竹蓀褐變機(jī)理的初探

劉慶慶 丁有財(cái) 馮紹彪 余庭付 李紅麗 吳共會(huì)

摘 要：褐變是影響竹蓀食用品質(zhì)的主要原因，為探究竹蓀在貯藏期間發(fā)生褐變的機(jī)制，以干制竹蓀為原材料，研究竹蓀褐變前后的還原糖、總酚、氨基酸態(tài)氮、可溶性蛋白含量的變化情況和在常溫及4℃冷藏2種貯藏條件下竹蓀每隔7d的褐變度。結(jié)果表明，竹蓀在發(fā)生褐變后還原糖、總酚、氨基酸態(tài)氮、可溶性蛋白含量均發(fā)生顯著性下降，竹蓀褐變的主要類型有美拉德褐變、酚類氧化褐變，可能還有抗壞血酸褐變和酶促褐變，但不會(huì)出現(xiàn)焦糖化反應(yīng)褐變;4℃低溫貯藏有助于減緩竹蓀褐變速度。

關(guān)鍵詞：竹蓀;褐變機(jī)理;褐變度;美拉德反應(yīng);酚類氧化褐變

中圖分類號(hào) TQ281 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2020）11-0036-03

Preliminary Study on the Browning Mechanism of Dictyophora

Liu Qingqing1 et al.

（1College of Tongren University，Tongren 554300，China）

Abstract： Browning is the main reason that affects the edible quality of Dictyophora. In order to explore the mechanism of browning of Dictyophora during storage， the changes of reducing sugar， total phenol， amino acid nitrogen and soluble protein content of dried Dictyophora were studied before and after browning， and the browning degree of Dictyophora under normal temperature and 4 ℃ cold storage were studied every other week. The results showed that the contents of reducing sugar， total phenol， amino acid nitrogen and soluble protein decreased significantly after browning. The main causes of browning were Maillard browning and phenol oxidative browning， which might be ascorbic acid browning and enzymatic browning， but the browning reaction could be determined. 4℃ low temperature storage was helpful to slow down the browning rate.

Key words： Dictyophora;Browning mechanism; Browning degree; Maillard reaction; Phenolic oxidative browning

竹蓀又名竹笙、竹參，是一類名貴大型食用真菌，素有“真菌皇后”、“山珍之王”等美稱[1-2]。竹蓀對(duì)降血脂，抗腫瘤、抗輻射等有一定的療效，具有很高的開發(fā)價(jià)值[3]。目前，竹蓀主要以干品形式進(jìn)行銷售，但竹蓀子實(shí)體為海綿質(zhì)，菌群為網(wǎng)紗狀，烘干后輕且薄，極易斷裂、破碎，且長時(shí)間貯藏返潮現(xiàn)象嚴(yán)重，很容易發(fā)生褐變，使其感官和營養(yǎng)價(jià)值急劇劣變，降低竹蓀的食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。目前研究食品褐變的方法都是根據(jù)以往的美拉德反應(yīng)和酚類以及抗壞血酸氧化生成焦糖褐色素的理論，以褐變度為檢測指標(biāo)，測定蛋白質(zhì)、還原糖、還原性抗壞血酸以及酚類含量的變化[5]，根據(jù)褐變后蛋白質(zhì)、還原糖、抗壞血酸以及酚類含量的降低，從而推斷可能包含的褐變類型[6]。本試驗(yàn)測定還原糖、氨基酸態(tài)氮、可溶性蛋白以及總酚在竹蓀褐變前后含量的變化，分析竹蓀褐變的類型。同時(shí)在常溫和4℃冷藏2種環(huán)境下每隔7d測定竹蓀褐變度，探索對(duì)竹蓀褐變的機(jī)理，以期在生產(chǎn)到銷售過程中采取相應(yīng)的措施，使竹蓀的損失最小化，促進(jìn)竹蓀產(chǎn)生的進(jìn)一步提升。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 竹蓀：貴州銅仁丁正食用菌專業(yè)合作社;PE包裝袋。沒食子酸、考馬斯亮藍(lán)G-250、3，5二硝基水楊酸、福林酚試劑、葡萄糖、酚酞、苯酚、酒石酸鉀鈉、淀粉、碘、冰醋酸、碳酸鈉、無水乙醇、磷酸、中性紅、氫氧化鈉、百里酚酞和甲醛溶液等：分析純;牛血清蛋白：生化試劑;鄰苯二甲酸氫鉀：基準(zhǔn)試劑。

1.2 主要儀器 HG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：常州普天儀器制造有限公司;Alpha-1860A型紫外可見分光光度計(jì)，上海譜元儀器有限公司;RH-600A高速萬能粉碎機(jī)：浙江榮浩工貿(mào)有限公司;MAX-A 303電子分析天平：深圳市無限量衡器有限公司;C21-PK2106型多功能電磁爐：美的生活電器制造有限公司;HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋：國華電器有限公司;TG16 K-II高速離心機(jī)：長沙東旺實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;JP-030S型超聲波清洗儀：深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理 褐變方法：將竹蓀置于40℃的烘箱中使其完全褐變，顏色變?yōu)樯詈稚鬯楸４嬖赑E袋中密封備用。未褐變樣品：粉碎過篩，保存在PE袋中密封備用。

1.3.2 測定方法

1.3.2.1 水分含量 測定參照GB5009.3-2016[7]。

1.3.2.2 還原糖 參考賈夏等人[8]測定還原糖的方法，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作部分修改為取6支具塞刻度試管，編號(hào)，分別精確加入1mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL。

1.3.2.3 氨基酸態(tài)氮含量 參照GB5009.235-2016[9]甲醛滴定法測定，略微修改，利用氨基酸的兩性作用，加入甲醛以固定氨基的堿性，使羧基顯示出酸性，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，同時(shí)做空白對(duì)照。計(jì)算公式為：

氨基酸態(tài)氮X=（V2-V1）×C×14/m，mg/g

式中：c——標(biāo)定的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L;

V1——用中性紅作指示劑滴定時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL;

V2——用百里酚酞作指示劑滴定時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL;

m——測定用樣品溶液相當(dāng)于樣品的質(zhì)量，g;

14——氮的摩爾質(zhì)量，g/moL。

1.3.2.4 可溶性蛋白含量 參考楊靜華[10]考馬斯亮藍(lán)G-250比色法測定，樣品制備修改為稱取樣品1.0g，定容于100mL容量瓶中，浸漬20min;過濾，取過濾液作為供試品溶液。

1.3.2.5 總酚含量 參考范金波等[11]Folin-Ciocalteu比色法測定，樣品制備[12]稍加修改，精密稱取2g樣品，加40mL水超聲60min，然后溶液置50mL離心管中，8000r/min離心20min，上清液轉(zhuǎn)移至容量瓶并用水定容至100mL。

1.3.2.6 褐變度 參考韓春然等[13]方法測定，隨機(jī)抽取5g竹蓀樣品與煮沸蒸餾水按1∶10混合后，在打漿機(jī)中勻漿30s后，取出以4000r/min離心15min，在波長為410nm處測定其吸光度值，結(jié)果以10×A410表示褐變程度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 除了水分含量和褐變度做3次平行試驗(yàn)，其他所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，每次3個(gè)平行。采用origin8.5作圖，利用SPSS19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹蓀褐變前后還原糖含量變化 由表1可以看出，竹蓀在褐變前還原糖含量是64.8mg·g-1，竹蓀褐變后，還原糖含量下降至59.9mg·g-1。竹蓀還原糖含量變化率分別為7.56%。經(jīng)過SPSS19.0配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，竹蓀褐變前后的還原糖含量有著極差異顯著（P=0.000<0.01）。還原糖羰基和氨基酸氨基的存在是美拉德反應(yīng)的必要條件，但竹蓀可能殘留微生物消耗還原糖，使竹蓀中的還原糖含量下降[14-15]，所以，只能初步確定還原糖含量的下降可能是由美拉德反應(yīng)引起。

2.2 竹蓀褐變前后氨基酸態(tài)氮含量變化 從表2可以看出，竹蓀褐變前后氨基酸態(tài)氮含量的變化差異較大，由褐變前的978.7mg·g-1下降至褐變后的626.3mg·g-1，氨基酸態(tài)氮含量變化率為36.00%。通過SPSS 19.0配對(duì)樣本T檢驗(yàn)可知，竹蓀褐變前后氨基酸態(tài)氮含量差異極顯著（P=0.000<0.01）。氨基酸態(tài)氮可以間接體現(xiàn)氨基酸含量，因此竹蓀褐變前后氨基酸態(tài)氮含量的變化可以作為判斷美拉德褐變的基礎(chǔ)。同理，氨基酸態(tài)氮是氨基酸合成的必要條件，而氨基酸是美拉德反應(yīng)的必要條件，綜合上述竹蓀褐變前后還原糖的變化，可以進(jìn)一步確定竹蓀的褐變類型是美拉德反應(yīng)。

2.3 竹蓀褐變前后可溶性蛋白含量變化 如表3所示，竹蓀褐變后可溶性蛋白含量偏低。可溶性蛋白的含量由褐變前的4.1mg·g-1下降到褐變后的3.2mg·g-1，可溶性蛋白含量變化率為21.95%。通過SPSS 19.0配對(duì)樣本T檢驗(yàn)，褐變前后竹蓀中的可溶性蛋白含量差異極顯著（P=0.000<0.01）。美拉德反應(yīng)需要在一定水分存在且含量高于10%時(shí)才能發(fā)生[16]。在本次試驗(yàn)中，褐變前的竹蓀的水分含量為16%，為美拉德反應(yīng)的進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)，又知可溶性蛋白是美拉德反應(yīng)的基礎(chǔ)物質(zhì)[16]，通過分析竹蓀褐變前后可溶性蛋白的含量以及綜合上述還原糖和氨基酸態(tài)氮的變化，可以判斷竹蓀發(fā)生了美拉德褐變。

2.4 竹蓀褐變前后總酚含量變化 測定竹蓀褐變前后酚類含量的變化，判斷竹蓀的褐變是否與酚類化學(xué)氧化有關(guān)。竹蓀褐變前后酚類含量如表4所示，可以看出，竹蓀發(fā)生褐變后，總酚含量發(fā)生變化，由褐變前的47.2μg·g-1下降到了褐變后的38.5μg·g-1，總酚含量變化率為18.43%。通過SPSS 19.0配對(duì)樣本T檢驗(yàn)分析，褐變前后的總酚含量差異極顯著（P=0.000<0.01）。

食品的褐變包括酶促褐變和非酶促褐變。酶促褐變是植物體內(nèi)的酚酶在氧氣存在的條件下，催化植物體內(nèi)的酚類物質(zhì)形成醌，醌經(jīng)過一系列反應(yīng)生成有色物質(zhì)而引起的褐變[5，17]。竹蓀在干制過程中都會(huì)經(jīng)過40℃～50℃的長時(shí)間烘烤進(jìn)行烘干處理，其中的酚酶大部分失活，因此對(duì)于加工后的竹蓀，酚類主要發(fā)生的是化學(xué)氧化，可以排除酶促氧化酚類引起竹蓀褐變的可能性[5，18-20]。本實(shí)驗(yàn)中竹蓀酚類含量在褐變前后差異極顯著，可認(rèn)為是酚類化學(xué)氧化的結(jié)果。

2.5 竹蓀在不同貯藏環(huán)境的褐變度變化 如圖1所示，在常溫貯藏和4℃冷藏下的竹蓀，開始的前21d，褐變度變化平緩，直到21d出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，褐變度的上升幅度增加，說明前21d內(nèi)褐變情況并不明顯，21d后褐變程度開始變嚴(yán)重，進(jìn)而推測貯藏后期褐變速率加快，褐變嚴(yán)重。同時(shí)還可以看出，4℃冷藏的竹蓀比常溫貯藏下的竹蓀褐變度明顯小得多，說明低溫可以抑制褐變的進(jìn)行。

2.6 竹蓀其他褐變機(jī)理 對(duì)于酶促褐變來說，酚酶活性在40℃～50℃不可能完全失活，但是經(jīng)過長時(shí)間烘烤[20]，酶促褐變反應(yīng)的3要素[17]中的酚酶大部分失活，因此竹蓀在貯藏期間幾乎沒有發(fā)生酶促褐變。同樣，對(duì)焦糖化反應(yīng)而言，它需要經(jīng)過200℃以上的高溫條件才能發(fā)生反應(yīng)[21]，即竹蓀在加工過程中不可能發(fā)生焦糖化反應(yīng)。由于抗環(huán)血酸的穩(wěn)定性差，加熱、光照、長時(shí)間儲(chǔ)藏都會(huì)造成其流失和分解，竹蓀經(jīng)過40℃～50℃的烘干溫度等不利于抗壞血酸存在的條件，竹蓀中的抗壞血酸流失殆盡[22]，因此不能確定竹蓀是否發(fā)生抗壞血酸褐變。

3 結(jié)果與討論

本試驗(yàn)測定了竹蓀褐變過程中還原糖、總酚、可溶性蛋白和氨基酸的含量。4項(xiàng)指標(biāo)褐變前后均發(fā)生了顯著性下降，可以確定干制竹蓀褐變類型包括美拉德褐變、酚類氧化褐變，也可能發(fā)生酶促褐變和抗壞血酸褐變，但不可能發(fā)生焦糖化反應(yīng)。另外，本試驗(yàn)還測定了竹蓀在常溫和4℃下的褐變度的變化，表明溫度對(duì)竹蓀的品質(zhì)影響十分顯著。通過對(duì)竹蓀貯藏期間褐變機(jī)理的探討，對(duì)竹蓀貯藏期間褐變控制可以從以下幾方面進(jìn)行研究：（1）對(duì)竹蓀進(jìn)行預(yù)處理控制其褐變，如烘干前酶的鈍化處理、漂燙處理、除氧劑浸泡等;（2）通過包裝技術(shù)減緩竹蓀貯藏期品質(zhì)劣變，如活性包裝、氣調(diào)包裝、抑菌包裝等;（3）通過控制物流和貯藏溫度來減緩竹蓀貯藏期品質(zhì)劣變。

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（責(zé)編：王慧晴）

基金項(xiàng)目：銅市科研[2018]27號(hào)。

作者簡介：劉慶慶（1991—），女，講師，研究方向：食品營養(yǎng)。? 收稿日期：2020-04-19