采后鈣處理對香菇多糖和細胞穩定性的影響

侯 雪，李喜宏*，薛 婷

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457)

采后鈣處理對香菇多糖和細胞穩定性的影響

侯 雪，李喜宏*，薛 婷

(天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457)

以采后香菇子實體為原料，采取CaCl2溶液真空滲透法，研究Ca2+處理對采后香菇多糖、β-1,3-葡聚糖酶活性、膜透性和MDA的影響。結果表明：0.12mol/L CaCl2處理的效果最好，β-1,3-葡聚糖酶活性為20.54U/mg，香菇多糖含量為0.38%，膜電導率為85.11%，MDA含量為2.48μmol/L，均優于對照。不同濃度Ca2+處理均能抑制香菇采后β-1,3-葡聚糖酶活性，降低香菇多糖貯藏期間的損耗，并有效維持細胞膜結構的完整性。

香菇；鈣；香菇多糖；β-1,3-葡聚糖酶

Ca2+可以維持細胞壁和細胞膜的結構與功能,同時作為細胞內外信息傳遞的第2信使直接地或通過鈣調蛋白及其受體間接地調節細胞中許多重要的酶和蛋白質，以實現外部刺激對細胞代謝、生長和分裂等活動的調控[1]。據研究，細胞成熟衰老速率常決定于組織中的Ca2+含量。外源Ca2+處理可以增加細胞內的鈣水平，降低呼吸速率，延緩組織衰老速度，從而延長商品貯藏期，提高商品價值[2]。

香菇多糖是香菇中最重要的一種生物活性物質，有關香菇多糖的成分和結構報道甚多，但已明確結構與免疫活性關系的只有β-葡聚糖物質[3-4]。該多糖的一級結構具有β-(1,3)-D-葡聚糖殘基主鏈，側鏈由β-(1,6)鍵和β-(1,3)鍵相連的葡萄糖聚合體組成，是香菇細胞壁中的結構多糖[5]。香菇采后隨著β-1,3-葡聚糖酶降解香菇多糖，香菇細胞壁結構的穩定性遭到破壞，營養價值會下降[6-7]。

目前，關于Ca2+處理對香菇采后生理生化變化的研究報道較少。本實驗通過CaCl2溶液真空浸滲香菇子實體，探討不同濃度的Ca2+處理對香菇采后香菇多糖、β-1,3-葡聚糖酶活性、還原糖、丙二醛(MDA)和膜透性等變化的影響，為進一步研究香菇采后貯藏保鮮技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

香菇取自天津市林業果蔬研究所食用菌研究室。香菇采后當天挑選無機械傷、無病蟲害、未開傘、大小均勻的子實體作為試驗材料。

將選好的試驗材料置于真空干燥器中，分別以0.06、0.12、0.18mol/L CaCl2溶液真空浸滲(33.33×103Pa)3min，以蒸餾水真空浸滲作為對照。每一處理的子實體約500g，設3個重復，處理后撈出瀝干，置通風處晾干，室溫貯藏，每2d隨機取樣測定各項指標。

1.2 試劑與儀器

β-巰基乙醇、 EDTA、PMSF、昆布多糖 天津市江天化工技術有限公司；考馬斯亮藍G-250、三氯乙酸、硫代巴比妥酸 天津市北方天醫化學試劑廠。

LD5-2A離心機 北京醫用離心機廠；JJ-1000精密型電子天平 常熟雙杰測試儀器廠；WFJ721E分光光度計 上海光譜儀器有限公司；DK-98-1電熱恒溫水浴鍋天津泰斯特儀器有限公司；DDS-307型電導儀 無錫市興洲儀器儀表有限公司。

1.3 指標測定

1.3.1β-1,3-葡聚糖酶比活力測定

粗酶液的提?。?℃在研缽中加入2 g香菇和pH4.2 10mL 10mmol/L醋酸鈉緩沖液(20mmol/Lβ-巰基乙醇、10mmol/L EDTA和1mmol/L PMSF)研磨勻漿，10000×g離心30min(4℃)，所得上清液為粗酶液[7]。

β-1,3-葡聚糖酶測定：以從昆布多糖中釋放出的還原糖量來測此酶比活力。用DNS法測定所形成的還原糖量。一個酶活力單位定義為1h內從昆布多糖中釋放出1μmol葡萄糖所需要的酶量[7]。

粗酶液蛋白含量：用考馬斯亮藍G-250染色法測定以每毫克蛋白含有的酶單位數表示酶比活力/(U/mg)。每樣品重復3次，以平均值繪制相對酶比活力凈變化曲線。

1.3.2 香菇多糖的測定

取2g香菇加水定容至100mL，沸水浴3h，冷卻后定容至100mL[8]。采用苯酚-硫酸法測定多糖含量[9]。

1.3.3 丙二醛的測定

參照林植芳等[10]的方法，以10%三氯乙酸(TCA)提取，利用MDA與硫代巴比妥酸反應后比色測定。

1.3.4 細胞膜透性的測定

將樣品用去離子水沖洗3次，用濾紙吸干表面浮水，以10mmol/L直徑的打孔器制取10個小圓片，放入試管，加入20mL去離子水，抽真空10min，靜置30min，用電導儀測定浸提液的電導率為初電導率；然后沸水浴10min，靜置30min，重新定容至20mL，再測電導率為終電導率。初電導率與終電導率之比為相對電導率，表示細胞膜透性[11]。

2 結果與分析

2.1 CaCl2處理對β-1,3-葡聚糖酶比活力的影響

如圖1所示，不同濃度Ca2+處理均能抑制β-1,3-葡聚糖酶比活力的增加。其中，以0.12mol/L和0.18mol/L CaCl2處理的抑制效果較好。貯藏8d，0.12mol/L CaCl2處理的β-1,3-葡聚糖酶比活力最低為20.54U/mg，其次為0.18mol/L和0.06mol/L CaCl2處理，分別為28.86U/mg和37.97U/mg，對照為41.12U/mg。

圖1 Ca2+處理對香菇采后β-1,3-葡聚糖酶比活力的影響Fig. 1 Effect of calcium treatment on β-1,3-glucanase activity in postharvested Lentinula edodes

圖2 Ca2+處理對香菇多糖含量的影響Fig.2 Effect of calcium treatment on lentinan content in postharvested Lentinula edodes

2.2 CaCl2處理對香菇多糖含量的影響如圖2所示，隨著貯藏時間的增長，香菇多糖含量會減少。Ca2+處理可以抑制香菇多糖的減少，特別是

0.12mol/L CaCl2處理對抑制香菇多糖含量下降的效果最顯著，貯藏8d，0.12mol/L CaCl2處理后香菇多糖含量為

0.38%，比對照高107.1%。

2.3 CaCl2處理對相對電導率的影響

表1 Ca2+處理對香菇采后相對電導率的影響Table 1 Effect of calcium treatment on electrolyte leakage in postharvested Lentinula edodes

相對電導率的高低表示細胞膜透性的大小。果實采后細胞膜透性增大，加劇了底物與酶的接觸，進一步使細胞結構的完整性受到影響，導致果實軟化。表1表明，蒸餾水處理的香菇在采后相對電導率一直呈上升趨勢，而Ca2+處理則能有效抑制相對電導率的上升，其中0.12mol/L CaCl2處理的抑制效果最好，可見Ca2+處理對維持細胞膜結構的完整性有良好作用。

2.4 CaCl2處理對丙二醛含量的影響

圖3 Ca2+處理對MDA含量的影響Fig.3 Effect of calcium treatment on MDA content in postharvested Lentinula edodes

如圖3所示，香菇采后貯藏期間，MDA含量呈上升趨勢，與對照相比，Ca2+處理對丙二醛含量有抑制作用。其中，0.12mol/L CaCl2處理的抑制效果最好，這一結果也與Ca2+處理對相對電導率影響結果相吻合。丙二醛為膜脂過氧化的最終產物，膜脂過氧化的加劇會直接導致細胞膜結構破壞，透性增大[12]。

3 討 論

Ca2+在延緩果蔬采后衰老方面的作用已有很多報道。外源Ca2+處理能夠抑制與果實細胞壁穩定性有關的酶如β-1,3-葡聚糖酶的活性，保持果實細胞壁的完整性和延緩衰老[13]；并且外源Ca2+還參與細胞壁的形成，增加果實細胞壁Ca2+含量和鹽橋數量，減少細胞壁的分解[14]。

本實驗表明，Ca2+處理可以減少貯藏期間香菇多糖的損耗，并抑制β-1,3-葡聚糖酶活性的增加，不同濃度Ca2+處理對β-1,3-葡聚糖酶活性有不同的抑制效果，其中以0.12mol/L CaCl2處理效果最好。適當濃度Ca2+處理(0.12～0.18mol/L)能顯著減緩采后香菇多糖含量損耗和抑制β-1,3-葡聚糖酶活性的增加，這可能是由于適當濃度Ca2+處理能關閉膜上的Ca2+通道[15]，鈣離子累積于細胞膜外表面,這些Ca2+起著穩定細胞壁和細胞膜功能的作用[16-17]，因而能抑制降解香菇多糖的β-1,3-葡聚糖酶的活性。這說明Ca2+處理是減少采后香菇多糖損耗并有效維持細胞穩定性的一種有效手段，具有易于操作、安全、有效等優點，值得應用推廣。

[1] 馬翎健. 細胞生物學[M]. 楊凌: 西北農林科技大學出版杜, 2006.

[2] 李金雨, 黃維南, 蔡龍祥, 等. 鈣處理對香菇采后生理生化變化的影響[J]. 福建農業學報, 2000, 15(1): 43-47.

[3] 鄭虹, 葉秋焰. 香菇多糖的藥理及臨床應用研究進展[J]. 海峽藥學,2006, 18(4): 150-154.

[4] KUPFAHL C, GEGINAT G, HOF H. Lentinan has a stimulatory effect on innate and adaptive immunity against murineListeria monocytogenesinfection[J]. Int Immunopharmacol, 2006, 6(4): 686-696.

[5] SASAKI T, TAKASUKA N. Further study of the structure of lentinan,an anti-tumor polysaccharide fromLentinus edodes[J]. Carbohydrate Research, 1976, 47(1): 99-104.

[6] MINATO K, MIZUNO M, TERAI H, et al. Autolysis of lentinan, an antitumor polysaccharide, during storage ofLentinus edodes, shiitake mushroom[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(4):1530-1532.

[7] MINATO K, KAKAWAMI S, NOMURA K, et al. An exoβ-1,3 glucanase synthesized de novo degrades lentinan during storage ofLentinula edodesand diminishes immunomodulating activity of the mushroom[J]. Carbohydr Poly, 2004, 56: 279-286.

[8] 張志軍, 劉建華, 李淑芳, 等. 靈芝多糖含量的苯酚硫酸法檢測研究[J]. 食品工業科技, 2006, 27(2): 193-195.

[9] 張青, 張天民. 苯酚-硫酸比色法測定多糖含量[J]. 山東食品科技,2004(7): 17-18.

[10] 林植芳, 李雙順, 張東林. 采后荔枝果實中氧化和過氧化作用的變化[J]. 植物學報, 1988, 30(4): 382-387.

[11] 高俊鳳. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.

[12] 陳少裕. 膜脂過氧化對植物細胞的傷害[J]. 植物生理學通訊, 1991,27(2): 84-90.

[13] 陳見暉, 周衛. 鈣對蘋果果實過氧化物酶、β-1,3-葡聚糖合成酶和β-1,3-葡聚糖分解酶活性的影響[J]. 中國農業科學, 2004, 37(3): 400-405.

[14] 關軍鋒. 果樹鈣素營養與生理[M]. 北京: 科學出版社, 2005.

[15] HANSON J B. The functions of calcium in plant nutrition[J]. Adv Plant Nutr, 1984(1): 149-208.

[16] 莫開菊, 汪興華. 鈣與果實采后生理[J]. 植物生理學通訊, 1994, 30(1): 44-47.

[17] 陳曉明, 黃維南. 鈣在防止與緩和采后果蔬生理病害和衰老中的作用[J]. 植物生理學通訊, 1990, 26(2): 60-61.

Effect of Postharvest Calcium Treatment on Lentinan Content and Cell Stability ofLentinula edodes

HOU Xue，LI Xi-hong*，XUE Ting

(College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

Fruit bodies ofLentinula edodessubjected to vacuum-infiltrated calcium chloride treatment were used as the materials to explore the effect of calcium treatment on lentinan content,β-1,3-glucanase activity, electrolyte leakage and MDA content.The results showed that the effect of 0.12 mol/L CaCl2 was the best solution. Under the treatment of 0.12 mol/L CaCl2,β-1,3-glucanase activity was 20.54 U/mg, lentinan content was 0.38%, electrolyte leakage was 85.11% and MDA content was 2.48 μmol/L. Calcium treatments could restrainβ-1,3-glucanase activity, reduce the loss of lentinan during storage and maintain the integrity of cell membrane structure.

Lentinula edodes；calcium；lentinan；β-1,3-glucanase

TS255.3

A

1002-6630(2012)10-0298-03

2011-04-12

“十一五”國家科技支撐計劃項目(2008BADAIB07)

侯雪(1987—)，女，碩士，研究方向為功能性碳水化合物應用。E-mail：houxue1987@126.com

*通信作者：李喜宏(1960—)，男，教授，博士，研究方向為農產品加工與貯藏。E-mail：lixihong606@163.com