15 ℃貯藏下草菇的品質(zhì)與生理生化分析

查 磊陳明杰嚴(yán)舒瀚李傳華奚莉萍汪 虹王晨光趙 妍,

(1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，上海 201403；2. 上海百信生物科技有限公司，上海 201403)

草菇[Volvariellavolvacea(Bull. Ex. Fr) Singer]是熱帶、亞熱帶著名的食用菌，在分類學(xué)上隸屬真菌門、擔(dān)子菌綱、傘菌目、光柄菇科、草菇屬[1]。草菇鮮食口感好，并以鮮銷為主，但常溫下其子實(shí)體生理代謝活動(dòng)旺盛，極易老化，同時(shí)草菇在10 ℃以下貯藏容易導(dǎo)致子實(shí)體發(fā)生自溶[2-3]，或在25 ℃以上的環(huán)境中貯藏使其呼吸速率和代謝活性增高，新鮮草菇子實(shí)體在貯藏48 h內(nèi)品質(zhì)迅速下降，從而失去商品價(jià)值[4]，有研究[5]表明草菇子實(shí)體的最適貯藏溫度為15～20 ℃，基于此本研究選擇在15 ℃對(duì)草菇進(jìn)行貯藏。

草菇形態(tài)指標(biāo)的改變能直觀地衡量草菇保鮮時(shí)的變質(zhì)情況，色澤的變化可能主要與多酚氧化酶和蛋白酶的作用有關(guān)[6-7]，細(xì)菌[8]和病毒[9]入侵也會(huì)促進(jìn)組織的褐變。硬度主要與蛋白酶降解蛋白有關(guān)[10]5，貯藏過(guò)程中硬度的變化與多糖、纖維素、幾丁質(zhì)等大分子物質(zhì)的降解也有關(guān)系，進(jìn)而影響子實(shí)體的感官品質(zhì)。在變質(zhì)過(guò)程中，細(xì)胞膜受到破壞，膜透性增大，電解液滲出，導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率增加[11]20。丙二醛作為衡量膜脂過(guò)氧化的指標(biāo)[12-13]，其積累是細(xì)胞膜系統(tǒng)衰老和損壞的重要標(biāo)志[14-15]。食用菌子實(shí)體采摘后，由于缺少外來(lái)營(yíng)養(yǎng)的補(bǔ)充，代謝只能通過(guò)消耗自身糖類產(chǎn)能，導(dǎo)致多糖含量變化[16]，糖的降解也是食用菌腐爛變質(zhì)的主要原因之一[17-18]。同時(shí)，草菇在保鮮過(guò)程中其可溶性蛋白質(zhì)會(huì)進(jìn)行合成和降解。草菇貯藏保鮮影響最大的因素之一是蛋白酶，草菇腐爛變質(zhì)和蛋白酶活性密切相關(guān)[19]，因此可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及蛋白酶的變化間接反映草菇的保鮮品質(zhì)[20]。

目前，通常采用輻照[21]、氣調(diào)[22]、涂抹保鮮[23]等方法來(lái)貯藏草菇，雖然能夠在一定程度上延長(zhǎng)其貯藏期，但對(duì)采后保鮮的生理生化機(jī)制知之甚少，缺乏系統(tǒng)性的形態(tài)及生理生化研究?；诖吮狙芯渴占瞬莨絍23的子實(shí)體，在15 ℃條件下分別貯藏0，12，24，36，48，60，72，96 h，從形態(tài)和生理生化2個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，為草菇保鮮技術(shù)開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要儀器及試劑

電導(dǎo)儀：DDS-307A型，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；

恒溫調(diào)速回轉(zhuǎn)式搖床：DKY-Ⅱ型，杜科 (上海) 自動(dòng)化設(shè)備有限公司；

高速冷凍離心機(jī)：5810R型，德國(guó)Eppendorf AG公司；

島津紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV-1800型，日本SHIMADZU公司；

2-D Quant Kit試劑盒：美國(guó)GE Healthcare公司；

濃硫酸：分析純(95.0%～98.0%)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

苯酚：分析純(≥99.0%)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

丙二醛(MDA)含量試劑盒：蘇州科銘生物技術(shù)有限公司；

酸性蛋白酶(ACP)活性測(cè)定試劑盒、堿性蛋白酶(AKP)活性測(cè)定試劑盒、中性蛋白酶(NP)活性測(cè)定試劑盒：上海索橋生物科技有限公司。

1.1.2 樣品處理

草菇V23：上海范順食用菌專業(yè)合作社，采后立即送到上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院處理，挑選個(gè)頭飽滿，表面光潔無(wú)病害，大小一致的完整子實(shí)體，隨機(jī)分成8組，每組30粒，3次重復(fù)，放在15 ℃分別貯藏0，12，24，36，48，60，72，96 h，測(cè)定各個(gè)時(shí)間點(diǎn)下草菇子實(shí)體的形態(tài)指標(biāo)及生理生化指標(biāo)。

1.2 方法

1.2.1 形態(tài)指標(biāo)測(cè)定方法

(1) 感官評(píng)價(jià)：參考侯立娟等[24]感官評(píng)分指標(biāo)及分值表稍作修改進(jìn)行測(cè)定，將感官指標(biāo)各項(xiàng)得分的平均值，作為最終的評(píng)定數(shù)值。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

(2) 失重率：參照文獻(xiàn)[10]29。

(3) 底部直徑縮短率、中徑縮短率、菇高縮短率：參照文獻(xiàn)[10]29。

1.2.2 生理指標(biāo)測(cè)定方法

(1) 相對(duì)電導(dǎo)率：參照文獻(xiàn)[11]15測(cè)定。

(2) 丙二醛(MDA)含量：采用丙二醛含量試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

(3) 可溶性糖含量：采用苯酚法測(cè)定。

(4) 可溶性蛋白含量：取草菇子實(shí)體樣品0.2～0.5 g，加蒸餾水研磨至勻漿，定容至10 mL，15 ℃ 下3 500 r/min離心10 min，取上清液，用2-D Quant Kit試劑盒測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量。

(5) 蛋白酶活性：采用酸性蛋白酶(ACP)活性測(cè)定試劑盒、堿性蛋白酶(AKP)活性測(cè)定試劑盒、中性蛋白酶(NP)活性測(cè)定試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)指標(biāo)

2.1.1 外觀形態(tài)的改變 如圖1所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，子實(shí)體外表面褐變加深，并出現(xiàn)不同程度的腐爛。在貯藏0～24 h期間，草菇子實(shí)體的外觀形態(tài)無(wú)明顯變化；貯藏36 h后，其表面開(kāi)始出現(xiàn)凹陷，貯藏48～96 h時(shí)凹陷面積逐漸變大，且凹陷處伴有出水、褐變加重等現(xiàn)象。

圖1 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的外觀形態(tài)Figure 1 Sensory quality of the V. volvacea fruit bodies stored at 15 ℃

2.1.2 感官品質(zhì)的改變 如圖2所示，在15 ℃貯藏0～12 h時(shí)草菇子實(shí)體感官品質(zhì)無(wú)明顯下降；貯藏24～60 h時(shí)，感官品質(zhì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈緩慢下降趨勢(shì)；貯藏60 h后感官品質(zhì)急劇下降。

2.1.3 失重率的改變 通常果實(shí)的貯藏溫度越高，水分蒸發(fā)量會(huì)越大，失水達(dá)到一定程度時(shí)，外觀出現(xiàn)萎蔫，對(duì)其品質(zhì)和生理代謝均產(chǎn)生較大的影響[25]。草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏96 h內(nèi)的失重率變化見(jiàn)圖3。結(jié)果表明：草菇子實(shí)體的失重率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈顯著(P<0.05)升高趨勢(shì)，到貯藏96 h 時(shí)，失重率已達(dá)到20.9%。

圖2 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的感官品質(zhì)分值Figure 2 Sensory score of V. volvacea fruit bodies stored at 15 ℃

圖3 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的失重率Figure 3 Weight loss rate of V. volvacea fruit bodies stored at 15 ℃

2.1.4 草菇中徑、底部直徑及菇高的改變 從圖4可以看出，貯藏0～48 h時(shí)，草菇子實(shí)體的中徑、底部直徑及菇高縮短率變化并不明顯；貯藏48～96 h時(shí)，中徑和底部直徑縮短率開(kāi)始顯著(P<0.05)升高，說(shuō)明中徑與底部直徑在不斷縮短；貯藏72～96 h時(shí)，菇高縮短率呈顯著下降趨勢(shì)，說(shuō)明草菇子實(shí)體在此過(guò)程中有生長(zhǎng)變長(zhǎng)的現(xiàn)象。

圖4 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的中徑、底部直徑、菇高縮短率

圖4 Shortening rate of middle diameter, bottom diameter and length inV.volvaceafruit bodies stored at 15 ℃

2.2 生理指標(biāo)

2.2.1 相對(duì)電導(dǎo)率的改變 相對(duì)電導(dǎo)率的變化可以反映細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的完整性[26]。從圖5可以看出，15 ℃貯藏下草菇子實(shí)體的相對(duì)電導(dǎo)率隨著貯藏的時(shí)間延長(zhǎng)呈先升高，再保持穩(wěn)定，后上升的總體趨勢(shì)。貯藏0～36 h 時(shí)，草菇子實(shí)體相對(duì)電導(dǎo)率為53%～62%，呈顯著(P<0.05)上升趨勢(shì)；貯藏36～60 h時(shí)，相對(duì)電導(dǎo)率無(wú)顯著(P>0.05)變化，穩(wěn)定在58%～62%；貯藏60～96 h時(shí)，相對(duì)電導(dǎo)率由58.2%迅速升高至81.9%，呈極顯著(P<0.01)上升趨勢(shì)。說(shuō)明草菇在15 ℃貯藏60～96 h時(shí)，細(xì)胞膜受到嚴(yán)重破壞，電解液流出，導(dǎo)致相對(duì)電導(dǎo)率迅速上升，這可能是導(dǎo)致感官得分在60 h時(shí)下降的原因之一。

圖5 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的相對(duì)電導(dǎo)率Figure 5 Relative electric conductivity in V. volvaceafruit bodies stored at 15 ℃

2.2.2 丙二醛含量的改變 丙二醛是評(píng)價(jià)細(xì)胞膜系統(tǒng)受損傷程度的標(biāo)志[27-28]。由圖6可知，貯藏0～36 h時(shí)，草菇MDA含量從13.2 nmol/g上升至22.9 nmol/g，說(shuō)明此段時(shí)間草菇細(xì)胞膜過(guò)氧化程度相對(duì)較低；貯藏48～72 h時(shí)，MDA含量無(wú)顯著性改變，基本穩(wěn)定在20 nmol/g左右，說(shuō)明草菇細(xì)胞膜過(guò)氧化程度增加放緩；貯藏72～96 h時(shí)，MDA含量顯著(P<0.05)上升，并達(dá)到最高值(40.8 nmol/g)，說(shuō)明草菇細(xì)胞膜的過(guò)氧化程度急劇增加，這與相對(duì)電導(dǎo)率及感官得分的變化基本一致。

2.2.3 可溶性糖含量的改變 可溶性糖是參與細(xì)胞內(nèi)碳水化合物代謝的臨時(shí)儲(chǔ)能，并被認(rèn)為是蘑菇采后變質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[29]。如圖7所示，貯藏0～36 h時(shí)，草菇子實(shí)體的可溶性糖含量總體呈現(xiàn)波動(dòng)性改變；貯藏36～96 h時(shí)，可溶性糖含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。

圖6 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的丙二醛含量Figure 6 Malondialdehyde content in V. volvaceafruit bodies stored at 15 ℃

圖7 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的可溶性糖含量Figure 7 Soluble sugar content of V. volvaceafruit bodies stored at 15 ℃

2.2.4 可溶性蛋白含量的改變 可溶性蛋白被認(rèn)為是組織破壞的敏感指標(biāo)，也是支持持續(xù)代謝活性的營(yíng)養(yǎng)源[30]。草菇在保鮮過(guò)程中蛋白質(zhì)會(huì)進(jìn)行合成和降解，其含量處于波動(dòng)狀態(tài)(圖8)。在15 ℃貯藏0～12 h時(shí)，草菇子實(shí)體的可溶性蛋白含量呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明蛋白質(zhì)仍在合成；貯藏12～36 h時(shí)，可溶性蛋白含量有所下降，說(shuō)明蛋白質(zhì)被降解；貯藏36～72 h時(shí)，可溶性蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)；貯藏72～96 h 時(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量迅速降低。研究結(jié)果表明，草菇子實(shí)體采后在15 ℃貯藏期間，其蛋白質(zhì)處于不斷分解又合成的狀態(tài)，但可溶性蛋白含量總體呈下降趨勢(shì)，降解量大于合成量，與可溶性糖的變化趨勢(shì)相似。

圖8 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的可溶性蛋白質(zhì)含量Figure 8 Soluble protein content of V. volvaceafruit bodies stored at 15 ℃

2.2.5 蛋白酶活性的改變 菇體的腐爛與蛋白質(zhì)的降解有關(guān)，蛋白酶的活性越高，蛋白質(zhì)降解也越嚴(yán)重，菇體腐爛就越快[6]，在草菇貯藏期間蛋白酶是造成草菇軟腐的原因之一。由圖9可知，在15 ℃貯藏下，草菇子實(shí)體的ACP酶活性在貯藏各時(shí)間點(diǎn)無(wú)顯著性變化(P>0.05)；貯藏0～60 h時(shí)，NP和AKP酶活性呈顯著(P<0.05)上升趨勢(shì)；貯藏60～96 h時(shí)，NP和AKP酶活性呈下降趨勢(shì)。上述結(jié)果表明，在15 ℃貯藏期間NP和AKP起主要作用，且在貯藏60 h 時(shí)，NP和AKP蛋白酶活性達(dá)到最高水平。

圖9 草菇子實(shí)體在15 ℃貯藏期間的蛋白酶活性Figure 9 Protease activity of V. volvacea fruit bodies stored at 15 ℃

3 結(jié)論

在15 ℃貯藏過(guò)程中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)草菇子實(shí)體的感官品質(zhì)逐漸降低，失重率不斷升高。相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量也隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，表明草菇子實(shí)體的細(xì)胞膜損傷程度不斷加??；可溶性糖和可溶性蛋白含量的改變間接導(dǎo)致了貯藏期間感官品質(zhì)的降低，尤其是中性和堿性蛋白酶活性的高表達(dá)，是引發(fā)草菇子實(shí)體發(fā)生軟腐的主要原因之一。本研究在前人[5]研究的基礎(chǔ)上，選擇草菇最適的貯藏溫度，并在不同貯藏時(shí)間下測(cè)定其形態(tài)和生理生化的變化規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步研究草菇保鮮的內(nèi)在機(jī)理及保鮮技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有重要意義。