藺凱麗,黃琦,黃琦輝,靳禎亮,姜天甲,鄭小林
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麥角硫因抑制雙孢蘑菇褐變及其與能量代謝關系
藺凱麗,黃琦,黃琦輝,靳禎亮,姜天甲,鄭小林
(浙江工商大學食品與生物工程學院/浙江省食品安全重點實驗室,杭州 310018)
【目的】控制和降低運輸與貯藏過程中的褐變是目前雙孢蘑菇保鮮的重點。研究麥角硫因處理對雙孢蘑菇采后褐變的抑制效果,進一步分析褐變與能量代謝關系,為控制褐變和延長其保質期提供科學依據(jù)和生產指導?!痉椒ā繉哂写硇缘碾p孢蘑菇品種AS2796噴涂濃度為0.12 mmol·L-1的麥角硫因溶液,對照組采用超純水處理,于4℃低溫下貯藏17 d,貯藏時定期測定其褐變度、菌蓋白度、丙二醛含量(MDA)和能量相關物質(ATP、ADP、AMP含量)、能荷及琥珀酸脫氫酶(SDH)、細胞色素氧化酶(CCO)、H+-ATPase、Ca2+-ATPase等線粒體呼吸代謝相關酶活性?!窘Y果】隨著貯藏時間的延長,雙孢蘑菇的褐變度和MDA含量逐漸增加,菌蓋白度不斷下降。與對照組相比,麥角硫因處理延緩了MDA含量和褐變度的上升及菌蓋白度的下降,保護了細胞膜的完整性,降低了膜脂過氧化程度,有效抑制了雙孢蘑菇菌蓋表面及內部組織的褐變。貯藏過程中,雙孢蘑菇的ATP含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,且始終維持在較高水平,最低點(貯藏第17天)也高于0.6 mg·g-1。整個貯藏期間,雙孢蘑菇的ADP和AMP含量逐漸上升,處理組的ATP和AMP含量顯著高于對照組(<0.05),而ADP含量始終低于對照組。能荷值不斷下降,但處理組雙孢蘑菇的能荷值始終略高于對照組。表明麥角硫因處理延緩了雙孢蘑菇采后ATP含量的下降,提高了ATP的利用效率,在一定程度上維持了較高的能荷水平。麥角硫因處理的雙孢蘑菇SDH、H+-ATPase和Ca2+-ATPase酶活性顯著高于對照組(<0.05),且CCO酶活性在貯藏前期(第5天)和貯藏末期(第17天)相較于對照組也有所提升,從而維持了更好的線粒體功能,保證了ATP的高效合成?!窘Y論】麥角硫因處理明顯抑制了雙孢蘑菇采后褐變,且其對褐變的抑制作用與能量代謝密切相關。
麥角硫因;雙孢蘑菇;褐變;能量代謝
【研究意義】雙孢蘑菇()色質白嫩,肉質肥厚,美味且營養(yǎng)豐富,歷來具有“素中之王”的美稱。由于其組織細嫩,水分含量高,呼吸作用強,菌表沒有明顯的保護結構,所以一般在常溫貯藏時,雙孢蘑菇很快就會出現(xiàn)失水、開傘、破膜、褐變等現(xiàn)象[1-2],其中褐變直接影響雙孢蘑菇采后的表觀品質,是雙孢蘑菇貯藏和鮮銷的主要限制因素,因此,減輕并控制雙孢蘑菇在貯藏和運輸過程中的褐變,是目前亟待解決的難題。【前人研究進展】麥角硫因(巰基組氨酸三甲基內鹽,ergothioneine,EGT)是一種天然、無毒的抗氧化劑和細胞保護劑,它可以保護DNA及其他線粒體成分免受電子傳遞活性氧的損傷,從而有助于維持線粒體的結構和功能,而線粒體是ATP合成的重要場所,直接關系到細胞內各項生命活動的能量供應[3-4]。前人發(fā)現(xiàn)將蝦[5]、牛肉[6]、蟹[7]、金槍魚[8]等用富含麥角硫因的菌類提取物進行處理后,其褐變都得到了很好的抑制。Cai等[9]發(fā)現(xiàn)對日本海鱸魚進行殼聚糖—麥角硫因素涂膜處理,有效緩解了海鱸魚的顏色變化。Pahila等[10]發(fā)現(xiàn)無論是對鮭魚進行膳食補充麥角硫因,還是在新鮮鮭魚肉中添加麥角硫因,均能使鮭魚鮮肉中的蝦青素含量保持在較高水平。呂華等[11]用富含麥角硫因的金針菇提取物處理冰藏南美白對蝦,發(fā)現(xiàn)能顯著抑制其黑變。目前國內外關于麥角硫因抑制褐變的研究主要集中在動物性水產品中,將其用于果蔬抗褐變的研究少見報道。許多研究表明,多種果蔬發(fā)生褐變是由于能量水平低引起的,維持較高的ATP水平和能荷值可以提高果蔬的抗褐變能力。前人研究發(fā)現(xiàn),麥角硫因處理對維持雙孢蘑菇外觀及營養(yǎng)品質都有一定效果,但有關麥角硫因處理對雙孢蘑菇能量代謝的影響目前未見報道[12-13]?!颈狙芯壳腥朦c】麥角硫因處理對雙孢蘑菇采后褐變的抑制效應及其與能量代謝的關系有待研究?!緮M解決的關鍵問題】本研究通過測定雙孢蘑菇在貯藏期間的菌蓋白度、褐變度、丙二醛(MDA)、ATP、ADP、AMP含量以及琥珀酸脫氫酶(SDH)、細胞色素氧化酶(CCO)、Ca2+-ATPase和H+-ATPase的酶活性來研究麥角硫因處理抑制其褐變的能量代謝機理,為控制雙孢蘑菇的采后褐變、延緩其衰老,從而延長果實保鮮期,擴大市場銷售范圍提供科學依據(jù)和生產指導。
試驗于2016年11月在浙江工商大學食品與生物工程學院農產組實驗室進行。
雙孢蘑菇()品種為AS2796,產自浙江平湖盛龍果蔬培育場,采后即刻運回實驗室,然后裝筐套袋開始預冷,溫度為4℃,時間為12 h。挑選菌蓋完好、顏色潔白、無病害、大小基本相同的蘑菇,將其清洗后自然晾干。分別用濃度為0.03、0.06和0.12 mmol?L-1麥角硫因溶液進行噴涂處理,經過反復試驗,發(fā)現(xiàn)0.12 mmol?L-1濃度的麥角硫因溶液處理效果最佳,所以本試驗采用的麥角硫因水溶液濃度為0.12 mmol?L-1,對照組用超純水處理,兩組樣品量各為150個,待其自然晾干后裝筐,每筐約30個左右,裝筐時避免菇體碰撞疊放,最后套上厚度為0.04 mm的PE薄膜袋,于4℃低溫貯藏。貯藏期間每隔3 d取樣測定各項指標,每組每次取樣數(shù)量均為30個,處理當天記為采后第1天,測定至采后第17天結束。
麥角硫因,德國Sigma公司,純度99.99%。
3-30K冷凍高速離心機,德國Sigma公司;POLYTRON PT 2100勻漿機,瑞士Kinematica公司;CR-400色差儀,日本KONICA MINOLTA公司;UV-1800紫外可見分光光度計,日本島津;Agilent 1100高效液相色譜分析儀,美國安捷倫公司。
1.4.1 白度值的測定 采用CR-400色差儀測定其菌蓋白度值。
1.4.2 褐變度的測定 參考蘇新國等[14]的方法,略有改動。稱取1.0 g蘑菇樣品,加入20.0 mL蒸餾水,在冰浴上研磨成勻漿,過濾,之后將濾液置于25℃恒溫水浴鍋中保溫5 min,以蒸餾水作空白對照,測定樣品在410 nm波長下的吸光度,用OD410×20來表示樣品的褐變度,重復3次。
1.4.3 丙二醛含量的測定 采用硫代巴比妥酸法[15]。
1.4.4 雙孢蘑菇ATP、ADP、AMP含量及能荷值的測定 參照Yi等[16]的方法,略作改動。稱取2.0 g蘑菇樣品用液氮研磨,加入6.0 mL 0.6 mol?L-1高氯酸溶液繼續(xù)研磨20 min。然后在4℃下16 000×離心15 min。收集上清液,用1 mol?L-1氫氧化鉀溶液調節(jié)pH至6.5—6.8,定容到5.0 mL后采用0.45 μm孔徑微孔濾膜進行過濾。最后釆用HPLC(Agilent 1100)法測定ATP、ADP、AMP的含量。
分析柱采用反向C-18柱(Eclipse Plus C-18,5 μm×150 mm×4.6 mm),紫外檢測器,測定波長為254 nm。流動相A包含0.06 mol?L-1的磷酸氫二鉀和0.04 mol?L-1的磷酸二氫鉀,用0.1 mol?L-1KOH調節(jié)pH至7.0;流動相B為100%甲醇溶液。HPLC采用梯度洗脫,條件為0 min:95% A、5% B,保持3 min;4 min:50% A、50% B,保持至8 min結束。流速:1 mL?min-1。進樣量:20 μL。柱溫:30℃。標線用外標法定量。
能荷計算公式為:
EC(Energy charge)=(ATP+1/2 ADP)/(ATP+ ADP+AMP)
1.4.5 線粒體的提取 參照Jin[17]、陳京京[18]等方法進行。
1.4.6 琥珀酸脫氫酶(SDH)活性的測定 參考Ackrell等[19]的方法測定。
1.4.7 細胞色素氧化酶(CCO)活性的測定 參考Errede等[20]的方法。
1.4.8 H+-ATPase活性的測定 參照Zhang[21]、Kan[22]等的方法進行測定。
1.4.9 Ca2+-ATPase活性的測定 參照陳文烜[23]、祝美云[24]等的方法進行測定。
使用Excel進行數(shù)據(jù)處理,并用Origin9.0繪圖,SPSS Statistics17.0進行顯著性分析,顯著性水平設置為<0.05。
采后雙孢蘑菇的菌蓋白度變化情況如圖1-A所示,對照組和麥角硫因處理組菌蓋白度的變化趨勢基本一致,表現(xiàn)為持續(xù)下降。處理組的菌蓋白度值始終高于對照組,且在第5—17天,處理組雙孢蘑菇的白度顯著高于對照組(<0.05),第5、9和13天,處理組比對照組分別高4.9%、6.9%和6.7%,說明麥角硫因處理減緩了雙孢蘑菇的表面褐變,有很好的護色作用,這與周巧麗[10]的研究結果相一致。
由圖1-B可知,對照組和處理組的雙孢蘑菇褐變度均呈持續(xù)上升的趨勢。在4℃貯藏的第5—13天,麥角硫因處理顯著抑制了雙孢蘑菇褐變度的上升(<0.05),且在第9、13天抑制效果最為明顯,對照組褐變度比處理組分別高20.4%和15.5%。說明麥角硫因處理對于延緩雙孢蘑菇在貯藏期褐變度有著很好的效果。
由圖2可知,對照組和麥角硫因處理的雙孢蘑菇MDA含量呈現(xiàn)出大致相同的變化趨勢,表現(xiàn)為持續(xù)上升。在整個貯藏期間,處理組的MDA含量始終低于對照組,貯藏末期(第17天),對照組的雙孢蘑菇MDA含量比處理組高10.9%,差異達顯著水平(<0.05),說明麥角硫因處理抑制了采后雙孢蘑菇MDA含量的上升,使MDA含量始終保持在較低水平,降低了膜脂過氧化程度,保護了細胞膜的完整性。
不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同Different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05). The same as below
圖2 在4℃貯藏下麥角硫因處理對雙孢蘑菇丙二醛含量的影響
如圖3-A所示,對照組和麥角硫因處理組的雙孢蘑菇ATP含量變化趨勢基本一致,均為先上升后下降。對照組的ATP含量在第5天后開始下降,處理組第9天后才開始下降。貯藏期間處理組的ATP含量始終高于對照組,在貯藏第9天差距最大,處理組ATP含量比對照組高17.1%,兩者差異顯著(<0.05)。說明麥角硫因處理可以延遲ATP峰值的出現(xiàn),抑制了細胞的呼吸代謝,減少了能量的消耗,有利于ATP的積累,使采后雙孢蘑菇的ATP含量始終維持在較高水平。由圖3-B、C可知,ADP和AMP含量整體呈現(xiàn)上升趨勢,且ADP在貯藏前期略有下降,說明貯藏前期會消耗一定的ADP來合成ATP,主要表現(xiàn)為ATP的積累,隨著子實體內ATP的大量水解,ADP和AMP含量上升。處理組的ADP含量顯著低于對照組(<0.05),AMP含量顯著高于對照組(<0.05),說明經麥角硫因處理的雙孢蘑菇對于ATP的利用更加充分徹底。
能荷指在總的腺苷酸系統(tǒng)中所負荷的高能磷酸基的數(shù)量,即能量負荷,在一定程度上可以全面反映細胞整體的能量狀態(tài)[25]。由圖3-D可知,對照組和麥角硫因處理組的能荷值變化趨勢基本一致,都呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢,但處理組的能荷值始終高于對照組,說明麥角硫因處理減緩了雙孢蘑菇采后能荷值的下降,提升了細胞內的能荷水平。
如圖4所示,SDH活性在貯藏初期持續(xù)下降,中期開始上升,末期又急劇下降。麥角硫因處理雙孢蘑菇的SDH酶活性始終高于對照組,貯藏第13天時,處理組和對照組同時達到峰值,且處理組雙孢蘑菇的峰值顯著高于對照組(<0.05),比對照組高13.0%。麥角硫因處理通過提高三羧酸循環(huán)關鍵酶SDH的活性,保證了TCA循環(huán)的順利進行,從而較好地維持了線粒體的理化性質和基本功能。
圖3 在4℃貯藏下麥角硫因處理對雙孢蘑菇ATP(A)、ADP(B)、AMP(C)含量及能荷水平(D)的影響
圖4 在4℃貯藏下麥角硫因處理對雙孢蘑菇琥珀酸脫氫酶活性的影響
CCO是線粒體呼吸鏈上氧化磷酸化的關鍵酶,也是呼吸鏈上的末端氧化酶,能反映生物體有氧呼吸的代謝水平,主要功能是將細胞色素C的電子傳遞到氧,通過氧化磷酸化提供能量[17]。由圖5可知,處理組和對照組采后雙孢蘑菇的CCO酶活性的變化基本一致,均為先上升再下降。處理組CCO酶活性的峰值出現(xiàn)在第5天,為25.16 U?mg-1,對照組在9天達到最高峰,峰值為27.69 U?mg-1。在貯藏前期(第5天)和貯藏末期(第17天),處理組的CCO酶活性相較于對照組有所提升。說明麥角硫因處理抑制了采后雙孢蘑菇CCO酶活性在貯藏末期的下降,有助于維持線粒體的功能。
H+-ATPase是細胞膜質子泵,通過向外泵出H+產生跨膜質子推動力(電化學勢)從而合成ATP[26]。雙孢蘑菇采后的H+-ATPase酶活性變化情況如圖6-A所示,處理組和對照組均呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢。整個貯藏期間,處理組H+-ATPase酶活性均顯著高于對照組(<0.05),并同時在第5天達到最高峰,且處理組的峰值比對照組高13.0%;在貯藏末期(第17天),處理組H+-ATPase酶活性比貯藏開始時高9.3%。
圖5 在4℃貯藏下麥角硫因處理對雙孢蘑菇細胞色素氧化酶活性的影響
Ca2+-ATPase能調節(jié)線粒體Ca2+的平衡,對于維持線粒體功能具有重要作用[27]。由圖6-B可知,處理組和對照組雙孢蘑菇的Ca2+-ATPase酶活性基本保持一致,都是在貯藏前期緩慢上升,上升至最高峰后急劇下降,之后基本保持不變,維持在較低水平。處理組和對照組同時在第9天出現(xiàn)峰值,且處理組的峰值比對照組高36.45%,兩者差異顯著(<0.05)。在整個貯藏期間,處理組的Ca2+-ATPase酶活性始終高于對照組。綜上,麥角硫因處理明顯提升了雙孢蘑菇采后H+-ATPase和Ca2+-ATPase酶活性,維持了線粒體的基本功能,促進了ATP的生成,保障了機體的能量供應,有助于雙孢蘑菇抗褐變。
圖6 在4℃貯藏下麥角硫因處理對雙孢蘑菇H+-ATPase(A)和Ca2+-ATPase(B)活性的影響
本研究表明,麥角硫因對采后雙孢蘑菇的護色效果明顯,不僅可以抑制其菌蓋表面的顏色變化,還能減輕雙孢蘑菇子實體內部的褐變,很好地維持了雙孢蘑菇的品質。雙孢蘑菇的細胞膜主要由不飽和脂肪酸構成,在貯藏期間,極易受到自由基攻擊而發(fā)生結構改變,從而加深膜脂過氧化程度。而丙二醛是膜脂過氧化作用的主要產物,是衡量細胞膜損傷的重要檢測指標。正常情況下,雙孢蘑菇細胞內的酶和酚類底物由于區(qū)域化作用而被分隔。然而當機體發(fā)生機械性損傷或自然衰老時,細胞膜完整性遭到破壞,膜脂過氧化程度隨之加劇,區(qū)域化作用將被破壞,使酚類底物被進一步氧化,從而發(fā)生褐變[28-29]。本研究表明,麥角硫因處理抑制了雙孢蘑菇子實體內MDA含量的上升,降低了膜脂過氧化程度,增強了細胞的區(qū)域化作用,進而減緩了雙孢蘑菇的褐變程度。
越來越多的研究表明能量代謝與園藝作物的采后衰老及褐變密切相關,其機制可能是ATP參與脂質的合成與脂肪鏈的去飽和,從而影響膜的完整性與理化性質,進而影響園藝作物的采后抗性[30-31]。Saquet等[32]發(fā)現(xiàn)梨果心褐變可能是由于能量供應受到阻礙,從而損傷細胞膜而產生的結果。Duan等[33]研究認為25℃純氧條件下貯藏6 d能使荔枝果皮保持更高的ATP、ADP和能荷水平,從而顯著阻止荔枝果皮褐變。Su等[27]的研究表明枇杷采后果皮褐變可能是ATP合成少,供能不足導致的。能量是細胞內一切生命活動得以順利進行的基本保障,能量缺乏會使細胞膜發(fā)生損傷,促進細胞內活性氧代謝,降低細胞的抗氧化性,促使果蔬發(fā)生褐變與衰老。通過觀察ATP、ADP、AMP含量和能荷水平的變化情況,可以直觀地了解采后果蔬組織細胞內能量代謝狀態(tài)。本研究表明,麥角硫因處理提高了采后雙孢蘑菇細胞內ATP含量及其利用率,使能荷水平始終處于較高水平,從而為細胞提供足夠的能量,保證了細胞膜結構和功能的完整性。
線粒體是植物細胞能量代謝、物質轉化的中樞,也是大多數(shù)真核細胞活性氧產生的主要部位,線粒體通過呼吸鏈的單電子載體產生活性氧[34]。線粒體對氧化脅迫非常敏感,在各種脅迫條下,植物線粒體結構和功能會受到損傷而嚴重影響ATP的生成,使細胞內能量供應不足,進而導致植物細胞膜的損傷[35]。麥角硫因作為一種抗氧化劑和細胞保護劑,可以保護DNA及其他線粒體成分免受電子傳遞活性氧的損傷,有助于維持DNA的生物合成及線粒體的結構和功能[12]。H+-ATPase、Ca2+-ATPase、SDH和CCO是線粒體內膜上的關鍵呼吸酶,也是線粒體呼吸作用的標志酶,其活性變化會直接影響到果實合成ATP的能力。本研究發(fā)現(xiàn),麥角硫因處理明顯提高了H+-ATPase、Ca2+-ATPase、SDH酶活性,且這3種酶活性在貯藏期間始終高于對照組。相比之下,麥角硫因對CCO酶活性的增強僅表現(xiàn)在貯藏初期(第5天)和貯藏末期(第17天),處理效果不如前3種酶明顯。表明麥角硫因處理主要是通過提高H+-ATPase、Ca2+-ATPase、SDH酶活性來維持線粒體的功能,從而提升ATP的合成能力,使細胞內的能量積累,從而有效抑制采后雙孢蘑菇的褐變。
麥角硫因處理減緩雙孢蘑菇采后的褐變,對其菌表褐變和內部組織的褐變都有較好的抑制作用,且明顯提升了采后雙孢蘑菇細胞內ATP的含量及其利用效率,表明麥角硫因對雙孢蘑菇采后褐變的抑制作用與能量代謝之間關系密切。麥角硫因處理通過增強線粒體內與能量合成密切相關的酶H+-ATPase、Ca2+- ATPase和琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性,使能荷維持在較高水平,滿足了雙孢蘑菇采后進行各項生理活動的能量需求,降低了膜脂過氧化程度,保障了膜系統(tǒng)結構和功能的完整性,保護子實體的正常代謝機能,從而延緩了采后雙孢蘑菇褐變和衰老的進程。
[1] 李樹明. 中國雙孢蘑菇生產的經濟效率分析[D]. 武漢: 華中農業(yè)大學, 2011.
LI S M. Study on economic efficiency ofproduction in China [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2011. (in Chinese)
[2] 石啟龍, 王相友, 趙亞, 朱繼英, 王娟. 雙孢蘑菇 MA 保鮮技術研究. 農業(yè)機械學報, 2004, 35(6): 144-147.
SHI Q L, WANG X Y, ZHAO Y, ZHU J Y, WANG J. Studies on MA storage of., 2004, 35(6): 144-147. (in Chinese)
[3] 張萌萌, 張倩, 張國琛. 金針菇提取液中麥角硫因氨基酸的功能及其在食品工業(yè)中的應用前景. 安徽農業(yè)科學, 2014(11): 3385-3387.
ZHANG M M, ZHANG Q, ZHANG G C. The function of ergothioneine in the extracts fromand its application prospects on food industry., 2014(11): 3385-3387. (in Chinese)
[4] 劉琦, 姜文俠, 楊萍, 周濤. 麥角硫因-多功能的生理細胞保護劑. 天然產物研究與開發(fā), 2013(b12): 160-164.
LIU Q, JIANG W X, YANG P, ZHOU T. L-ergothioneine—A multifunctional physiological cytoprotector., 2013(b12): 160-164. (in Chinese)
[5] ENCARNACION A B, FAGUTAO F, HIRONO I, USHIO H, OHSHIMA T. Effects of ergothioneine from mushrooms () on melanosis and lipid oxidation of kuruma shrimp ()., 2010, 58(4): 2577-2585.
[6] BAO H N D, USHIO H, OHSHIMA T. Antioxidative activity and antidiscoloration efficacy of ergothioneine in mushroom () extract added to beef and fish meats., 2008, 56(21): 10032-10040.
[7] ENCARNACION A B, FAGUTAO F, KI S, HIRONO I, OHSHIMA T. Biochemical intervention of ergothioneine-rich edible mushroom () extract inhibits melanosis in crab ()., 2011, 127(4): 1594-1599.
[8] Bao H N, Osako K, Ohshima T. Value-added use of mushroom ergothioneine as a colour stabilizer in processed fish meats., 2010, 90(10): 1634.
[9] CAI L, LI X, WU X, LV Y, LIU X, LI J. Effect of chitosan coating enriched with ergothioneine on quality changes of Japanese Sea Bass ()., 2014, 7(8): 2281-2290.
[10] PAHILA J, KANEDA H, NAGASAKA R, KOYAMA T, Ohshima T. Effects of ergothioneine-rich mushroom extracts on lipid oxidation and discoloration in salmon muscle stored at low temperatures., 2017, 233(2): 273.
[11] 呂華, 余成龍, 袁高峰. 金針菇提取物對冰藏南美白對蝦保鮮作用研究. 食品科技, 2014(11): 147-150.
Lü H, YU C L, YUAN G F. Effect of flammulina extract on pacific white shrimp()during iced storage., 2014(11): 147-150. (in Chinese)
[12] 周巧麗. 麥角硫因對采后雙孢蘑菇褐變的抑制效應及其機理初探[D]. 浙江工商大學, 2014.
ZHOU Q L. Effect of ergothioneine on control of postharvest browning of aand study of its inhibition mechanism [D]., 2014. (in Chinese)
[13] 靳禎亮, 黃琦輝, 周巧麗, 姜天甲, 鄭小林. 麥角硫因處理對采后雙孢蘑菇品質的影響. 中國食品學報, 2017, 17(3):194-200.
JIN Z L, HUANG Q H, ZHOU Q L, JIANG T J, ZHENG X L. Effect of ergothioneine treatment on main quality of postharvest., 2017, 17(3): 194-200. (in Chinese)
[14] 蘇新國, 蔣躍明, 李月標, 林文彬. 4-HR對鮮切蓮藕褐變以及貯藏品質的影響. 食品科學, 2003, 24(12): 142-145.
SU X G, JIANG Y M, LI Y B, LIN W B. Effects of 4-Hexylresorcinol (4-HR) on browning and quality of fresh-cut lotus., 2003, 24(12): 142-145. (in Chinese)
[15] 曹建康, 姜微波, 趙玉梅. 果蔬采后生理生化實驗指導. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2007.
CAO J K, JIANG W B, ZHAO Y M.. Beijing: China Light Industry Press, 2007. (in Chinese)
[16] YI C, QU H X, JIANG Y M, SHI J, DUAN X W, JOYCE D C. ATP-induced changes in energy status and membrane integrity of harvested litchi fruit and its relation to pathogen resistance., 2008, 156(6): 365-371.
[17] JIN P, ZHU H, WANG J, Chen J, Wang X, Zheng Y. Effect of methyl jasmonate on energy metabolism in peach fruit during chilling stress., 2013, 93(8): 1827-1832.
[18] 陳京京, 金鵬, 李會會, 蔡玉婷, 趙穎穎, 鄭永華. 低溫貯藏對桃果實冷害和能量水平的影響. 農業(yè)工程學報, 2012, 28(4): 275-281.
CHEN J J, JIN P, LI H H, CAI Y T, ZHAO Y Y, ZHENG Y H. Effects of low temperature storage on chilling injury and energy status in peach fruit., 2012, 28(4): 275-281. (in Chinese)
[19] ACKRELL B A, KEARNEY E B, SINGER T P. Mammalian succinate dehydrogenase., 1978, 53(53): 466.
[20] ERREDE B, KAMEN M D, HATEFI Y. Preparation and properties of complex IV ()., 1978, 53(1): 40-47.
[21] ZHANG J H, LIU Y P, PAN Q H, ZHAN J C, WANG X Q, HUANG W D. Changes in membrane-associated H+-ATPase activities and amounts in young grape plants during the cross adaptation to temperature stresses., 2006, 170(4): 768-777.
[22] KAN J, WANG H M, JIN C H. Changes of reactive oxygen species and related enzymes in mitochondrial respiration during storage of harvested peach fruits., 2011, 10(1):149-158.
[23] 陳文烜. 水蜜桃、梨減壓保鮮技術及機制研究[D]. 北京: 中國農業(yè)大學, 2015.
CHEN W X. The study of technology and mechanism of hypobaric storage on peach and pear fruit after harvest [D]. Beijing: China Agricultural University, 2015. (in Chinese)
[24] 祝美云, 白歡, 梁麗松, 王貴禧. 冷鍛煉處理減輕低溫貯藏桃果實冷害的能量代謝機理. 農業(yè)工程學報, 2012, 28(23): 257-264.
ZHU M Y, BAI H, LIANG L S, WANG G X. Mechanism of energy metabolism on cold acclimation treatment for alleviating chilling injury of peach fruit during low temperature storage., 2012, 28(23): 257-264. (in Chinese)
[25] 陳發(fā)河, 張美姿, 吳光斌. NO處理延緩采后枇杷果實木質化劣變及其與能量代謝的關系. 中國農業(yè)科學, 2014, 47(12): 2425-2434.
CHEN F H, ZHANG M Z, WU G B. Study of Lignification’s delaying and its relationship with energy metabolism in loquat fruits after Nitric Oxide fumigation., 2014, 47(12): 2425-2434. (in Chinese)
[26] 趙穎穎, 陳京京, 金鵬, 袁若皙, 李會會, 鄭永華. 低溫預貯對冷藏桃果實冷害及能量水平的影響. 食品科學, 2012, 33(4): 276-281.
ZHAO Y Y, CHEN J J, JIN P, YUAN R X, LI H H, ZHENG Y H. Effect of low temperature conditioning on chilling injury and energy status in cold-stored peach fruit., 2012, 33(4): 276-281. (in Chinese)
[27] SU X, JIANG Y, DUAN X, LIU H, LI Y, LIN W. Effects of pure oxygen on the rate of skin browning and energy status in longan fruit., 2005, 43(4): 359-365.
[28] JOLIVET S, ARPIN N, WICHERS H J, PELLON G.browning: A review., 1998, 102(12): 1459-1483.
[29] 劉吟. 雙孢蘑菇采后褐變的相關生理生化變化及其保鮮技術研究[D]. 武漢: 華中農業(yè)大學, 2010.
LIU Y. Study on physio-biochemical changes associated with browning and preservation technology onduring storage [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2010. (in Chinese)
[30] RAWYLER A, ARPAGAUS S, BRAENDLE R. Impact of oxygen stress and energy availability on membrane stability of plant cells., 2002, 90(6): 499.
[31] YI C, QU H X, JIANG Y M, SHI J, DUAN X W, JOYCE D C. ATP-induced changes in energy status and membrane integrity of harvested litchi fruit and its relation to pathogen resistance., 2008, 156(6): 365-371.
[32] SAQUET A A, STREIF J, BANGERTH F. Changes in ATP, ADP and pyridine nucleotide levels related to the incidence of physiological disorders in ‘Conference’ pears and ‘Jonagold’ apples during controlled atmosphere storage., 2000, 75(2): 243-249.
[33] DUAN X, JIANG Y, SU X, LIU H, LI Y, ZHANG Z. Role of pure oxygen treatment in browning of litchi fruit after harvest., 2004, 167(3): 665-668.
[34] ADDABBO F, MONTAGNANI M, GOLIGORSKY M S. Mitochondria and reactive oxygen species., 2009, 53(6): 885.
[35] GIANINAZZI C. Membrane lipid integrity relies on a threshold of ATP production rate in potato cell cultures submitted to anoxia., 1999, 120(3): 293-300.
Browning Inhibition and Energy Metabolism Mechanism ofby Ergothioneine Treatment
LIN KaiLi, HUANG Qi, HUANG QiHui, JIN ZhenLiang, JIANG TianJia, ZHENG XiaoLin
(Food Safety Key Laboratory of Zhejiang Province, School of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018)
【Objective】How to control and reduce the degree of browning in the process of transport and storage is the focus ofresearch work. The objectives of this research were to study the effect of ergothioneine on postharvest browning of, and further investigate the relevance between browning and energy metabolism, so as to provide scientific basis and production guidance for browning control and shelf life extension. 【Method】A representativecultivar AS2796 was chosen as the experimental material. The harvested mushroom was sprayed with 0.12 mmol?L-1ergothioneine. The changes of whiteness, browning, MDA content, adenosine triphosphate (ATP) content, adenosine diphosphate (ADP) content, adenosine monophosphate (AMP) content, energy charge and the activities of succinate dehydrogenase (SDH), cytochrome oxidase (CCO), H+-ATPase and Ca2+-ATPase of treated samples were determined during storage at 4℃ for 17 days. 【Result】Internal organization browning and MDA content ofincreased gradually, whereas the whiteness decreased during storage. As compared with the control group, ergothioneine treatment delayed the increase of MDA content and browning degree, effectively reduced the bacteria browning and internal organization browning of. Also, whiteness value of cap of treatedwas higher than the control group over time. The content of ATP was at a high level, and the lowest point (storage day 17) was also above 0.6mg?g-1. Among them, the ATP content ofwas increased in the early stage of storage, and decreased in the later stage. During the whole storage period, ADP and AMP content both showed a general increasing trend, the ATP and AMP content of treatedwere distinctly higher than that of the control (<0.05), while the ADP content was lower than the control group. The energy charge showed a decreasing trend, and the treated samples were slightly higher than that of the control. Results demonstrated that ergothioneine treatments delayed the decline of ATP content and enhanced the utilization level of ATP in cells of. The activities of SDH, H+-ATPase and Ca2+-ATPase were obviously higher than that of control during the whole storage (<0.05). The activity of CCO at the end (day 17) was higher than that of the control, and was lower than the control in the middle of storage (day 9, day 13). Compared with the control group, ergothioneine treatments inhibited the decrease of the activities of SDH, H+-ATPase, and Ca2+-ATPase significantly during the storage, which maintained better mitochondrial function. 【Conclusion】All the results indicated that Ergothioneine treatments effectively reduced the postharvestbrowning, it had a closely relationship with energy metabolism during storage.
ergothioneine;; browning; energy metabolism
(責任編輯 趙伶俐)
10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.014
2017-08-28;
2017-11-21
國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0400901)、浙江省自然科學基金(LY15C200002)、食品科學與工程浙江省重中之重一級學科資助項目(2017SIAR212)
藺凱麗,Tel:18758587805;E-mail:406731232@qq.com。
姜天甲,E-mail:tianjiajiang@zjgsu.edu.cn