，造成褐變，而促進(jìn)褐變的酶類主要是PPO［27］。圖5為平菇貯藏期間PPO活性的變化情況，可以看出，整個貯藏期間，各處理平菇的PPO活性在貯藏第2 d達(dá)到峰值，在貯藏第4 d略微降低后又重新升至峰值，直至貯藏結(jié)束，變化基本平穩(wěn);同時還可以看出，經(jīng)1-MCP處理后的平菇PPO活性在整個貯藏期始終低于對照，表明1-MCP處理可以抑制PPO活性。

圖5 1-MCP對平菇采后PPO活性的影響Fig.5 Effect of 1-MCP on post-harvest PPO activity of Pleurotus ostreatus

2.6 不同濃度1-MCP對平菇活性氧代謝有關(guān)指標(biāo)的影響

2.6.2 對MDA含量的影響 植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往會發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，是膜系統(tǒng)受損害的重要標(biāo)志［6］，其含量反映了膜脂過氧化的程度。如圖7所示，不同處理的平菇MDA含量在貯藏期間均呈上升趨勢，其中1.10 mg/L 1-MCP處理的MDA含量始終最低(在貯藏2 d、4 d、6 d、8 d 和10 d 時的含量分別為0.25 nmol/g、0.33 nmol/g、0.38 nmol/g、0.52 nmol/g和 0.59 nmol/g)，0.90 mg/L 1-MCP處理的平菇MDA含量也較低，二者均與對照間存在極顯著差異(P＜0.01)。

圖6 1-MCP對平菇含量的影響Fig.6 Effect of 1-MCP oncontent of Pleurotus ostreatus

圖7 1-MCP對平菇MDA含量的影響Fig.7 Effect of 1-MCP on MDA content of Pleurotus ostreatus

2.6.3 對SOD活性的影響 超氧化物歧化酶(SOD)是生物體防御機(jī)制中一種重要的酶，自由基學(xué)說認(rèn)為衰老過程是活性氧代謝失調(diào)的累積過程［27］。在植物體衰老期間，SOD活性下降，積累H2O2等活性氧，使質(zhì)膜過氧化作用加強(qiáng)，導(dǎo)致膜傷害［27］。SOD是作為一種內(nèi)源活性氧清除劑，能夠在逆境后衰老過程中清除植物體內(nèi)過量的活性氧，維持氧代謝平衡，保持膜結(jié)構(gòu)的完整性，從而在一定程度上延緩植物器官的衰老進(jìn)程。圖8為平菇貯藏期間SOD活性的變化情況，可以看出SOD活性呈下降-上升-下降的變化規(guī)律，0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇一直保持較高的SOD活性，貯藏第6 d時，其活性最高，分別為69.88 U/g和70.64 U/g，與對照差異顯著(P＜0.05)。

圖8 1-MCP對平菇SOD活性的影響Fig.8 Effect of 1-MCP on SOD activity of Pleurotus ostreatus

2.6.4 對CAT活性的影響 過氧化氫酶(CAT)是一種內(nèi)源活性氧清除劑，能清除植物體內(nèi)過量的活性氧，維持氧代謝平衡，一定程度上延緩細(xì)胞的衰老進(jìn)程［13］。由圖9可以看出，平菇貯藏過程中CAT活性整體呈下降趨勢，但經(jīng)1-MCP處理后的平菇CAT活性幾乎均高于對照，貯藏第6 d時，經(jīng)1.10 mg/L、0.90 mg/L、0.30 mg/L、0.05 mg/L 4 種不同濃度 1-MCP熏蒸處理的平菇CAT活性分別為15.78 U/g、15.36 U/g、14.32 U/g和 14.01 U/g，分別比對照高20.87%、17.61%、9.65% 和 7.27%，其中 0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇CAT活性與對照差異極顯著(P＜0.01)，但二者間并無顯著差異(P＞0.05)。說明1-MCP處理能有效地保持CAT活性處在較高的水平上，以調(diào)節(jié)氧化傷害反應(yīng)。

圖9 1-MCP對平菇CAT活性的影響Fig.9 Effects of 1-MCP on CAT activity of Pleurotus ostreatus

2.6.5 對POD活性的影響 過氧化物酶(POD)普遍存在于果蔬體內(nèi)，催化植物組織中低濃度的H2O2氧化其他底物，用以清除H2O2，從而使機(jī)體免受毒害，較高的POD活性在一定程度上可以延緩果實(shí)的衰老［13］。如圖10所示，整個貯藏過程中，各處理平菇的POD活性均呈下降趨勢，其中對照的POD活性在貯藏第2 d下降比較劇烈;同時，不同濃度1-MCP處理的平菇POD活性均高于對照，且在本試驗(yàn)范圍內(nèi)POD活性隨處理濃度的提高而增大，其中0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇POD活性顯著高于對照(P＜0.05)。

圖10 1-MCP對平菇POD活性的影響Fig.10 Effect of 1-MCP on POD activity of Pleurotus ostreatus

3 討論

平菇采收后，組織中仍在進(jìn)行活躍的生理生化代謝活動，1-MCP處理可以延緩平菇后熟進(jìn)程中的各種代謝，改善貯藏品質(zhì)［23］。試驗(yàn)結(jié)果表明，較高濃度的1-MCP處理可以改善平菇的貯藏效果;同時，1-MCP能有效抑制平菇的乙烯釋放量，降低其呼吸強(qiáng)度，并能將呼吸高峰的出現(xiàn)推遲2 d，延緩平菇衰老。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，平菇的乙烯釋放量［μl/(g·h)，用x表示］與呼吸強(qiáng)度［mg/(kg·h)，用Y表示)在呼吸躍變期間呈顯著相關(guān)，其相關(guān)方程為:Y=27.4927+0.6935 x-0.0103 x2(R2=0.8322，P ＜0.05)。

植物組織中含有酚類物質(zhì)，某些酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的作用下可氧化成醌，醌類再進(jìn)一步氧化聚合成黑色素，引起褐變［27］。正常情況下，PPO存在于質(zhì)體中，而酚類物質(zhì)分布在液泡里，兩者不能相互接觸［23，27］，因此組織發(fā)生褐變的前提是細(xì)胞膜系統(tǒng)的完整性遭受破壞。從試驗(yàn)結(jié)果看，平菇在貯藏初期，PPO活性明顯升高，而平菇的褐變則較為緩慢，尤其是0.90 mg/L和1.10 mg/L 1-MCP處理的平菇在貯藏4 d后才略顯褐變，這可能是由于1-MCP處理促進(jìn)了平菇體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)SOD、CAT、POD等酶的活性，這些酶均與果實(shí)成熟及乙烯誘導(dǎo)的衰老密切相關(guān)，同時1-MCP抑制了MDA和的積累，從而延緩了平菇的褐變，這與高敏等［9］、樊秀彩等［13］對 1-MCP 處理富士蘋果及獼猴桃的研究結(jié)果一致。貯藏后期，由于各抗氧化酶活性之間的協(xié)調(diào)性遭到破壞，或抗氧化酶系統(tǒng)與活性氧產(chǎn)生之間的動態(tài)平衡遭到破壞，活性氧的產(chǎn)生速率增加并不斷積累，進(jìn)而攻擊膜系統(tǒng)，使MDA含量增加，膜脂過氧化加劇，細(xì)胞膜透性增大，使PPO和酚類物質(zhì)的區(qū)域分布因膜系統(tǒng)的破壞而瓦解，促使了PPO與底物酚類物質(zhì)的接觸，進(jìn)而導(dǎo)致褐變加劇。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，平菇褐變度BD與PPO活性呈顯著正相關(guān)(Y=0.0171 x-0.1971，R2=0.7231，P ＜0.05)，與 MDA 含量呈極顯著正相關(guān)(Y=0.9160x-0.0650，R2=0.8659，P＜0.01)，而與POD活性呈極顯著負(fù)相關(guān)(Y=0.0965x+1.7682，R2=0.9239，P ＜0.01)。因此，從酶學(xué)角度說明1-MCP能抑制平菇褐變，延緩其成熟、衰老，提高貯藏品質(zhì)。

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