短波紫外线照射协同苹果多酚壳聚糖复合膜对采后杏鲍菇品质影响

刘蒙佳，周强，张宝善

1(福建师范大学闽南科技学院 生命科学与化学学院，福建 泉州，362332)2(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710119)

杏鲍菇，又名刺芹侧耳[1]，杏鲍菇是呼吸跃变型果蔬，生理代谢旺盛，极易被损伤而感染，从而降低杏鲍菇原有品质[2]。目前，食用菌常用保鲜方法有低温保鲜、气调保鲜、涂膜保鲜、辐照保鲜等[3-4]。学者运用物理或生物涂膜技术在杏鲍菇及食用菌保鲜方面进行了有益探索。谢丽源等[5]研究表明低温有利于延缓杏鲍菇品质劣变。田平平等[6]指出不同厚度PE膜对杏鲍菇贮藏品质具有显著影响。李宁等[7]发现采用PE抽真空包装对白灵菇保鲜效果显著。NUSSINOVITCH等[8]采用2%海藻酸钠结合CaCl2可有效维持双孢蘑菇品质。另外，有研究指出利用γ射线、电子束辐照对食用菌进行辐照处理可有效延缓食用菌腐烂变质及营养元素的损失[9-10]。GAUTAM等[11]指出采用2 kGy剂量γ射线对蘑菇进行辐照处理，可有效延长保质期。短波紫外线(ultraviolet c radiation，UV-C)，其波长在280～100 nm，与高频射线相比，其更容易获得，便于管理，安全性较高。有研究指出UV-C可显著延长杏鲍菇、鸡腿蘑、香菇、白玉菇等食用菌的货架期[12-13]。壳聚糖作为一种天然可食性碱性多糖，具有抑菌、保鲜、易成膜、可降解等优点[14]。苹果多酚是一种安全的食源性添加剂，对活性氧自由基具有较好的清除作用[15]。影响杏鲍菇品质指标主要包括呼吸强度、失重率、Vc含量等，这些因子之间的综合效应反映了杏鲍菇品质特性。主成分分析常应用于多指标的品质分析，采用少量综合指标来代替原来多个指标大部分信息的一种降维分析法[16]。通过主成分分析可客观确定杏鲍菇各品质指标的权重及指标间相关性。

国内外报道中常采用单一物理或生物因子应用于杏鲍菇的贮藏保鲜，影响其货架期及品质特性，多种保鲜技术进行结合可以弥补单一技术存在的缺陷。目前，关于短波紫外线照射协同苹果多酚壳聚糖复合膜应用于杏鲍菇保鲜还鲜有报道。以杏鲍菇为主要原料，比较分析不同贮藏方式对杏鲍菇品质影响，在此基础上对品质指标进行主成分分析，为杏鲍菇低温保鲜提供数据参考及技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料及试剂

杏鲍菇：供试材料采自福建和意农业发展有限公司，采收当天置于(4±0.5)℃冷链运输装置中，根部带培养基，运至实验室立即处理。采摘标准为(15±2)cm杏鲍菇，挑选菇体完整、表面光洁、未开伞、无机械损伤子实体。

壳聚糖(分子质量：20万，脱乙酰度90%)、冰乙酸等为食品级，购自佳欣食品添加剂有限公司；苹果多酚(纯度75%)，购自西安万方生物科技有限公司；包装材料：0.05 mmPE(O2渗透率23 mL/(m2·d·Pa)，湿透率3.3 g/(m2·d)，300 mm×300 mm)保鲜膜。

NaOH、草酸等为分析纯，牛血清白蛋白(BR)，均购自国药集团。

1.2 主要仪器

UV1240紫外分光光度计，日本岛津仪器公司；TD6K离心机，上海安亭科学仪器厂；LPX-254短波长高强度紫外线灯，美国路阳；ZQJ-254型紫外线检测仪，北京天创尚邦仪器设备有限公司等。

1.3 方法

1.3.1 预处理

稀冰醋酸浸渍液制备：取5 mL 2.0%冰醋酸于容量瓶，用蒸馏水定容至1 000 mL，置于4 ℃冰箱备用。

苹果多酚壳聚糖复合膜液制备：壳聚糖粉20 g，加入5 mL 2%醋酸溶解，并定容至1 000 mL，搅拌均匀，制备2%壳聚糖涂膜基底液，精确称量15.0 g苹果多酚，充分搅拌混匀，制备1.5%苹果多酚壳聚糖复合膜液。

试验随机分为3组：

对照组：将杏鲍菇置于稀冰醋酸中浸渍30 s，待自然晾干，PE包装(每包装袋为2根杏鲍菇，下同)，于(2±0.5)℃，贮藏。

处理组A：将杏鲍菇置于苹果多酚壳聚糖复合膜液中浸没30 s，待自然晾干，PE包装(2±0.5)℃贮藏。

处理组B：将杏鲍菇置于苹果多酚壳聚糖复合膜液中浸没30 s，待自然晾干，立即进行紫外线照射处理(紫外灯30 W，波长254 nm，灯管80 cm)，照射距离10 cm，照射时间300 s，照射剂量为3.6 kJ/m2，处理后立即曝光[17]，并采用PE包装(2±0.5)℃贮藏。

1.3.2 指标测定

(1)呼吸强度测定

参照杨丰菊等[18]方法测定。

(2)失重率测定

参照秦晓艺等[19]方法测定。

(3)Vc含量测定

参照靳祯亮等[20]方法测定。

(4)超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

参照氮蓝四唑法测定[21]。

(5)多酚氧化酶(PPO)活性测定

参照吕艳芳等[22]方法测定。

(6)丙二醛(MDA)含量测定

参考谢丽源等[5]方法测定。

(7)可溶性蛋白含量测定

参考田平平等[6]方法测定。

1.4 数据处理

试验中所有试样做3个平行测定，并重复3次。数据测定结果以平均值±标准差表示，数据采用SPSS 19.0软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏方式对杏鲍菇呼吸强度影响

由图1可知，贮藏期内，对照组、处理组A、处理组B均呈先上升后下降趋势，贮藏第6天达到峰值分别为11.24、6.35、3.54 mg/(kg·h)。不同贮藏时间而言，对照组各水平间对应的呼吸强度差异显著(P<0.05)，同一贮藏时间比较，处理组A、处理组B呼吸强度显著低于对照组，处理组B呼吸强度低于处理组A，且差异显著(P<0.05)。

图1 不同贮藏方式对杏鲍菇呼吸强度影响Fig.1 Effect of different storage methods on the respiratory intensity of Pleurotus eryngii注：小写字母不同代表同一实验组在不同时间点有显著性差异(P<0.05)，大写字母不同代表在同一时间点不同实验组有显著性差异(P<0.05)，下同。

2.2 不同贮藏方式对杏鲍菇失重率影响

由图2可知，随着贮藏期的延长(3～15 d)，杏鲍菇失重率表现为上升趋势。不同贮藏时间而言，对照组、处理组A、处理组B各贮藏时间水平间失重率均显著增加(P<0.05)，贮藏至15 d，对照组、处理组A、处理组B失重率分别为19.37%、9.34%、7.26%，与处理组相比，处理组A、处理组B失重率分别降低了51.18%、62.52%。同一贮藏时间比较，失重率大小顺序为对照组>处理组A>处理组B，且差异显著(P<0.05)。

图2 不同贮藏方式对杏鲍菇失重率影响Fig.2 Effects of different storage methods on the weight loss rate of Pleurotus eryngii

2.3 不同贮藏方式对杏鲍菇Vc含量影响

由图3可知，杏鲍菇Vc含量与贮藏时间呈负相关。不同贮藏时间而言，各贮藏时间水平间Vc含量降低，且差异显著(P<0.05)。贮藏至15 d，对照组、处理组A与处理组B的Vc含量分别为2.76、 4.37、5.34 μg/g，处理组A﹑处理组B分别为对照组的1.58、 1.93倍。同一贮藏时间比较(第3～15 天)，Vc含量大小顺序为对照组<处理组A<处理组B，且差异显著(P<0.05)。

图3 不同贮藏方式对杏鲍菇Vc含量影响Fig.3 Effects of different storage methods on the Vc content of Pleurotus eryngii

2.4 不同贮藏方式对杏鲍菇SOD活性影响

由图4可知，SOD活性与贮藏时间呈负相关。

图4 不同贮藏方式对杏鲍菇SOD活性影响Fig.4 Effects of different storage methods on the SOD activity of Pleurotus eryngii

不同贮藏时间而言，对照组﹑处理组A各贮藏时间水平间SOD活性降低，且差异显著(P<0.05)。同一贮藏时间比较(第3天开始)，处理组A及处理组B的SOD活性显著高于对照组，且处理组B的SOD活性高于处理组A，且差异显著(P<0.05)。

2.5 不同贮藏方式对杏鲍菇PPO活性影响

由图5可知，杏鲍菇PPO活性与贮藏时间呈正相关。就不同贮藏时间而言，对照组、处理组A、处理组B各贮藏时间水平间PPO活性升高，且差异显著(P<0.05)。同一贮藏时间比较，PPO活性大小顺序为对照组>处理组A>处理组B，且差异显著(P<0.05)。

图5 不同贮藏方式对杏鲍菇PPO活性影响Fig.5 Effects of different storage methods on the PPO activity of Pleurotus eryngii

2.6 不同贮藏方式对杏鲍菇丙二醛影响

由图6可知，不同贮藏时间比较，对照组﹑处理组A贮藏时间水平间MDA值差异显著(P<0.05)。同一贮藏时间比较，对照组的MDA值显著高于处理组A、处理组B，且贮藏第9天开始，处理组A的MDA值高于处理组B，且差异显著(P<0.05)。贮藏第15天，对照组、处理组A、处理组B的MDA含量分别为8.68、7.10、6.61 mmol/g。

图6 不同贮藏方式对杏鲍菇MDA影响Fig.6 Effects of different storage methods on the MDA of Pleurotus eryngii

2.7 不同贮藏方式对杏鲍菇可溶性蛋白含量影响

如图7可知，各实验组可溶性蛋白含量与贮藏时间呈负相关，且对照组与处理组A下降显著(P<0.05)。不同贮藏时间比较，贮藏时间各水平间可溶性蛋白含量差异显著(P<0.05)。同一贮藏时间比较，可溶性蛋白含量大小顺序为对照组<处理组A<处理组B，且差异显著(P<0.05)。贮藏第15 天，对照组、处理组A、处理组B可溶性蛋白含量分别为9.25、13.36、15.17 mg/g。

图7 不同贮藏方式对杏鲍菇可溶性蛋白含量影响Fig.7 Effects of different storage methods on the soluble protein content of Pleurotus eryngii

2.8 杏鲍菇贮藏期间各品质指标主成分分析

对杏鲍菇贮藏期间7个品质指标进行主成分分析，如表1可知，特证值>1的有2个主成分，其方差贡献率依次为81.678%、14.547%，总方差贡献率达96.225%。说明2个主成分即可反映原始变量绝大部分信息。

表1 主成分方差分析Table 1 Analysis of variance for PCA

由表2可知，失重率、Vc含量、SOD活性、PPO活性、MDA含量、可溶性蛋白含量在第1主成分上有较高载荷，说明第1主成分可以主要反映这6个指标信息，其中，失重率、PPO活性、MDA含量在正坐标处具有较高载荷，而Vc含量、SOD活性、可溶性蛋白含量在负坐标处有较高载荷。呼吸强度在第2主成分正坐标上有较高载荷。在主成分矩阵中，检测绝对值反映对主成分贡献率大小。比较第1主成分中贡献率大小为MDA含量>SOD活性>可溶性蛋白含量>PPO活性>失重率>Vc含量。得分系数表示各个指标对主成分的影响程度，通过得分系数可以将各个变量进行线性组合，建立关于第1主成分(Y1)、第2主成分(Y2)与呼吸强度(X1)、失重率(X2)、Vc含量(X3)、SOD活性(X4)、PPO活性(X5)、MDA含量(X6)、可溶性蛋白含量(X7)，这7个变量得分系数模型，由此第1主成分提取为：Y1=0.056X1+0.171X2-0.154X3-0.173X4+0.172X5+0.173X6-0.173X7；第2主成分提取为：Y2=0.918X1+0.152X2+0.311X3+0.069X4-0.117X5-0.007X6-0.023X7。

表2 成分载荷矩阵Table 2 Loading matrix for PCA

3 讨论

呼吸强度是影响果蔬贮藏期品质的主要因素[23]。本研究发现，杏鲍菇呼吸强度与贮藏时间相关性较小，这与杏鲍菇在贮藏前期出现呼吸突跃有关。本研究中，处理组B可有效抑制杏鲍菇贮藏期呼吸强度，这与陈丽娟等[24]报道一致。果蔬在贮藏过程中容易出现失重，导致其商品价值下降[25]。本研究表明，处理组B可有效抑制杏鲍菇失重率升高，生物涂膜处理减少了杏鲍菇的蒸腾作用，减缓其失重率升高，这与周春梅等[12]报道一致。同时，本研究发现，处理组B可有效减缓杏鲍菇Vc含量下降，这可能与苹果多酚具有较强抗氧化性及壳聚糖复合涂膜的阻氧性有关，故此杏鲍菇Vc保存率较高，这与靳祯亮等[20]关于双孢蘑菇Vc含量变化趋势一致。SOD是食用菌体内抗氧化防御体系的关键酶[6]。本研究中，处理组A﹑处理组B均可抑制杏鲍菇SOD活性降低，但两者抑制SOD活性下降的效果差异不大。贮藏末期(第15天)，处理组A、处理组B是对照组的1.20倍、1.28倍，这可能与本实验中引入的苹果多酚具有较强清除自由基能力有关。SOD活性下降是由于细胞内活性氧自由基的生产速率超出了子实体自身清除速率，大量的活性氧自由基消耗SOD并抑制了SOD活性增大[26]。PPO能催化多酚类物质氧化成醌类，是菇体引起褐变的主要原因之一[7]。本研究中，处理组A﹑处理组B均可有效抑制杏鲍菇PPO活性上升，且处理组B效果较优，贮藏15 d，与对照组相比，处理组A、处理组B较对照组低23.55%、40.89%，这与赵春燕等[27]研究结果一致。丙二醛可增加膜通透性，加速细胞老化[28]。本研究中，处理组A﹑处理组B均可抑制杏鲍菇MDA含量的上升，且在贮藏后期紫外线协同作用尤为明显，这与周拥军等[29]考察减压处理对杏鲍菇MDA影响报道较一致，这主要是减压处理降低了贮藏环境体系氧分压，从而降低了活性氧对杏鲍菇的损伤，而本研究中采用苹果多酚壳聚糖复合膜具有阻氧及清除自由基作用进一步促使了该效应，这与XING等[30]结果一致。可溶性蛋白质含量是反映植物组织细胞衰老重要的生理指标[19]。本研究表明，处理组B可有效抑制杏鲍菇可溶性蛋白含量的降低，提高其食用及营养品质。GUAN等[31]指出采用紫外线照射可有效降低蘑菇表面总菌数，本实验中紫外线照射的减菌化作用可能与可溶性蛋白含量下降幅度较小有关。

本研究中，低温贮藏杏鲍菇品质指标由初始7个降到2个主成分，其总方差贡献率达96.225%，说明2个主成分即可反映原始变量的绝大部分信息。比较第1主成分中贡献率大小为MDA含量>SOD活性>可溶性蛋白含量>PPO活性>失重率>VC含量，这与谢丽源等[32]研究结果较一致。第一主成分主要反映贮藏杏鲍菇的营养成分及抗氧化性变化程度，第2主成分主要反映杏鲍菇呼吸作用程度，得分系数表示各个指标对主成分的影响程度，两个主成分能较好地反映杏鲍菇低温贮藏品质变化。

4 结论

与对照组相比，处理组A、处理组B均可明显改善杏鲍菇贮藏品质，延长货架期，且贮藏中后期，处理组B效果较优。7个检测指标可简化为2个主成分，其方差贡献率为96.225%，建立关于2个主成分线性回归函数，可为杏鲍菇保鲜效果的综合评价提供参考。