海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜对香菇保鲜效果的影响

钱磊1,2,曾祥2,陈天泰3,萧生慧1,崔钨铗1,张业尼4*

(1.天津农学院农学与资源环境学院,天津 300392;2.天祝藏族自治县天蕈种植专业合作社,甘肃 武威 733299;3.天祝县生产力促进中心,甘肃 武威 733299;4.天津农学院食品科学与生物工程学院,天津 300392)

摘 要:为研究海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜对香菇保鲜效果的影响,以香菇为主要试材,分别采用蒸馏水、海藻酸钠、滑菇肽、海藻酸钠-滑菇肽浸泡处理,4 ℃贮藏21 d,每隔3 d 测定感官品质、氧化应激水平、营养成分等指标。结果表明,贮藏21 d 后复合保鲜剂处理能够降低香菇的呼吸强度和失重率,抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的增加和总酚积累,减少褐变的发生;维持较高的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,抑制相对电导率上升和丙二醛(malondialdehyde,MDA)积累;抑制可溶性固形物和维生素C含量下降。综上,海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜对维持香菇采后贮藏品质具有良好效果,能够延长香菇贮藏期。

关键词:海藻酸钠;滑菇肽;香菇;呼吸强度;抗氧化

新鲜香菇含水量高,表面组织脆弱,容易受到机械损伤和微生物污染,采后呼吸和蒸腾作用旺盛,常温贮藏2~3 d 即出现皱缩、褐变、腐烂等品质劣变现象[1]。因此,加强香菇采后保鲜,延长其贮藏期,对产业持续健康发展具有重要意义。

生物涂膜保鲜以天然的多糖类、蛋白类或脂类物质等为涂膜剂,采用浸渍、喷洒或涂抹等方式涂覆果蔬表面,达到保鲜效果,具有安全、可食用、可降解等特点[2-3]。海藻酸钠(sodium alginate,SA)是从海带、菌类或藻类植物中提取的天然多糖类化合物,具有保湿性、抗菌性和成膜性[4],已应用在双孢菇、草菇、香菇等食用菌保鲜上。

近年来,以天然的生物提取物为保鲜剂,将其与涂膜保鲜相结合,研制具有抗氧化或抗菌等特征的复合涂膜是保鲜领域的研究热点。郭瑞等[2]采用海藻酸钠复合保鲜剂处理滑菇,能够抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性,延缓可溶性蛋白降解,抑制丙二醛(malondialdehyde,MDA)和总酚的积累。海藻酸钠与茶多酚涂膜处理可以降低葡萄贮藏期间的失重率,维持较高的可溶性固形物含量,提升果实感官品质[5]

目前,抗氧化肽在果蔬保鲜上应用较少。研究表明,谷胱甘肽处理能够降低荔枝PPO 活性和相对电导率、提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性、降低MDA 含量、维持VC 含量[6]。抗菌肽与壳聚糖复合处理明显延缓黄瓜的腐败,减少维生素C 损失,较好地保持硬度[7]。羧甲基壳聚糖与滑菇肽涂膜能够抑制杏鲍菇贮藏期间感官品质劣变,延缓衰老进程,降低营养损失[8]

本课题组前期采用酶法水解滑菇蛋白制备抗氧化肽[9],研究发现滑菇肽能够维持香菇贮藏期间SOD 和CAT 活性、抑制PPO 活性。本文研究海藻酸钠与滑菇肽(Pholiota nameko peptides,PNP)复合涂膜对香菇的保鲜效果,以期为开发香菇复合生物保鲜剂及延长其贮藏期提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香菇:采自天津市食用菌技术工程中心,挑选菇体完整、无病虫害、无机械损伤、七八分熟、大小均一、表面光洁的香菇,采后运至天津农学院。

SOD 测试盒、CAT 测试盒、PPO 测试盒:南京建成生物工程研究所有限公司;海藻酸钠(化学纯,≥99.5%)、碳酸钠(纯度≥99.0%)、硫代巴比妥酸(纯度≥98.5%)、氯化钙(纯度≥96.0%)、磷酸二氢钠(纯度≥99.0%)、磷酸氢二钠(纯度≥99.0%):北京索莱宝科技有限公司;碱性蛋白酶(3 500 U/g)、风味蛋白酶(3 000 U/g):天津市诺奥科技发展股分有限公司。

1.2 仪器与设备

分析天平(FA2004C 型):上海越平科学仪器有限公司;便携式红外线CO2 分析仪(GXH-3010E 型):北京市华云分析仪器研究所有限公司;恒温恒湿箱(LHS-250HC-II 型):上海一恒科学仪器有限公司;pH 计(PHS-3C 型):上海精密科学仪器有限公司;紫外可见分光光度计(TU-1810 型):北京普析通用仪器有限责任公司;高速冷冻离心机(GL-20C 型):上海安亭科学仪器厂;磁力加热搅拌器(HJ-6 型):常州国华电器有限公司;超声波细胞粉碎机(JY92-IIDN 型):宁波新芝生物科技股份有限公司;保鲜箱(10 L):中国欧宝森公司;电导率仪(DDBJ-350 型):上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 滑菇肽制备

根据文献[9]的方法提取滑菇子实体中的粗蛋白,配制底物浓度30 g/L 的粗蛋白溶液,置于超声波细胞粉碎机中,在功率300 W、温度40 ℃下处理20 min;置于55 ℃水解反应器中,调节pH 值至9.0,加入3 500 U/g 碱性蛋白酶,水解3.5 h;水解结束后80 ℃处理20 min,冷却,6 000 r/min 离心20 min,取上清液;置于55 ℃水解反应器中,调节pH 值至7.0,加入3 000 U/g 风味蛋白酶,水解1.5 h;水解结束后80 ℃处理20 min,冷却,6 000 r/min 离心20 min,取上清液,浓缩,冷冻干燥,即得滑菇肽。

1.3.2 香菇保鲜

称取10 g SA 或1 g PNP,加入盛有1 L 蒸馏水的烧杯中,置于磁力加热搅拌器上,50 ℃混匀,蒸馏水定容至1 L,即得1%SA 溶液(记作SA)或0.1%PNP 溶液(记作PNP)。称取5 g SA 和0.5 g PNP,加入盛有1 L蒸馏水的烧杯中,置于磁力加热搅拌器上,50 ℃混匀,蒸馏水定容至1 L,即得0.5% SA-0.05%PNP 溶液(记作SA-PNP)。

将香菇随机分为4 组(SA 组、PNP 组、SA-PNP 组、CK 组),按香菇与保鲜液1∶5(g/mL)的料液比分别放入SA、PNP、SA-PNP,20 ℃浸泡2 min,以蒸馏水为对照(CK)组,然后在2% 氯化钙溶液中浸泡2 min,取出后置于40 目筛盘沥干水分。装入保鲜盒,密封,置于温度(4.0±0.5)℃、相对湿度(85±5)%的恒温恒湿箱中贮藏21 d,每3 d 取样测定指标,每个处理重复3 次。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 失重率测定

采用称量法,每个处理随机取5 个香菇,称重,重复3 次,取平均值。失重率(W,%)计算公式如下。

式中:m1 为贮藏前质量,g;m2 为贮藏后质量,g。

1.3.3.2 呼吸强度测定

采用静置法测定[10-11],每个处理称取100 g 香菇,置于保鲜箱中,20 ℃密闭2 h 后测定顶空CO2 含量,重复3 次,取平均值。以每千克样品每小时释放的CO2质量表示,即mg/(kg·h)。

1.3.3.3 褐变度测定

称取5 g 香菇,置于盛有50 mL 蒸馏水的烧杯中,沸水浴5 min,置于研钵中,冰浴研磨成匀浆,蒸馏水定容至50 mL,10 000 r/min 离心10 min,取上清液,20 ℃保温5 min,测定410 nm 处的吸光度,计算褐变度[12]

1.3.3.4 相对电导率测定

采用电导率仪测定[13],称取5 g 香菇,置于盛有50 mL 蒸馏水的烧杯中,测定电导率P0,浸泡10 min 测定电导率P1,沸水浴10 min,冷却至20 ℃,蒸馏水补至50 mL,测定电导率P2,相对电导率(D,%)计算公式如下。

1.3.3.5 MDA 含量测定

采用硫代巴比妥酸法测定[3,14],称取1 g 香菇,置于研钵中,加入5 mL 10% 三氯乙酸溶液,研磨成匀浆,5 000 r/min 离 心10 min,取 上 清 液2 mL 移 至10 mL 试管,加入2 mL 0.6% 硫代巴比妥酸溶液,混匀,以蒸馏水为对照,沸水浴10 min,冷却,5 000 r/min离心10 min,取上清液,测定532 nm 处的吸光度,MDA含量(M,nmol/g)计算公式如下。

式中:A 测定为样品吸光度;A 空白为蒸馏水吸光度;A 标准为标准品吸光度;C 标准为标准品浓度,10 nmol/mL;C 测定为样品浓度,g/mL。

1.3.3.6 酶活性测定

称取2 g 香菇,置于研钵中,加入10 mL 预冷的pH7.0、0.1 mol/L 磷酸缓冲液,冰浴研磨成匀浆,4 ℃、10 000 r/min 离心10 min,取上清液,备用[15]。根据测试盒说明书,采用黄嘌呤氧化酶法测定SOD 活性、紫外吸收法测定CAT 活性、邻苯二酚法测定PPO 活性,重复3 次,取平均值。

1.3.3.7 总酚含量测定

称取10 g 香菇,置于研钵中,加入50 mL 蒸馏水,冰浴研磨成匀浆,8 000 r/min 离心10 min,取上清液1 mL,置于容量瓶中,加入50 mL 蒸馏水和5 mL 福林酚试剂,混匀,加入10 mL 饱和碳酸钠溶液,混匀,蒸馏水定容至100 mL,20 ℃暗处静置2 h,测定765 nm 处的吸光度,总酚含量(Z,mg/100 g)计算公式如下[16-17]

式中:A 测定为样品吸光度;A 空白为蒸馏水吸光度;A 标准为标准品吸光度;C 标准为标准品浓度,mg/mL;C 测定为样品浓度,g/mL。

1.3.3.8 可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量测定

采用折光仪测定可溶性固形物含量。

1.3.3.9 VC 含量测定

采用紫外快速测定法[18],称取1 g 香菇,加入5 mL 1% 盐酸溶液,匀浆,移至10 mL 容量瓶,蒸馏水定 容。4 ℃、10 000 r/min 离 心10 min,取 上 清 液0.2 mL,移至10 mL 容量瓶,加入0.2 mL 10% 盐酸溶液,蒸馏水定容,以蒸馏水为对照,测定243 nm 处的吸光度,VC 含量(C,mg/100 g)计算公式如下。

式中:A 测定为样品吸光度;A 空白为蒸馏水吸光度;A 标准为标准品吸光度;C 标准为标准品浓度,µg/mL;C 测定为样品浓度,mg/mL。

1.4 数据处理

各指标重复测定3 次,结果以平均值±标准差表示。采用Excel 软件作图,SPSS 17.0 软件分析数据,采用邓肯氏多重比较法进行显著性分析,P<0.05 表示差异显著,P<0.01 表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 保鲜剂处理对失重率的影响

香菇采后蒸腾和呼吸作用强烈,水分散失严重,子实体容易出现疲软、皱缩等现象,导致品质下降,因此,失重率是检验保鲜效果的重要指标。保鲜剂处理对失重率的影响见图1。

图1 保鲜剂处理对失重率的影响
Fig.1 Effect of preservative treatment on weight loss

由图1 可知,随着贮藏时间延长失重率逐渐上升,CK 组失重率始终高于各处理组。贮藏3 d 时CK 组失重率显著高于各处理组(P<0.05),但各处理组间无显著差异(P>0.05)。贮藏21 d 时CK 组失重率最高,为8.59%,SA 组、PNP 组和SA-PNP 组分别为5.83%、6.31%和4.97%,显著低于CK 组(P<0.05),且SA-PNP组与SA 组、PNP 组存在显著性差异(P<0.05)。

2.2 保鲜剂处理对呼吸强度的影响

香菇采后依靠呼吸作用消耗自身营养成分获得维持生命活动所需能量,呼吸强度大小影响贮藏特性,呼吸强度越高耐贮性越差。保鲜剂处理对呼吸强度的影响见图2。

图2 保鲜剂处理对呼吸强度的影响
Fig.2 Effect of preservative treatment on respiratory intensity

由图2 可知,呼吸强度呈先下降后上升再下降的趋势,各处理组呼吸强度始终低于CK 组。贮藏前期呼吸强度呈下降趋势,分析原因是香菇采摘时受到田间热和机械伤害所致,初始呼吸强度较高,而低温冷藏抑制呼吸强度。随着香菇后熟作用,呼吸强度逐渐上升。贮藏9 d 时CK 组和PNP 组呼吸强度达到峰值,分别为284.7、246.1 mg/(kg·h),而SA 组和SA-PNP 组呼吸高峰推迟3 d 出现,呼吸强度分别为222.7、201.5 mg/(kg·h),表明保鲜剂处理能够抑制呼吸作用,降低呼吸强度。随着香菇衰老,呼吸强度逐渐减弱,贮藏21 d 时各处理组呼吸强度显著低于CK 组(P<0.05),且复合处理抑制呼吸强度的效果优于单独处理。

2.3 保鲜剂处理对褐变度的影响

香菇采后容易发生褐变,降低商品价值及营养价值,褐变度是衡量品质的重要指标。保鲜剂处理对褐变度的影响见图3。

图3 保鲜剂处理对褐变度的影响
Fig.3 Effect of preservative treatment on browning degree

由图3 可知,随着贮藏时间延长褐变度呈上升趋势,CK 组褐变度上升最快,各处理组褐变度始终低于CK 组。贮藏21 d 时,CK 组褐变度为0.65,SA 组、PNP组和SA-PNP 组分别为0.57、0.53、0.45,显著低于CK组(P<0.05),且SA-PNP 组褐变度显著低于SA 组和PNP 组(P<0.05)。因此,保鲜剂处理能够延迟褐变发生,且复合处理对褐变度抑制率高于单独处理。

2.4 保鲜剂处理对总酚含量的影响

香菇采后褐变导致感官品质降低,酶促褐变由PPO 作用于酚类物质引起,褐变程度与总酚含量密切相关[2,17]。Ye 等[19]研究表明总酚含量和褐变程度具有相关性。保鲜剂处理对总酚含量的影响见图4。

图4 保鲜剂处理对总酚含量的影响
Fig.4 Effect of preservative treatment on total phenols

由图4 可知,随着贮藏时间延长,总酚含量呈先增加后减小的趋势,这可能是因为香菇受到机械损伤或环境胁迫,贮藏前期促使酚类物质产生,参与组织愈伤过程以及增强对不良环境的抗逆性,而贮藏后期水分散失严重,膜脂过氧化作用加剧,细胞膜损伤导致被膜结构隔离的酚类底物与酶类反应,造成酚类物质减少。贮藏6 d 时各组总酚含量达到最大值,随着香菇衰老,总酚含量逐渐下降,但CK 组较各处理组下降缓慢。贮藏21 d 时CK 组总酚含量为31.6 mg/100 g,SA 组、PNP 组和SA-PNP 组分别为27.4、25.7、19.1 mg/100 g,与CK 组存在显著差异(P<0.05),且SA-PNP 组总酚含量显著低于SA 组和PNP 组(P<0.05),但两组间无显著差异(P>0.05)。

2.5 保鲜剂处理对PPO 活性的影响

PPO 催化酚类物质转化为醌类物质,发生褐变反应,在酶促褐变中起主要作用。保鲜剂处理对PPO 活性的影响见图5。

图5 保鲜剂处理对PPO 活性的影响
Fig.5 Effect of preservative treatment on PPO activity

由图5 可知,随着贮藏时间延长,PPO 活性逐渐上升。CK 组PPO 活性上升较快,各处理组PPO 活性上升较慢,且始终低于CK 组。贮藏21 d 时,CK 组PPO活性最高,为363.6 U/g,SA 组、PNP 组和SA-PNP 组分别为301.5、272.8、232.3 U/g,各处理组与CK 组间差异显著(P<0.05),且SA-PNP 组PPO 活性显著低于SA组和PNP 组(P<0.05)。

2.6 保鲜剂处理对相对电导率的影响

果蔬品质劣变伴随细胞膜损伤,表现为膜通透性增加,细胞浸提液相对电导率增大,因此,相对电导率能够反映细胞膜损伤程度。保鲜剂处理对相对电导率的影响见图6。

图6 保鲜剂处理对相对电导率的影响
Fig.6 Effect of preservative treatment on relative conductivity

由图6 可知,随着贮藏时间延长相对电导率逐渐上升,但各处理组相对电导率始终低于对照组。贮藏21 d 时,CK 组相对电导率为37.2%,SA 组、PNP 组、SA-PNP 组分别为32.7%、31.5%、24.2%,显著低于CK组(P<0.05),且SA-PNP 组相对电导率显著低于SA 组和PNP 组(P<0.05),但两组间无显著差异(P>0.05)。因此,保鲜剂处理能够降低细胞膜损伤程度,抑制相对电导率上升,降低细胞膜通透性,且复合处理效果优于单独处理。

2.7 保鲜剂处理对MDA 含量的影响

香菇在衰老过程中产生自由基,诱导膜脂过氧化,导致细胞膜损伤,过氧化程度越高,细胞膜损伤程度越高[2,15]。MDA 是膜脂过氧化的重要产物,其含量反映膜脂过氧化程度。保鲜剂处理对MDA 含量的影响见图7。

图7 保鲜剂处理对MDA 含量的影响
Fig.7 Effect of preservative treatment on MDA content

由图7 可知,MDA 含量随贮藏时间延长逐渐上升。CK 组MDA 含量上升较快,各处理组上升较慢,表明各处理组膜脂过氧化较CK 组缓慢。贮藏21 d时,CK 组MDA 含量为2.97 nmol/g,SA 组、PNP 组、SAPNP 组MDA 含量分别为2.67、2.51、2.11 nmol/g,显著低于对照组(P<0.05),且SA-PNP 组显著低于SA 组和PNP 组(P<0.05)。因此,保鲜剂处理能够抑制MDA 含量积累,减缓膜脂过氧化程度,延缓香菇衰老。

2.8 保鲜剂处理对SOD 活性和CAT 活性的影响

保鲜剂处理对SOD 活性和CAT 活性的影响见表1。

表1 保鲜剂处理对SOD 活性和CAT 活性的影响
Table 1 Effect of preservative treatment on activities of SOD and CAT

注:同行同一指标不同小写字母表示同一贮藏时间不同处理组差异显著,P<0.05。

贮藏时间/d 03691 2 15 18 21 SOD 活性/(U/g)CK 组46.35±2.78a 57.06±3.71c 66.05±4.62c 63.26±3.80d 58.08±3.78d 49.68±2.98c 47.07±2.59c 38.44±1.92c SA-PNP 组46.35±2.78a 61.03±4.27b 69.32±4.85c 72.25±4.34c 66.58±4.66c 54.71±3.28b 53.43±3.21b 47.05±2.59b PNP 组46.35±2.78a 65.28±4.57b 73.19±5.12b 77.05±5.39b 71.01±4.97b 66.51±4.66a 63.72±4.46a 53.79±3.50a SA 组46.35±2.78a 72.18±5.41a 79.45±5.96a 84.51±6.76a 77.51±5.81a 69.05±5.18a 65.31±4.90a 63.36±4.44a CAT 活性/(U/g)CK 组15.06±0.75a 17.55±0.87a 23.41±1.40c 26.17±1.83c 22.95±1.37d 21.57±1.29d 20.45±1.22d 18.67±0.93d SA-PNP 组15.06±0.75a 17.71±0.88a 26.03±1.82b 30.01±2.40b 25.71±1.80c 25.23±1.76c 23.56±1.41c 21.86±1.31c PNP 组15.06±0.75a 18.37±0.91a 30.01±2.40a 33.53±2.68a 29.07±2.03b 27.62±1.93b 26.28±1.84b 24.15±1.44b SA 组15.06±0.75a 18.51±0.92a 31.27±2.50a 35.08±3.15a 33.31±2.66a 31.14±2.49a 30.02±2.40a 29.05±2.03a

由表1 可知,SOD 活性随贮藏时间延长呈先上升后下降的趋势。贮藏6 d 时CK 组SOD 活性达到最大值,为66.05 U/g,之后迅速下降,而SA 组、PNP 组、SAPNP 组SOD 活性均在第9 天出现峰值,分别为72.25、77.05、84.51 U/g。随着香菇衰老,各处理组SOD 活性逐渐下降,但较CK 组下降缓慢。贮藏21 d 时CK 组SOD 活性为38.44 U/g,SA-PNP 组、PNP 组、SA 组分别为47.05、53.79、63.36 U/g,显著高于对照组(P<0.05)。因此,保鲜剂处理能够抑制以及延缓贮藏前期SOD 活性的上升,贮藏后期维持较高的SOD 活性,延缓衰老进程。

由表1 可知,随着贮藏时间延长CAT 活性呈先上升后下降的趋势。贮藏6 d 时CK 组CAT 活性上升幅度最小,始终低于各处理组。贮藏21 d 时SA-PNP 组、PNP 组、SA 组CAT 活性分别为CK 组的117.09%、129.35% 和155.60%,显著高于对照组(P<0.05),且各处理组间存在显著差异(P<0.05),表明保鲜剂处理能够提高贮藏期间的CAT 活性,从而增强清除自由基能力,且复合处理效果优于单独处理。

2.9 保鲜剂处理对VC 含量和TSS 含量的影响

VC 可以清除自由基,保护细胞免受膜脂过氧化,延缓衰老进程。保鲜剂处理对VC 含量和TSS 含量的影响见表2。

表2 保鲜剂处理对VC 含量和TSS 含量的影响
Table 2 Effect of preservative treatment on VC and TSS content

注:同行同一指标不同小写字母表示同一贮藏时间不同处理组差异显著,P<0.05。

贮藏时间/d 03691 2 15 18 21 VC 含量/(mg/100 g)CK 组4.55±0.22a 5.11±0.40b 6.09±0.48b 4.69±0.32c 4.51±0.31d 3.53±0.17d 3.27±0.16d 2.58±0.12d SA-PNP 组4.55±0.22a 5.32±0.42b 6.28±0.50b 5.65±0.45b 4.98±0.39c 4.03±0.28c 3.67±0.22c 3.05±0.18c PNP 组4.55±0.22a 5.43±0.43b 6.45±0.51b 5.81±0.46b 5.52±0.44b 4.35±0.30b 4.05±0.28b 3.57±0.21b SA 组4.55±0.22a 5.93±0.47a 6.82±0.54a 6.29±0.50a 6.05±0.48a 5.15±0.41a 4.73±0.33a 4.31±0.30a TSS 含量/%CK 组5.03±0.35a 5.64±0.39b 6.81±0.47b 6.45±0.45b 5.75±0.40c 4.71±0.28c 4.52±0.27d 3.81±0.19c SA-PNP 组5.03±0.35a 5.83±0.40b 7.22±0.50b 7.14±0.50a 6.35±0.44b 5.87±0.41b 5.53±0.38b 4.81±0.28b PNP 组5.03±0.35a 5.77±0.40b 7.13±0.49b 6.66±0.46b 6.05±0.42c 5.77±0.40b 5.07±0.35c 4.71±0.28b SA 组5.03±0.35a 6.28±0.44a 7.69±0.53a 7.32±0.51a 7.07±0.49a 6.35±0.44a 6.05±0.42a 5.45±0.38a

由表2 可知,VC 含量随贮藏时间延长呈先升高后降低的趋势,分析原因是贮藏前期VC 以合成代谢为主,之后分解代谢及抗氧化反应起主要作用。贮藏6 d时各组VC 含量达到最大值,CK 组、SA-PNP 组、PNP组、SA 组分别为6.09、6.28、6.45、6.82 mg/100 g,SAPNP 组VC 含量显著高于CK 组(P<0.05)。贮藏21 d时CK 组VC 含量为2.58 mg/100 g,SA-PNP 组、PNP组、SA 组VC 含量分别为3.05、3.57、4.31 mg/100 g,显著高于对照组(P<0.05),且各处理组间存在显著性差异(P<0.05)。因此,保鲜剂处理能够延缓VC 氧化分解,抑制VC 含量下降,且复合处理效果优于单独处理。

香菇在成熟衰老过程中降解有机酸、消耗糖类及蛋白质等营养物质,造成TSS 含量下降。TSS 含量作为评价营养品质的重要指标,反映子实体衰老程度[15]。由表2 可知,TSS 含量随贮藏时间延长呈先增加后降低的趋势,这可能是因为香菇采后逐渐成熟,不溶性物质转化为TSS,其含量逐渐增加,之后由于呼吸作用的消耗,导致含量降低。贮藏6 d 时TSS 含量达到最大值,CK 组、SA-PNP 组、PNP 组、SA 组分别为6.81、7.22、7.13、7.69 mg/100 g。之后TSS 含量逐渐降低,但各处理组TSS 含量始终高于对照组。贮藏21 d 时CK组TSS 含量最低,与各处理组存在显著差异(P<0.05),且SA-PNP 组显著高于SA 组和PNP 组(P<0.05),但SA 组与PNP 组无显著差异(P>0.05)。

3 讨论与结论

香菇采后因蒸腾和呼吸作用引起细胞内游离水和水溶性成分散失,同时以释放CO2 的形式造成有机物损失[20]。海藻酸钠因为羧基负电荷的排斥作用以及亲水基团作用而具有保水性,可以减缓水分蒸腾、延缓萎蔫、降低失重率。同时海藻酸钠具有成膜性,在表面形成气体选择渗透性薄膜,在内部形成低O2 高CO2 浓度微气调环境,抑制呼吸作用,降低营养物质消耗[21]。本试验发现复合保鲜剂处理能够抑制香菇贮藏期间呼吸强度、降低水分损失和营养物质消耗,保鲜效果优于海藻酸钠单独处理。

MDA 既能诱发脂质过氧化作用,又能致使膜蛋白聚合,降低膜脂不饱和度,引起细胞膜流动性降低和通透性增加,导致细胞膜损伤[2]。SOD 和CAT 能够清除·O2-和H2O2,维持活性氧代谢平衡、减少自由基对细胞膜损伤[22]。本试验发现复合保鲜剂处理促使SOD和CAT 被激活,贮藏前期SOD 活性和CAT 活性快速上升并维持较高活性,贮藏后期延缓SOD 活性和CAT活性的下降,从而降低MDA 生成速率、抑制膜脂过氧化进程、维持细胞膜完整结构。

褐变是香菇采后品质劣变的重要表现,PPO 诱发的酶促褐变是最主要原因,而酚类物质是酶促褐变的重要底物。在正常生理情况下,酚类物质与酶类区域化分布,作为呼吸传递体的酚-醌氧化还原系统保持动态平衡,香菇不发生褐变;当细胞膜损伤、膜结构被破坏时,原本无法接触的酚类物质与酶类相互接触,在O2 作用下导致褐变发生[22]。本试验发现复合保鲜剂处理能够抑制PPO 活性以及酚类物质积累,从而延缓酶促褐变进程。分析原因是海藻酸钠在香菇表面形成透气性薄膜,有利于维持细胞膜结构完整性,减少PPO与酚类底物接触;滑菇肽具有清除自由基能力,减少自由基对细胞膜损伤、抑制MDA 积累、减缓膜脂过氧化程度。

VC 容易被氧化降解,与游离氨基酸反应生成有色物质,以其为代表的非酶促褐变也是导致褐变的重要因素[10]。TSS 含量与细胞渗透压成正比,TSS 含量高则细胞持水能力强,能够防止水分渗透到细胞外,防止营养物质损失。本试验发现复合保鲜剂处理能够减缓TSS 含量和VC 含量的下降,这可能是因为保鲜剂在香菇表面形成选择透气性薄膜,抑制呼吸作用、降低营养成分消耗。

本研究发现海藻酸钠和滑菇肽复合处理对香菇具有良好的保鲜效果,表现在降低失重率、呼吸强度、褐变度、总酚含量、PPO 活性、MDA 含量和相对电导率,提高SOD 活性、CAT 活性、VC 含量和TSS 含量等方面,这可能主要与海藻酸钠的成膜性、滑菇肽的抗氧化性密切相关,前者在形成微环境气调方面起主要作用,后者在改善氧化应激水平上起主要作用。

海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜能够降低香菇采后贮藏期间的失重率和呼吸强度,抑制感官品质劣变;维持较高的SOD 活性和CAT 活性,抑制MDA 含量和PPO活性的增加,阻止酶促褐变的发生;减缓可溶性固形物和VC 含量的下降,延缓后熟老化进程,维持营养品质。因此,海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜对香菇具有良好的保鲜效果。

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Effect of Complex Coating of Sodium Alginate and Pholiota nameko Peptides on Fresh Keeping of Lentinus edodes

QIAN Lei1,2,ZENG Xiang2,CHEN Tiantai3,XIAO Shenghui1,CUI Wujia1,ZHANG Yeni4*

(1.College of Agronomy&Resources and Environment,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300392,China;2.Tianzhu Tianxun Farmer Professional Cooperative,Wuwei 733299,Gansu,China;3.Tianzhu Productivity Promotion Center,Wuwei 733299,Gansu,China;4.College of Food Science and Biotechnology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300392,China)

Abstract: The objective of the present study was to investigate the effect of sodium alginate and Pholiota nameko peptides on fresh keeping of Lentinus edodes. L. edodes was coated with distilled water,sodium alginate,P. nameko peptides,and the combination of sodium alginate and P. nameko peptides,respectively,and then stored at 4 ℃for 21 d. The changes in sensory quality,oxidative stress level,nutrients,and so on were measured every three days.The results showed that after 21 d,each coating treatment group was effective in reducing the respiration rate and weight loss,as well as inhibiting the increase in total phenol and polyphenol oxidase activity to reduce the browning degree. Meanwhile,it maintained the activities of superoxide dismutase and catalase and inhibited the increase in malondialdehyde and relative conductivity. Moreover,it retained higher soluble solids and vitamin C content. Therefore,sodium alginate and P. nameko peptides have a better effect on keeping the storage quality of L.edodes and could prolong the shelf life.

Key words: sodium alginate;Pholiota nameko peptides;Lentinus edodes;respiration intensity;antioxidant

DOI: 10.12161/j.issn.1005-6521.2024.24.006

基金项目: 甘肃省科技计划项目(23CXNH0009);甘肃省中央引导地方科技发展资金项目(24ZYQH006);天津市大学生创新创业训练项目(202310061181、202310061157);天津市蔬菜现代农业产业技术体系创新团队(ITTVRS2024016)

作者简介: 钱磊(1982—),男(汉),副研究员,博士,研究方向:食用菌栽培、保鲜与加工。

*通信作者: 张业尼(1984—),女(汉),讲师,博士,研究方向:天然活性产物研究与开发。

引文格式:

钱磊,曾祥,陈天泰,等.海藻酸钠与滑菇肽复合涂膜对香菇保鲜效果的影响[J].食品研究与开发,2024,45(24):42-49.

QIAN Lei,ZENG Xiang,CHEN Tiantai,et al. Effect of Complex Coating of Sodium Alginate and Pholiota nameko Peptides on Fresh Keeping of Lentinus edodes[J].Food Research and Development,2024,45(24):42-49.

加工编辑:张昱

收稿日期:2024-01-25