植物精油對金針菇保鮮效果的研究

林群英,蔣 蔚,吳亮亮,孫曉明,張衛(wèi)明,石寶俊,4

(1.南京野生植物綜合利用研究院, 江蘇 南京 210042; 2. 南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院, 江蘇 南京210037;3. 浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院, 浙江 金華 321004; 4.億利耐雀生物科技有限公司, 江蘇 南京 210038)

植物精油對金針菇保鮮效果的研究

林群英1,蔣 蔚2,吳亮亮1,孫曉明3,張衛(wèi)明1,石寶俊1,4*

(1.南京野生植物綜合利用研究院, 江蘇 南京 210042; 2. 南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院, 江蘇 南京210037;3. 浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院, 浙江 金華 321004; 4.億利耐雀生物科技有限公司, 江蘇 南京 210038)

為開發(fā)天然綠色的食用菌專用型保鮮劑，對4種植物精油抑制黑曲霉(Aspergillusniger)、產(chǎn)黃青霉(Penicilliumchrysogenum)、綠色木霉(Trichodermaviride)和木霉(Trichodermasp.)等病原真菌的效果進(jìn)行分析，并以金針菇為材料進(jìn)行初步保鮮效果評價(jià)。研究結(jié)果顯示，薰衣草精油對黑曲霉的抑制率最高，為17.86%，檸檬醛對產(chǎn)黃青霉及木霉的抑制率最高，分別為16.69%和34.41%，而茴香油則對綠色木霉的抑制率最高，達(dá)17.39%。經(jīng)檸檬醛處理的金針菇在保鮮過程中，失重率、褐變度被顯著抑制，還原糖含量增加，CAT活性降低的趨勢被減緩。這些指標(biāo)均顯示檸檬醛具有較好的保鮮效果，是開發(fā)天然綠色保鮮劑的良好材料。

植物精油；抗真菌活性；食用菌；保鮮效果

我國是食用菌生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量占全球80%以上，隨著工廠化的繼續(xù)擴(kuò)張，年總產(chǎn)量仍呈上升趨勢。由于食用菌主要以新鮮子實(shí)體為主要的消費(fèi)形式，水分含量高及嬌嫩易損傷的物理特性，其保鮮要求較其他果蔬類高。目前最常用且有效的保鮮技術(shù)主要有低溫保藏及氣調(diào)保鮮。除工廠化生產(chǎn)可較易采用以上兩種方式外，一般的散戶種植難以實(shí)施。而我國食用菌生產(chǎn)中散戶和家庭作坊式生產(chǎn)仍不在少數(shù)，亞硫酸鈉等化學(xué)保鮮劑亦有應(yīng)用[1]。為保證食用菌新鮮產(chǎn)品可進(jìn)行有效流通，開發(fā)方便簡單且天然綠色的保鮮技術(shù)是十分必要的。

植物精油具有揮發(fā)性，對多種細(xì)菌及真菌具有較好的抑制能力，已開始在果蔬保鮮中應(yīng)用。檸檬醛或丁香葉油溶液浸泡荔枝果實(shí)可有效抑制其腐爛和果皮褐變，保持果實(shí)品質(zhì)[2]。用植物精油在20 ℃下熏蒸葡萄果實(shí)后預(yù)冷、包裝、貯臧，可有效延長其保質(zhì)期[3]。此外，精油結(jié)合納米技術(shù)已用于保鮮劑的研發(fā)[4]。隨著應(yīng)用日益廣泛，植物精油在食用菌中的保鮮亦已有報(bào)道[5]。肉桂精油為主要有效成分的保鮮劑用于香菇貯藏保鮮，可延長保質(zhì)期和貯藏期[6]。為開發(fā)天然綠色的食用菌專用型保鮮劑，本研究對4種植物精油抑制病原真菌的效果進(jìn)行分析，并以金針菇為材料進(jìn)行初步保鮮效果評價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料

食用菌病原真菌：黑曲霉(Aspergillusniger)、產(chǎn)黃青霉(Penicilliumchrysogenum)、木霉(Trichodermasp.)、綠色木霉(T.viride)，菌種保存于本實(shí)驗(yàn)室。

植物精油：檸檬醛及桉葉素分別經(jīng)分子蒸餾和冷凍離心處理，純度為95%；茴香油和薰衣草精油購自伊犁華純薰衣草芳香生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 病原真菌孢子混懸液制備

各病原菌接種于PDA培養(yǎng)基內(nèi)，28 ℃下培養(yǎng)7 d，產(chǎn)生孢子后即可用于試驗(yàn)。用接種針刮取病原真菌孢子，轉(zhuǎn)至含1%吐溫-80水溶液中，充分混勻，利用血球計(jì)數(shù)板計(jì)算孢子濃度，將孢子濃度調(diào)整為2×106cfu/mL。

1.2.2 植物精油對4種病原真菌的抑制率測定

將濃度為0.1 mg/mL植物精油0.5 mL均勻涂布在PDA平板，以無菌水和0.01% NaClO分別作為陰性和陽性對照。再將在真菌孢子混懸液中浸潤過的濾紙片(直徑為5 mm)，小心接種至平板中央，20 ℃下培養(yǎng)5～7 d，測定各菌落直徑大小，計(jì)算植物精油的抑制率。各試驗(yàn)設(shè)置3重復(fù)。

1.2.3 化合物保鮮效果初步評價(jià)

采用噴灑和揮發(fā)兩種施用方式進(jìn)行。噴灑方式：選取金針菇新鮮子實(shí)體100 g，精油濃度為1%，均勻噴灑至子實(shí)體表面，置于陰涼處晾干，用保鮮盒裝好。揮發(fā)方式：吸取0.2 mL的精油滴在直徑為1 cm的濾紙片上，放置在平皿內(nèi)，連同100 g新鮮金針菇放置在保鮮盒內(nèi)。20 ℃下放置4 d，觀察記錄金針菇外觀等變化，感官評分標(biāo)準(zhǔn)主要為外觀，分別用5、4、3、2、1表示(表1)[7]。采用重量法和比色法分別測定失重率和褐變度[8]。

1.2.4 化合物保鮮效果初步評價(jià)

根據(jù)各植物精油對霉菌的抑制率試驗(yàn)結(jié)果，對效果最佳的精油進(jìn)行保鮮效果初步評價(jià)。檸檬醛以揮發(fā)的方式對金針菇進(jìn)行保鮮試驗(yàn)，每100 g金針菇放置分別加入0.1 mL、0.2 mL檸檬醛，20 ℃下放置4 d，每天測定失重率、褐變度、可溶性還原糖和CAT酶活性[8-9]，觀察檸檬醛用量與保鮮效果的關(guān)系。

表1 金針菇氣味及外觀感官測定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 植物精油對霉菌的抑制作用

植物精油對4種霉菌有較好的抑制作用，抑制率均高于陽性對照0.005%的NaClO(圖1A～D)。薰衣草精油對黑曲霉的抑制率最高，為17.86%，其次是檸檬醛和茴香油，抑制率均為為14%，0.005%的NaClO對黑曲霉未表現(xiàn)出抑制作用(圖1A)。檸檬醛對產(chǎn)黃青霉及木霉的抑制率最高，分別為16.69%和34.41%(圖1B，D)，而茴香油則對綠色木霉的抑制率最高，達(dá)17.39%(圖1C)。薰衣草精油對產(chǎn)黃青霉、綠色木霉及木霉的抑制率較其他3種精油低。綜合比較不同精油對4種霉菌的抑制率，檸檬醛的抑制效果最好，其次是茴香精油，桉葉素次之，薰衣草精油的效果最差。

2.2 精油不同施用方式對保鮮效果的影響

根據(jù)外觀感官的測定結(jié)果，與空白對照相比，通過兩種方式施用精油均顯示出一定的保鮮效果。因精油具有揮發(fā)性，本研究對揮發(fā)和噴灑兩種施用方式進(jìn)行比較。研究結(jié)果顯示，揮發(fā)比直接噴灑的效果更佳。檸檬醛通過揮發(fā)方式進(jìn)行保鮮，金針菇在20 ℃下放置4 d后，子實(shí)體的外觀達(dá)5，即未發(fā)性改變，新鮮度最好，失重率最小，為3.02%，褐變度最低，為2.0(表2)。而經(jīng)噴灑檸檬醛水溶液處理的金針菇子實(shí)體失重率提高了0.38%，褐變度增加了1.40。其余3種精油對金針菇的保鮮情況相似，揮發(fā)方式處理的子實(shí)體失重率及褐變度均低于經(jīng)噴灑處理的樣品?？梢?，揮發(fā)是精油保鮮金針菇更適宜的施用方式。

2.3 檸檬醛對金針菇保鮮過程中主要生理指標(biāo)的影響

2.3.1 檸檬醛對金針菇失重率的影響

在常溫條件(20 ℃)下，檸檬醛可降低金針菇保鮮過程中的失重率。與對照組相比，經(jīng)檸檬醛處理的金針菇失重率在保鮮期間始終較低，在放置3天后，失重率比對照組低了2.37%，具顯著性差異(圖2)。

A.黑曲霉; B.產(chǎn)黃青霉; C. 綠色木霉; D.木霉

施用方式外觀失重率(%)褐變度CK—35．394．6檸檬醛揮發(fā)53．022．0噴灑33．403．4茴香精油揮發(fā)43．382．6噴灑33．813．6薰衣草精油揮發(fā)43．663．4噴灑44．364．0桉葉素?fù)]發(fā)34．103．8噴灑34．464．4

圖2 檸檬醛對金針菇保鮮過程中失重率的影響

2.3.2 檸檬醛對金針菇褐變度的影響

褐變度是指示食用菌新鮮程度的常用參數(shù)。檸檬醛經(jīng)揮發(fā)方式處理金針菇可有效減緩褐變度，在保鮮試驗(yàn)期間，褐變度一直處于較低水平。褐變度由1.62上升至2.3，而對照組則由1.62提高至3.08(圖3)。

圖3 檸檬醛對金針菇保鮮過程中褐變度的影響

2.3.3 檸檬醛對金針菇可溶性還原糖含量的影響

經(jīng)檸檬醛處理的金針菇的可溶性還原糖含量較對照組高，特別在保鮮試驗(yàn)后期，兩者之間的含量差異十分顯著，檸檬醛保鮮處理的金針菇還原糖含量為0.42%，比空白對照組高了44%(圖4)。

圖4 檸檬醛對金針菇保鮮過程中可溶性還原糖的影響

2.3.4 檸檬醛對金針菇過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫酶(CAT)是生物體內(nèi)重要的保護(hù)酶之一，可抵御外界不良環(huán)境。檸檬醛可減緩CAT酶活性的下降。在保鮮試驗(yàn)期間，CAT酶活性均處于下降趨勢，經(jīng)檸檬醛處理的金針菇CAT酶一直高于對照組。常溫(20 ℃)下放置3天后，CAT活性比對照組高了15 U/g(圖5)。

圖5 檸檬醛對金針菇保鮮過程中CAT活性的影響

3 小結(jié)與討論

植物精油具有良好的抑菌及保鮮作用，是開發(fā)天然綠色保鮮劑的良好材料。本研究對四種植物精油在食用菌保鮮的作用進(jìn)行了初步研究。結(jié)果顯示，檸檬醛對產(chǎn)黃青霉等病原真菌具有良好的抑制作用[10]，通過揮發(fā)方式可達(dá)到良好的食用菌保鮮效果。已有的研究報(bào)道證實(shí)酚類及肉桂醛類等精油對病原真菌抑制效果最好，與本研究結(jié)果相一致[11]。精油具有良好的揮發(fā)性，是顯著區(qū)別于浸泡或噴灑類保鮮劑的一大特點(diǎn)。由于食用菌外表極為嬌嫩，在采收前適當(dāng)調(diào)低空氣相對濕度有助于延長子實(shí)體的保鮮期。植物精油可通過揮發(fā)方式進(jìn)行保鮮處理，不會(huì)對食用菌造成水分含量過高的負(fù)擔(dān)，更利于保鮮。由于精油易揮發(fā)，結(jié)合適宜的包裝技術(shù)或者緩釋技術(shù)，將會(huì)更好地發(fā)揮其保鮮效果[12]。本研究僅對植物精油特別是檸檬醛的抑菌和保鮮進(jìn)行了初步的研究，為開發(fā)商用性保鮮劑，有必要進(jìn)一步對施用方式或劑型等更多方面進(jìn)行全面的研究，以實(shí)現(xiàn)開發(fā)天然綠色保鮮劑的目的。

[1] 張建華. 白靈菇化學(xué)保鮮技術(shù)研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2011(11): 151-152.

[2] 蔣躍明, 段學(xué)武, 吳富旺, 等. 一種用植物精油保鮮荔枝的方法: 201110280521.3[P]. 2011-09-20.

[3] 楊震峰, 陳偉, 吳月燕. 一種植物精油保鮮南方葡萄的方法: 201410154062.8[P]. 2014-04-11.

[4] 胡靜, 王旭歌, 肖作兵, 等. 一種天然納米精油保鮮劑及其制備方法和應(yīng)用: 201410233583.2[P]. 2014-05-30.

[5] GAO M, FENG L, JIANG T. Browning inhibition and quality preservation of button mushroom (Agaricusbisporus) by essential oils fumigation treatment[J]. Food Chem, 2014, 149: 107-13.

[6] 秦文, 李安靜. 一種香菇貯藏保鮮劑及其制備方法: 201310135159.X[P]. 2013-04-18.

[7] 盧賽紅, 王春暉, 彭運(yùn)祥, 等. L-半胱氨酸和氯化鈣在金針菇保鮮上的應(yīng)用[J]. 中國食用菌, 2010, 29 (5): 52-54.

[8] 張莉, 劉林德, 丁涓, 等. 平菇復(fù)合保鮮劑的篩選及保鮮效果[J]. 食品科學(xué), 2011, 32 (2): 314-317.

[9] 李冠喜, 華國棟, 朱朋波, 等. 雙孢菇對殼聚糖保鮮劑的響應(yīng)及其保鮮技術(shù)優(yōu)化[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, (5): 110-116.

[10] 王建清, 楊艷, 金政偉, 等. 小茴香等7種植物蒸餾提取物的抑霉菌效果[J]. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 26 (1): 10-13.

[11] 李文茹, 施慶珊, 莫翠云, 等. 幾種典型植物精油的化學(xué)成分與其抗菌活性[J]. 微生物學(xué)通報(bào), 2013, 40 (11): 2128-2137.

[12] ALIKHANI-KOUPAEI M, MAZLUMZADEH M, SHARIFANI M, et al. Enhancing stability of essential oils by microencapsulation for preservation of button mushroom during postharvest[J]. Food Sci Nutr, 2014, 2 (5): 526-33.

StudyonPreservationEffectofPlantEssentialOilonFlammulinavelutipes

Lin Qunying1, Jiang Wei2, Wu Liangliang1, Sun Xiaoming3, Zhang Weiming1, Shi Baojun1,4*

(1. Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants, Nanjing 210042, China；2. College of ChemicalEngineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 3. Xingzhi College, Zhejiang NormalUniversity, Jinhua 321004, China; 4. Elionnature Biotech Co., Ltd., Nanjing 210038, China)

To explore natural green preservatives for mushrooms, inhibition of pathogenic fungi includingAspergillusniger,Penicilliumchrysogenum,TrichodermavirideandTrichodermasp. by four plant essential oils was detected. And the preliminary evaluation of preservative effect onFlammulinavelutipeswas also carried out. The results showed that lavender essential oil was the best in inhibition ofA.niger, with inhibitory rate of 17.86%. The inhibitory rates of citral toP.chrysogenumandTrichodermasp. were highest, 16.69% and 34.41%, respectively. And fennel oil inhibitedT.viridewith the highest rate at 17.39%. The weight loss rate and browning degree ofF.velutipestreated with citral were significantly inhibited. The content of reducing sugar increased, and the decreasing trend of CAT activity was slowed down by citral. These indexes showed that citral had good preservation effect, and could be a good material for developing natural green antistaling agent.

plant essential oil; antifungal activities; edible mushroom; preservation

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.06.003

2017-04-18

國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2015BAD16B07)。

林群英(1979—)，女，博士，副研究員，研究方向：食用菌栽培與應(yīng)用研究。E-mail: linqunying1007@126.com

*通訊作者：石寶俊(1967—)，男，博士，副研究員，研究方向：植物化學(xué)。E-mail: jacksonshi@126.com

S646.1+5

A

1006-9690(2017)06-0010-04