蘇 鑫，王賁香，焦 璇，張 弛，文連奎,*，賀 陽,*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.吉林師范大學(xué)博達(dá)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 四平 136000）

多數(shù)新鮮蔬菜中的水分含量都高達(dá)90%以上，微生物易于繁殖，貯藏期較短，且不利于運(yùn)輸，限制農(nóng)民經(jīng)濟(jì)來源[1]。因此，將蔬菜干制脫水，是目前蔬菜貯藏上應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，可使微生物腐敗和變質(zhì)反應(yīng)降到最低，同時(shí)，還可以減少貯藏運(yùn)輸過程中所占的空間和重量[2-3]。但是蔬菜在干燥過程中，隨著水分脫離，細(xì)胞出現(xiàn)皺縮、卷曲或斷裂變形，易導(dǎo)致感官品質(zhì)的降低及復(fù)水性差等缺點(diǎn)[4]，而復(fù)水性是評價(jià)干制品食用品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此提高蔬菜干制品的復(fù)水特性具有重要意義。

對蔬菜進(jìn)行滲透預(yù)處理提高其復(fù)水性既可縮短干燥時(shí)間，還可提升干制品品質(zhì)[5]。在滲透預(yù)處理中常用的滲透液主要有糖類[6-7]、鹽[8]、乙醇[9]等，其中糖類物質(zhì)在提高脫水制品復(fù)水特性中被廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)上常用的糖類有單糖中的葡萄糖，雙糖中的蔗糖、麥芽糖、海藻糖以及一些多糖等。如Agnieszka等[10]利用葡萄糖作為滲透液，顯著提高了樣品復(fù)水比，證明分子質(zhì)量小且具有吸水作用的糖，可增強(qiáng)樣品細(xì)胞在復(fù)水過程中對水分的吸收。另外，雙糖作為滲透液在改善脫水制品復(fù)水特性也有顯著效果，如蔗糖可以通過穩(wěn)定磷脂和蛋白質(zhì)保護(hù)植物細(xì)胞膜功能，進(jìn)而改善脫水制品的復(fù)水特性[11]；Hincha等[12]研究證明了海藻糖在滲透過程中具有保護(hù)細(xì)胞成分和狀態(tài)的能力；也有研究表明蔗糖、麥芽糖和海藻糖這些雙糖可以通過增加果膠與果膠之間的相互作用保持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，防止組織結(jié)構(gòu)損傷[11,13]。以上研究證明了單糖和雙糖已經(jīng)廣泛應(yīng)用于提高脫水制品的復(fù)水特性，但是對于多糖在脫水制品復(fù)水特性中的研究報(bào)道較少。先前將黑木耳液真空滲入茄子中[14]，研究結(jié)果顯示，黑木耳液可明顯提高茄子復(fù)水比，推測這可能與黑木耳液中的黑木耳多糖有關(guān)。

黑木耳（Auricularia auricula）又名樹耳、樹雞，主要分布于中國黑龍江、吉林、浙江等省[15-16]。以每100 g黑木耳干品可食用部分計(jì)，其內(nèi)部約含有水分12 g、碳水化合物65 g、粗纖維7 g、蛋白質(zhì)10.6 g、脂肪0.2 g、灰分4.3 g、礦物質(zhì)0.4 g、多種維生素35 mg。黑木耳經(jīng)反復(fù)干燥、復(fù)水后仍保持高復(fù)水能力，有研究表明黑木耳的高復(fù)水能力與自身的多糖分子結(jié)構(gòu)及分子質(zhì)量大小相關(guān)[17]。因此，探究黑木耳多糖是否可以改善其他脫水制品的復(fù)水特性具有一定意義。

白蘿卜（Raphanus sativus）又名菜頭，為根莖類蔬菜。以每100 g白蘿卜可食用部分計(jì)，其內(nèi)部約含有水分92.8 g、碳水化合物4.2 g、膳食纖維1.1 g、蛋白質(zhì)1 g、脂肪0.15 g、礦物質(zhì)0.3 g、多種維生素31 mg，營養(yǎng)豐富，具有抗氧化和促消化等多種功能，是人們飲食生活中最常食用的蔬菜之一[18]。蘿卜在保藏過程中易變糠，將蘿卜干制成為傳統(tǒng)貯藏方法之一[19]。但是白蘿卜在干制后復(fù)水性較差，復(fù)原率較低，這可能是因?yàn)榘滋}卜營養(yǎng)成分中沒有多糖存在，因此，本研究以白蘿卜為實(shí)驗(yàn)對象，真空滲透黑木耳多糖組分，探究黑木耳多糖對白蘿卜復(fù)水特性的影響，篩選出可改善脫水白蘿卜復(fù)水特性的黑木耳多糖組分并進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，分析產(chǎn)生差異的原因。本實(shí)驗(yàn)旨在為改善白蘿卜復(fù)水特性提供一種新思路，并為黑木耳多糖組分改善更多種類蔬菜復(fù)水特性的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優(yōu)級(jí)黑木耳干品（初始含水率為12%，粉碎成末）、白蘿卜（品種：長春大根，產(chǎn)地：吉林長春，初始含水率為92.8%，切成3 mm×4 cm×4 cm圓片狀）市售；DEAE-52纖維素、Sephadex G-100填料 源葉生物有限公司；無水乙醇、正丁醇（均為分析純） 北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CR-400色差計(jì) 杭州彩譜科技有限公司；ST-Z16質(zhì)構(gòu)儀 山東盛泰儀器有限公司；YDDC-550Z真空滲糖裝置 安徽一鼎節(jié)能科技有限公司；T6紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；IRPrestuge-21傅里葉變換近紅外光譜儀、LC-20AT高效液相色譜系統(tǒng) 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 黑木耳多糖制備

參考許海林[20]的方法提取黑木耳多糖，液料比30∶1（mL/g）、攪拌轉(zhuǎn)速200 r/min、提取時(shí)間70 min、粒度80 目、提取溫度100 ℃，得黑木耳粗多糖。在脫蛋白處理后的粗多糖中緩慢加入95%乙醇溶液直至乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到10%，隨后在收集的上清液中繼續(xù)加95%乙醇溶液直至乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到80%為止，上述分步醇沉后得到的沉淀再進(jìn)行DEAE-52纖維素、Sephadex G-100分離純化，得到不同多糖組分。

1.3.2 黑木耳多糖組分篩選

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將純化后獲得的各組分多糖以質(zhì)量濃度0.8 mg/mL、真空度0.08 MPa、抽空時(shí)間30 min、滲透溫度40 ℃條件下真空滲透入白蘿卜中，瀝干多糖液后于60 ℃烘干，按預(yù)實(shí)驗(yàn)復(fù)水條件，在60 ℃復(fù)水至質(zhì)量恒定，測定復(fù)水比、膨脹性、持水性、色澤及質(zhì)構(gòu)，以未滲透黑木耳多糖脫水白蘿卜為空白（CK）組，篩選具有提高白蘿卜復(fù)水特性的黑木耳多糖組分。每組分析方法測量3 次，取平均值。

1.3.2.1 復(fù)水比測定

經(jīng)滲透、干燥后的白蘿卜樣品在（60±2）℃條件下復(fù)水至質(zhì)量恒定，記錄質(zhì)量，進(jìn)行復(fù)水比的測定[21]。復(fù)水比計(jì)算公式如下：

式中：Gf為樣品復(fù)水后瀝干質(zhì)量/g；G0為干制品樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.2 膨脹性測定

經(jīng)滲透、干燥后的白蘿卜樣品在（60±2）℃條件下復(fù)水至質(zhì)量恒定，記錄質(zhì)量、體積，進(jìn)行膨脹性的測定[22]。膨脹性計(jì)算公式如下：

式中：V1為樣品膨脹前體積/mL；V2為樣品膨脹后體積/mL；W為樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.3 持水性測定

經(jīng)滲透、干燥后的白蘿卜樣品在（60±2）℃條件下復(fù)水至質(zhì)量恒定，放置在離心管底部，并在白蘿卜樣品下面平鋪?zhàn)懔康募啿家晕针x心過程中排出的水分，以4000 r/min進(jìn)行離心處理，每次離心持續(xù)20 min以使白蘿卜中水分充分排出[21]。通過測定離心前后樣品的質(zhì)量計(jì)算持水性，公式如下：

式中：Wt為復(fù)水后樣品中全部水的質(zhì)量/g；WRCF為離心出水的質(zhì)量/g。

1.3.2.4 色澤測定

經(jīng)滲透、干燥后的白蘿卜樣品在（60±2）℃條件下復(fù)水至質(zhì)量恒定后進(jìn)行色差測定。采用CR-400型色差計(jì)測定新鮮白蘿卜及復(fù)水白蘿卜的L*、a*、b*值[23]，并計(jì)算色差值?E。?E計(jì)算公式如下：

式中：L0、a0、b0為新鮮組樣品測得值；L*、a*、b*為處理組樣品測得值。

1.3.2.5 質(zhì)構(gòu)測定

經(jīng)滲透、干燥后的白蘿卜樣品在（60±2）℃條件下復(fù)水至質(zhì)量恒定后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定[24]。

質(zhì)構(gòu)儀測定條件：兩次測定時(shí)間的間隔為5 s，測試速率為1 mm/s，壓縮程度為50%，觸發(fā)力為0.3 N，數(shù)據(jù)收集率1 kHz。探頭型號(hào)為TMS-50 mm。檢測樣品的硬度、彈性、咀嚼性、內(nèi)聚性。

通過上述實(shí)驗(yàn)篩選出對脫水白蘿卜復(fù)水特性結(jié)果差異較大的多糖組分進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

1.3.3 黑木耳多糖結(jié)構(gòu)鑒定

1.3.3.1 紫外全掃描檢測

用蒸餾水配制多糖樣品成1 mg/mL的多糖溶液3～5 mL，微孔濾膜過濾后，置于石英比色皿中，在200～400 nm波長處進(jìn)行紫外全掃描[25]。

1.3.3.2 紅外光譜檢測

稱量干燥后的多糖樣品及溴化鉀按質(zhì)量比1∶100研磨壓片，進(jìn)行紅外光譜掃描，掃描范圍選擇4000～400 cm-1[26]。

1.3.3.3 分子質(zhì)量測定

采用高效液相凝膠色譜法測定多糖分子質(zhì)量[27]。

色譜條件：Shimadzu高效液相色譜系統(tǒng)；TSK-gel G 43000 PWXLcolumn（7.8 mm×300 mm）色譜柱；RID-20A折射率檢測器；樣品質(zhì)量濃度1 mg/mL；進(jìn)樣體積20 μL；流動(dòng)相：0.2 mol/L NaCl溶液；流動(dòng)速率0.6 mL/min。

1.3.3.4 單糖組成測定

采用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮柱前衍生化和高效液相色譜測定樣品中單糖組成[28]。

色譜條件：Shimadzu高效液相色譜系統(tǒng)；色譜柱：COSMOSIL 5C18-PAQ（4.6 mm×250 mm）；SPD-20A紫外檢測器；流動(dòng)相：磷酸鹽緩沖鹽水（0.1 mol/L，pH 7.0）-乙腈（81∶19，V/V）；流速：1 mL/min；進(jìn)樣量：10 μL；檢測波長：245 nm。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS中ANOVA測試，對不同處理組之間的差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，圖和表中不同字母、符號(hào)表示差異顯著，記為P＜0.05，采用Origin 7.5軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑木耳多糖制備結(jié)果

用不同濃度NaCl溶液（0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、2.0 mol/L）洗脫、95%乙醇溶液醇沉至乙醇體積分?jǐn)?shù)為10%、80%后得到AAP-10、AAP-80兩種黑木耳粗多糖，通過苯酚-硫酸法進(jìn)行檢測追蹤，經(jīng)DEAE-52纖維素純化得到的洗脫曲線如圖1所示，AAP-10、AAP-80各獲得3 個(gè)組分，并按洗脫順序?qū)Τ霈F(xiàn)的主峰分布的管數(shù)進(jìn)行收集，再分別對6 個(gè)組分進(jìn)行Sephadex G-100層析柱進(jìn)一步分離，期間用蒸餾水洗脫，通過苯酚-硫酸法進(jìn)行檢測追蹤。

圖1 AAP-10和AAP-80過DEAE-52層析柱的洗脫曲線Fig.1 Elution curves of AAP-10 and AAP-80 on DEAE-52 cellulose column

利用Sephadex G-100層析柱對DEAE-52纖維素洗脫AAP-10得到的3 個(gè)組分進(jìn)一步純化，洗脫曲線結(jié)果如圖2所示，分別命名為AAP-10-I、AAP-10-II、AAP-10-III，并對出現(xiàn)主峰位置的管數(shù)進(jìn)行收集，濃縮、凍干后進(jìn)行滲透白蘿卜實(shí)驗(yàn)。

圖2 AAP-10黑木耳粗多糖Sephadex G-100層析柱的洗脫曲線Fig.2 Elution curves of AAP-10 on Sephadex G-100 column

利用Sephadex G-100層析柱對DEAE-52纖維素洗脫AAP-80得到的3 個(gè)組分進(jìn)一步純化，洗脫曲線結(jié)果如圖3所示，分別命名為AAP-80-I、AAP-80-II、AAP-80-III，并對出現(xiàn)主峰位置的管數(shù)進(jìn)行收集，濃縮、凍干后進(jìn)行滲透白蘿卜實(shí)驗(yàn)。

圖3 AAP-80黑木耳粗多糖Sephadex G-100層析柱的洗脫曲線Fig.3 Elution curves of AAP-80 on Sephadex G-100 column

2.2 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜復(fù)水特性的影響

2.2.1 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜復(fù)水比的影響

復(fù)水比越高，表明物料在干燥時(shí)內(nèi)部受損程度越小，即越接近恢復(fù)到新鮮狀態(tài)[29]。由圖4可知，與CK組相比，滲透不同的黑木耳多糖組分均可提高脫水白蘿卜復(fù)水比，且多數(shù)組分呈現(xiàn)顯著差異。其中AAP-80-III組分滲透白蘿卜后復(fù)水比最大，為7.32；AAP-10-I組分滲透后復(fù)水比最小，為6.39，差異不顯著。有研究表明糖溶液滲透預(yù)處理后的樣品具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度承受熱風(fēng)干燥時(shí)的沖擊[30]，主要原因是糖可以取代大分子極性殘留物周圍的水分子，穩(wěn)定磷脂和蛋白質(zhì)，防止它們變性以及保持細(xì)胞的完整性，因此提高了復(fù)水過程中細(xì)胞對水分的吸收，復(fù)水比顯著增加[31]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述研究結(jié)果相似，說明不同的黑木耳多糖組分對白蘿卜組織及細(xì)胞也有保護(hù)作用，進(jìn)而提高其復(fù)水比。

圖4 各組分對脫水白蘿卜復(fù)水比的影響Fig.4 Effects of AAP fractions on the rehydration ratio of dehydrated radish

許海林[20]研究表明，10%乙醇醇沉的多糖分子質(zhì)量比較大，而80%乙醇醇沉的多糖分子質(zhì)量較小，所以AAP-80-III組分比AAP-10中各組分更能提高白蘿卜復(fù)水比，這可能與分子質(zhì)量大小有關(guān)。

2.2.2 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜膨脹性的影響

膨脹性指樣品的體積隨含水率的增減而脹縮的特性。膨脹性升高，說明樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)吸水能力強(qiáng)，體積膨脹，從而使原料的復(fù)水性能提升[32]。由圖5可知，與CK組相比，滲透不同的黑木耳多糖組分均可提高脫水白蘿卜復(fù)水后的膨脹性，且多數(shù)呈現(xiàn)顯著差異。其中AAP-80-III組分處理的脫水白蘿卜膨脹性為3.22 mL/g；AAP-10-I組分膨脹性最小，為2.68 mL/g，與CK組膨脹性相比差異不顯著。相關(guān)研究表明[33]，適當(dāng)糖液的滲入，一定程度上支撐樣品內(nèi)部果膠的骨架，抑制體積收縮，從而增加了膨脹性。隨著膨脹性升高，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)增多，原料的復(fù)水性能隨之提升。且滲透過程中，不同滲透液羥基基團(tuán)與樣品內(nèi)部羥基基團(tuán)通過氫鍵結(jié)合的作用程度不同，導(dǎo)致組織細(xì)胞在干燥過程產(chǎn)生不同程度收縮。上述研究表明，本實(shí)驗(yàn)中不同黑木耳多糖組分對脫水白蘿卜膨脹性的影響不同，可能原因是內(nèi)部存在的羥基基團(tuán)含量或者與白蘿卜作用程度不同因此產(chǎn)生差異。

圖5 各組分對脫水白蘿卜膨脹性的影響Fig.5 Effects of AAP fractions on the expansibility of dehydrated radish

2.2.3 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜持水性的影響

持水性使復(fù)水后的樣品更好保持原有的感官特性，而影響持水性的主要原因是組織中蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對水分子的束縛作用。由圖6可知，與CK組相比，滲透不同的黑木耳多糖組分均可提高白蘿卜復(fù)水后的持水性，且多數(shù)組分呈顯著差異。其中AAP-80-III組分對脫水白蘿卜持水性最顯著，持水性最大，為87.2%；AAP-10-I組分對脫水白蘿卜持水性最小，為84.4%。有研究表明[25]，大多數(shù)天然多糖具有親水性基團(tuán)，如—OH、—COOH、—CONH2和—SO3H，它們?nèi)菀缀蜕锝M織形成非共價(jià)鍵，延長吸收部位的停留時(shí)間。因此，滲透多糖組分能提高脫水白蘿卜持水性，原因可能是多糖中存在的親水基團(tuán)與白蘿卜內(nèi)部組織結(jié)合，增強(qiáng)對水分子的束縛能力，從而提髙白蘿卜的持水性。而AAP-10-I和AAP-80-III滲透產(chǎn)生差異的原因可能是AAP-80-III中的親水基團(tuán)含量更多。

圖6 各組分對脫水白蘿卜持水性的影響Fig.6 Effects of AAP fractions on the water-holding capacity of dehydrated radish

2.2.4 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜色澤的影響

復(fù)水后樣品的顏色更接近鮮品則表明色素及營養(yǎng)素的保留程度[22]。從表1可以看出，CK組樣品和滲透多糖樣品復(fù)水后的a*值與新鮮白蘿卜樣品相比相差不大，差異不顯著，但L*值、b*值有顯著性差異。其中L值越大說明顏色越白，b值越大說明顏色越接近純黃色[34]。綜合對比發(fā)現(xiàn)滲透過多糖的樣品亮度更接近新鮮樣品，L*值較CK組樣品有增大趨勢，b*值有減小趨勢。其中，經(jīng)AAP-80-III滲透后樣品具有更好的色澤（L* 62.68±0.17、a*-1.06±0.02、b* 4.23±0.09）及硬度、咀嚼性。并且，ΔE結(jié)果表明，AAP-80-III滲透后樣品色澤保存較好，影響較小。未滲透多糖的樣品色澤影響最大，說明滲透多糖組分可明顯改善復(fù)水后樣品色澤。

表1 滲透不同多糖組分對復(fù)水白蘿卜色澤的影響Table 1 Effect of AAP fractions on color parameters of rehydrated radish

由于干燥過程中水分損失，發(fā)生了不可逆的蛋白質(zhì)變性，在此過程中，質(zhì)膜也受損傷，這些結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致植物細(xì)胞生物學(xué)功能的喪失，從而使酶及其各自的底物不再被分解，最終可能會(huì)發(fā)生影響最終產(chǎn)物的感覺和營養(yǎng)質(zhì)量的反應(yīng)，其中包括酶促褐變和顏色降解。因此酶活性的降低與干燥過程中結(jié)構(gòu)損傷水平低有關(guān)，但是滲透糖溶液可以穩(wěn)定磷脂和蛋白質(zhì)，防止結(jié)構(gòu)損傷[12]。并且也有研究表明，滲透糖溶液在抗壞血酸保留和顏色穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出更強(qiáng)的保護(hù)作用[35]。因此本實(shí)驗(yàn)滲透多糖組分后的樣品呈現(xiàn)出與新鮮樣品更接近的顏色，可能的原因是多糖組分在白蘿卜干燥過程中降低了對其結(jié)構(gòu)損傷，維持了顏色穩(wěn)定性。

2.2.5 黑木耳多糖各組分對脫水白蘿卜質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)是衡量干制品復(fù)水后品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[36]。從表2可以看出，滲透多糖組分對復(fù)水白蘿卜的彈性和內(nèi)聚性均無顯著差異。但是對復(fù)水白蘿卜的硬度和咀嚼性均有不同程度的提高，且呈顯著差異，其中AAP-80-III組分與其他組分相比，對復(fù)水白蘿卜硬度的保留效果更明顯（（1746.14±11.9）N），且具有更好的咀嚼性（（1207.09±9.39）N）。Levi等[37]發(fā)現(xiàn)，樣品在干燥過程中組織結(jié)構(gòu)被破壞，果膠釋放，使得樣品復(fù)水后的硬度顯著降低。Taiwo等[38]研究表明，與未滲透糖液的樣品相比，滲透糖液的樣品復(fù)水后硬度增加，這是因?yàn)樘强梢栽黾庸z-果膠相互作用影響細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使得復(fù)水后樣品硬度得到一定保留。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，滲透不同多糖組分后脫水白蘿卜的硬度、咀嚼性同樣得到較好保留。

表2 滲透不同多糖組分對復(fù)水白蘿卜質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effects of AAP fractions on texture properties of rehydrated radish

2.3 黑木耳多糖組分結(jié)構(gòu)鑒定

AAP-80-III可有效提高脫水白蘿卜復(fù)水特性，同時(shí)對比發(fā)現(xiàn)，AAP-10-I提高脫水白蘿卜的復(fù)水特性不顯著，為探究產(chǎn)生差異的原因，選取AAP-10-I、AAP-80-III進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

2.3.1 紫外全掃描測定結(jié)果

AAP-10-I和AAP-80-III進(jìn)行紫外光譜掃描，圖7顯示，兩種多糖在260、290 nm波長處都沒有明顯吸收峰出現(xiàn)，表明這兩種多糖均不含有蛋白質(zhì)及核酸[39]。

圖7 AAP-10-I和AAP-80-III紫外光譜圖Fig.7 UV spectra of AAP-10-I and AAP-80-III

2.3.2 紅外光譜測定結(jié)果

由圖8得知，兩種多糖的紅外光譜圖極其相近，出現(xiàn)吸收峰的位置均在相近范圍內(nèi)，二者在3413 cm-1處強(qiáng)吸收峰是—OH伸縮振動(dòng)引起的吸收[40]；2927 cm-1處是—CH2—、—CH3引起的伸縮振動(dòng)吸收，是糖類化合物的典型代表[28]；二者在1618 cm-1和1400 cm-1附近的吸收峰被認(rèn)為是—COOH引起的振動(dòng)[40]；在1085 cm-1附近是吡喃糖環(huán)結(jié)構(gòu)的特征吸收峰，說明二者均含有吡喃糖環(huán)[41]；865 cm-1附近出現(xiàn)的吸收峰則是β-糖苷鍵的特征吸收峰，說明兩種多糖分子間均以β-糖苷鍵連接為主[40]。以上結(jié)果表明兩種多糖均含有—OH、—COOH等親水性基團(tuán)，所以白蘿卜滲透多糖組分后膨脹性、持水性變好的原因與多糖內(nèi)部存在的親水性基團(tuán)密切相關(guān)。

圖8 AAP-10-I和AAP-80-III紅外光譜圖Fig.8 Infrared spectra of AAP-10-I and AAP-80-III

2.3.3 分子質(zhì)量測定結(jié)果

測定葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品系列的標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果為y=-0.2061x＋1.0962，R2=0.992。AAP-10-I、AAP-80-III分子質(zhì)量分布測定結(jié)果如圖9所示，經(jīng)計(jì)算，AAP-10-I的平均分子質(zhì)量為22 kDa，AAP-80-III的平均分子質(zhì)量為1.5 kDa。有研究表明，低分子質(zhì)量的黑木耳多糖組分由于松散的構(gòu)象更易被組織吸收，從而使多糖進(jìn)入細(xì)胞及內(nèi)部組織的阻力更小[42-43]。且李卓豪等[44]研究顯示，小分子質(zhì)量溶質(zhì)滲透液具有更高的滲透壓，更容易進(jìn)入植物組織內(nèi)部。本實(shí)驗(yàn)分子質(zhì)量測定結(jié)果表明，AAP-80-III的分子質(zhì)量遠(yuǎn)小于AAP-10-I的分子質(zhì)量，更容易進(jìn)入白蘿卜組織進(jìn)而提高復(fù)水性。因此，黑木耳多糖分子質(zhì)量大小與脫水白蘿卜復(fù)水特性存在密切關(guān)系。

圖9 AAP-10-I（a）和AAP-80-III（b）分子質(zhì)量分布Fig.9 Molecular mass distribution of AAP-10-I (a) and AAP-80-III (b)

2.3.4 單糖組成測定結(jié)果

由圖10可知，在兩個(gè)樣品中，AAP-10-I檢測出葡萄糖（glucose，Glc）、半乳糖（galactose，Gal）、阿拉伯糖（arabinose，Ara）、甘露糖（mannose，Man）、半乳糖醛酸（galacturonic acid，GalA）5 種單糖，其物質(zhì)的量比為96.1∶1.2∶1.3∶0.9∶0.5。AAP-80-III中鑒定出Glc、Ara、Gal、Man、葡萄糖醛酸（glucuronic acid，GlcA）、鼠李糖（rhamnose，Rha）、GalA、巖藻糖（fucose，F(xiàn)uc）8 種單糖，其物質(zhì)的量比為37.2∶29∶14.9∶7.3∶5.2∶2.7∶2.6∶1.1。結(jié)果表明兩種多糖中Glc含量均最高，但AAP-80-III中，Ara含量也占較大比例，兩種多糖的單糖組成有明顯差異。在西蘭花保水能力的研究中[45]，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)西蘭花中的Ara側(cè)鏈結(jié)構(gòu)將水分子保持在細(xì)胞壁網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，增加西蘭花組織吸水能力，從而提高復(fù)水特性。因此AAP-10-I、AAP-80-III滲透白蘿卜后復(fù)水特性產(chǎn)生差異的原因與二者單糖組成中Ara含量有關(guān)，Ara含量越高，脫水白蘿卜復(fù)水特性越好。

圖10 AAP-10-I（a）和AAP-80-III（b）單糖組成Fig.10 Monosaccharide compositions of AAP-10-I (a) and AAP-80-III (b)

3 討論

通過對黑木耳多糖組分結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)提取出的黑木耳多糖具有分子質(zhì)量低且含有Ara的特點(diǎn)。通過不同來源物質(zhì)中多糖組分的結(jié)構(gòu)信息表明，瓜蔞皮[46]、牛蒡根[47]、甘草[48]、銀耳[49]中的多糖分子質(zhì)量相對于本實(shí)驗(yàn)黑木耳多糖分子質(zhì)量大的多，并且，不同種類的黑木耳中黑木耳多糖的分子質(zhì)量有所不同[27,50-51]。研究表明[52]，分子質(zhì)量小的糖類物質(zhì)具有較大的滲透壓，在改善樣品復(fù)水特性中有較好的效果，這正是本實(shí)驗(yàn)中黑木耳多糖可改善白蘿卜復(fù)水性的主要原因之一。通過已有報(bào)道中黑木耳多糖的結(jié)構(gòu)信息表明，不同的黑木耳多糖中單糖組成各不相同[27,50-51]。研究表明[45]，Ara在蔬菜組織中具有吸水能力，這說明本研究所提取多糖中的Ara在提高脫水蔬菜復(fù)水性也起到了促進(jìn)作用。

另外，實(shí)驗(yàn)對比了黑木耳多糖中不同組分的分子質(zhì)量和單糖組成與脫水白蘿卜復(fù)水特性的關(guān)系，研究結(jié)果表明，不同組分的黑木耳多糖均含有親水性基團(tuán)，這在一定程度上可以提高白蘿卜復(fù)水性，然而，分子質(zhì)量較低的AAP-80-III，更容易進(jìn)入白蘿卜組織，改善脫水白蘿卜復(fù)水特性。同時(shí)，在AAP-80-III中，Ara含量占比較大，更大程度上增強(qiáng)了脫水白蘿卜的吸水能力。在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)相比于AAP-80-II和AAP-80-III，AAP-80-I改善脫水白蘿卜復(fù)水特性的效果欠佳，這可能歸因于AAP-80-I的分子質(zhì)量低到無法形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，對白蘿卜組織保護(hù)能力較弱。因此，后續(xù)研究可從探究多糖空間結(jié)構(gòu)對脫水白蘿卜的影響，或是確定出可改善脫水白蘿卜復(fù)水特性的黑木耳多糖分子質(zhì)量的范圍等方面進(jìn)一步探索。

本實(shí)驗(yàn)成功將多糖應(yīng)用在改善蔬菜復(fù)水特性上，并取得很好的結(jié)果，在今后研究滲透液種類上提供了新思路。同時(shí)，為黑木耳多糖組分在未來改善脫水蔬菜品質(zhì)的領(lǐng)域中提供技術(shù)及理論支持。

4 結(jié)論

通過熱水浸提法對黑木耳多糖進(jìn)行提取，將分離純化后獲得的組分對白蘿卜進(jìn)行真空滲透，篩選出可提高脫水白蘿卜復(fù)水特性的組分，并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。復(fù)水特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AAP-80-III可有效改善脫水白蘿卜復(fù)水特性，較好地保持復(fù)水后樣品的色澤、硬度及咀嚼性；而AAP-10-I對改善脫水白蘿卜復(fù)水特性以及色澤、質(zhì)構(gòu)的差異不顯著。對二者進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，結(jié)果表明，AAP-10-I和AAP-80-III均含有親水性基團(tuán)，而對脫水白蘿卜復(fù)水特性產(chǎn)生差異的原因是二者分子質(zhì)量不同，AAP-80-III分子質(zhì)量遠(yuǎn)小于AAP-10-I，更易被白蘿卜細(xì)胞組織吸收，可減輕在干燥過程中的損傷，對白蘿卜細(xì)胞具有保護(hù)作用，進(jìn)而提高脫水白蘿卜復(fù)水特性，并且兩種的單糖組成具有差異，AAP-80-III中Ara占有更高比例，增強(qiáng)白蘿卜保水能力。綜上，分子質(zhì)量和單糖組成不同的多糖組分與白蘿卜作用程度不同，進(jìn)而對復(fù)水特性的影響不同。上述研究結(jié)果將為多糖在提高脫水蔬菜復(fù)水性的應(yīng)用中提供理論依據(jù)，對脫水蔬菜的綜合開發(fā)利用具有重要意義。