山楂果膠寡糖對香菇保鮮效果的影響

陶璐,申可,劉天植,孫仁艷,宋梓琪,王菲,李拖平

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,遼寧 沈陽,110161)

果膠是一類富含半乳糖醛酸的天然高分子化合物,存在于所有的陸生植物之中[1],而果膠寡糖是由2～20個α-1,4-D-半乳糖醛酸殘基構(gòu)成的一類功能性低聚糖,其側(cè)鏈[2]包含半乳糖、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖等。果膠本身沒有抑菌活性,但山楂果膠寡糖具有高效而廣譜的抗菌活性[3],可以顯著抑制細菌、酵母和霉菌的生長,并在適宜濃度下可以完全抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽胞桿菌等微生物的生長[4],在天然食品添加劑領(lǐng)域山楂果膠寡糖表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景,但在生鮮食品,特別是食用菌的保鮮中鮮有報道。LI等[5-6]從山楂果膠中提取的寡糖可以顯著改善高脂飼料喂養(yǎng)小鼠肝臟的脂肪酸代謝和氧化應(yīng)激,表明山楂果膠寡糖具有潛在的預(yù)防氧化損傷和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的作用。

香菇營養(yǎng)豐富,具有抗腫瘤、抗氧化、保肝等多種生理活性。然而,香菇在采收后,由于含水量高、組織柔軟細嫩、生理代謝旺盛,加之劇烈的呼吸作用和蒸騰作用,導(dǎo)致表皮迅速失水皺縮,同時還伴隨著微生物滋生以及嚴重的褐變,致使其在短期內(nèi)就失去商品價值[7-11]。

本實驗以香菇為試材,通過不同濃度的山楂果膠寡糖處理,研究其對香菇保鮮效果的影響,以期找到新型高效的香菇保鮮劑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮香菇采自沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗農(nóng)場,選擇無病蟲害,無損傷,大小形狀基本一致,未開傘的香菇,當天送回實驗室進行保鮮試驗。山楂果膠寡糖為實驗室自制;其他試劑均為分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 山楂果膠寡糖的制備

參照王娜等[3]的方法制得山楂果膠。在山楂果膠(1 g/L)中加入果膠酶(0.4 mg/mL),經(jīng)酶解(45 ℃,2 h),滅活(100 ℃,10 min),離心取上清液,濃縮、冷凍干燥處理后得到山楂果膠寡糖[12]。

1.2.2 山楂果膠寡糖處理對香菇貯藏保鮮效果的影響

將香菇隨機分成5組,分別浸泡于質(zhì)量濃度為0.5、1.0、1.5、2.0 g/L的山楂果膠寡糖溶液中,5 min后常溫晾干5 h;對照組浸泡于去離子水中,進行同樣處理。將浸泡后的香菇用保鮮袋密封包裝,4 ℃貯藏,定期跟蹤檢查其保鮮效果與品質(zhì)。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 感官評定

參考文獻[13]的感官評定標準,對香菇的色澤、硬度、氣味3方面進行感官評價,評分標準見表1。

表1 香菇貯藏效果感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards for shiitake mushrooms during storage

1.3.2 品質(zhì)指標

腐爛指數(shù)：若香菇無腐爛則其腐爛指數(shù)為0,出現(xiàn)腐爛時按公式(1)計算。根據(jù)香菇菇體腐爛面積的大小分為2級(1級：腐爛面積<50%;2級：腐爛面積>50%)。

(1)

褐變度參照王兆升[14]的方法測定。稱取10 g香菇樣品,與蒸餾水按質(zhì)量比1∶10混合,4 ℃勻漿2 min,靜置30 s,離心10 min(8 000 r/min,4 ℃),以蒸餾水為對照,于410 nm波長處測得其吸光度,以A410表示香菇的褐變水平。

失重率采用稱重法測量；霉菌總數(shù)參照GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗：霉菌和酵母計數(shù)》的方法測定；還原糖含量用3，5-二硝基水楊酸比色法[15]測定；維生素C含量用2，6-二氯靛酚滴定法[15]測定。

1.3.3 生理生化指標

總酚含量采用福林酚法[16]測定。

多酚氧化酶參考黃赫雁等[17]的方法測定。準確稱取5 g香菇,加入5 mL磷酸緩沖液(50 mmol/L,pH 6.9),勻漿,靜置40 min,離心10 min(8 000 r/min,4 ℃),收集上清液即為粗酶液。將5 mL磷酸緩沖液(50 mmol/L,pH 6.9)于40 ℃預(yù)熱10 min,依次加入1 mL質(zhì)量分數(shù)為20%的三氯乙酸,1 mL于40 ℃預(yù)熱10 min的粗酶液,1 mL 0.3 mol/L的鄰苯二酚,反應(yīng)3 min,離心5 min(8 000 r/min,4 ℃),取上清液,于波長410 nm處測定吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均為至少3次重復(fù)實驗的平均值。數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0數(shù)據(jù)分析軟件進行顯著性分析,統(tǒng)計學(xué)顯著性被接受為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中感官品質(zhì)的影響

由表2可見,隨著貯藏時間的延長,香菇的外觀品質(zhì),包括色澤、硬度和氣味都有所劣化。與對照組相比,一定質(zhì)量濃度(>0.5 g/L)的山楂果膠寡糖處理明顯延緩了香菇貯藏期間感官品質(zhì)的劣變,且濃度越高保鮮效果越明顯。經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后,菌體的感官品質(zhì)仍保持新鮮,顏色正常,無異味。

表2 山楂果膠寡糖對香菇保鮮的感官評價Table 2 Sensory evaluation of haw pectin oligosaccharides on preservation of shiitake mushrooms

2.2 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中腐爛指數(shù)的影響

由圖1可見,隨著貯藏時間的延長,香菇的腐爛加劇。與對照組相比,質(zhì)量濃度≥0.5 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯抑制了香菇的腐爛,且濃度越高抑制作用越強。對照組香菇在貯藏20 d后其腐爛指數(shù)為0.085,而經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后其腐爛指數(shù)僅為0.015,顯著低于對照組,說明山楂果膠寡糖可以顯著抑制香菇儲藏過程中的腐爛。

圖1 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中腐爛指數(shù)的影響Fig.1 Effects of haw pectin oligosaccharides on decay index of shiitake mushrooms during storage

2.3 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中失重率的影響

香菇在貯藏期間蒸騰作用會造成組織水分散失,加之呼吸作用會消耗細胞內(nèi)有機物,導(dǎo)致了香菇的失重[18]。JIANG等[19]研究表明,可食用的海藻酸納/納米銀涂層可以降低香菇的失重率。由圖2可知,與對照組相比,質(zhì)量濃度>0.5 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯抑制了香菇的失重,且濃度越高抑制作用越強。經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后其失重率比對照組降低了41%,說明高濃度的山楂果膠寡糖可減緩香菇儲藏過程中的水分流失,從而降低失重率。

圖2 山楂果膠寡糖對香菇貯藏20 d后失重率的影響Fig.2 Effects of haw pectin oligosaccharides on weight loss rate after 20-days storage of shiitake mushrooms

2.4 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中霉菌總數(shù)的影響

由圖3可知,隨著貯藏時間的延長,香菇中霉菌的生長速度加快。與對照組相比,質(zhì)量濃度≥0.5 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯抑制了香菇儲藏過程中霉菌的生長,且濃度越高抑制作用越強。對照組香菇在貯藏20 d后其霉菌總數(shù)為8 CFU/g,而經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理后的香菇在20 d后其霉菌總數(shù)僅為2 CFU/g,顯著低于對照組。說明山楂果膠寡糖具有良好的抑菌效果,這可能與其自身的抗菌作用有關(guān)[20],詳細作用機制有待進一步探討。

圖3 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中霉菌總數(shù)的影響Fig.3 Effects of haw pectin oligosaccharides on mold count of shiitake mushrooms during storage

2.5 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中還原糖含量的影響

還原糖是果蔬采后的重要呼吸底物,隨著貯藏時間的延長,含量會逐漸降低[18]。由圖4可見,隨著貯藏時間的延長,香菇的還原糖含量逐漸降低。與對照組相比,質(zhì)量濃度≥0.5 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯提高了香菇還原糖含量,且濃度越高還原糖含量越高。貯藏20 d后,對照組還原糖含量僅為0.7 mg/g;而經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理后還原糖含量維持在2.75 mg/g的高水平,顯著高于對照組,說明山楂果膠寡糖可有效抑制香菇貯藏過程中還原糖的降解。

圖4 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中還原糖含量的影響Fig.4 Effects of haw pectin oligosaccharides on reducing sugar content of shiitake mushrooms during storage

2.6 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中維生素C含量的影響

由圖5可見,香菇的維生素C含量在貯藏過程中逐漸降低。與對照組相比,0.5～2.0 g/L的山楂果膠寡糖處理顯著提高了香菇的維生素C含量,且濃度越高維生素C含量越高。經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后維生素C含量達到0.118 mg/g,約為對照組的9.8倍,說明山楂果膠寡糖可有效減少香菇中維生素C含量的損失。

圖5 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中維生素C含量的影響Fig.5 Effects of haw pectin oligosaccharides on vitamin C content of shiitake mushrooms during storage

2.7 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中總酚含量的影響

多酚是香菇中重要的功能性物質(zhì),具有抗氧化[21]、抗菌[22]、抗炎[23]等特性。同時,酚類物質(zhì)的氧化會導(dǎo)致香菇色澤的褐變,影響香菇的商品價值[24]。由圖6可見,香菇的總酚含量隨著貯藏時間的延長而降低。與對照組相比,0.5～2.0 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯提高了香菇的總酚含量,且濃度越高總酚含量越高。經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后總酚含量高于對照組約2.4倍,說明山楂果膠寡糖能夠抑制香菇儲藏過程中酚類物質(zhì)的氧化變質(zhì),從而使香菇具有良好的營養(yǎng)與商品價值。

圖6 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中總酚含量的影響Fig.6 Effects of haw pectin oligosaccharides on total phenol content of shiitake mushrooms during storage

2.8 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中褐變度和多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶的酶促褐變是香菇褐變的主要因素。多酚氧化酶可將無色的酚類氧化物氧化成紅褐色的醌,醌再與氨基酸反應(yīng),通過氧化、縮合、重合生成類黑色聚合物,使香菇呈現(xiàn)褐色[25]。由圖7可見,山楂果膠寡糖處理可以顯著地抑制香菇儲藏保鮮過程中多酚氧化酶活性,且濃度越高抑制作用越強。與此相對應(yīng),隨著貯藏時間的延長,香菇的褐變程度加劇。而與對照組相比,0.5～2.0 g/L的山楂果膠寡糖處理明顯降低了香菇的褐變度,且2.0 g/L質(zhì)量濃度處理的香菇褐變程度最低。這些結(jié)果表明,山楂果膠寡糖可以通過抑制香菇的多酚氧化酶活性而降低香菇儲藏過程中的褐變程度,從而起到保質(zhì)保鮮的效果。

a-多酚氧化酶活性;b-褐變度圖7 山楂果膠寡糖對香菇貯藏過程中多酚氧化酶活性、褐變度的影響Fig.7 Effects of haw pectin oligosaccharides on PPO activity and browning degree of shiitake mushrooms during storage

3 結(jié)論

本研究將山楂果膠寡糖應(yīng)用于香菇儲藏保鮮中,探究了不同濃度山楂果膠寡糖對香菇保鮮效果的影響。研究結(jié)果表明,山楂果膠寡糖處理顯著抑制了新鮮香菇儲藏過程中外觀與營養(yǎng)品質(zhì)的劣變,且其抑制作用具有一定的濃度依賴性。其中,以2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇保鮮效果最佳,處理后的香菇4 ℃貯藏20 d后仍保持較高的感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。與對照組相比,經(jīng)2.0 g/L山楂果膠寡糖處理的香菇在貯藏20 d后,其失重率降低了41%,腐爛指數(shù)降低了82%,褐變度降低了29%,霉菌總數(shù)降低了75%,多酚氧化酶活性下降了40%,總酚含量提升了3.43倍,還原糖含量提升了3.93倍,維生素C含量提高了9.8倍。這些研究結(jié)果為山楂果膠寡糖在香菇采后保鮮中的應(yīng)用提供了有效的基礎(chǔ)理論與技術(shù)支撐。