辐照黑木耳软化机理研究

杨德 薛淑静 邱建辉 李露

摘要：研究了不同辐照剂量对黑木耳（Auricularia auricula）复水性、质构特性以及成分的影响，结果表明：辐照黑木耳复水后上下表皮分层，菌丝分离，硬度下降，蛋白质含量下降，下降程度与辐照剂量正相关;辐照黑木耳吸水倍数和多糖溶出率随辐照剂量增加先增高后降低，黑木耳多糖溶液黏度下降，表明蛋白质和多糖结构变化是辐照黑木耳复水软烂的主要原因。

关键词：黑木耳（Auricularia auricula）;辐照;质构

中图分类号：TS205;S646.6         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）24-0128-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.035           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： In this study， the effects of different irradiation doses on rehydration， texture characteristics and nutrient composition of black fungus were studied. The results showed that after rehydration， the upper and lower epidermis of irradiated Auricularia auricula were stratified， the mycelium was separated. The hardness and the protein content were decreased， and the decreasing presented positive correlation with irradiation doses. The water absorption capacity and the polysaccharide solubility showed increasing tendency at first， and then decreased when the irradiation doses increased. The viscosity of auricularia polysaccharide solution was decreased with the increasing irradiation doses. It suggested that the rehydration soft rot of irradiated Auricularia auricula might be related to the changes of protein and polysaccharide structure.

Key words： Auricularia  auricula; irradiation; texture

黑木耳（Auricularia auricula）属于担子菌纲，有隔担子菌亚纲木耳属的胶质真菌[1]。主要在栓皮栎、麻栎、柞栎等壳斗科树木的段木上栽培，干时黑色，草质。每100 g干黑木耳含蛋白质10.6 g、脂肪0.2 g、碳水化合物65.5 g、粗纤维7.0 g及钙、铁、磷和多种维生素、脂肪，具有润肺、清涤胃肠的作用[2]。中国是黑木耳的主产国，产量高，质量好，除供应国内市场外，还畅销日本、东南亚、美国、加拿大等国家和地区。黑木耳储存过程中易发生虫害，辐照技术处理可大大降低虫害的发生[3，4]。前期研究发现，木耳辐照后复水存在软化现象，本试验对黑木耳辐照后的软化机理进行了研究，旨在为辐照技术在木耳上的应用提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料、试剂与仪器

黑木耳由三友（随州）食品有限公司提供。

无水乙醇AR、甲醛AR、冰醋酸AR、二甲苯AR、番红AR、甘油AR、切片石蜡AR、磷酸AR、明胶CP、考马斯亮蓝G-250 CP、牛血清白蛋白均购自国药集团化学试剂有限公司。

电子天平（PTY-A220），福州华志科学仪器有限公司;电热恒温水浴锅（HW·SY21），北京市长风仪器仪表公司;电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9123A）、电热恒温培养箱（DNP-9022），上海精宏实验设备有限公司;离心机（DT5-4B），北京时代北利离心机有限公司;紫外可见分光光度计（TU-1810），北京普析通用仪器有限责任公司;旋转式粘度计（NDJ-1），上海精密科学仪器有限公司;可调式电热板（ML-1.5-A），北京市永光明医疗仪器厂;TA-XT PLus质构仪，英国StabLe Micro Systems公司;光学显微镜（XSP-2C），上海长方光学仪器有限公司;轮转式切片機（HHQ-202），金华市华海科教仪器厂。

1.2  方法

1.2.1  样品处理  称取一定量黑木耳，以Co60放射源进行辐照处理，辐照剂量分别为0、0.5、1.0、1.5 kGy，每个处理样品量100 g，辐照后备用。

1.2.2  辐照黑木耳吸水性的测定[5]  用电子天平分别称取10 g不同辐照剂量处理的黑木耳样品并完全浸没于40 ℃纯净水中，每隔30 min用滤纸搽去样品表面的水，称量，记录黑木耳复水后的质量。

1.2.3  辐照黑木耳硬度测定  样品处理，黑木耳辐照后40 ℃温水中复水2 h，然后用质构仪测定硬度（TPA模式下做穿刺）。测定条件，探头型号，剪切探头P2;测试模式，穿刺;测试速度，2 mm/s;目标模式，应变;操作类型，Return to start;触发模式，应力;等待时间，0 s;测试前速度，2.0 mm/s;测试后速度，10.00 mm/s;测试距离，2 mm;触发应力，10 g;取点频率，200 pps。

1.2.4  石蜡切片方法[6，7]

取样：样品辐照处理后在40 ℃温水中复水3 h，然后切成0.5 cm×0.5 cm小块。

固定：将切好的黑木耳用FAA固定液固定24 h，固定液用量为黑木耳的50倍。

脱水：黑木耳依次用70%、80%、90%、95%、100%乙醇脱水，各1 h。

透明：黑木耳放入等量纯乙醇及二甲苯中浸渍1 h，然后转移到纯二甲苯中，浸渍2 h。

透蜡：将黑木耳连同二甲苯一起倒入烧杯中，倒入熔解的石蜡（熔点52～54 ℃）放在59 ℃的温箱中至石蜡完全熔解，然后倒去含有二甲苯的石蜡并重新加入溶解的石蜡，共换2次即可进行包埋。

包埋：将溶解的石蜡倒入包埋用的纸盒中，然后用镊子迅速夹取透过蜡的黑木耳小块平放于纸盒底部，调整材料在石蜡溶液中的位置，待石蜡完全凝固（约30 min）后备用。

切片：用石蜡切片机切片。

贴片：取一片清洁的载玻片，加一滴粘片剂于玻片中央，涂抹形成均匀薄层，加1～2滴蒸馏水于已涂粘片剂的载玻片上，展片台展片。

染色：切片在二甲苯中脱蜡约30 min，等量纯乙醇和二甲苯（各50%）中3 min，100%、95%、90%、80%、70%的乙醇中各3 min，蒸馏水中3 min，再用1%番红水溶液染色2 h左右，用水洗去多余染液，镜检。

1.2.5  辐照黑木耳多糖黏度测定  水提醇沉法提取黑木耳多糖，Sevage法除蛋白，硫酸苯酚法测定多糖含量，将提取的多糖按试验要求调至相应浓度，测定不同温度下的多糖黏度。

1.2.6  可溶性蛋白质含量测定  以牛血清蛋白为标准品，考马斯亮蓝G-250比色法[8]进行测定。

1.3  数据处理

用Excel和SPSS进行数据处理。

2  结果与分析

2.1  不同辐照剂量对黑木耳复水性的影响

不同辐照剂量处理后黑木耳复水情况见表1和图1。与未辐照黑木耳相比较，辐照黑木耳复水后吸水倍数增加，未辐照黑木耳复水后吸水倍数仅有13.7倍，经1.0 kGy处理后黑木耳吸水倍数可达23.9倍，辐照后黑木耳的吸水能力提高70%以上。试验中观察到，未辐照黑木耳复水后表面光滑有弹性，上下表皮之间结合紧密;辐照黑木耳复水后较未辐照黑木耳厚度增加，表面有黏液，上下表皮易分层，子实体软烂。

2.2  辐照对复水黑木耳组织结构的影响

由图2可知，辐照处理后复水黑木耳的硬度显著下降，0 kGy辐照处理的黑木耳其硬度为356.17 g，0.5 kGy处理组硬度为119.74 g，当剂量上升到1.5 kGy时，硬度仅为68.76 g。

图3为不同辐照剂量下黑木耳显微结构图。经不同剂量辐照后，木耳复水后结构变化明显，未经辐照木耳复水后菌丝长度大于辐照后木耳;辐照剂量为0.5 kGy时菌丝变粗，长度明显变短;辐照剂量为1.0 kGy的黑木耳复水后上下表层之间断裂;辐照剂量为1.5 kGy时黑木耳上下表层之间完全断裂，上下表皮脱离。

黑木耳复水后，菌丝吸水膨胀，但由于菌丝较长，相当于骨架的作用，所以正常复水后黑木耳有一定的硬度和脆度，辐照后菌丝长度变短，上下表皮之间断裂，菌丝长度变短，导致黑木耳软化，且辐照剂量越大软化越明显。

2.3  辐照对黑木耳理化性质的影响

由圖4可知，黑木耳经0、0.5、1.0、1.5 kGy的辐照处理时，其木耳多糖含量总体变化趋势为先缓慢上升后下降，1.0 kGy处理的黑木耳其木耳多糖含量最高，为3.69 g/100 g，1.5 kGy处理的黑木耳其木耳多糖含量最低，为2.23 g/100 g。与未辐照处理相比，1.5 kGy辐照剂量的黑木耳其木耳多糖的损失率达到31.6%。分析原因可能是由于黑木耳在接受低于1.0 kGy辐照剂量处理时，某些物质组分发生了降解，产生了糖类物质，所以多糖含量出现上升趋势;当黑木耳受到1.5 kGy剂量的辐照之后，其中的部分多糖分解成单糖或其他物质，导致多糖含量降低。

图5为不同辐照剂量对黑木耳可溶性蛋白质含量的影响。由图5可见，随辐照剂量的增加，黑木耳中可溶性蛋白质含量降低。

图6、图7、图8为温度和浓度对黑木耳多糖黏度变化的影响。试验结果表明，黑木耳多糖浓度越高，多糖溶液的黏度就越大;多糖溶液温度越高其黏度越小。同时，低温时辐照可以提高多糖溶液的黏度，辐照剂量较高时多糖溶液黏度下降。

黑木耳多糖在一定浓度下多糖分子在-OH、-H健和范德华力相互作用、相互缠绕形成网状结构，这种网状结构能够吸附水分子使其黏度大大提高;辐照后由于多糖分子结构被破坏，多糖分子间形成凝胶的能力降低所以其黏度下降，且辐照剂量越大下降越明显。温度增高时分子活动增加，范德华力减小，所以黏度下降。低剂量辐照时可能使黑木耳中-OH和-H键暴露得更多，分子之间作用力增强，凝胶性增加;高剂量γ射线对蛋白质构象影响较大，辐照可使蛋白质变性，影响蛋白质卷曲折叠，进而影响其吸水性。黑木耳中的多糖形成糖蛋白结构，蛋白质部分变性后，由多糖和蛋白质共同形成的凝结结构会受影响，表现在凝胶强度和黏度下降等。

3  小结与讨论

黑木耳营养丰富，在中国广泛栽培，是农户脱贫致富的主要菌类作物，也是主要的出口菌类。鲜木耳由于含卟啉类物质，食用后人体皮肤在阳光照射下会发生搔痒和水肿，严重的可致皮肤坏死，鲜木耳在阳光下暴晒或者加热可分解卟啉，因此黑木耳一般晒干后再复水即可安全食用。梁宏等[5]研究表明，黑木耳富含羟基、羧基、酰胺基等吸水基团，木耳胶质主要为疏松多孔结构，具有优良的保水及复水能力。本研究发现黑木耳辐照后菌丝趋向于松散、硬度和多糖黏度下降，多糖含量和可溶性蛋白质含量下降，感官表现为黑木耳软烂。因此推测黑木耳辐照后复水软烂的原因与γ射线引起的多糖和蛋白质结构变化有关。

黑木耳复水后，菌丝吸水膨胀，但由于菌丝较长，相当于骨架的作用，所以正常复水后黑木耳有一定的硬度和脆度，研究发现辐照后黑木耳菌丝长度变短，从而失去支撑作用，外在表现为黑木耳软烂。贾利蓉等[9]研究黑木耳罐藏过程中菌丝变粗且菌丝间间距加大，最后菌丝发生断裂，木耳软烂，与本试验结果类似。下一步将研究防止黑木耳辐照变性的方法，为黑木耳产品的辐照加工提供理论依据。

参考文献：

[1] 魏景超.真菌鉴定手册[M].上海：上海科学技术出版社，1979.

[2] 林祖鑫.药食兼用的黑木耳[J].解放军健康，2005（3）：32-35.

[3] 范林林，韩鹏详，冯叙桥，等.电子束辐照技术在食品工业应用的研究与进展[J].食品工业科技，2014，35（14）：374-380.

[4] 杨宗渠，朱  军，陈海军，等.利用辐照技术保障食品安全的研究[J].食品科学，2003，24（8）：219-223.

[5] 梁  宏，黄  棣，李勤奋，等.青川黑木耳吸水机理研究[J].化学研究与应用，2014（1）：101-104.

[6] 张  鹏.木耳形态发育及木耳属次生菌丝和子实体的解剖学研究[D].长春：吉林农业大学，2011.

[7] 王原媛，张定宇，黄春国，等.植物石蜡切片的固定与保存[J].安徽农学报，2010，16（1）：198-200.

[8] 高国全，王桂云.生物化学实验[M].武汉：华中科技大学出版社，2014.

[9] 贾利蓉，谭  敏，赵志峰，等.黑木耳软化机理及护脆方法研究[J].食品科学，2008，29（2）：120-125.