黎春紅,張雷剛,羅淑芬,周宏勝,胡花麗,李鵬霞,3,*
(1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110866;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇 南京 210014;3.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210014)
杏鮑菇(Pleurotus eryngii)又名刺芹側(cè)耳,其菌肉肥厚、味道鮮美、氨基酸種類齊全[1],是一種理想的保健食品[2],經(jīng)常食用具有預(yù)防心血管疾病、抗氧化[3]、增強(qiáng)機(jī)體免疫力[4]等功效。近年來(lái),隨著市場(chǎng)需求的不斷增加,工廠化栽培技術(shù)的逐步推廣,杏鮑菇產(chǎn)量大幅增加[5]。但由于杏鮑菇含水量高,采后生理代謝旺盛,因此其在常溫下不耐貯藏,易出現(xiàn)失水軟化、組織褐變、變黏發(fā)臭、細(xì)菌或病毒感染而腐爛、自溶等品質(zhì)衰敗現(xiàn)象[6],從而喪失營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商品性,給杏鮑菇產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失。杏鮑菇采后品質(zhì)的下降受到多方面因素的影響,而采后繼續(xù)發(fā)育及衰老是導(dǎo)致其采后品質(zhì)降低的重要因素[7]。
乙烯是五大類植物激素之一,在果蔬成熟衰老過(guò)程中發(fā)揮重要作用。乙烯作為成熟衰老的關(guān)鍵調(diào)控因子,不僅在桃[8]、蘋(píng)果[9]、獼猴桃[10]等呼吸躍變型果實(shí)的成熟衰老中起核心調(diào)控作用,而且直接調(diào)控諸多高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的非躍變型果蔬的品質(zhì)變化過(guò)程[11]。人為促進(jìn)或抑制采后果蔬內(nèi)源乙烯的生成,可加速或延緩果蔬后熟進(jìn)程,且在食用菌中可能也發(fā)揮著類似于果蔬中的調(diào)控作用[12]。王秀艷等[13]研究發(fā)現(xiàn)在雞腿菇液體培養(yǎng)中施用乙烯利,能有效地促進(jìn)雞腿菇菌絲的生長(zhǎng),顯著提高菌絲體干質(zhì)量;孟德梅[14]在研究雙孢菇時(shí),同樣發(fā)現(xiàn)乙烯利能顯著加劇其開(kāi)傘程度并誘導(dǎo)乙烯釋放量的增加,加速雙孢菇采后衰老進(jìn)程;陳彥等[15]研究指出,鳳尾菇乙烯釋放量與其褐變度呈正相關(guān),且釋放的乙烯能加速菇體的腐敗衰老。目前已發(fā)現(xiàn)多種細(xì)菌和真菌均能夠產(chǎn)生乙烯,其合成途徑與高等植物不同,不是由甲硫氨酸經(jīng)1-氨基環(huán)丙烷1-羧酸途徑產(chǎn)生,而是由甲硫氨酸經(jīng)2-酮-4甲基硫代丁酸途徑或由谷氨酸經(jīng)酮戊二酸途徑產(chǎn)生[16]。但杏鮑菇子實(shí)體中的乙烯釋放規(guī)律及其對(duì)乙烯的敏感性至今鮮見(jiàn)系統(tǒng)的研究報(bào)道。因此,本實(shí)驗(yàn)以杏鮑菇為試材,采用外源乙烯氣體處理的方法,通過(guò)檢測(cè)子實(shí)體采后貯藏期間乙烯釋放量及貯藏品質(zhì),探討杏鮑菇子實(shí)體對(duì)乙烯的敏感性,不僅能深入了解杏鮑菇的成熟衰老機(jī)理,為調(diào)控杏鮑菇采后品質(zhì)提供理論依據(jù),還可用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
1.1 材料與試劑
新鮮杏鮑菇采自江蘇省興化食用菌公司。采后2 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選大小均勻、菇體完整者作為實(shí)驗(yàn)材料。
磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)、聚乙二醇辛基苯基醚(polyethylene glycol octylphenol ether,Triton X-100)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)、鄰苯二酚、硼酸、硼砂、鹽酸、無(wú)水乙醇、甲醇、濃硫酸、蒽酮、乙酸乙酯、過(guò)氧化氫 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;愈創(chuàng)木酚、甲硫氨酸、氮藍(lán)四唑、核黃素、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、L-苯丙氨酸、抗壞血酸(ascorbic acid,ASA)、蔗糖、考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白 北京索萊寶科技有限公司。
M603Di型電子天平 意大利Bel公司;PHSJ-3F型pH計(jì) 上海雷磁新涇儀器有限公司;3K15型高速臺(tái)式冷凍離心機(jī) 德國(guó)Sigma公司;HH-S系列數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州萬(wàn)達(dá)升實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;ZQTY-70型振蕩培養(yǎng)箱 上海知楚儀器有限公司;Technologies 7280A氣相色譜儀 美國(guó)Agilent公司;PD-501型便攜式多功能測(cè)量?jī)x 瑞士Mettler Toledo公司;Epoch酶標(biāo)儀 美國(guó)BioTek公司。
1.3 方法
1.3.1 原料處理
將供試杏鮑菇子實(shí)體密閉于21 L樂(lè)扣箱,每箱20 個(gè)杏鮑菇,共分為5 組處理,每個(gè)處理設(shè)置3 組重復(fù),向樂(lè)扣箱內(nèi)注入折算好體積的純乙烯氣體,第1、2、3、4組加入的乙烯劑量分別為1、10、100、1 000 μL/L,第5組為空氣對(duì)照(CK),密閉時(shí)間均為12 h,然后取出在空氣中通風(fēng)2 h,最后分別置于帶孔的21 L樂(lè)扣箱,于(20±1)℃、相對(duì)濕度70%~80%的環(huán)境中貯藏,每隔12 h測(cè)定各處理組子實(shí)體的乙烯釋放量。至貯藏結(jié)束從各處理隨機(jī)取10 個(gè)杏鮑菇,分別保留菇柄及菇傘部位,用于各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定,其中相對(duì)電導(dǎo)率采用同期鮮樣進(jìn)行測(cè)定。
1.3.2 指標(biāo)測(cè)定
1.3.2.1 乙烯釋放量的測(cè)定
從各處理隨機(jī)取10 個(gè)杏鮑菇子實(shí)體密閉于4.5 L樂(lè)扣盒1 h后取氣,用氣相色譜儀檢測(cè)乙烯釋放量。色譜條件:Porapak Q 80/100 SS色譜填充柱,氫火焰離子化檢測(cè)器,柱溫、進(jìn)樣口和檢測(cè)室溫度分別為70、120、150 ℃,N2壓力0.5 MPa,H2壓力0.3 MPa,空氣壓力0.5 MPa,以外標(biāo)法定量,單位為μL/(kg·h),每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。
1.3.2.2 褐變度及PPO、PAL活力的測(cè)定
褐變度的測(cè)定參考Jiang Juan等[17]的方法。
多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力的測(cè)定參考Mohamed等[18]的方法,略有改動(dòng)。稱取3 g樣品研磨后加入6 mL 50 mmol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.8,含0.1 mmol/L EDTA、體積分?jǐn)?shù)0.3% Triton X-100和4% PVP),勻漿,4 ℃ 10 000 r/min離心20 min,得到的上清液即為酶提取液。3 mL 0.1 mol/L鄰苯二酚溶液于30 ℃水浴保溫后,迅速加入酶提取液300 μL,保證反應(yīng)溫度為30 ℃,5 s后于398 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度上升0.01為1 個(gè)PPO活力單位。
苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活力測(cè)定參考Chen Yu等[19]的方法,略有改動(dòng)。稱取2 g樣品研磨后加入5 mL 10 mmol/L硼酸緩沖液(pH 8.8,含0.1 mmol/L EDTA、體積分?jǐn)?shù)0.3% Triton X-100和體積分?jǐn)?shù)4% PVP),勻漿,4 ℃ 10 000 r/min離心20 min,得到的上清液即為酶提取液。反應(yīng)體系包括1 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸、2 mL 0.1 mol/L硼酸緩沖液(pH 8.8)、1 mL稀釋10 倍的酶提取液,搖勻后于30 ℃水浴保溫反應(yīng)60 min,加入0.2 mL 6 mol/L HCl溶液終止反應(yīng),于290 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以每小時(shí)吸光度增加0.01為1 個(gè)PAL活力單位。
1.3.2.3 相對(duì)電導(dǎo)率、MDA含量的測(cè)定
相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定參考Jiang Juan等[17]的方法。
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的測(cè)定參考劉紅艷等[20]的方法。
1.3.2.4 抗氧化酶活力的測(cè)定
抗氧化酶活力的測(cè)定參考Mohamed等[18]的方法。測(cè)定體系中酶提取液同1.3.2.2節(jié)中PPO活力測(cè)定的酶提取液。
抗壞血酸過(guò)氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活力的測(cè)定體系含有2 mL 50 mmol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)、1 mL 2 mmol/L H2O2、0.6 mL 0.5 mmol/L ASA、100 μL酶提取液,于290 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.01為1 個(gè)APX活力單位。
過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)活力的測(cè)定:取300 μL酶提取液和2 mL 0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)于25 ℃水浴下預(yù)熱5 min,加入1 mL、體積分?jǐn)?shù)0.2% H2O2溶液,立即于240 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.01為1 個(gè)CAT活力單位。
過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)活力的測(cè)定:將200 μL酶提取液加入2 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚中,30 ℃水浴中平衡5 min,然后加入1 mL、體積分?jǐn)?shù)0.2% H2O2溶液,混勻,1 min后于470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.01為1 個(gè)POD活力單位。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力的測(cè)定體系含有130 mmol/L甲硫氨酸、750 μmol/L氮藍(lán)四唑、20 μmol/L核黃素、100 μmol/L EDTA、酶提取液100 μL?;靹蚝?,將對(duì)照管完全遮光,與樣品管同時(shí)置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)反應(yīng)20 min。反應(yīng)結(jié)束后,用黑布罩蓋上試管終止反應(yīng)。以遮光的對(duì)照管作為空白調(diào)零,于560 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以1 min內(nèi)吸光度減少0.01個(gè)單位為1 個(gè)SOD活力單位。
1.3.2.5 DPPH自由基清除率的測(cè)定
DPPH自由基清除率的測(cè)定參考劉紅艷等[20]的方法。
1.3.2.6 總抗氧化能力的測(cè)定
總抗氧化能力的測(cè)定參考趙慧芳等[21]的方法,略有改動(dòng)。稱取2 g樣品,加入8 mL無(wú)水乙醇,研磨勻漿,4 000 r/min離心10 min,分別取上清液50、100、200、400 μL,無(wú)水乙醇稀釋定容至1 mL,作為反應(yīng)樣液;準(zhǔn)確稱取25 mg DPPH,用無(wú)水乙醇溶解并定容至50 mL,制成質(zhì)量濃度為0.5 mg/mL的DPPH溶液,定量移取反應(yīng)樣液的各梯度稀釋液與一定量的DPPH溶液于96 孔酶標(biāo)板,測(cè)定不同質(zhì)量濃度樣品液的DPPH自由基清除率曲線。利用回歸方程求得清除率為50%時(shí)所需樣品濃度為半數(shù)有效濃度(the median effective concentration,EC50),根據(jù)式(1)計(jì)算此時(shí)對(duì)應(yīng)清除的DPPH自由基量,根據(jù)式(2)計(jì)算總抗氧化能力。
1.3.2.7 總酚、類黃酮含量的測(cè)定
總酚、類黃酮含量測(cè)定參考曹建康等[22]的方法,并略有改動(dòng)。稱取1 g樣品,加入20 mL預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)1%鹽酸-甲醇溶液,勻漿后于4 ℃ 120 r/min避光提取2 h,于4 ℃ 10 000 r/min離心15 min,收集上清液。以體積分?jǐn)?shù)1%鹽酸-甲醇溶液調(diào)零,取上清液分別于280、325 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,重復(fù)3 次。以每克樣品在280、325 nm波長(zhǎng)處的吸光度分別表示總酚、類黃酮含量。
1.3.2.8 可溶性糖含量的測(cè)定
可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定。稱取1 g樣品,加入5 mL蒸餾水,勻漿后置于沸水浴浸提30 min(提取2 次),提取液過(guò)濾入25 mL容量瓶中,以蒸餾水定容,混勻后吸取1 mL,加入0.5 mL蒽酮乙酸乙酯試劑和5 mL濃硫酸,充分振蕩,立即將試管置于沸水浴中,準(zhǔn)確保溫1 min,取出冷卻至室溫,以蒸餾水做空白參比,于630 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。采用標(biāo)準(zhǔn)蔗糖溶液依上述過(guò)程制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品可溶性糖含量。
1.3.2.9 可溶性蛋白含量的測(cè)定
可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定。取3 支試管,各加入1.3.2.4節(jié)中的酶提取液100 μL、考馬斯亮藍(lán)G-250溶液5 mL及蒸餾水0.9 mL,混勻,室溫下靜置5 min,于595 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。采用牛血清白蛋白作標(biāo)準(zhǔn)曲線,對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品可溶性蛋白含量。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
實(shí)驗(yàn)均測(cè)定3 個(gè)平行樣品,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行相關(guān)性及單因素方差分析,數(shù)據(jù)處理間差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan法。
2.1 采后貯藏時(shí)期杏鮑菇子實(shí)體的乙烯釋放量
圖1 杏鮑菇采后貯藏期間子實(shí)體的乙烯釋放量Fig.1 Ethylene production in P. eryngii during postharvest storage
貯藏期間,隨著子實(shí)體的繼續(xù)發(fā)育,乙烯釋放量整體呈現(xiàn)先增加后降低的雙峰模式(圖1)。采后貯藏期間,杏鮑菇子實(shí)體的乙烯釋放量非常低,尤其是貯藏后期(48~84 h)遠(yuǎn)小于0.3 μL/(kg·h)。但在貯藏的12 h和36 h,各出現(xiàn)1 次乙烯釋放高峰,分別為0.73、0.44 μL/(kg·h),分別是貯藏前的12.53 倍和7.57 倍,表現(xiàn)出典型的呼吸躍變型果蔬的乙烯釋放特征。
2.2 外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體內(nèi)源乙烯的誘導(dǎo)
貯藏期間,CK組及各劑量乙烯處理組均呈現(xiàn)雙峰模式的乙烯躍變型(圖2A)。CK組及1、10 μL/L乙烯處理組的躍變時(shí)間重合,分別在貯藏的12 h和36 h出現(xiàn);相較于CK組,100、1 000 μL/L乙烯處理組的第一次躍變時(shí)間均延遲12 h,第二次躍變時(shí)間延遲了24 h以上。此外,各劑量外源乙烯處理均顯著誘導(dǎo)了杏鮑菇子實(shí)體貯藏期間內(nèi)源乙烯的釋放,加快了乙烯釋放速率,CK組及1、10、100、1 000 μL/L乙烯處理組的峰值水平分別為0.73、1.74、6.15、10.61、13.87 μL/(kg·h),各處理組的乙烯釋放峰值水平分別為CK組的2.38、8.42、14.53、19.00 倍,差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)??梢?jiàn),外源乙烯處理能顯著誘導(dǎo)子實(shí)體內(nèi)源乙烯釋放量的增加,同時(shí)推遲乙烯躍變啟動(dòng)時(shí)間。經(jīng)相關(guān)性分析,除12 h外,該誘導(dǎo)現(xiàn)象跟外源乙烯劑量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),24~84 h內(nèi),相關(guān)系數(shù)分別為0.79、0.81、0.92、0.70、0.78、0.94。另外,結(jié)合各處理組杏鮑菇表型可以看出外源乙烯明顯促進(jìn)了菇體的褐變程度及菌絲體的生長(zhǎng),且劑量越高品質(zhì)劣變?cè)絼×遥▓D2B)。
圖2 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體貯藏期間乙烯釋放量(A)及貯藏末期衰老表型(B)的影響Fig.2 Effect of exogenous ethylene treatment on ethylene production (A)and senescence phenotypes (B) of P. eryngii during postharvest storage
2.3 外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體褐變相關(guān)指標(biāo)的影響
PPO是引起酶促褐變的關(guān)鍵酶之一,其活力水平對(duì)杏鮑菇的白度有較大影響。貯藏末期,CK組及乙烯處理組杏鮑菇子實(shí)體的褐變度(圖3A1、A2)及PPO活力(圖3B1、B2)較貯藏前有所上升,經(jīng)相關(guān)性分析,兩指標(biāo)大小與外源乙烯劑量呈顯著正相關(guān)效應(yīng)(r=0.58、0.94,P<0.05)。貯藏末期高劑量乙烯(100、1 000 μL/L)處理組菇柄、菇傘的褐變度和PPO活力分別為CK組的1.82、1.91、1.27、1.29 倍和1.22、1.46、1.33、1.60 倍??梢?jiàn),外源10、100、1 000 μL/L乙烯處理能顯著促進(jìn)子實(shí)體貯藏期間PPO活力的增加,加速其褐變進(jìn)程。
圖3 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體褐變度、PPO和PAL活力的影響Fig.3 Effect of exogenous ethylene treatment on browning degree, and PPO and PAL activities of P. eryngii
PAL能夠催化L-苯丙氨酸解氨生成反式肉桂酸,是大多食用菌酚類次生物質(zhì)(類黃酮、酚類物質(zhì)等)合成途徑的關(guān)鍵酶,與食用菌的褐變密切相關(guān)[23]。貯藏末期,PAL活力較初期有所上升(圖3C1、C2),84 h時(shí)各乙烯處理組活力水平均極顯著高于0 h(P<0.01);菇柄及菇傘部位PAL活力與外源乙烯劑量均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)效應(yīng)(r=0.77、0.74,P<0.01);且高劑量外源乙烯(1 000 μL/L)處理組菇柄及菇傘的PAL活力分別為CK組的2.20、2.33 倍,差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。可見(jiàn),外源乙烯極大加速了杏鮑菇子實(shí)體PAL活力的上升,加劇子實(shí)體的褐變,這與馮立娟等[24]研究發(fā)現(xiàn)石榴果實(shí)的PAL活力與果皮褐變呈極顯著正相關(guān)的結(jié)果一致。
2.4 外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量的影響
圖4 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體相對(duì)電導(dǎo)率和MDA含量的影響Fig.4 Effect of exogenous ethylene treatment on relative electric conductivity and MDA content of P. eryngii
相對(duì)電導(dǎo)率可反映食用菌貯藏期間細(xì)胞膜受到的傷害程度,是衡量細(xì)胞膜通透性及細(xì)胞抗性強(qiáng)弱、衰老程度的重要指標(biāo)[25]。貯藏末期,各處理組相對(duì)電導(dǎo)率較初期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(圖4A1、A2),且在貯藏84 h時(shí)顯著高于0 h(P<0.05);可見(jiàn)貯藏末期杏鮑菇老化進(jìn)程有所加劇。但CK組的相對(duì)電導(dǎo)率顯著低于各乙烯處理組(P<0.05),且乙烯劑量越高,杏鮑菇細(xì)胞膜透性增加幅度越明顯。由此說(shuō)明各劑量外源乙烯不同程度地加速了杏鮑菇子實(shí)體的老化。
MDA是細(xì)胞膜脂質(zhì)中不飽和脂肪酸發(fā)生過(guò)氧化的產(chǎn)物之一,其含量變化與相對(duì)電導(dǎo)率有一定的相關(guān)性(r=0.85,P<0.01)。貯藏末期,杏鮑菇菇柄及菇傘MDA含量極顯著高于貯藏初期(P<0.01)(圖4B1、B2)。貯藏至84 h,1、10、100、1 000 μL/L乙烯處理組菇柄及菇傘的MDA含量分別為CK組的2.77、2.66、2.92、3.53 倍及1.13、1.80、1.72、1.97 倍,同期菇柄MDA含量極顯著高于CK組(P<0.01)??梢?jiàn),外源乙烯加劇了杏鮑菇子實(shí)體膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物的積累,且與乙烯劑量呈正相關(guān)(r=0.57,P<0.01)。
圖5 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體APX(A)、CAT(B)、POD(C)和SOD(D)活力的影響Fig.5 Effect of exogenous ethylene treatment on the activities of APX (A),CAT (B), POD (C) and SOD (D) in P. eryngii
APX、CAT、POD和SOD是機(jī)體消除活性氧的關(guān)鍵酶類。貯藏末期,各劑量乙烯處理組的APX、CAT、
POD和SOD活力較初期均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),同期菇柄各酶活力稍高于菇傘(圖5)。相較于CK組,1~1 000 μL/L外源乙烯處理均極顯著加速了子實(shí)體(菇柄和菇傘)APX活力的降低(P<0.01),其活力水平在貯藏末期僅為CK組的58.20%~85.25%。貯藏末期,CK組CAT、POD和SOD活力與初期相比有所上升,而乙烯處理組與此相反。CAT、POD和SOD三者均為胞內(nèi)誘導(dǎo)酶,在食用菌衰老過(guò)程中其活力水平隨活性氧產(chǎn)生速率的增加而升高,但當(dāng)活性氧產(chǎn)生量超過(guò)抗氧化酶的清除能力后,這些酶的活力就會(huì)受到抑制,并開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[26]。由此可見(jiàn),各劑量乙烯處理極大加速了杏鮑菇子實(shí)體組織活性氧的積累。
圖6 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體DPPH自由基清除率(A)、總抗氧化能力(B)、總酚(C)和類黃酮(D)含量的影響Fig.6 Effect of exogenous ethylene treatment on DPPH free radicalscavenging capacity (A), T-AOC (B), total phenol content (C), and total flavonoid (D) content in P. eryngii
杏鮑菇子實(shí)體中含有的多酚、類黃酮等抗氧化物質(zhì)具有較高的DPPH自由基清除能力及抗氧化能力。貯藏末期(84 h),杏鮑菇子實(shí)體(菇柄和菇傘)的DPPH自由基清除率、總抗氧化能力較初期均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)(圖6A1、A2、B1、B2),且各劑量乙烯處理組的DPPH自由基清除率為CK組的61.27%~82.09%,總抗氧化能力為CK組的22.95%~56.33%,差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
酚類物質(zhì)被認(rèn)為是食用菌中主要的抗氧化成分。貯藏末期,除100、1 000 μL/L乙烯處理組的菇傘外,其余各組總酚含量均稍有上升(圖6C1、C2),這可能是由于隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),杏鮑菇子實(shí)體受到環(huán)境脅迫引起組織產(chǎn)生更多的酚類物質(zhì),以增強(qiáng)子實(shí)體對(duì)不良環(huán)境的抗性;而高劑量乙烯(100、1 000 μL/L)處理組菇傘總酚含量稍有下降,這可能是由于高劑量乙烯加劇了菇傘組織膜脂過(guò)氧化程度和透性,導(dǎo)致細(xì)胞膜系統(tǒng)破壞,使酚類物質(zhì)與相關(guān)酶類接觸并發(fā)生反應(yīng),從而造成其含量減少。
類黃酮作為單寧的聚合物之一,是苯丙烷代謝途徑的產(chǎn)物,同樣具有很好的抗氧化和防御能力[27]。貯藏末期,各組杏鮑菇子實(shí)體類黃酮與總酚水平變化趨勢(shì)相似(圖6D1、D2),但CK組含量極顯著高于各乙烯處理組(P<0.01)。同時(shí),相關(guān)性分析表明類黃酮含量與乙烯劑量呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.43,P<0.05)。
圖7 不同劑量外源乙烯處理對(duì)杏鮑菇子實(shí)體可溶性糖(A)和可溶性蛋白(B)含量的影響Fig.7 Effect of exogenous ethylene treatment on the contents of soluble sugar (A) and soluble protein (B) in P. eryngii
食用菌中可溶性糖含量與其品質(zhì)、成熟度和耐貯性密切相關(guān)[28]。貯藏末期可溶性糖含量低于貯藏初期(圖7A1、A2),且此時(shí)乙烯處理組可溶性糖含量均不同程度地低于CK組,CK組含量比100 μL/L乙烯處理組高1.44 倍,且可溶性糖含量與外源乙烯劑量之間存在一定的負(fù)相關(guān)效應(yīng)(r=-0.21)。
杏鮑菇子實(shí)體中的可溶性蛋白是采后貯藏過(guò)程中主要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源,其含量的下降被認(rèn)為是組織衰老的重要特征。貯藏末期,各組可溶性蛋白含量變化水平與可溶性糖含量保持一致(圖7B1、B2),乙烯劑量與蛋白含量也存在一定的負(fù)相關(guān)效應(yīng)(r=-0.53,P<0.01);且菇柄的可溶性蛋白含量水平稍高于菇傘。
可溶性糖和蛋白是杏鮑菇采后代謝底物之一,它們的降解是引起采后杏鮑菇變質(zhì)和腐敗的主要原因??梢?jiàn),不同劑量外源乙烯處理均不同程度地加劇了杏鮑菇子實(shí)體采后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。
本研究發(fā)現(xiàn),在杏鮑菇子實(shí)體采后貯藏的前期(12 h和36 h)出現(xiàn)了兩次乙烯躍變高峰,釋放量分別為貯藏前的12.53 倍和7.57 倍,表現(xiàn)為典型的呼吸躍變型果蔬的乙烯釋放特征,但釋放量都遠(yuǎn)小于1 μL/(kg·h),屬于Kader等[29]規(guī)類的‘very low’級(jí)別的乙烯釋放果蔬,呈現(xiàn)出低水平類植物的乙烯釋放特點(diǎn)。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)較高劑量(100、1 000 μL/L)外源乙烯處理組第二次乙烯躍變啟動(dòng)時(shí)間相較于CK組均延遲12 h以上,這與外源乙烯加速獼猴桃[10]、芒果[30]內(nèi)源乙烯躍變高峰出現(xiàn)的研究結(jié)果不一致,這可能是由于杏鮑菇對(duì)乙烯不甚敏感,外源乙烯與其受體位點(diǎn)的結(jié)合能力低于獼猴桃、芒果,導(dǎo)致外源乙烯處理不能立即啟動(dòng)內(nèi)源乙烯釋放高峰的出現(xiàn),這與Jones[31]研究轉(zhuǎn)基因矮牽牛對(duì)乙烯敏感性的結(jié)果保持一致;并且這種效應(yīng)隨外源乙烯劑量的增加表現(xiàn)得更為明顯,一方面可能是由于乙烯與其受體的結(jié)合存在飽和效應(yīng),杏鮑菇子實(shí)體內(nèi)已有的乙烯活性受體與高劑量外源乙烯在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合完全,且受體與乙烯結(jié)合的半衰期較長(zhǎng),一般都超過(guò)12 h[32],因此乙烯活性受體與高劑量外源乙烯一旦結(jié)合,較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)受體將不能調(diào)控乙烯誘導(dǎo)基因的表達(dá),必須通過(guò)合成新的受體才能啟動(dòng)乙烯躍變高峰的到來(lái);另一方面,這與外源乙烯對(duì)內(nèi)源乙烯釋放量的誘導(dǎo)可能在杏鮑菇采后繼續(xù)發(fā)育及衰老的某一特定階段才會(huì)起到較明顯的促進(jìn)作用有一定關(guān)聯(lián)。
杏鮑菇作為一種大型真菌,采收后子實(shí)體繼續(xù)分化發(fā)育,主要表現(xiàn)為菌褶發(fā)育、菇柄伸展、菇傘擴(kuò)張、孢子形成與彈射[33],為保證其采后繼續(xù)發(fā)育,子實(shí)體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)發(fā)生一定程度的遷移與降低[34]。如采后子實(shí)體可溶性糖及蛋白含量迅速下降,菇傘部位營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量明顯低于菇柄,這可能是由于采收時(shí)菇柄底部不可避免地會(huì)遭受到機(jī)械傷害,傷呼吸迅速增加,需要消耗大量的營(yíng)養(yǎng)成分,而菇傘作為子實(shí)體組織形態(tài)相對(duì)完好的部位,其營(yíng)養(yǎng)成分快速轉(zhuǎn)移到菇柄,以提高菇柄的愈傷能力,增強(qiáng)子實(shí)體抵抗逆境的能力;同時(shí),菇傘也是杏鮑菇子實(shí)體質(zhì)地特性相對(duì)比較脆嫩的部位[35],對(duì)外源乙烯等脅迫的抗性低于菇柄,致使其對(duì)碳水化合物及氮素的消耗速率高于菇柄。另外,子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)損耗隨外源乙烯劑量的增加而加劇,這主要是由于隨外源乙烯劑量的上升,子實(shí)體遭受到的逆境脅迫加劇,導(dǎo)致子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)代謝加快。
杏鮑菇子實(shí)體在貯藏期間遭受外源乙烯的脅迫,使得正常的代謝途徑和相關(guān)酶系統(tǒng)發(fā)生改變,外源乙烯主要通過(guò)加劇組織膜脂過(guò)氧化程度及細(xì)胞膜的滲透性,增強(qiáng)與組織的結(jié)合能力,誘導(dǎo)杏鮑菇子實(shí)體對(duì)其敏感性增加[36],從而導(dǎo)致內(nèi)源乙烯釋放量上升,引起自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗加快,PPO活力升高,子實(shí)體褐變加重,促進(jìn)抗氧化能力的下降,加速杏鮑菇子實(shí)體的衰老,且上述效應(yīng)隨外源乙烯劑量的升高而加劇。
外源乙烯處理能顯著誘導(dǎo)采后貯藏期間杏鮑菇子實(shí)體內(nèi)源乙烯的釋放,加重杏鮑菇組織膜脂過(guò)氧化程度及細(xì)胞膜滲透性,提高子實(shí)體的褐變程度及褐變相關(guān)酶(PPO、PAL)的活力,加快可溶性糖及可溶性蛋白的降解,同時(shí)加速子實(shí)體抗氧化相關(guān)酶(APX、CAT、POD、SOD)活力、DPPH自由基清除率及總抗氧化能力的降低,降低抗氧化物質(zhì)(總酚、類黃酮)含量,從而加速了杏鮑菇子實(shí)體的衰老進(jìn)程,且該效應(yīng)整體上隨外源乙烯劑量的升高而更明顯。但杏鮑菇生長(zhǎng)發(fā)育與采后衰老機(jī)制非常復(fù)雜,外源乙烯對(duì)杏鮑菇衰老進(jìn)程的調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步研究。