輻照黑木耳軟化機理研究

楊德 薛淑靜 邱建輝 李露

摘要：研究了不同輻照劑量對黑木耳（Auricularia auricula）復(fù)水性、質(zhì)構(gòu)特性以及成分的影響，結(jié)果表明：輻照黑木耳復(fù)水后上下表皮分層，菌絲分離，硬度下降，蛋白質(zhì)含量下降，下降程度與輻照劑量正相關(guān);輻照黑木耳吸水倍數(shù)和多糖溶出率隨輻照劑量增加先增高后降低，黑木耳多糖溶液黏度下降，表明蛋白質(zhì)和多糖結(jié)構(gòu)變化是輻照黑木耳復(fù)水軟爛的主要原因。

關(guān)鍵詞：黑木耳（Auricularia auricula）;輻照;質(zhì)構(gòu)

中圖分類號：TS205;S646.6? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）24-0128-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.035? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： In this study， the effects of different irradiation doses on rehydration， texture characteristics and nutrient composition of black fungus were studied. The results showed that after rehydration， the upper and lower epidermis of irradiated Auricularia auricula were stratified， the mycelium was separated. The hardness and the protein content were decreased， and the decreasing presented positive correlation with irradiation doses. The water absorption capacity and the polysaccharide solubility showed increasing tendency at first， and then decreased when the irradiation doses increased. The viscosity of auricularia polysaccharide solution was decreased with the increasing irradiation doses. It suggested that the rehydration soft rot of irradiated Auricularia auricula might be related to the changes of protein and polysaccharide structure.

Key words： Auricularia? auricula; irradiation; texture

黑木耳（Auricularia auricula）屬于擔(dān)子菌綱，有隔擔(dān)子菌亞綱木耳屬的膠質(zhì)真菌[1]。主要在栓皮櫟、麻櫟、柞櫟等殼斗科樹木的段木上栽培，干時黑色，草質(zhì)。每100 g干黑木耳含蛋白質(zhì)10.6 g、脂肪0.2 g、碳水化合物65.5 g、粗纖維7.0 g及鈣、鐵、磷和多種維生素、脂肪，具有潤肺、清滌胃腸的作用[2]。中國是黑木耳的主產(chǎn)國，產(chǎn)量高，質(zhì)量好，除供應(yīng)國內(nèi)市場外，還暢銷日本、東南亞、美國、加拿大等國家和地區(qū)。黑木耳儲存過程中易發(fā)生蟲害，輻照技術(shù)處理可大大降低蟲害的發(fā)生[3，4]。前期研究發(fā)現(xiàn)，木耳輻照后復(fù)水存在軟化現(xiàn)象，本試驗對黑木耳輻照后的軟化機理進行了研究，旨在為輻照技術(shù)在木耳上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料、試劑與儀器

黑木耳由三友（隨州）食品有限公司提供。

無水乙醇AR、甲醛AR、冰醋酸AR、二甲苯AR、番紅AR、甘油AR、切片石蠟AR、磷酸AR、明膠CP、考馬斯亮藍(lán)G-250 CP、牛血清白蛋白均購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

電子天平（PTY-A220），福州華志科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋（HW·SY21），北京市長風(fēng)儀器儀表公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9123A）、電熱恒溫培養(yǎng)箱（DNP-9022），上海精宏實驗設(shè)備有限公司;離心機（DT5-4B），北京時代北利離心機有限公司;紫外可見分光光度計（TU-1810），北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;旋轉(zhuǎn)式粘度計（NDJ-1），上海精密科學(xué)儀器有限公司;可調(diào)式電熱板（ML-1.5-A），北京市永光明醫(yī)療儀器廠;TA-XT PLus質(zhì)構(gòu)儀，英國StabLe Micro Systems公司;光學(xué)顯微鏡（XSP-2C），上海長方光學(xué)儀器有限公司;輪轉(zhuǎn)式切片機（HHQ-202），金華市華?？平虄x器廠。

1.2? 方法

1.2.1? 樣品處理? 稱取一定量黑木耳，以Co60放射源進行輻照處理，輻照劑量分別為0、0.5、1.0、1.5 kGy，每個處理樣品量100 g，輻照后備用。

1.2.2? 輻照黑木耳吸水性的測定[5]? 用電子天平分別稱取10 g不同輻照劑量處理的黑木耳樣品并完全浸沒于40 ℃純凈水中，每隔30 min用濾紙搽去樣品表面的水，稱量，記錄黑木耳復(fù)水后的質(zhì)量。

1.2.3? 輻照黑木耳硬度測定? 樣品處理，黑木耳輻照后40 ℃溫水中復(fù)水2 h，然后用質(zhì)構(gòu)儀測定硬度（TPA模式下做穿刺）。測定條件，探頭型號，剪切探頭P2;測試模式，穿刺;測試速度，2 mm/s;目標(biāo)模式，應(yīng)變;操作類型，Return to start;觸發(fā)模式，應(yīng)力;等待時間，0 s;測試前速度，2.0 mm/s;測試后速度，10.00 mm/s;測試距離，2 mm;觸發(fā)應(yīng)力，10 g;取點頻率，200 pps。

1.2.4? 石蠟切片方法[6，7]

取樣：樣品輻照處理后在40 ℃溫水中復(fù)水3 h，然后切成0.5 cm×0.5 cm小塊。

固定：將切好的黑木耳用FAA固定液固定24 h，固定液用量為黑木耳的50倍。

脫水：黑木耳依次用70%、80%、90%、95%、100%乙醇脫水，各1 h。

透明：黑木耳放入等量純乙醇及二甲苯中浸漬1 h，然后轉(zhuǎn)移到純二甲苯中，浸漬2 h。

透蠟：將黑木耳連同二甲苯一起倒入燒杯中，倒入熔解的石蠟（熔點52～54 ℃）放在59 ℃的溫箱中至石蠟完全熔解，然后倒去含有二甲苯的石蠟并重新加入溶解的石蠟，共換2次即可進行包埋。

包埋：將溶解的石蠟倒入包埋用的紙盒中，然后用鑷子迅速夾取透過蠟的黑木耳小塊平放于紙盒底部，調(diào)整材料在石蠟溶液中的位置，待石蠟完全凝固（約30 min）后備用。

切片：用石蠟切片機切片。

貼片：取一片清潔的載玻片，加一滴粘片劑于玻片中央，涂抹形成均勻薄層，加1～2滴蒸餾水于已涂粘片劑的載玻片上，展片臺展片。

染色：切片在二甲苯中脫蠟約30 min，等量純乙醇和二甲苯（各50%）中3 min，100%、95%、90%、80%、70%的乙醇中各3 min，蒸餾水中3 min，再用1%番紅水溶液染色2 h左右，用水洗去多余染液，鏡檢。

1.2.5? 輻照黑木耳多糖黏度測定? 水提醇沉法提取黑木耳多糖，Sevage法除蛋白，硫酸苯酚法測定多糖含量，將提取的多糖按試驗要求調(diào)至相應(yīng)濃度，測定不同溫度下的多糖黏度。

1.2.6? 可溶性蛋白質(zhì)含量測定? 以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品，考馬斯亮藍(lán)G-250比色法[8]進行測定。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS進行數(shù)據(jù)處理。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同輻照劑量對黑木耳復(fù)水性的影響

不同輻照劑量處理后黑木耳復(fù)水情況見表1和圖1。與未輻照黑木耳相比較，輻照黑木耳復(fù)水后吸水倍數(shù)增加，未輻照黑木耳復(fù)水后吸水倍數(shù)僅有13.7倍，經(jīng)1.0 kGy處理后黑木耳吸水倍數(shù)可達(dá)23.9倍，輻照后黑木耳的吸水能力提高70%以上。試驗中觀察到，未輻照黑木耳復(fù)水后表面光滑有彈性，上下表皮之間結(jié)合緊密;輻照黑木耳復(fù)水后較未輻照黑木耳厚度增加，表面有黏液，上下表皮易分層，子實體軟爛。

2.2? 輻照對復(fù)水黑木耳組織結(jié)構(gòu)的影響

由圖2可知，輻照處理后復(fù)水黑木耳的硬度顯著下降，0 kGy輻照處理的黑木耳其硬度為356.17 g，0.5 kGy處理組硬度為119.74 g，當(dāng)劑量上升到1.5 kGy時，硬度僅為68.76 g。

圖3為不同輻照劑量下黑木耳顯微結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)不同劑量輻照后，木耳復(fù)水后結(jié)構(gòu)變化明顯，未經(jīng)輻照木耳復(fù)水后菌絲長度大于輻照后木耳;輻照劑量為0.5 kGy時菌絲變粗，長度明顯變短;輻照劑量為1.0 kGy的黑木耳復(fù)水后上下表層之間斷裂;輻照劑量為1.5 kGy時黑木耳上下表層之間完全斷裂，上下表皮脫離。

黑木耳復(fù)水后，菌絲吸水膨脹，但由于菌絲較長，相當(dāng)于骨架的作用，所以正常復(fù)水后黑木耳有一定的硬度和脆度，輻照后菌絲長度變短，上下表皮之間斷裂，菌絲長度變短，導(dǎo)致黑木耳軟化，且輻照劑量越大軟化越明顯。

2.3? 輻照對黑木耳理化性質(zhì)的影響

由圖4可知，黑木耳經(jīng)0、0.5、1.0、1.5 kGy的輻照處理時，其木耳多糖含量總體變化趨勢為先緩慢上升后下降，1.0 kGy處理的黑木耳其木耳多糖含量最高，為3.69 g/100 g，1.5 kGy處理的黑木耳其木耳多糖含量最低，為2.23 g/100 g。與未輻照處理相比，1.5 kGy輻照劑量的黑木耳其木耳多糖的損失率達(dá)到31.6%。分析原因可能是由于黑木耳在接受低于1.0 kGy輻照劑量處理時，某些物質(zhì)組分發(fā)生了降解，產(chǎn)生了糖類物質(zhì)，所以多糖含量出現(xiàn)上升趨勢;當(dāng)黑木耳受到1.5 kGy劑量的輻照之后，其中的部分多糖分解成單糖或其他物質(zhì)，導(dǎo)致多糖含量降低。

圖5為不同輻照劑量對黑木耳可溶性蛋白質(zhì)含量的影響。由圖5可見，隨輻照劑量的增加，黑木耳中可溶性蛋白質(zhì)含量降低。

圖6、圖7、圖8為溫度和濃度對黑木耳多糖黏度變化的影響。試驗結(jié)果表明，黑木耳多糖濃度越高，多糖溶液的黏度就越大;多糖溶液溫度越高其黏度越小。同時，低溫時輻照可以提高多糖溶液的黏度，輻照劑量較高時多糖溶液黏度下降。

黑木耳多糖在一定濃度下多糖分子在-OH、-H健和范德華力相互作用、相互纏繞形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠吸附水分子使其黏度大大提高;輻照后由于多糖分子結(jié)構(gòu)被破壞，多糖分子間形成凝膠的能力降低所以其黏度下降，且輻照劑量越大下降越明顯。溫度增高時分子活動增加，范德華力減小，所以黏度下降。低劑量輻照時可能使黑木耳中-OH和-H鍵暴露得更多，分子之間作用力增強，凝膠性增加;高劑量γ射線對蛋白質(zhì)構(gòu)象影響較大，輻照可使蛋白質(zhì)變性，影響蛋白質(zhì)卷曲折疊，進而影響其吸水性。黑木耳中的多糖形成糖蛋白結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)部分變性后，由多糖和蛋白質(zhì)共同形成的凝結(jié)結(jié)構(gòu)會受影響，表現(xiàn)在凝膠強度和黏度下降等。

3? 小結(jié)與討論

黑木耳營養(yǎng)豐富，在中國廣泛栽培，是農(nóng)戶脫貧致富的主要菌類作物，也是主要的出口菌類。鮮木耳由于含卟啉類物質(zhì)，食用后人體皮膚在陽光照射下會發(fā)生搔癢和水腫，嚴(yán)重的可致皮膚壞死，鮮木耳在陽光下暴曬或者加熱可分解卟啉，因此黑木耳一般曬干后再復(fù)水即可安全食用。梁宏等[5]研究表明，黑木耳富含羥基、羧基、酰胺基等吸水基團，木耳膠質(zhì)主要為疏松多孔結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的保水及復(fù)水能力。本研究發(fā)現(xiàn)黑木耳輻照后菌絲趨向于松散、硬度和多糖黏度下降，多糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量下降，感官表現(xiàn)為黑木耳軟爛。因此推測黑木耳輻照后復(fù)水軟爛的原因與γ射線引起的多糖和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。

黑木耳復(fù)水后，菌絲吸水膨脹，但由于菌絲較長，相當(dāng)于骨架的作用，所以正常復(fù)水后黑木耳有一定的硬度和脆度，研究發(fā)現(xiàn)輻照后黑木耳菌絲長度變短，從而失去支撐作用，外在表現(xiàn)為黑木耳軟爛。賈利蓉等[9]研究黑木耳罐藏過程中菌絲變粗且菌絲間間距加大，最后菌絲發(fā)生斷裂，木耳軟爛，與本試驗結(jié)果類似。下一步將研究防止黑木耳輻照變性的方法，為黑木耳產(chǎn)品的輻照加工提供理論依據(jù)。

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