輻照黑木耳軟化機理研究

楊德 薛淑靜 邱建輝 李露

摘要：研究了不同輻照劑量對黑木耳（Auricularia auricula）復水性、質構特性以及成分的影響，結果表明：輻照黑木耳復水后上下表皮分層，菌絲分離，硬度下降，蛋白質含量下降，下降程度與輻照劑量正相關;輻照黑木耳吸水倍數和多糖溶出率隨輻照劑量增加先增高后降低，黑木耳多糖溶液黏度下降，表明蛋白質和多糖結構變化是輻照黑木耳復水軟爛的主要原因。

關鍵詞：黑木耳（Auricularia auricula）;輻照;質構

中圖分類號：TS205;S646.6? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）24-0128-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.035? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： In this study， the effects of different irradiation doses on rehydration， texture characteristics and nutrient composition of black fungus were studied. The results showed that after rehydration， the upper and lower epidermis of irradiated Auricularia auricula were stratified， the mycelium was separated. The hardness and the protein content were decreased， and the decreasing presented positive correlation with irradiation doses. The water absorption capacity and the polysaccharide solubility showed increasing tendency at first， and then decreased when the irradiation doses increased. The viscosity of auricularia polysaccharide solution was decreased with the increasing irradiation doses. It suggested that the rehydration soft rot of irradiated Auricularia auricula might be related to the changes of protein and polysaccharide structure.

Key words： Auricularia? auricula; irradiation; texture

黑木耳（Auricularia auricula）屬于擔子菌綱，有隔擔子菌亞綱木耳屬的膠質真菌[1]。主要在栓皮櫟、麻櫟、柞櫟等殼斗科樹木的段木上栽培，干時黑色，草質。每100 g干黑木耳含蛋白質10.6 g、脂肪0.2 g、碳水化合物65.5 g、粗纖維7.0 g及鈣、鐵、磷和多種維生素、脂肪，具有潤肺、清滌胃腸的作用[2]。中國是黑木耳的主產國，產量高，質量好，除供應國內市場外，還暢銷日本、東南亞、美國、加拿大等國家和地區。黑木耳儲存過程中易發生蟲害，輻照技術處理可大大降低蟲害的發生[3，4]。前期研究發現，木耳輻照后復水存在軟化現象，本試驗對黑木耳輻照后的軟化機理進行了研究，旨在為輻照技術在木耳上的應用提供理論依據。

1? 材料與方法

1.1? 材料、試劑與儀器

黑木耳由三友（隨州）食品有限公司提供。

無水乙醇AR、甲醛AR、冰醋酸AR、二甲苯AR、番紅AR、甘油AR、切片石蠟AR、磷酸AR、明膠CP、考馬斯亮藍G-250 CP、牛血清白蛋白均購自國藥集團化學試劑有限公司。

電子天平（PTY-A220），福州華志科學儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋（HW·SY21），北京市長風儀器儀表公司;電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9123A）、電熱恒溫培養箱（DNP-9022），上海精宏實驗設備有限公司;離心機（DT5-4B），北京時代北利離心機有限公司;紫外可見分光光度計（TU-1810），北京普析通用儀器有限責任公司;旋轉式粘度計（NDJ-1），上海精密科學儀器有限公司;可調式電熱板（ML-1.5-A），北京市永光明醫療儀器廠;TA-XT PLus質構儀，英國StabLe Micro Systems公司;光學顯微鏡（XSP-2C），上海長方光學儀器有限公司;輪轉式切片機（HHQ-202），金華市華海科教儀器廠。

1.2? 方法

1.2.1? 樣品處理? 稱取一定量黑木耳，以Co60放射源進行輻照處理，輻照劑量分別為0、0.5、1.0、1.5 kGy，每個處理樣品量100 g，輻照后備用。

1.2.2? 輻照黑木耳吸水性的測定[5]? 用電子天平分別稱取10 g不同輻照劑量處理的黑木耳樣品并完全浸沒于40 ℃純凈水中，每隔30 min用濾紙搽去樣品表面的水，稱量，記錄黑木耳復水后的質量。

1.2.3? 輻照黑木耳硬度測定? 樣品處理，黑木耳輻照后40 ℃溫水中復水2 h，然后用質構儀測定硬度（TPA模式下做穿刺）。測定條件，探頭型號，剪切探頭P2;測試模式，穿刺;測試速度，2 mm/s;目標模式，應變;操作類型，Return to start;觸發模式，應力;等待時間，0 s;測試前速度，2.0 mm/s;測試后速度，10.00 mm/s;測試距離，2 mm;觸發應力，10 g;取點頻率，200 pps。

1.2.4? 石蠟切片方法[6，7]

取樣：樣品輻照處理后在40 ℃溫水中復水3 h，然后切成0.5 cm×0.5 cm小塊。

固定：將切好的黑木耳用FAA固定液固定24 h，固定液用量為黑木耳的50倍。

脫水：黑木耳依次用70%、80%、90%、95%、100%乙醇脫水，各1 h。

透明：黑木耳放入等量純乙醇及二甲苯中浸漬1 h，然后轉移到純二甲苯中，浸漬2 h。

透蠟：將黑木耳連同二甲苯一起倒入燒杯中，倒入熔解的石蠟（熔點52～54 ℃）放在59 ℃的溫箱中至石蠟完全熔解，然后倒去含有二甲苯的石蠟并重新加入溶解的石蠟，共換2次即可進行包埋。

包埋：將溶解的石蠟倒入包埋用的紙盒中，然后用鑷子迅速夾取透過蠟的黑木耳小塊平放于紙盒底部，調整材料在石蠟溶液中的位置，待石蠟完全凝固（約30 min）后備用。

切片：用石蠟切片機切片。

貼片：取一片清潔的載玻片，加一滴粘片劑于玻片中央，涂抹形成均勻薄層，加1～2滴蒸餾水于已涂粘片劑的載玻片上，展片臺展片。

染色：切片在二甲苯中脫蠟約30 min，等量純乙醇和二甲苯（各50%）中3 min，100%、95%、90%、80%、70%的乙醇中各3 min，蒸餾水中3 min，再用1%番紅水溶液染色2 h左右，用水洗去多余染液，鏡檢。

1.2.5? 輻照黑木耳多糖黏度測定? 水提醇沉法提取黑木耳多糖，Sevage法除蛋白，硫酸苯酚法測定多糖含量，將提取的多糖按試驗要求調至相應濃度，測定不同溫度下的多糖黏度。

1.2.6? 可溶性蛋白質含量測定? 以牛血清蛋白為標準品，考馬斯亮藍G-250比色法[8]進行測定。

1.3? 數據處理

用Excel和SPSS進行數據處理。

2? 結果與分析

2.1? 不同輻照劑量對黑木耳復水性的影響

不同輻照劑量處理后黑木耳復水情況見表1和圖1。與未輻照黑木耳相比較，輻照黑木耳復水后吸水倍數增加，未輻照黑木耳復水后吸水倍數僅有13.7倍，經1.0 kGy處理后黑木耳吸水倍數可達23.9倍，輻照后黑木耳的吸水能力提高70%以上。試驗中觀察到，未輻照黑木耳復水后表面光滑有彈性，上下表皮之間結合緊密;輻照黑木耳復水后較未輻照黑木耳厚度增加，表面有黏液，上下表皮易分層，子實體軟爛。

2.2? 輻照對復水黑木耳組織結構的影響

由圖2可知，輻照處理后復水黑木耳的硬度顯著下降，0 kGy輻照處理的黑木耳其硬度為356.17 g，0.5 kGy處理組硬度為119.74 g，當劑量上升到1.5 kGy時，硬度僅為68.76 g。

圖3為不同輻照劑量下黑木耳顯微結構圖。經不同劑量輻照后，木耳復水后結構變化明顯，未經輻照木耳復水后菌絲長度大于輻照后木耳;輻照劑量為0.5 kGy時菌絲變粗，長度明顯變短;輻照劑量為1.0 kGy的黑木耳復水后上下表層之間斷裂;輻照劑量為1.5 kGy時黑木耳上下表層之間完全斷裂，上下表皮脫離。

黑木耳復水后，菌絲吸水膨脹，但由于菌絲較長，相當于骨架的作用，所以正常復水后黑木耳有一定的硬度和脆度，輻照后菌絲長度變短，上下表皮之間斷裂，菌絲長度變短，導致黑木耳軟化，且輻照劑量越大軟化越明顯。

2.3? 輻照對黑木耳理化性質的影響

由圖4可知，黑木耳經0、0.5、1.0、1.5 kGy的輻照處理時，其木耳多糖含量總體變化趨勢為先緩慢上升后下降，1.0 kGy處理的黑木耳其木耳多糖含量最高，為3.69 g/100 g，1.5 kGy處理的黑木耳其木耳多糖含量最低，為2.23 g/100 g。與未輻照處理相比，1.5 kGy輻照劑量的黑木耳其木耳多糖的損失率達到31.6%。分析原因可能是由于黑木耳在接受低于1.0 kGy輻照劑量處理時，某些物質組分發生了降解，產生了糖類物質，所以多糖含量出現上升趨勢;當黑木耳受到1.5 kGy劑量的輻照之后，其中的部分多糖分解成單糖或其他物質，導致多糖含量降低。

圖5為不同輻照劑量對黑木耳可溶性蛋白質含量的影響。由圖5可見，隨輻照劑量的增加，黑木耳中可溶性蛋白質含量降低。

圖6、圖7、圖8為溫度和濃度對黑木耳多糖黏度變化的影響。試驗結果表明，黑木耳多糖濃度越高，多糖溶液的黏度就越大;多糖溶液溫度越高其黏度越小。同時，低溫時輻照可以提高多糖溶液的黏度，輻照劑量較高時多糖溶液黏度下降。

黑木耳多糖在一定濃度下多糖分子在-OH、-H健和范德華力相互作用、相互纏繞形成網狀結構，這種網狀結構能夠吸附水分子使其黏度大大提高;輻照后由于多糖分子結構被破壞，多糖分子間形成凝膠的能力降低所以其黏度下降，且輻照劑量越大下降越明顯。溫度增高時分子活動增加，范德華力減小，所以黏度下降。低劑量輻照時可能使黑木耳中-OH和-H鍵暴露得更多，分子之間作用力增強，凝膠性增加;高劑量γ射線對蛋白質構象影響較大，輻照可使蛋白質變性，影響蛋白質卷曲折疊，進而影響其吸水性。黑木耳中的多糖形成糖蛋白結構，蛋白質部分變性后，由多糖和蛋白質共同形成的凝結結構會受影響，表現在凝膠強度和黏度下降等。

3? 小結與討論

黑木耳營養豐富，在中國廣泛栽培，是農戶脫貧致富的主要菌類作物，也是主要的出口菌類。鮮木耳由于含卟啉類物質，食用后人體皮膚在陽光照射下會發生搔癢和水腫，嚴重的可致皮膚壞死，鮮木耳在陽光下暴曬或者加熱可分解卟啉，因此黑木耳一般曬干后再復水即可安全食用。梁宏等[5]研究表明，黑木耳富含羥基、羧基、酰胺基等吸水基團，木耳膠質主要為疏松多孔結構，具有優良的保水及復水能力。本研究發現黑木耳輻照后菌絲趨向于松散、硬度和多糖黏度下降，多糖含量和可溶性蛋白質含量下降，感官表現為黑木耳軟爛。因此推測黑木耳輻照后復水軟爛的原因與γ射線引起的多糖和蛋白質結構變化有關。

黑木耳復水后，菌絲吸水膨脹，但由于菌絲較長，相當于骨架的作用，所以正常復水后黑木耳有一定的硬度和脆度，研究發現輻照后黑木耳菌絲長度變短，從而失去支撐作用，外在表現為黑木耳軟爛。賈利蓉等[9]研究黑木耳罐藏過程中菌絲變粗且菌絲間間距加大，最后菌絲發生斷裂，木耳軟爛，與本試驗結果類似。下一步將研究防止黑木耳輻照變性的方法，為黑木耳產品的輻照加工提供理論依據。

參考文獻：

[1] 魏景超.真菌鑒定手冊[M].上海：上海科學技術出版社，1979.

[2] 林祖鑫.藥食兼用的黑木耳[J].解放軍健康，2005（3）：32-35.

[3] 范林林，韓鵬詳，馮敘橋，等.電子束輻照技術在食品工業應用的研究與進展[J].食品工業科技，2014，35（14）：374-380.

[4] 楊宗渠，朱? 軍，陳海軍，等.利用輻照技術保障食品安全的研究[J].食品科學，2003，24（8）：219-223.

[5] 梁? 宏，黃? 棣，李勤奮，等.青川黑木耳吸水機理研究[J].化學研究與應用，2014（1）：101-104.

[6] 張? 鵬.木耳形態發育及木耳屬次生菌絲和子實體的解剖學研究[D].長春：吉林農業大學，2011.

[7] 王原媛，張定宇，黃春國，等.植物石蠟切片的固定與保存[J].安徽農學報，2010，16（1）：198-200.

[8] 高國全，王桂云.生物化學實驗[M].武漢：華中科技大學出版社，2014.

[9] 賈利蓉，譚? 敏，趙志峰，等.黑木耳軟化機理及護脆方法研究[J].食品科學，2008，29（2）：120-125.