真空預冷減緩雙孢菇細胞壁物質的降解

2015-02-09 陶菲 浙江省農業科學院食品科學研究所

  雙孢菇在貯藏中后期出現的軟化自溶是影響其品質和商品價值的瓶頸問題,研究真空預冷處理對其細胞壁物質組分和微觀結構的影響,可為有效控制雙孢菇自溶提供理論依據。為探討真空預冷處理對雙孢蘑菇細胞壁和微觀結構的影響,該試驗研究了在真空預冷前后及后續貯藏過程中雙孢蘑菇的粗纖維和纖維素酶活性、原果膠含量、可溶性果膠、果膠酶活性和超微結構的變化規律。結果表明:真空預冷處理通過抑制雙孢蘑菇中的纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性上升,在貯藏末期對照樣品的粗纖維質量分數為預冷樣品的58.0%,原果膠質量分數為預冷樣品的62.07%。經真空預冷處理樣品的菌絲中空管狀結構和相互交織的網狀菌絲體結構都比對照樣品保持得完整。

  引言

  雙孢蘑菇是世界上栽培地域最廣,生產規模最大的一種食用菌,有“世界菇”之稱。其不僅味道鮮美,而且營養價值極高。但是,雙孢蘑菇采收后容易開傘、褐變,甚至腐爛,常溫下貨架期只有2~3 d。

  雙孢蘑菇在貯藏過程中,其細胞壁物質逐漸降解,結構受到破壞,透性增強,細胞液外滲,導致菇體在短期內自溶、失去商品價值。雙孢蘑菇在自溶過程中,其微觀結構也發生變化。由于雙孢蘑菇獨特的次級同宗配合生活史,使得人類對其質構和微觀結構的認識還相對較淺。雙孢蘑菇的子實體是產生孢子的真菌結構,是繁殖結構,因常外露且有較大體積以供食用而被人們注目。菌絲體是生長在基質中的大量絲狀物,是真正的植物體—營養體,子實體是從菌絲體上產生的。雙孢蘑菇的衰老是一個復雜的生物學現象,衰老過程中細胞及細胞器超微結構變化的形態學研究,可以直觀反映雙孢蘑菇衰老時的結構與功能之間的關系。朱繼英等研究了氣調貯藏對雙孢蘑菇細胞超微結構的影響。雙孢蘑菇菌體的軟化自溶給食用菌產業和菇農造成巨大的經濟損失,因此真空技術網(http://shengya888.com/)認為有必要對此進行深入地研究。

  真空預冷是通過果蔬內部水分在真空條件下蒸發,從而降低果蔬自身的溫度,其最突出的2 個優點:第一降溫迅速;第二降溫均勻。真空預冷技術在青花菜、卷心菜等葉類蔬菜應用研究較多。在食用菌方面,真空預冷的工藝有相應研究。而關于真空預冷處理對雙孢蘑菇細胞壁物質、菌絲體和子實體在貯藏過程中的變化鮮有報道。

  本文研究了真空預冷處理后,雙孢蘑菇細胞壁物質纖維素含量、纖維素酶活性、果膠含量和果膠酶的酶活性等在貯藏過程中的變化情況,并應用掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)對其菌絲體和子實體在貯藏過程中超微結構的變化進行了觀察,從而揭示真空預冷技術延緩雙孢蘑菇的貯藏期的機理。

  1、材料與方法

  1.1、試驗材料與儀器

  雙孢蘑菇在采摘后未經任何處理由產地1 h 內運到試驗室,預冷及處理在2 h 內完成。所選雙孢蘑菇大小相近、無機械損傷和病蟲害。

  XSP-8C 光鏡(上海精密科學儀器有限公司);QUANTA-200 掃描電鏡(FEI 公司)。

  1.2、樣品處理

  每個樣品的質量均為4 kg,預冷終溫為5℃,預冷時間為6.5 min。每個處理有3 個重復樣品。真空預冷后,樣品在溫度為(4±1)℃,相對濕度為95%的冷庫內貯藏。貯藏時間為15 d,分別在第4、7、10、15 天取樣測定。

  1.3、試驗方法

  1.3.1、粗纖維的測定

  粗纖維采用酸性洗滌劑法。

  1.3.2、原果膠和水溶性果膠的測定

  原果膠和水溶性果膠采用咔唑比色法。

  1.3.3、纖維素酶活性的測定

  參考Hinton 和 Pressey 的黏度法,略有修改。取50 g 雙孢蘑菇樣品加0.1 g/mLNaCl 溶液100 mL,用組織搗碎機搗碎,過濾,再用飽和(NH4)2SO4 沉淀濾液,棄去上清夜,再用50 mL 0.1 g/mL NaCl溶液溶解蛋白,即為粗酶液。將5 mL 酶液加入到10 mL 0.01 g/mL 羧甲基纖維素鈉溶液( 用0.1 mol/L,pH 值5.5 醋酸鈉緩沖液配制)中,在37℃保溫1 h,一個酶活力單位為測試體系每小時黏度下降1%,U/(h g)。

  1.3.4、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)的測定

  采用3,5-二硝基水楊酸滴定法測定。

  1.3.5、電鏡觀察雙孢蘑菇的超微結構處置流程

  樣品置于4℃→2.5%戊二醛固定→0.1 mol/L磷酸緩沖液沖洗數次→質量分數1%四氧化鋨固定→0.1 mol/L 磷酸緩沖液沖洗數次→體積分數30%、50%、70%、90%和100%乙醇梯度脫水→醋酸異戊酯過渡→臨界點干燥→離子濺射→掃描電鏡觀察。

  1.3.6、數據分析

  所有試驗均重復3 次,結果所列的數據是3 次重復的平均值。采用SPSS 16.0 對數據進行處理,試驗數據采用ANOVA 進行鄧肯氏多重差異分析(P<0.05)。

  3、結論

  1)真空預冷處理可以抑制或降低雙孢蘑菇中的纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性,減緩其纖維素含量和原果膠含量的下降速度。在貯藏末期對照樣品的纖維素質量分數為預冷樣品的58.0%,原果膠質量分數為預冷樣品的62.07%。

  2)真空預冷處理可有效延緩雙孢蘑菇菌體的軟化進程。通過電鏡觀察雙孢蘑菇的超微結構在貯藏過程中的變化情況表明,經真空預冷處理的樣品的菌絲的中空管狀結構和相互交織的網狀菌絲體結構都比對照樣品保持的完整,從而證明真空預冷可有效保持雙孢蘑菇的結構完整性。