山楂果膠寡糖對(duì)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(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng),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(gè)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(méi)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(xì)菌、酵母和霉菌的生長(zhǎng),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(zhǎng)[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(bào)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(yíng)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(xì)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(shí)還伴隨著微生物滋生以及嚴(yán)重的褐變,致使其在短期內(nèi)就失去商品價(jià)值[7-11]。

本實(shí)驗(yàn)以香菇為試材,通過(guò)不同濃度的山楂果膠寡糖處理,研究其對(duì)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(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng),選擇無(wú)病蟲害,無(wú)損傷,大小形狀基本一致,未開傘的香菇,當(dāng)天送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行保鮮試驗(yàn)。山楂果膠寡糖為實(shí)驗(yàn)室自制;其他試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)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(duì)香菇貯藏保鮮效果的影響

將香菇隨機(jī)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(duì)照組浸泡于去離子水中,進(jìn)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(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 感官評(píng)定

參考文獻(xiàn)[13]的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)香菇的色澤、硬度、氣味3方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 香菇貯藏效果感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards for shiitake mushrooms during storage

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)

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

(1)

褐變度參照王兆升[14]的方法測(cè)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(duì)照,于410 nm波長(zhǎng)處測(cè)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(cè)量；霉菌總數(shù)參照GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)：霉菌和酵母計(jì)數(shù)》的方法測(cè)定；還原糖含量用3，5-二硝基水楊酸比色法[15]測(cè)定；維生素C含量用2，6-二氯靛酚滴定法[15]測(cè)定。

1.3.3 生理生化指標(biāo)

總酚含量采用福林酚法[16]測(cè)定。

多酚氧化酶參考黃赫雁等[17]的方法測(cè)定。準(zhǔn)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?jǐn)?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(zhǎng)410 nm處測(cè)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(shí)驗(yàn)的平均值。數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行顯著性分析,統(tǒng)計(jì)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(duì)香菇貯藏過(guò)程中感官品質(zhì)的影響

由表2可見(jiàn),隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),香菇的外觀品質(zhì),包括色澤、硬度和氣味都有所劣化。與對(duì)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(wú)異味。

表2 山楂果膠寡糖對(duì)香菇保鮮的感官評(píng)價(jià)Table 2 Sensory evaluation of haw pectin oligosaccharides on preservation of shiitake mushrooms

2.2 山楂果膠寡糖對(duì)香菇貯藏過(guò)程中腐爛指數(shù)的影響

由圖1可見(jiàn),隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),香菇的腐爛加劇。與對(duì)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(qiáng)。對(duì)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(duì)照組,說(shuō)明山楂果膠寡糖可以顯著抑制香菇儲(chǔ)藏過(guò)程中的腐爛。

圖1 山楂果膠寡糖對(duì)香菇貯藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)程中失重率的影響

香菇在貯藏期間蒸騰作用會(huì)造成組織水分散失,加之呼吸作用會(huì)消耗細(xì)胞內(nèi)有機(jī)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(duì)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(qiáng)。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(duì)照組降低了41%,說(shuō)明高濃度的山楂果膠寡糖可減緩香菇儲(chǔ)藏過(guò)程中的水分流失,從而降低失重率。

圖2 山楂果膠寡糖對(duì)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(duì)香菇貯藏過(guò)程中霉菌總數(shù)的影響

由圖3可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),香菇中霉菌的生長(zhǎng)速度加快。與對(duì)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(chǔ)藏過(guò)程中霉菌的生長(zhǎng),且濃度越高抑制作用越強(qiáng)。對(duì)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(duì)照組。說(shuō)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(xì)作用機(jī)制有待進(jìn)一步探討。

圖3 山楂果膠寡糖對(duì)香菇貯藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)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(shí)間的延長(zhǎng),含量會(huì)逐漸降低[18]。由圖4可見(jiàn),隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),香菇的還原糖含量逐漸降低。與對(duì)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(duì)照組還原糖含量?jī)H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(duì)照組,說(shuō)明山楂果膠寡糖可有效抑制香菇貯藏過(guò)程中還原糖的降解。

圖4 山楂果膠寡糖對(duì)香菇貯藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)程中維生素C含量的影響

由圖5可見(jiàn),香菇的維生素C含量在貯藏過(guò)程中逐漸降低。與對(duì)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(dá)到0.118 mg/g,約為對(duì)照組的9.8倍,說(shuō)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(duì)香菇貯藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)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(shí),酚類物質(zhì)的氧化會(huì)導(dǎo)致香菇色澤的褐變,影響香菇的商品價(jià)值[24]。由圖6可見(jiàn),香菇的總酚含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。與對(duì)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(duì)照組約2.4倍,說(shuō)明山楂果膠寡糖能夠抑制香菇儲(chǔ)藏過(guò)程中酚類物質(zhì)的氧化變質(zhì),從而使香菇具有良好的營(yíng)養(yǎng)與商品價(jià)值。

圖6 山楂果膠寡糖對(duì)香菇貯藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)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(wú)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(guò)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(jiàn),山楂果膠寡糖處理可以顯著地抑制香菇儲(chǔ)藏保鮮過(guò)程中多酚氧化酶活性,且濃度越高抑制作用越強(qiáng)。與此相對(duì)應(yīng),隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),香菇的褐變程度加劇。而與對(duì)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(guò)抑制香菇的多酚氧化酶活性而降低香菇儲(chǔ)藏過(guò)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(duì)香菇貯藏過(guò)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(chǔ)藏保鮮中,探究了不同濃度山楂果膠寡糖對(duì)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(chǔ)藏過(guò)程中外觀與營(yíng)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(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。與對(duì)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。