孟曉曼,孫亞男,2,*,程儒楊,李文香,2,*,王雙濟,吳 昊,2,程凡升,2
(1.青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院,山東 青島 266109;2.青島特種食品研究院,山東 青島 266109;3.諸城市農(nóng)業(yè)技術推廣中心,山東 諸城 262200)
白玉菇是真姬菇(Hypsizygus marmoreus)的白色品種,其色澤潔白、味道鮮美,富含多種營養(yǎng)元素及功能性成分。早在19世紀初,白玉菇的食用和藥用價值在東亞地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛的認可[1-2]。隨著食用菌人工栽培技術的發(fā)展,白玉菇產(chǎn)量大幅度增長,2016年我國白玉菇年產(chǎn)量已達36萬 t,日均產(chǎn)量近千噸,2017年成為僅次于杏鮑菇之后的第二大100%工廠化生產(chǎn)木腐型珍稀食用菌[3-5]。白玉菇組織脆嫩、含水量高、采后代謝旺盛,極易出現(xiàn)開傘、萎蔫和質量損失等現(xiàn)象,伴隨內(nèi)源抗氧化能力下降,導致活性氧代謝失調(diào),造成不可逆的傷害,加速白玉菇衰老,從而影響其商品價值并限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此,開展白玉菇新型保鮮技術研究具有重要的現(xiàn)實意義。
目前,國內(nèi)外關于白玉菇的保鮮多集中于低溫保鮮、短波紫外線照射保鮮及60Co γ-輻射保鮮。低溫保鮮是被世界公認的、應用最廣泛的果蔬保鮮技術,適宜的低溫能抑制果蔬呼吸代謝,但對白玉菇保鮮期的延長效果不夠理想,張穎[6]指出低溫貯藏可有效保持白玉菇的食用及感官品質,但保鮮期僅有10 d左右。對于短波紫外線照射和60Co γ-輻射保鮮技術,需要嚴格把控紫外線照射及輻射劑量,錢書意等[7]研究發(fā)現(xiàn),利用短波紫外線照射處理白玉菇時,劑量僅相差1 kJ/m2就會造成白玉菇褐變加重、抗氧化物質含量降低及損傷;Xing Zengtao等[8]的研究表明,使用60Co γ-輻射處理白玉菇時,存在輻射劑量把控不嚴產(chǎn)生的食品安全以及能耗高、白玉菇營養(yǎng)價值降低、味道不佳等問題。近年來,許多學者為彌補單一保鮮方式的局限性,采用多種保鮮技術協(xié)同的方式以期達到延長果蔬采后貯藏時間的目的。例如,F(xiàn)an Kai等[9]利用超聲波處理結合碳點涂膜協(xié)同保鮮技術對鮮切黃瓜進行保鮮,結果表明,與僅超聲波處理組相比,協(xié)同保鮮可使鮮切黃瓜在4 ℃下的保鮮期由6 d延長至15 d;Shen Xu等[10]利用加壓氬氣(4 MPa、1 h)與ε-聚賴氨酸/殼聚糖復合涂膜(ε-聚賴氨酸質量分數(shù)為1%)結合氣調(diào)保鮮的方式對鮮切馬鈴薯進行保鮮,將鮮切馬鈴薯的貯藏期由6 d(僅加壓處理)延長至12 d。
物理場保鮮技術是通過電場、磁場等對食品中帶電粒子產(chǎn)生影響的一種非熱保鮮技術。高壓靜電場(highvoltage electrostatic field,HVEF)對果蔬及食用菌的保鮮作用在鮮核桃[11]、香菇[12]等中已得到了驗證,但HVEF由于在應用過程中存在較大的安全隱患,難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用,而低壓靜電場作為一種新興的高效保鮮技術,最初主要用于海產(chǎn)品及肉類的解凍[13],其不僅具備低電壓條件下的操作安全性,還具有避免物料與放電板直接接觸等優(yōu)點,且可以通過影響果蔬的電荷分布與水分活度,從而影響生物體酶的活性。在前期研究[14]的基礎上,本團隊通過采用多電極板與交互電場設計,自主開發(fā)了一種低壓靜電場低溫真空貯藏保鮮設備[15],利用該設備對采后白玉菇進行貯藏,研究低壓靜電場-真空協(xié)同保鮮對白玉菇采后貯藏過程中品質和抗氧化代謝的影響,以期為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考。
白玉菇由青島豐科生物科技公司提供,選取菇體潔白、菌柄菌蓋無氣生菌絲、無斑點及無褐變、無機械損傷、大小均勻的子實體;PE食品專用袋購自日照市南亞星塑膠有限公司;塑料保鮮盒購自義烏市錦升包裝制品有限公司。
草酸、氫氧化鈉、氯化鋇、考馬斯亮藍G-250、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、鹽酸、硫酸、甲醇等均為分析純國藥集團化學試劑有限公司;過氧化氫、超氧陰離子自由基含量測定試劑盒以及抗氧化酶活力測定試劑盒等 南京建成生物科技有限公司。
常壓冷庫由青島農(nóng)業(yè)大學食品學院教學實習基地提供;低壓靜電場低溫真空貯藏保鮮設備(圖1)由青島農(nóng)業(yè)大學研制;NMI20-040V-I核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器有限公司;AR124CN電子分析天平奧豪斯儀器(常州)有限公司;UV-5500紫外-可見分光光度計 上海元析儀器有限公司;H3-16KR臺式高速冷凍離心機 湖南可成儀器設備有限公司;DDS-307A電導率儀 上海佑科儀器儀表有限公司;JXFSTPRP-C冷凍研磨儀 上海凈信實業(yè)發(fā)展有限公司;DW-86L626超低溫冰箱 青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司;SpectraMax i3x酶標儀 美谷分子儀器(上海)有限公司。
圖1 低壓靜電場低溫真空貯藏保鮮設備結構簡圖Fig. 1 Structure diagram of the LVEF-assisted low-temperature vacuum storage equipment
1.3.1 實驗設計
低壓靜電場低溫真空貯藏保鮮設備置于常壓冷庫,將挑選后的白玉菇放入冷庫預冷2 h,隨機分成3 組,每組450 g白玉菇樣品,將樣品置于173 mm×133 mm×48 mm的帶孔塑料保鮮盒中,保鮮盒外包裹305 mm×404 mm的PE食品保鮮袋,分別放入低壓靜電場低溫真空貯藏保鮮設備的A貯藏室、B貯藏室以及常壓冷庫內(nèi)的打孔泡沫盒中,每組實驗重復3 次,分別于0、3、6、9、12、14 d隨機取樣,結果取平均值。
其中,A貯藏室的樣品即低壓靜電場貯藏(LVEF)組,貯藏條件:溫度(3±1)℃、電壓150 V、頻率1 000 Hz、相對濕度80%~85%;B貯藏室的樣品即低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏(LVEF-Vac)組,貯藏溫度、電壓、頻率、相對濕度都與A貯藏室相同,真空壓力為26~36 kPa;常壓冷庫的樣品即對照(CK)組,貯藏溫度與相對濕度均與低壓靜電場低溫真空貯藏組一致。
1.3.2 質量損失率的測定
質量損失率的測定根據(jù)稱質量法[16],按式(1)計算。
1.3.3 呼吸強度的測定
采用靜置法[17]測定呼吸強度。取20 mL 0.4 mol/L NaOH溶液于培養(yǎng)皿中,將培養(yǎng)皿置于呼吸室中。在呼吸室隔板上方放入待測樣品,1 h后取出樣品和培養(yǎng)皿。將培養(yǎng)皿中的NaOH溶液移入三角瓶中并用蒸餾水反復沖洗至中性,加入5 mL飽和氯化鋇溶液生成白色沉淀,滴入適量酚酞指示劑,溶液由白色變成紅色。再用0.2 mol/L草酸溶液滴定至終點。用同樣的方法不放入樣品作為空白。根據(jù)公式(2)計算其含量。
式中:V1為空白樣品所消耗的草酸體積/mL;V2為測定樣品所消耗的草酸體積/mL;c為草酸濃度/(mol/L);m為樣品質量/kg;t為測定時間/h;44為CO2的相對分子質量。
1.3.4 感官評價
感官評分由10 名經(jīng)過培訓的評審員分別依據(jù)表1進行評審打分,最終分數(shù)為10 名評審員所給分數(shù)的平均值。具體評分標準見表1。
表1 白玉菇貯藏期間感官評分標準Table 1 Criteria for sensory evaluation of white Hypsizygus marmoreus during storage
1.3.5 低場核磁共振成像與水分子弛豫信息采集
采用低場核磁共振光譜儀中的CPMG脈沖序列測定橫向弛豫時間(T2),將(4.0±0.1)g樣品放入玻璃管中,操作參數(shù):等待時間3 000 ms、回波時間0.5 ms、回波數(shù)5 000、最多允許層數(shù)4。成像:中心頻率20 MHz,信號采樣點數(shù)400,采樣頻率20 kHz,重復采樣等待時間800 ms,回波時間20 ms,采樣層數(shù)3,采樣厚度2.5 mm,重復采樣次數(shù)10。利用MultiExp Inv分析軟件,采用多指數(shù)擬合和聯(lián)合迭代重建算法對CPMG衰變曲線進行擬合,得到相應的核磁共振參數(shù)。
1.3.6 可溶性蛋白含量測定
可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍法[18],于595 nm波長處測定吸光度。以100 μg/mL牛血清白蛋白溶液為標準品稀釋至不同梯度繪制標準曲線,根據(jù)標準曲線方程計算可溶性蛋白質量濃度,可溶性蛋白含量以每克樣品所含可溶性蛋白質量計。
1.3.7 丙二醛含量與相對電導率的測定
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的測定采用硫代巴比妥酸比色法。取白玉菇樣品2 g加入5 mL質量分數(shù)5%三氯乙酸溶液,冰浴研磨,勻漿液10 000 r/min離心15 min。取2 mL上清液,加入2 mL質量分數(shù)0.67%硫代巴比妥酸溶液,混勻后沸水浴30 min,分別于A450nm、A532nm、A600nm波長處測定其吸光度,以質量分數(shù)5%三氯乙酸溶液取代上清液作為空白。根據(jù)公式(3)計算MDA含量,單位為μmol/g。
相對電導率的測定參照呂衛(wèi)光等[19]方法并稍作修改,結果以百分數(shù)表示。
1.3.8 過氧化氫與超氧陰離子自由基含量的測定
H2O2與含量采用相應試劑盒進行測定。
1.3.9 抗氧化酶活力的測定
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化物酶(peroxidase,POD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(ascorbic acid peroxidase,APX)、谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase,GR)活力均采用相應試劑盒進行測定。
1.3.10 抗氧化物質含量的測定
谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量的測定參考曹建康等[20]的方法??箟难幔╝scorbic acid,AsA)含量的測定采用2,6-二氯酚靛酚鈉滴定法。氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione,GSSG)含量的測定參考Zhang Kexin等[21]的方法。
采用Origin 2021軟件作圖,采用SPSS Statistics 26軟件進行單因素方差分析,以P<0.05表示差異顯著。
可溶性蛋白是白玉菇主要的營養(yǎng)成分,可維持菇體的細胞滲透壓[22],白玉菇采后呼吸代謝、失水等會造成其營養(yǎng)物質的損耗和質量損失率增加[23-24]。如圖2A所示,LVEF、LVEF-Vac組呼吸強度的峰值分別是CK組的74%、64%,CK組與LVEF組樣品均于第6天出現(xiàn)呼吸高峰,LVEF-Vac組樣品于第9天出現(xiàn)呼吸高峰,比CK與LVEF組推遲了3 d;且隨貯藏時間的延長,CK、LVEF、LVEF-Vac組在貯藏末期的質量損失率分別達4.6%、4.5%、4.3%(圖2B),可溶性蛋白含量下降率分別為82.1%、79.5%、73.5%(圖2C)。綜上表明3個貯藏組的白玉菇均發(fā)生呼吸躍變,質量損失率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,可溶性蛋白含量則呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中,與CK組相比,LVEF、LVEF-Vac組總體可顯著抑制呼吸峰值強度、質量損失率的上升以及可溶性蛋白含量的下降(P<0.05),且LVEF-Vac組保鮮效果最佳,并能夠延遲呼吸高峰的出現(xiàn)。
圖2 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間呼吸強度(A)、質量損失率(B)、可溶性蛋白含量(C)的影響Fig. 2 Effect of LVEF-Vac treatment on respiratory intensity (A),percentage mass loss (B) and soluble protein content (C) of white Hypsizygus marmoreus
感官評價能直觀地體現(xiàn)出白玉菇的商品價值。如圖3所示,CK、LVEF、LVEF-Vac組分別于3、6、9 d后出現(xiàn)氣生菌絲及褐變現(xiàn)象。結合表2可知,3個貯藏組白玉菇的感官評分在整個貯藏期間均呈下降趨勢,CK組第9天呈褐色,菇體萎蔫產(chǎn)生大量菌絲且有異味;LVEF組第12天呈現(xiàn)黃褐色、菇體有大量菌絲且異味較??;LVEF-Vac組第14天呈現(xiàn)黃褐色、菇體有菌絲但無異味。貯藏6 d后,LVEF和LVEF-Vac組感官評分均顯著高于CK組(P<0.05),其中LVEF-Vac組的樣品感官評分最高。LVEF-Vac組的白玉菇保鮮期可達14 d,比LVEF組延長2 d,比CK組延長5 d。
圖3 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間感官品質的影響Fig. 3 Effect of LVEF-Vac treatment on sensory quality of white Hypsizygus marmoreus
表2 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏白玉菇貯藏期間感官評分Table 2 Sensory evaluation scores of white Hypsizygus marmoreus subjected to LVEF-Vac treatment during storage
綜上可知,與CK和LVEF組相比,LVEF-Vac組可能是通過抑制白玉菇的呼吸強度來維持其可溶性蛋白含量,從而抑制質量損失率的增長,達到保持品質和延緩衰老效果。
T2弛豫時間與氫質子自由度及束縛力有關,且氫質子的束縛程度又與樣品的內(nèi)部結構緊密相關。氫質子所受的束縛力越小,表明其有更大的自由度,弛豫時間越長。由圖4可以看出,新鮮樣品(0 d-CK)中有3種相態(tài)的水:與底物結合程度最強的結合水(T21),橫向弛豫時間為0.01~2 ms,其對應的峰面積為A1;與底物結合相對弱一些的不易流動水(T22),橫向弛豫時間為2~30 ms,其對應的峰面積為A2;以游離狀態(tài)存在的自由水(T23),橫向弛豫時間為30~10 000 ms,其對應的峰面積為A3。峰面積可以代表不同狀態(tài)水的相對含量[25]。
圖4 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間T2譜圖的影響Fig. 4 Effect of LVEF-Vac treatment on transverse relaxation spectrum of white Hypsizygus marmoreus
如圖4所示,0 d-CK橫向弛豫時間T21、T22、T23分別為0.369、12.751 ms和89.074 ms,3個貯藏組在不同貯藏時間的橫向弛豫時間變化較大。其中,以第9天為例,9 d-CK的橫向弛豫時間T22、T23分別為155.225、766.341 ms,9 d-LVEF的橫向弛豫時間T21、T22、T23分別為2.768、54.789、333.129 ms,9 d-LVEF-Vac的橫向弛豫時間T21、T22、T23分別為0.977、15.703、191.164 ms(圖4C)。由此可見,隨著貯藏時間的延長,3個貯藏組在不同貯藏時間的橫向弛豫時間T21、T22、T23均大于0 d-CK,相同貯藏時間時,與CK組相比,LVEF及LVEF-Vac組的橫向弛豫時間T21、T22、T23增大幅度較小。即隨著貯藏時間的延長,樣品中水分與基質的結合程度逐漸下降,其中CK組下降幅度最大。
0 d-CK組的A1、A2、A3分別為9.215、176.954、544.03,3 d-CKA1、A2、A3分別為4.090、18.011、657.120,9 d-CKA1、A2、A3分別為0、14.018、459.788;由此可見,A1、A2和A3隨著貯藏時間的延長分別呈現(xiàn)“逐漸下降至消失”“先升后降至消失”和“先升后降”的趨勢,且其他貯藏組趨勢相同,其中LVEF-Vac組樣品A1、A3的變化程度均低于CK組和LVEF組。該結果表明在貯藏期間3個貯藏組白玉菇的水分均由結合水和不易流動水轉化為自由水,且含量均逐漸減少,其中低壓靜電場-真空協(xié)同處理抑制白玉菇水分轉化和含量減少的效果最佳。
白玉菇水分質量分數(shù)高達91.6%,其水分狀態(tài)分布可以直接反映出白玉菇在貯藏期間的新鮮程度[26]。圖5為白玉菇貯藏期間水分分布的低場核磁共振成像偽彩圖。紅色表示高氫質子密度,藍色表示低氫質子密度,樣品顏色越紅,說明該區(qū)域氫質子含量越多,即水分含量越多[27]。新鮮白玉菇(0 d-CK)的水分分布比較均勻,水分含量較高。但隨著貯藏時間的延長,同一貯藏組白玉菇的水分含量逐漸減少,且菇體中間部分的水分流失速度遠大于菇體外周;同一貯藏時間、3個貯藏組之間,LVEF-Vac組樣品比CK、LVEF組樣品水分散失的速度更慢、程度更小。
圖5 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏白玉菇貯藏期間的低場核磁共振成像偽彩圖Fig. 5 Low field MRI pseudo-color images of LVEF-Vac treated white Hypsizygus marmoreus during storage
綜上可知,與CK組相比,LVEF、LVEF-Vac組均能有效抑制白玉菇水分的遷移和散失,其中LVEF-Vac組效果最佳。
MDA含量和相對電導率是反映膜脂過氧化程度的重要指標,其中,MDA是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物之一,其含量越高說明膜系統(tǒng)受傷害的程度越大、膜透性越強,從而造成相對電導率越高[28]。如圖6所示,在貯藏期間不同組白玉菇的MDA含量(圖6A)和相對電導率(圖6B)均隨著貯藏時間的延長而上升。與CK、LVEF組相比,LVEF-Vac組6 d后能夠顯著抑制白玉菇MDA含量和相對電導率的上升(P<0.05)。上述結果說明低壓靜電場-真空協(xié)同處理可通過抑制樣品MDA的積累和相對電導率的上升從而降低細胞膜的通透性,較好地維持膜結構。
圖6 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間MDA含量(A)和相對電導率(B)的影響Fig. 6 Effect of LVEF-Vac treatment on MDA content (A) and relative electrical conductivity (B) of white Hypsizygus marmoreus
自由基的大量積累會導致細胞膜脂過氧化,對生物體造成傷害,進而加速生物體的衰老[29]。如圖7所示,隨貯藏時間的延長,3個貯藏組白玉菇的(圖7A)與H2O2(圖7B)含量均呈逐漸遞增的趨勢。由圖7A可知,貯藏前3 d,LVEF與LVEF-Vac組樣品的含量高于CK組,6 d后顯著低于CK組(P<0.05),貯藏至第9天,LVEF、LVEF-Vac組樣品中的含量分別比CK組低11.8%、18.6%;貯藏至第12天LVEF-Vac組樣品中的含量比LVEF組低7.8%。由圖7B可知,貯藏3 d后,LVEF與LVEF-Vac組樣品的H2O2含量顯著低于CK組(P<0.05),貯藏至第12天LVEF-Vac組樣品H2O2含量是LVEF組的64%。該結果表明低壓靜電場-真空協(xié)同處理可最有效抑制貯藏期間白玉菇自由基的積累,較好地維持膜結構與功能。
圖7 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間(A)與H2O2(B)含量的影響Fig. 7 Effect of LVEF-Vac treatment on the contents of superoxide anion radical (A) and H2O2 (B) in white Hypsizygus marmoreus
白玉菇體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)分為以SOD與CAT為主的直接抗氧化系統(tǒng)和以ASA-GSH循環(huán)為主的間接抗氧化系統(tǒng)。SOD、CAT是抗氧化系統(tǒng)第一道防線的主要抗氧化酶,與GR、APX一起可將菇體內(nèi)源自由基轉化分解為水[30]。如圖8所示,不同組白玉菇的SOD(圖8B)、APX(圖8D)活力均呈先升后降的變化趨勢,3個貯藏組白玉菇的SOD活力均在第6天到達最大值,且LVEFVac組的白玉菇SOD活力最高,分別為CK、LVEF組的1.24 倍和1.14 倍,與CK、LVEF組相比,LVEF-Vac組總體顯著提高了白玉菇貯藏期間的SOD活力(P<0.05);貯藏3 d后,LVEF、LVEF-Vac組的白玉菇APX活力顯著高于CK組(P<0.05),貯藏至第9天,LVEF-Vac組的APX活力達到最大值,為同期CK組的1.92 倍。不同組白玉菇的CAT(圖8C)與POD(圖8E)活力則呈下降的趨勢。與CK組相比,LVEF組的白玉菇CAT活力在貯藏前期差異不顯著,貯藏9 d后顯著升高;LVEF-Vac組白玉菇CAT活力在整個貯藏期顯著高于CK組(P<0.05)。貯藏6 d后,LVEF、LVEF-Vac組白玉菇POD活力顯著高于CK組(P<0.05),且LVEF-Vac組提升效果更明顯。GR活力呈先下降后上升再下降的變化趨勢,貯藏6 d后,LVEF、LVEF-Vac組的白玉菇GR活力顯著高于CK組(P<0.05),且LVEF-Vac組效果更佳(圖8A)。相比CK組和LVEF組,低壓靜電場-真空協(xié)同處理總體抑制了SOD、CAT、APX、POD和GR活力的衰減。
圖8 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間抗氧化酶活力的影響Fig. 8 Effect of LVEF-Vac treatment on antioxidant enzyme activities in white Hypsizygus marmoreus
GSH、GSSG、AsA是白玉菇AsA-GSH循環(huán)系統(tǒng)中的主要抗氧化物質,具有清除活性氧(reactive oxygen species,ROS)的作用,其中GR可以將GSSG還原成GSH。如圖9所示,3個貯藏組白玉菇的GSH含量均呈下降的趨勢,LVEF、LVEF-Vac組白玉菇GSH含量顯著高于CK組(P<0.05),第9天時,CK組白玉菇的GSH含量僅分別為LVEF、LVEF-Vac組的65%、54%(圖9B);CK組的白玉菇GSSG含量呈先升后降的趨勢,而LVEF、LVEF-Vac組白玉菇GSSG含量則總體顯著低于CK組(P<0.05),與第0天相比,第9天時CK、LVEF、LVEF-Vac組的白玉菇GSSG含量下降幅度分別為11%、18%、33%(圖9A);3個貯藏組白玉菇的AsA含量在貯藏期間均呈下降趨勢,第9天時,LVEF、LVEF-Vac組樣品的AsA含量顯著高于CK組(P<0.05),LVEF-Vac組白玉菇AsA含量是CK組的1.48 倍(圖9C)。
圖9 低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏對白玉菇貯藏期間抗氧化物質的影響Fig. 9 Effect of LVEF-Vac treatment on antioxidant substance contents of white Hypsizygus marmoreus
綜上可知,低壓靜電場-真空協(xié)同處理可通過提高GR、APX等抗氧化酶活性,促進白玉菇GSSG還原為GSH、抑制GSH及AsA的代謝,從而間接抑制白玉菇貯藏期間ROS的積累。
白玉菇屬于呼吸躍變型食用菌,且含水量高[31],采后其呼吸作用和蒸騰作用依然旺盛,貯藏不當會加速細胞失水和增強呼吸代謝,加大營養(yǎng)物質的消耗,導致白玉菇品質迅速下降[32]。本研究利用低壓靜電場-真空協(xié)同保鮮技術在(3±1)℃下對白玉菇進行貯藏。結果表明,與CK、LVEF組樣品相比,低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏可明顯抑制白玉菇呼吸強度上升,推遲呼吸高峰出現(xiàn)(圖2A),抑制可溶性蛋白含量下降(圖2C)、減少子實體水分散失(圖4、5),降低質量損失率(圖2B),保持白玉菇良好的感官品質(圖3、表2),該結論與周英杰等[33]的研究結果相似。表明低壓靜電場-真空協(xié)同保鮮技術能有效延緩白玉菇采后貯藏期間的品質下降,延長其保鮮期。
ROS是有氧代謝的毒性副產(chǎn)物[34],Wu Shujuan等[35]認為新鮮食用菌采后ROS的積累可加劇菇體蛋白質、脂類物質和核酸氧化損傷,造成細胞膜脂過氧化,從而導致其衰老。MDA含量及相對電導率可以反映膜脂過氧化的程度。本研究發(fā)現(xiàn),隨著貯藏時間的延長,不同貯藏方式下白玉菇的H2O2、、MDA含量及相對電導率均呈上升趨勢(圖6、7),表明采后白玉菇ROS失衡并導致膜脂過氧化。這與錢書意[7]、Xing Zengtao[8]、Chen Hui[36]等在不同品種白玉菇中的研究結果一致。Lei Yuanyuan等[37]研究發(fā)現(xiàn)白玉菇體內(nèi)存在兩個抗氧化系統(tǒng)可有效清除ROS,一個是以SOD、CAT為主的直接抗氧化系統(tǒng),另一個是以AsA-GSH循環(huán)為主的間接抗氧化系統(tǒng)。張浩宇等[38]研究發(fā)現(xiàn)低壓靜電場能夠提高貯藏過程中靈武長棗的SOD活力,從而抑制的積累。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)在微真空(55~65 kPa)條件下貯藏西蘭花可提高其CAT、SOD、POD活力,降低H2O2和生成率[39]。本研究結果與上述研究結果一致,表明低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏可通過提高白玉菇貯藏期間SOD、CAT、POD活力,抑制ROS的積累,減輕白玉菇膜脂過氧化的程度,延緩其衰老。
AsA、GSH與GSSG等抗氧化物質清除ROS的過程屬于以AsA-GSH循環(huán)為主的間接抗氧化系統(tǒng)。黃鴻暉等[40]研究證明AsA與GSH不僅能夠把ROS直接還原,還可以通過與GR、APX共同參與對ROS的清除過程,發(fā)揮抑制ROS積累的作用;Akter等[41]的研究表明GSH和GSSG在GR的作用下相互轉化時,能將H2O2還原成H2O。本研究中低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏可通過提高GR與APX活性抑制白玉菇的AsA、GSH含量的降低幅度和提高GSSG的還原程度(圖8、9),進一步證實了以上研究結果。由此可見,低壓靜電場-真空協(xié)同保鮮技術可通過提高GR、APX的活性來抑制GSH、AsA的氧化及促進GSSG還原成GSH,從而達到延緩GSH與AsA的氧化消耗,維持AsA-GSH循環(huán)的穩(wěn)定性和清除ROS的作用。
綜上可知,與CK組樣品相比,低壓靜電場與低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏均可抑制白玉菇呼吸強度,減少可溶性蛋白的降解和子實體水分的散失,降低白玉菇采后感官品質劣變,維持白玉菇貯藏期間的商品價值。其中,低壓靜電場-真空協(xié)同貯藏具有協(xié)同增效的作用,通過提高白玉菇中抗氧化物質含量及抗氧化酶的活力,增強白玉菇的直接和間接兩個抗氧化系統(tǒng)的抗氧化能力,抑制ROS的產(chǎn)生和積累,延緩膜脂過氧化,維持細胞完整性并延長白玉菇的貯藏期。