趙秋月,方 琪
(1.綿陽師范學(xué)院,四川 綿陽 621000;2.固體發(fā)酵資源利用四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 宜賓 644000)
平菇(Pleurotus ostreatus) 又被稱為秀珍菇,屬于擔(dān)子菌門 (Basidiomycotina) 側(cè)耳屬 (Pleurotus),是一種常見并且廣泛栽培的食用菌,也是我國食用菌主要栽培的品種之一[1]。平菇具有味道鮮美、肉質(zhì)肥嫩、營養(yǎng)物質(zhì)豐富的優(yōu)點(diǎn),其含有高蛋白物質(zhì)和較低的脂肪含量,并且維生素種類及含量豐富,如VB1、VB2、VC等[2]。平菇是一種藥食同源的食用菌,具備較高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。平菇中的一些活性物質(zhì)具有降血壓、降低膽固醇和改善人體新陳代謝等功能[3-6],除此之外,平菇還具有養(yǎng)胃、補(bǔ)脾、驅(qū)寒、除濕、提高人體自身免疫力等作用[7],經(jīng)常食用平菇還可以有效預(yù)防十二指腸潰瘍、胃潰瘍和肝炎等疾病[8]。平菇主要的生理活性成分是平菇多糖。近年來,平菇多糖因具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化等多種生物學(xué)活性而備受關(guān)注[9]。因此,長期食用平菇對維持人體健康具有積極影響。
隨著人們飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)整,平菇作為功能性食品逐漸走上了百姓的餐桌,其品質(zhì)也逐漸引起了人們關(guān)注。平菇采摘后基本的生命活動(dòng)并沒有停止,如呼吸作用,仍然會(huì)影響其生理機(jī)能、品質(zhì)變化以及貯藏時(shí)間等[10]。平菇在貯藏期間,其有機(jī)物質(zhì)被氧化、分解,水分逐漸喪失,排出二氧化碳,這些代謝活動(dòng)會(huì)對平菇的外觀和食用價(jià)值產(chǎn)生影響[10-12]。這些生理特征使采摘后的平菇在常溫下不易長時(shí)間存放,在未采取任何貯藏手段的情況下,平菇品質(zhì)極易發(fā)生劣變甚至腐爛,對經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失。因此,延長平菇的貯藏時(shí)間對平菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要作用。目前,延長蔬菜水果貯藏時(shí)間的方法有很多,其中低溫貯藏是運(yùn)用最廣泛、成本較低的貯藏方法[13-14]。
關(guān)于低溫貯藏研究多集中于4℃貯藏、常溫和低溫交替大跨度范圍[15-17],但對于低溫變溫研究較少。因此,研究不同低溫條件對平菇抗氧化系統(tǒng)的影響,以期為平菇的冷鏈運(yùn)輸、貯藏保鮮提供理論依據(jù)。
供試平菇:選用由綿陽農(nóng)科院食用菌研究所提供的P14菌種。2019年秋季在綿陽師范學(xué)院氣候室進(jìn)行栽培,出菇后選取色澤正常、菇體完整、無機(jī)械損傷、無病蟲害和朵形一致的新鮮平菇子實(shí)體進(jìn)行試驗(yàn)。
1.2.1 主要器材
FA3104N型天平(十萬分之一),上海菁海儀器有限公司;TG16K-II式高速離心機(jī),上海繼譜電子科技有限公司;HH-6水浴鍋,上海勝衛(wèi)電子科技有限公司;U2000PRO紫外分光光度計(jì),上海奧析科學(xué)儀器有限公司;BGZ-146電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;LHP-300恒溫恒濕培養(yǎng)箱,常州普天儀器制造有限公司;BCD-265EMTISEI冰箱,三星。
1.2.2 主要試劑
95%乙醇(分析純)、30%過氧化氫(分析純),成都金山化學(xué)試劑有限公司;蒽酮、2-硫代巴比妥酸(生化試劑)、2-甲氧基酚(愈創(chuàng)木酚)(化學(xué)純),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;磷酸氫二鉀(分析純)和磷酸二氫鉀(分析純),天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;三氯乙酸(分析純)、偏磷酸(分析純),上海展云化工有限公司;氫氧化鈉(分析純),成都科隆化學(xué)品有限公司;抗壞血酸,天津市福晨化學(xué)試劑廠;硫酸(分析純)、鹽酸(分析純)、焦性沒食子(分析純),成都科龍化工試劑廠。
平菇在采摘后2 h內(nèi)移至實(shí)驗(yàn)室,把平菇的栽培基質(zhì)清除干凈并剪掉菇柄基部老化部分,然后將試驗(yàn)平菇分為4份,每份0.5 kg。分別于0℃、2℃、4℃、25℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行貯藏處理,每個(gè)處理重復(fù)3次,自采摘當(dāng)天開始,每天取樣進(jìn)行測定,連續(xù)測定5 d。
取樣品1 g~10 g進(jìn)行研磨后,分別按照以下方法測定各指標(biāo)。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力的測定采用鄰苯三酚自養(yǎng)化法[18];過氧化物酶(peroxidase,POD) 活力的測定采用愈創(chuàng)木酚法[19];丙二醛(malondialdehyde,MDA) 含量的測定采用硫代巴比妥酸法[20];可溶性糖濃度的測定采用硫代巴比妥酸法[20];VC含量的測定采用分光光度計(jì)法[20]。
利用SPSS和Excel數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析。
不同溫度處理對SOD活性的影響見圖1。
圖1 不同貯藏溫度下SOD活性的變化Fig.1 Changes of superoxide dismutaxe activity of Pleurotus ostreatus at different storage temperatures
由圖1可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長,25℃處理的平菇SOD活性呈逐漸降低趨勢;而低溫貯藏后的平菇SOD活性均呈現(xiàn)先下降、后升高、再下降的趨勢。處理第2天,0℃、2℃、4℃、25℃處理與采摘當(dāng)天比較,SOD 活性分別降低了 0.064 U·mg-1、0.094 U·mg-1、0.070 U·mg-1、0.143 U·mg-1,25℃處理SOD活性降低的最快,0℃處理SOD活性降低的最快;0℃、2℃、4℃處理與25℃處理比較,SOD活性分別高于 25℃處理 51.73%,32.44%,45.45%。這可能是由于低溫處理不利于子實(shí)體的呼吸代謝等活動(dòng),出現(xiàn)了過多的自由基,細(xì)胞為了維持代謝活動(dòng),細(xì)胞適應(yīng)性的提升了SOD活性,來清除過多的自由基,維持細(xì)胞的呼吸,從而造成低溫處理SOD活性增加。且低溫各處理與25℃比較,差異顯著(P<0.05)。第3天、第4天、第5天各低溫處理變化趨勢均與第2天的變化趨勢一致,SOD活性均高于25℃處理,低溫處理2℃、4℃子實(shí)體內(nèi)SOD有相對較高的酶活性,可能是由于子實(shí)體內(nèi)防御系統(tǒng)調(diào)節(jié)適應(yīng)能力,而出現(xiàn)酶活性提高的反應(yīng)。
不同溫度處理對POD活性的影響見圖2。
圖2 不同貯藏溫度下平菇POD活性變化Fig.2 Changes of peroxidaxe activity of Pleurotus ostreatus at different storage temperatures
由圖2可知,不同低溫處理下,平菇中的POD活性基本呈現(xiàn)出比對照組低的現(xiàn)象,且平菇在貯藏前2 d其POD活性基本保持不變,但是隨著貯藏時(shí)間的延長,POD活性在第3天便逐漸升高,分別升高 0.003 2 U·g-1min-1、0.002 9 U·g-1min-1、0.001 0 U·g-1min-1、0.000 9 U·g-1min-1,但各處理間差異不顯著(P<0.05)。在貯藏到第5天時(shí),4個(gè)溫度下的POD活性均升高為試驗(yàn)期的最大值,分別升高0.017 2 U·g-1min-1、0.014 7 U·g-1min-1、0.003 8 U·g-1min-1、0.010 0 U·g-1min-1,4 種溫度處理間差異顯著 (P<0.05)。其中,0℃、2℃、4℃處理的 POD 活性均低于25℃處理,2℃處理的平菇POD活性升高最小,這說明當(dāng)平菇在2℃條件下貯藏時(shí),對平菇膜系統(tǒng)影響最小。
不同溫度處理對MDA含量的影響見圖3。
圖3 不同貯藏溫度下平菇MDA含量的變化Fig.3 Changes of malondialdehyde content in Pleurotus ostreatus at different storage temperatures
由圖3可知,貯藏在0℃、2℃、4℃、25℃條件下的平菇,其MDA含量均呈現(xiàn)先降低、后上升的趨勢。在貯藏5 d時(shí),4種處理溫度間差異顯著(P<0.05),且MDA含量均處于貯藏期間的最大值,與采摘當(dāng)天比較,MDA含量升高率分別為23.12%、26.08%、25.79%、37.80%,MDA 含量越大,說明平菇中質(zhì)膜受到傷害的程度就越大。由此可知25℃的質(zhì)膜傷害最大,0℃?zhèn)ψ钚。?℃、4℃處理居中。低溫處理可以有效的降低生物體衰老對平菇質(zhì)膜的傷害。
不同溫度處理對可溶性糖含量的影響見圖4。
圖4 不同貯藏溫度下平菇可溶性糖含量的變化Fig.4 Changes of soluble sugar concentration of Pleurotus ostreatus at different storage temperatures
從圖4看出,隨著貯藏時(shí)間的延長,除0℃處理平菇可溶性含量呈緩慢上升的趨勢外,2℃、4℃、25℃處理平菇可溶性糖含量表現(xiàn)為先下降、后上升的趨勢。處理第5天,0℃、2℃、4℃處理相比25℃處理,可溶性糖含量分別升高了48.20%、92.59%、28.46%,低溫處理的可溶性糖含量均高于25℃處理。這可能是由于糖作為細(xì)胞需要合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),維系細(xì)胞代謝平衡,而糖是合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的基礎(chǔ),所以可溶性糖含量升高。
不同溫度處理對VC含量的影響見圖5。
圖5 不同貯藏溫度下平菇維生素C濃度的變化Fig.5 Changes of vitamin C concentration of Pleurotus ostreatus at different storage temperatures
如圖5所示,隨著貯藏時(shí)間的延長,不同貯藏溫度下的平菇中VC含量呈逐漸減少的趨勢,但低溫處理VC含量均高于25℃處理。貯藏第5天,0℃、2℃、4℃、25℃處理的VC含量比采摘當(dāng)天分別減少了33.17%、24.50%、42.03%、66.26%,其中VC含量減少幅度最小的是在2℃處理的平菇,減少幅度最小的是25℃處理的平菇。說明在2℃環(huán)境下貯藏的平菇VC流失最少,2℃條件下貯藏對平菇的VC保存最有利,且各處理間VC含量出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。
低溫貯藏是延長平菇貯藏期的重要方法。低溫抑制菌柄伸長和菌蓋開傘,減緩酶活性和微生物生長,降低呼吸作用,防止食用菌采后失水,減少失重率和干物質(zhì)的損耗可有效抑制蛋白質(zhì)的分解[14,21]。通過營造一個(gè)不利于食用菌呼吸和代謝的環(huán)境,可提高其耐貯藏能力,但食用菌子實(shí)體在逆境條件,防御機(jī)制中SOD、POD是能在活性氧清除過程中發(fā)揮重要作用的抗氧化酶,這2種酶對維持細(xì)胞內(nèi)的氧代謝平衡、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)能保持完整具有重要作用[22-23]。
SOD是通過催化超氧離子歧化成H2O2與O2的反應(yīng),起到減少生物體中有害的超氧離子“清道夫”的作用,從而達(dá)到延緩植物器官衰老的作用[24]。劉偉等[25]研究表明采后草菇(Volvariella volvacea)在貯藏期間SOD活性迅速下降,防御系統(tǒng)功能減弱,是造成丙二醛積累的重要原因。不同的貯藏溫度,影響了SOD活性和SOD含量下降的速率,也就引起了丙二醛積累速率的差異。這一研究結(jié)果與本研究結(jié)果一致,本研究表明隨著貯藏期的延長,各處理的SOD活性呈現(xiàn)下降趨勢,不同低溫處理SOD活性均高于25℃處理。說明低溫處理可以提高子實(shí)體的防御能力,減緩子實(shí)體衰老。
POD作為組織老化的一種生理指標(biāo),可以催化食用菌組織內(nèi)低濃度H2O2的氧化,使組織免受毒害[26]。王富民等[27]研究表明隨著貯藏期的延長,草菇保鮮過程中過氧化物酶活性的增強(qiáng)可能是為了消除過量的H2O2。逆境下過量的自由基,對質(zhì)膜產(chǎn)生傷害,從而造成膜脂過氧化。本試驗(yàn)中,隨著貯藏時(shí)間的延長,POD活性呈升高的趨勢,低溫處理的POD活性低于25℃的處理。說明隨著貯藏期的延長,平菇子實(shí)體的衰老逐漸增加,低溫處理POD酶活性低于25℃處理,說明低溫處理可以減緩對膜系統(tǒng)的傷害。
MDA作為膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一,MDA含量越低,說明生物體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)越強(qiáng)[28]。在貯藏期間,糖是作為呼吸和新陳代謝的基礎(chǔ)物質(zhì)而被消耗,而低溫處理可以通過抑制新陳代謝和呼吸作用使平菇的可溶性固形物含量保持在較高的水平;糖作為能調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透脅迫的一種小分子物質(zhì),脯氨酸的積累需要碳水化合物的參與,而碳水化合物是由氧化磷酸化的作用提供必需的氧化還原能力來合成脯氨酸,所以植物代謝的基礎(chǔ)物質(zhì)是糖[29]。VC對人體健康非常重要,所以平菇中VC的含量能間接反映平菇的品質(zhì)。段學(xué)武等[30]研究發(fā)現(xiàn)草菇冷害導(dǎo)致MDA的累積和相對電導(dǎo)率的增加,表明冷害促進(jìn)了膜脂過氧化,從而加速了品質(zhì)劣變。趙妍等[17]研究草菇4℃貯藏期間,丙二醛含量隨著貯藏時(shí)間的延長逐漸升高,可溶性糖含量呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢。本試驗(yàn)研究結(jié)果隨著貯藏期的延長,MDA和可溶性糖含量均呈現(xiàn)先下降、后上升的規(guī)律,但不同低溫處理可以有效緩解脂膜過氧化的程度,研究結(jié)果出現(xiàn)差異的原因可能是由于選擇處理的方法不同,而呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。就總的趨勢而言,MDA和可溶性糖含量隨著貯藏時(shí)間的延長均呈現(xiàn)升高的趨勢,這一規(guī)律與前人的研究結(jié)果一致;而VC的含量隨著貯藏期的延長,呈現(xiàn)明顯的下降趨勢,低溫處理后,維生素含量下降速度減緩,說明低溫處理可以減緩平菇子實(shí)體的營養(yǎng)物質(zhì)流失。
綜合而言,隨著貯藏期的延長,平菇子實(shí)體的衰老程度逐漸增加,其組織內(nèi)部的系統(tǒng)氧化情況加劇,品質(zhì)下降。平菇經(jīng)低溫處理,可有效減緩子實(shí)體衰老。在本試驗(yàn)條件下,平菇P14在2℃的貯藏溫度條件下其抗氧化能力較好,可以有效減緩平菇品質(zhì)的下降,延緩平菇衰老速度的效果最明顯。在今后的研究中,將依據(jù)本次試驗(yàn)結(jié)果,圍繞不同的溫度梯度開展更深入的生理生化研究。