灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究.doc

分类号：S646.9 单位代码：10193 密 级： 无 学 号：2005072 硕士学位论文 灰树花灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 Studies on the Physio-biochemical Characteristics and Fresh- Keeping Technologies of Postharvest in the Fruit Bodies of Grifola frondosa 研究生： 李 牧 指导教师： 李 玉 教授 专业名称： 菌类作物 研究方向： 食用菌保鲜与加工 所在学院： 农学院 二 00 八年 六 月 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。同意吉林农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 （保密的学位论文在解密后应遵守此协议）（保密的学位论文在解密后应遵守此协议） 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 导师签名： 签字日期： 年 月 日 I 摘摘 要要 本文以灰树花（Grifola frondosa）为实验材料，采用电子束辐照、自发性气调 （MAP）结合冷藏以及化学保鲜液方法进行保鲜处理，研究其子实体采后贮藏期间失重、 感观品质、相关酶活性（SOD、CAT、蛋白酶）、MDA 含量、可溶性蛋白、总糖和还原 糖等生理生化指标的变化情况，揭示了它们与子实体衰老及耐贮性的关系，并探索其适 宜的贮藏保鲜方法，为大规模栽培灰树花的采后贮藏提供理论依据。 1. 本文采用 L16(45)正交实验设计出电子束辐照、MAP 和冷藏保鲜灰树花品种 9008 的处理组合，研究其子实体采后贮藏过程中的生理品质以及对贮藏保鲜效果的影响，贮 藏的相对湿度均为(701)%。从感观评价分析可以看出，除 1.4kGy、PVC 和 10处理组 外，所有处理组均优于对照组（子实体用 PVC 膜包装，贮藏于 4条件下，不经过辐照） 。 1贮藏条件下的 4 个处理组，10条件下的 1.8kGy 和 OPP 处理组以及 4条件下的 1.4kGy、OPP，1.8kGy、PP 和 2.2kGy、OPP 处理组延长保鲜时间至少达一周。正交分析 表明：0.8kGy、PE 膜和 4(P0.05)处理组能够显著保持采后灰树花子实体品质，具有较 高的抗氧化酶活性和总糖含量，同时 MDA 和可溶性蛋白含量较低，贮藏初期还原糖含 量较低；影响灰树花采后生理及保鲜效果的主要因素是辐照剂量，次要因素是包装膜， 再次为温度(P0.05)。 其他条件一定时，辐照剂量（1.8 kGy）越高或贮藏温度越高（10）对灰树花子 实体的生理生化影响越大，越不利于其贮藏保鲜。PVC 膜不利于子实体的贮藏保鲜。 2. 以灰树花品种 151 为材料，分别采用 0.5%（w/v）壳聚糖、1.0% (w/v) 壳聚糖、 2.0% (w/v) 壳聚糖、0.5% CaCl2 (w/v) +1.0% (w/v) 壳聚糖、0.5% (w/v) CaCl2处理，以不 处理为对照，在温度为 4，相对湿度为 6570%贮藏条件下，对其采后生理生化及贮藏 保鲜效果进行探讨。实验结果表明：1.0壳聚糖处理组保鲜效果最好，子实体内 MDA、可溶性蛋白和还原糖含量较低，具有较高水平的 CAT 活性。1.0和 2.0壳聚糖 处理组子实体内 SOD 活性较高，失重率较低。2.0壳聚糖处理组子实体内蛋白酶活性 较低。0.5%CaCl2处理组子实体内总糖含量呈现较高水平。0.5%CaCl2+1.0%壳聚糖混合 处理组对子实体生理生化的影响及贮藏保鲜效果并没有单独使用 1.0壳聚糖处理组的好。 贮藏期间，经过几种保鲜剂处理过的子实体内抗氧化酶活性高于对照，而蛋白酶活性则 低于对照，起不同作用酶的活性保持在对贮藏保鲜有利的水平上，能够延缓机体衰老。 多糖是灰树花药理活性的主要成分，其多寡直接影响商品价值。0.5CaCl2处理组 的多糖含量较其他组高，但是对于食用菌的保鲜需从综合品质来进行分析，该处理组对 其他生理生化指标作用不明显，保鲜效果较差。 关键词关键词：灰树花，电子束辐照，壳聚糖，采后品质 II Abstract The G. frondosa fruit bodies as samples were preserved with electron beam irradiation, MAP combined with storage temperature or chemical preservatives. The changes of physio- biochemical parameters were determined, which were the rate of weight loss, sensory quality, the related enzyme activity (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), protease), malonadehyde (MDA), soluble protein, total sugar and reducing sugar. Through analyzing the changes of the physio-biochemical characteristics, it was revealed the relationship between them, senescence and storage property, in order to explore the suitable storage and fresh-keeping technologies for the postharvest fruit bodies of G. frondosa cultivated in a large scale. 1. The combinations of electron beam irradiation, MAP and storage temperature were designed by orthogonal test. The effects of them on the postharvest quality and fresh-keeping technology of the fruit bodies of G. frondosa no. 9008 were investigated during storage, RH (701)%. The analysis of sensory evaluation showed that the effects of all the treatments but the combination of 1.4kGy, PVC film and 10 were better than the control (packaged with PVC, stored at 4). All four treatments stored at 1, the combination of 1.8kGy and OPP film stored at 10, and the combinations of 1.4kGy and OPP film, 1.8kGy and PP film, 2.2kGy and OPP film stored at 4 can extend the shelf life of the G. frondosa fruit bodies to at lest one week. The orthogonal analysis indicated that the combination of 0.8kGy, PE film and 4 significantly (P0.05) exhibited very potentially in maintaining the postharvest quality fruit bodies of G. frondosa. Higher increases in anti-oxygen enzyme activity and total sugar content, lower increases in malonaldehyde accumulation and soluble protein content, and lower decreases in reducing sugar content during initial storage of fruit bodies treated with the combination of 0.8kGy, PE film and 4. The major factor is irradiation doses, and the miner one is packaging films, then is storage temperature (P0.05). When the other two factors were confirmed, the higher doses (1.8kGy) or storage temperature (10) was, the bigger changes of the physio-biochemical characteristics were, so the worse for storage. PVC films were bad for the G. frondosa fruit bodies storage. 2. The G. frondosa no. 151 fruit bodies as samples were coated with 0.5% (w/v) chitosan, 1.0% (w/v) chitosan, 2.0% (m/v) chitosan, 0.5% (w/v) CaCl2+1.0% (w/v) chitosan and 0.5% (w/v) CaCl2, respectively and untreated as the control. The purpose was to unveil the physio- biochemical characteristics of the postharvest G. frondosa fruit bodies and effective alternative in fresh-keeping technology, stored at 4, RH 6570%. Treatment with 1.0% chitosan exhibited a potential for shelf life extension in maintaining the postharvest quality of the G. III frondosa fruit bodies. The results showed that the samples coated with 1.0% chitosan exhibited lower increases in MDA accumulation, smaller increases in soluble protein content and reducing sugar content, and higher increases in CAT activity, respectively. Higher increases in SOD activity and lower decline in weight loss exhibited in samples coated with 1.0% and 2.0% chitosan. Lower increases in protease activity showed in samples coated with 2.0% chitosan. Higher levels in total sugar content exhibited in samples coated with 0.5% CaCl2. The fresh- keeping effects of the mixture of 0.5% CaCl2 and 1.0% chitosan were worse than 1.0% chitosan only. Compared to the control, the treatments with chemical preservatives had higher increases in anti-oxygen enzyme activity, and lower increases in protease activity, which were good for storage and delaying senescence. Polysaccharides are the main ingredient for pharmacological activity in the G. frondosa fruit bodies, the amount of content of which has an effect on the commodity value directly. Although higher levels in polysaccharides content treated with 0.5% CaCl2, it was not beneficial to the other parameters, so it was bad for storage. Key words: G. frondosa, Electron beam irradiation, Chitosan, Postharvest quality 目 录 第一章 前言1 1.1 灰树花概述 .1 1.1.1 分类地位及分布 .1 1.1.2 营养价值和药理作用 .1 1.1.3 栽培现状与发展前景 .1 1.2 食用菌采后生理生化与衰老关系研究 .2 1.2.1 食用菌采收前因素对保鲜效果的影响 .2 1.2.2 生理形态与食用菌衰老关系 .2 1.2.3 呼吸作用与食用菌衰老关系 .2 1.2.4 蒸腾作用与食用菌衰老关系 .4 1.2.5 褐变与食用菌衰老关系 .4 1.2.6 保护性酶与食用菌衰老关系 .5 1.2.7 化学成分与衰老关系 .6 1.3 贮藏保鲜食用菌技术文献综述 .6 1.3.1 低温保鲜食用菌 .6 1.3.2 自发性气调（MAP）保鲜食用菌 7 1.3.3 电子束辐照保鲜食用菌 .8 1.3.4 化学保鲜食用菌 .9 1.3.5 其他方法保鲜食用菌 10 1.4 研究目的和意义 12 第二章 电子束辐照、自发性气调与冷藏对灰树花子实体采后品质及其贮藏效果的影响 13 2.1 材料与方法 13 2.1.1 材料 13 2.1.2 方法 14 2.2 结果与分析 15 2.2.1 辐照剂量、包装膜与温度对感观评价的影响 15 2.2.2 辐照剂量、包装膜与温度对 SOD 酶活的影响 16 2.2.3 辐照剂量、包装膜与温度对 CAT 酶活的影响 17 2.2.4 辐照剂量、包装膜与温度对 MDA 含量的影响 18 2.2.5 辐照剂量、包装膜与温度对可溶性蛋白的影响 19 2.2.6 辐照剂量、包装膜与温度对总糖和还原糖的影响 20 2.3 小结与讨论 22 第三章 不同保鲜液对灰树花子实体采后生理及其贮藏保鲜效果的影响.24 3.1 材料和方法 24 3.1.1 材料 24 3.1.2 方法 24 3.2 小结与讨论 25 3.2.1 不同保鲜液对灰树花子实体失重率的影响 25 3.2.2 不同保鲜液对灰树花子实体 SOD 活性的影响 26 3.2.3 不同保鲜液对灰树花子实体 CAT 活性的影响 26 3.2.4 不同保鲜液对灰树花子实体蛋白酶活性的影响 27 3.2.5 不同保鲜液对灰树花子实体 MDA 含量的影响28 3.2.6 不同保鲜液对灰树花子实体可溶性蛋白含量的影响 28 3.2.7 不同保鲜液对灰树花子实体总糖含量的影响 29 3.2.8 不同保鲜液对灰树花子实体还原糖含量的影响 30 3.3 小结 30 第四章 结论.32 4.1 结论 32 4.2 创新点 32 参考文献33 缩略语表39 致 谢40 作者简介41 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 1 第一章 前言 1.1 灰树花概述 1.1.1 分类地位及分布 灰树花Grifola frondosa(Dicks，ex Fr)SFGray 又名贝叶多孔菌，是近年来开发 的珍稀食药两用菌之一，属担子菌亚门（Basidiomycotina），层菌纲（Hymenomycetes）， 无隔担子菌亚纲（Holobasidiomycetidae），非褶菌目（Aphyllophorale），多孔菌科 （Polyporaceae），树花菌属（Grifola）真菌。文献名为叶奇果菌（国外食用菌）； 重菇（福建通志）；日本称之舞茸；美国称之为树鸡（hen of the woods）。我国地 方名为栗蘑、栗子蘑（河北），云蕈（浙江），千佛菌（四川），莲花菌（福建），甜 瓜板（北京，延庆）1。 野生灰树花分布于亚热带至温带森林中，生长在栗树及其它阔叶树阴面，有卵圆形 或不规则长块状棕褐色至黑褐色菌核，外表坚硬木质化，深埋于地下，喜潮湿、含腐殖 质较多的沙壤土。分布于我国河北、吉林、浙江、福建、广西、四川、云南、辽宁等地 区。 1.1.2 营养价值和药理作用 灰树花肉质柔嫩，味如鸡丝，脆似玉兰，脆嫩爽口。根据农业部质检中心、中国预 防医学科学院营养与食品卫生研究所检测2，灰树花子实体干品含蛋白质31.5%，脂肪1.7%， 碳水化合物49.69%，粗纤维10.7%，灰分6.41%，维生素B1 1.47mg/100g，维生素B2 0.72mg/100g，维生素C 17mg/100g，维生素E l09.7mg/100g，胡萝素0.04mg/100g，其蛋白 质中含有人体必需的8种氨基酸，特别是色氨酸（Trp）含量很高，所以当灰树花与其它 食物共食时，可以起到蛋白质的互补作用，使氨基酸比值更接近于人体需要的模式，从 而可提高蛋白质的生物价。 灰树花药理作用最早记载于日本坂然的菌谱中， “味甘、平、无毒，可治痔疮” ， 其主要生物活性成份是灰树花多糖，有效成分为具有1-3支链的-1,6葡聚糖，含有天然型 与螺旋型两种构象，在提纯过程中，两种构象可以相互转化，且都有抗癌活性，但有一 定差别。灰树花子实体中的葡萄糖主要存在于细胞壁中。可用多种方法提取，并证明其 热水提取物、冷碱提取物和热碱提取物基本上含有相同的主要结构，但以热碱提取物的 抗癌活性较高2。灰树花具有抗肿瘤和免疫调节、抗HIV病毒、治疗肝炎等药理作用3,4。 日本药学会ll3次年会报告，对胃癌、食道癌、乳腺癌、前列腺癌等疗效均优于其它大型 真菌多糖5。目前已被开发成多种保健品，其中包括我国的保力生胶囊和维吉尔胶囊、 日本的MAIEXT营养滋补品以及美国的Grifron系列产品6、浙江方格药业有限公司的麦特 消灰树花胶囊（肿瘤用药）、浙江庆元金源多糖制品有限公司生产的灰树花多糖等多种 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 2 产品。 1.1.3 栽培现状与发展前景 日本最早将灰树花驯化栽培成功。20世纪80年代初，我国在浙江庆元和河北迁西取 得其人工栽培的成功，大多是仿野生栽培法。由于灰树花生长环境要求高，菌丝抗病能 力较弱，生产周期较长，生物学效率整体水平较低等问题，致使我国工厂化栽培尚未获 得成功。我国商品灰树花在市场上少见，主要出口日本。 近年来灰树花作为一种高级保健食品，风行北美和日本市场，我国很多公司也生产 了灰树花的相关产品，这体现了人们的饮食正在由温饱型向保健型的发展趋势，尤其灰 树花这种集食用与药用于一体的食品更加成为人们的首选。由此看来，灰树花将成为十 分热门的农产品之一，我国是食用菌生产大国，可以生产、加工一体化完成，既解决了 劳动力过剩问题，又避免了出口别国的关税壁垒。 1.2 食用菌采后生理生化与衰老关系研究 1.2.1 食用菌采收前因素对保鲜效果的影响 食用菌的贮藏保鲜，不仅体现在采后的保鲜方法的研究探索，还体现在采前的必要 工作。针对灰树花特殊的丛枝状形态特征，质脆，采收及包装过程中极易受损，应筛选 出适宜贮藏的菌株。注意灰树花采前营养液（如低浓度 CaCl2）的喷施，以期能够提高子 实体的硬度，增强抗机械力。 蘑菇的采收时间和潮次是影响采后生理生化变化的重要因素。如提前采收双孢菇 （Agaricus bisporus） ，能够使其子实体的开伞率降低，延迟成熟度，提高品质7；第一潮 采收的双孢菇硬度最高，第二潮次之，第三潮最次8。 采前子实体内水分含量也是影响采后生理生化变化的重要因素。郑焕春等9指出姬 松茸（Agaricus blazei Murril）保鲜包装蒸发出来的水分积在子实体表面，呈水浸状，促 进寄居其表面的微生物活动，引起腐烂，即软腐。高含水率的姬松茸极易软腐，而过低 含水率会造成其口感纤维化，都不利于保鲜。因此保鲜用的姬松茸以 65%70%之间的含 水率贮藏为最好。 1.2.2 生理形态与食用菌衰老关系 食用菌具有特殊的生长规律和采后生理活动，特别是在采收后仍然有旺盛的生命力， 当无法再从培养基质中获得养分来满足菌丝生长需要时，菌丝会启动相应的应激机制， 应答反应的酶可降解自身在初级生长代谢阶段合成和积累的生物大分子物质，以满足菌 丝体保持生长势的能量需要，导致了生理失调，出现了收缩、液化和软化等现象，使食 用菌品质下降，导致衰老。 采收后的新鲜食用菌子实体含水量高，质脆，表面没有明显的保护性组织，采后 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 3 12d子实体内的水分就会大量散失，菌褶发生褐变，风味变坏，失去商品价值10，如双 孢菇衰老形态主要表现为菌盖的开伞与褐化，菇柄的伸长与褐变11。 1.2.3 呼吸作用与食用菌衰老关系 呼吸作用是食用菌采后生命活动所需的物质和能量的基本来源，并且是以消耗同化 产物为前提的。食用菌采后生理代谢活跃，在呼吸过程中，消耗营养物质，同时吸收 O2 放出 CO2和 H2O，采后贮藏物质是处于降解状态的，同时放出大量呼吸热，不利于食用 菌品质的保持和贮藏。呼吸作用越强，降解的贮藏物质越多，产生的热量越大，采后蘑 菇的生理衰老和死亡速度越快，越不利于食用菌的贮藏12。研究食用菌采后呼吸变化 1315，并采取相应措施降低其呼吸速率，是食用菌耐贮性的关键。 1.2.3.1 影响食用菌呼吸作用的因素有内在和外在两种。影响食用菌呼吸作用的因素有内在和外在两种。 内在因素包括食用菌的种类和 品种、发育程度等。 由于不同的种间和品种之间，组织结构和生理代谢水平不同，因而呼吸强弱不同。 A. Braaksma16认为蘑菇采后呼吸强度大是由于菌褶中的磷酸酯键含量高，为呼吸提供了 能量。 就灰树花子实体而言，发育程度根据其菌褶边缘裂开与否，大体分为八成熟和完 全成熟两种，未裂开定为八成熟，裂开为完全成熟。未完全成熟的子实体其表面的保护 组织完整，表面气体交换能力较弱，而完全成熟的子实体表面保护组织不完整，气体交 换能力强，呼吸强度大。 外在因素主要是贮藏的环境因子，如温度、湿度、气体成分和微生物侵染等。 一般在正常的生理温度范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。食用菌采收过 程中，由于受到机械切割，使子实体组织呼吸强度增大，因而迅速采取预冷措施降低温 度，祛除大量呼吸热对食用菌品质的破坏，对于食用菌采后贮藏具有非常重要的积极作 用。 采后食用菌的贮藏湿度条件也影响着其品质，一般要求贮藏环境相对湿度以 95%100%为宜，低于 90%，常会导致子实体外观品质受到破坏，过低的湿度会使子实 体表面水分蒸发速度加快，不仅使其外观品质下降，同时还影响其代谢水平。许英超等 17指出贮藏温度为 3条件下，随着贮藏环境相对湿度的增加，双孢菇失重减少，褐变 程度与 PPO 活性均降低。在相对湿度为 100%条件下，双孢菇在贮后第 8d 表面发粘，严 重影响其感观品质和商品价值。因此，综合考虑各指标，双孢菇采后贮藏最佳相对湿度 为 93%100%。当贮藏相对湿度由 76增加到 96，4条件下，能够使呼吸速率降低 87，而在相对湿度为 96条件下，温度由 16 降到 4，能使呼吸速率降低 6118。 食用菌的采后呼吸仍是一种需要 O2，放出 CO2的过程，因而降低 O2浓度能够降 低呼吸强度，当 O2浓度低于 1%时，明显抑制呼吸作用和开伞10，但是 O2浓度降低到何 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 4 种程度，由于不同的食用菌呼吸需要不同，因而需要差别对待。呼吸作用分为有氧呼吸 和无氧呼吸，O2浓度降到一定程度能够抑制有氧呼吸，但不能降得太低，否则会诱发子 实体进入无氧呼吸，不仅消耗大量的贮藏物质，而且产生的乙醛和乙醇对子实体产生毒 害作用。呼吸作用是以碳水化合物为底物进行的，但是碳水化合物的消耗与气体浓度之 间，除在缺氧条件下（氧气浓度在 1kPa 以下） ，并没有明显的关系，这个结论在 P. Varoquaux19研究中得到验证，即：当温度由 5升高到 20，氧气浓度由 20kPa 降低到 1kPa，对双孢菇呼吸没有影响。Hammond 等20则指出碳水化合物的消耗与蘑菇的成熟度 和贮藏温度关系明显。Valerie Cliffe-Byrnes 等21筛选出适宜的 O2和 CO2分压及贮藏温度， 能够使呼吸速度保持较低水平。高益槐等22指出香菇（Lentinula edodes）保鲜的最佳 CO2浓度为 40%45%，O2为 1%2%，20贮存的香菇时间比同温度下正常空气贮存时 间延长 3 倍。 食用菌采后由于受到机械损伤，贮藏物质含量逐渐下降，导致抗病力低，易受微 生物侵染，加速了子实体内组织的破坏，使得气体交换加快，呼吸强度增大。 1.2.4 蒸腾作用与食用菌衰老关系 蒸腾作用在食用菌采收后是一个消极的生理过程，是导致失重的主要原因。充足的 水分能够较好的维持子实体的外观品质，而蒸腾作用使水分逐渐向环境中散失，失去的 水分又无法得到补充，导致子实体失去原有新鲜度和重量，产生萎蔫，最终失去商品价 值。上官舟建23报道双孢菇采后经 PE 膜包装后，贮藏于 20条件下，在 0，12，24，36h 期间内的子实体含水量分别为：92.6%、90.72%、86.92%、86.5%。 影响蒸腾作用的因素主要有： 比表面积：即单位质量或体积产品所具有的表面 积。比表面积越大，蒸腾作用越强，越容易失水失重，不利于贮藏。灰树花子实体肉质 或半肉质，有柄或近有柄，多次分枝，菌盖生分枝末端，重叠成丛，丛径宽可达 4060cm。因而从其形态特征来看，比表面积大。 表面保护组织越完整发达，蒸腾作 用越弱。 空气湿度是影响子实体蒸腾失水的主要环境因素。当子实体内的水蒸气压高 于环境水气压时，水分向环境中扩散，导致失水，反之水分留在子实体内或从环境中吸 水。 在空气湿度一定的条件下，温度升高，水分子运动加快，产品失水增多。 综上所述，应针对不同的原因采取相应的措施抑制蒸腾作用。如：增大空气湿度可 以采用加湿设备增加空气中的水分；采用薄膜包装，涂抹等方法，在子实体与贮藏环境 之间设置障碍，减缓子实体表面水分散失速度；降低贮藏温度，首先是采后应先预冷， 消除大量热量，使子实体温度尽快接近贮藏温度，有效减少蒸腾失水。 1.2.5 褐变与食用菌衰老关系 褐变是食用菌采后生理生化的一个重要表现，主要有酶促褐变和自身氧化（即美拉 德反应）两种。PPO 属于氧化还原酶，是植物体内普遍存在的一类含铜离子的膜蛋白质 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 5 酶，大多存在于细胞质中，但也存在于细胞膜或细胞壁上。酶促褐变取决于 PPO、游离 氧分子及具有羟基的底物 3 个因素。正常条件下，PPO 与底物由膜结构分隔，彼此不发 生反应，但当细胞破碎或膜变性时，PPO 与底物接触，反应生成黑褐色物质。PPO 活性 最适 pH 4.05.0，温度为 3040，pH 3.0 以下时活性被完全抑制。因而抑制 PPO 活性 或隔氧，能够减少褐变的发生24。 双孢菇在高温条件下，代谢速度加快，引起组织细胞内膜结构解体，促使部分结合 态无活性的 PPO 向游离态有活性的 PPO 转化，引起褐变25。朱继英等26指出由于双孢 菇不同部位的 PPO 活性不同，在菌肉部位活性较低，而菌褶、菌盖、菌柄的 PPO 活性较 高，导致菌肉部位褐变程度低于其它部位。池致念等27报道不同的双孢菇菌株具有不同 的 PPO 活性和不同的 PPO 同工酶谱；双孢菇（菌株 AS2796）不同的组织部位具有不同 的 PPO 活性和 PPO 同工酶谱，菌盖的 PPO 活性最大，原因是采后表层结构受损，外源 空气侵入加剧酶促褐变反应的进行，其次是菌褶部位的 PPO；在蘑菇生长内的整个时期， 表现出不同的 PPO 活性和不同的 PPO 同工酶谱。陈彦等28报道凤尾菇（Pleurotus sajorcaju）贮藏过程中，酚类物质与 PPO 和褐变度呈负相关，PPO 与褐变度呈正相关。 王则金29报道蘑菇贮藏过程中多酚氧化酶活性呈上升趋势。 1.2.6 保护性酶与食用菌衰老关系 当生物体受到外界不利因素胁迫时（例如：光照强，干旱，高温等） ，就会产生活性 氧自由基，包括：超氧化物阴离子、H2O2、羟基自由基、脂质过氧化物和单线态氧。这 些活性氧自由基的毒性主要表现在： 能与酶的巯基或色氨酸残基反应，使酶失活； 破坏核酸的结构，攻击核酸碱基，使嘌呤碱和嘧啶碱结构发生变化，导致变异出现或变 异的积累； DNA 是蛋白质合成的信息，由于活性氧自由基对 DNA 复制过程的损伤， 从而妨碍了蛋白质的合成； 极易与细胞膜或细胞器的膜脂中不饱和脂肪酸发生反应， 使得细胞膜透性增大，细胞内容物泄出，细胞凋亡，而细胞器中线粒体膜如果受到破坏， 会对呼吸产生不利影响30。脂质氧化被认为是衰老的重要过程，其最初氧化的始作俑者 是自由基，H2O2促进衰老的原因可能与其能够诱导脂质氧化有关31。 酶是生物体中具有催化功能的蛋白质（除核酶外） ，除具有一般催化剂的特征外，还 具有高度的专一性、高效性（其催化的化学反应速率比普通催化剂高 1071013倍） 、温和 条件下即可反应。当子实体内的活性氧自由基产生量超过清除能力，便会受到不同程度 的伤害。SOD 和 CAT 是生物体中普遍存在的两种最重要的自由基清除酶。SOD 是一类 含有金属离子的酶，作为清除活性氧自由基的第一道防线，能够将超氧离子歧化为 H2O2 和 O2；CAT 能将 H2O2转化成 H2O 和 O2，从而起到减少对细胞损害的作用30。 蛋白酶是催化水解肽键的一类酶，在其作用下，蛋白质最终被水解成氨基酸。蘑菇 子实体成熟过程中，由于氮源缺乏以及蛋白质在蛋白酶活性增加的前提下分解作用加强， 而使蛋白质含量减少，游离氨基酸增加，从而改变菇体风味32。巫光宏等33报道草菇 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 6 （Volvariella volvacea）和真姬菇（Hypsizigus marmoreus）采后蛋白酶比活峰值出现越迟， 菇类保鲜期越长；相反，出现越早，保鲜期越短。已有研究证明草菇对低温很敏感，当 处于 05时即发生自溶，与陈明杰等34,35研究的结论相符，即：草菇菌丝体经过 4低 温处理 24h 后，对其蛋白酶分离和纯化以及蛋白质组分变化研究，发现与正常温度相比， 菌丝体内的大分子蛋白质减少，小分子蛋白质增加，说明在低温处理过程中，蛋白酶对 草菇一系列的衰老生理起主要作用。 1.2.7 化学成分与衰老关系 采后蘑菇的营养成分重新分配，干重从菌柄向菌盖转移36；甘露醇很可能作为菌褶 的呼吸底物被消耗，营养成分大部分被菌褶消耗，很小部分转移到菌盖维持代谢37。游 离氨基酸的种类取决于栽培料的成分、采收潮次38,39。双孢菇在采后贮藏过程中，显微 镜观察到菌盖、菌褶和菌柄三个部分的细胞含量是不一样的，菌盖中大部分的细胞消失， 形成液泡；菌柄中细胞含量没有增加，甚至减少；只有菌褶部分仍靠细胞维持，得出结 论，分解蛋白只发生在菌盖和菌柄4042。因而在测定化学成分时应注意蘑菇部位的选取， 选择相同的部位测定并比较，不同的部位之间没有可比性。绝大部分的研究都是集中于 蘑菇采后贮藏过程中的某种营养成分进行分析的。 食用菌中药理活性物质是多糖。史琦云等43对8种食用菌营养成分进行测定分析，发 现其干重的多糖含量大多在200g/kg以上，其中杏鲍菇（Pleorotus eryngii） 、阿魏菇 （Pleurotus ferulae） 、茶树菇（Agrocybe aegerita）含量达300g/kg以上。因而对食用菌采 后多糖变化的测定可以做为采后多糖的提取提供依据。上官舟建23指出由于贮藏过程中 呼吸代谢因糖和水分的消耗而得以完成，并产生供酶作用以及其他代谢的能量，因而可 溶性糖随贮存时间延长而下降；O2的供给使细胞膜透性增大，部分蛋白质在酶的作用下 降解为游离氨基酸，并将这些游离氨基酸氧化成醌等有色物质，从而使子实体组织松软， 色泽变暗。金针菇（Flammulina velutipes）的可溶性糖呈下降趋势，贮藏初期游离氨基酸 含量呈下降趋势，中期平稳，到后期含量呈上升趋势13；金针菇采后蛋白氮含量降低， 非蛋白氮含量上升，总糖和还原糖含量减少14；茶薪菇（Agrocybe aegerita）贮藏过程中， 游离氨基酸含量总体呈上升趋势，电导率呈上升趋势15。 蘑菇子实体内含有大量的不饱和脂肪酸，贮藏期间，不饱和脂肪酸发生过氧化作用， 使细胞膜结构受到破坏，透性增强，细胞液渗出，使菇体失去商品价值。MDA是脂质氧 化的终产物之一，通过检测MDA含量，可知细胞膜的破坏程度。香菇贮藏过程中，可溶 性糖含量呈下降趋势；MDA呈上升趋势，表明膜质被氧化，细胞膜透性增大44。 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 7 1.3 贮藏保鲜食用菌技术文献综述 1.3.1 低温保鲜食用菌 温度是影响食用菌呼吸作用的最重要因素。在一定温度范围内，温度升高，子实体 内酶活性随之升高，代谢加快，呼吸强度增大。一般在 535 之间，温度每上升 10 ， 呼吸强度就增大 11.5 倍，即温度系数（Q10）=22.5。温度系数在低温范围内要比高温 范围内大，这个特点表明食用菌贮藏应该严格控制好适宜的稳定低温，因为这时虽仅上 升 0.51，也会使呼吸作用明显增强。但当温度超过 3540时，呼吸强度反而降低， 如果温度继续升高，子实体内酶将失活，呼吸停止，最终导致死亡。低温能把子实体内 呼吸代谢，以及周围寄生、腐生微生物的滋生和污染减少到最低限度，从而可以大大延 长贮藏保鲜期限。大多数食用菌都有适宜的低温限度，低于这个限度，会引起呼吸代谢 失常，导致冷害，菌盖表面发生凹陷斑块，局部表面组织坏死、变色，呈水浸状23。 低温保鲜是利用自然低温或通过降低环境温度，抑制蘑菇的呼吸强度和酶化学反应， 是一种行之有效的保鲜方法，但是建造冷库的费用较大，在发展中国家推行此法不切合 实际。低温（-24）贮藏对凤尾菇生理活性物质的影响较为明显，不仅抑制了菇体内 的新陈代谢，而且阻止了腐败性微生物的侵害28。0低温贮藏猴头菇（Hericium erinaceus）可明显降低其呼吸强度，抑制呼吸跃变发生，与 20贮藏温度条件相比，贮 藏期达 17d45。王林贵等46研究表明低温贮藏茶薪菇可降低蒸腾作用，减少菇体失水； 降低呼吸强度，减少物质损耗；有效抑制自由基产生，防止膜质过氧化；降低褐变度， 保持色泽。陈蔚辉等47指出鸡腿菇（Coprinus comatus）在 1622自然室温下贮藏，其 贮藏寿命仅为 2d；而在 610不仅可将贮藏时间延长至 78d，而且鸡腿菇在此条件下 发生呼吸跃变，明显推迟了呼吸峰的出现，抑制了呼吸速率，延缓了子实体的代谢，较 好地保持了其商品价值。邵伟等48推荐 05为鸡腿菇采后的贮藏温度，能够抑制失重 率、呼吸强度和褐变度，贮藏相对湿度为 90%95%，贮藏期可达到 12d 左右。林育健49 指出，秀珍菇（Pleurotus geesteranus）的冷藏温度控制在 25为宜，通过采取适时采收、 快速预冷、低温真空处理包装以及冷藏运输，可使其货架期超过 15d 以上。朱继英等25 指出双孢蘑菇较适宜的贮藏温度为 3，低温可以抑制其子实体采后开伞、呼吸强度、 PPO 活性和褐变；而贮藏过程中温度波动将导致子实体采后开伞率和呼吸强度的提高, PPO 活性和褐变度的增加，从而对其采后生理和品质造成严重影响。 同样，采后的预冷工作也是一个非常重要的环节。园艺产品采收后的温度较高，带 有大量的田间热，当它们长时间堆积在一起时，局部尤其是中心温度会不断升高，很快 使其腐烂变质。此外，贮藏或运输前，如不能将园艺产品携带的田间热尽快散失，而是 带到冷库或运输设备中，就会向贮藏室内释放热量，增加贮藏室温度，增加贮藏成本， 损坏贮藏和运输设备，同时园艺产品呼吸作用增强，品质败坏。因此，园艺产品采后进 入贮藏冷库或运输前，应先预冷，使其田间热散去，保持较低的代谢水平50。 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 8 1.3.2 自发性气调（MAP）保鲜食用菌 最早应用于保鲜的气调贮藏（Controlled Atmosphere Storage）是指在冷藏基础上通过 调节空气组分比例，即降低O2分压，提高CO2分压，来抑制呼吸作用使其生理代谢缓慢， 延长货架期，但是这种方法并不适于采后具有高呼吸速率的蘑菇51。而自发性气调 （MAP）则是最简单经济有效的保鲜蘑菇的方法52，随着研究的深入，此法保鲜已经得 到广泛应用。MAP保鲜蘑菇是利用蘑菇的呼吸作用，蒸腾作用和薄膜透气率使得包装容 器内部的气体成分中 O2分压较低，CO2分压较高，抑制了呼吸强度，减缓生理代谢速度， 从而延长了蘑菇的采后贮藏期。Roy等51研究表明降低相对湿度能够在不影响蘑菇成熟 度的前提下，减少细菌的生成。有些研究在降低相对湿度方法上采取在包装袋或膜内添 加吸潮剂，但是这并不能满足消费者的需求，因而研究人员致力于研究透气性好的包装 膜，用于降低相对湿度53。陈蔚辉等54报道微气孔袋包装的秀珍菇，其失重和褐变程度 低呼吸作用和蒸腾作用明显被抑制，蛋白质、有机酸、维生素C和可溶性固形物等营养 成分均能较好地保存，保鲜期可达10d；而用密封袋包装，保鲜期则为58d。 与减压和冷藏相比，MAP贮藏能够降低呼吸速率55。用PVC膜包装能够延长蘑菇保 鲜期，延迟开伞、失色和失重56。降低O2分压能够显著降低呼吸速率17。朱金华等57研 究发现针对不同蘑菇的特性，能够摸索出适宜的贮藏温度、O2和CO2分压及包装薄膜规 格，达到抑制蘑菇呼吸强度，延长贮藏期的目的。采用打孔和不打孔两种聚乙烯袋包装 猴头菇,贮藏于-1低温时。与打孔袋相比，不打孔袋内的O2浓度较低, CO2浓度较高，抑 制了呼吸强度，保鲜效果好45。肖功年等58报道透湿性较强的低密度PE膜能够满足平菇 （Pleurotus ostreatus）在贮藏过程中对包装膜内高湿度的要求，平菇的气调贮藏条件体 积分数为1.5%O2和20%CO2较好。郑永华等59报道低O2分压，高CO2分压气调贮藏能明显 抑制蘑菇开伞和褐变，但菇体表面出现微黄色，影响外观，实验结果表明(82)%O2和 (101)% CO2分压效果较好。庄荣福等60报道金针菇保鲜贮藏过程中，采用PE袋包装能 够获得袋内低O2和高CO2分压，有效抑制呼吸代谢，PPO、POD和CAT酶活性低，失重减 少，蛋白质、有机酸、维生素C、可溶性糖和可溶性固形物等营养成分能较好保持。但是 MAP保鲜方法也会使农产品表面积累水分，从而促进微生物生长和表面黏性的增加6163。 1.3.3 电子束辐照保鲜食用菌 食品辐照所采用的辐照源主要有三种类型：1. 放射性核素 60Co 和137Cs 的 射线；2.机 械源产生的 x 射线；3. 机械源产生的电子束，其中 60Co 产生的 射线与电子束应用最 广。近几年电子束辐照技术在我国蓬勃兴起，由于其具有杀菌、安全环保等优点因而广 泛用于食品保鲜。电子束辐照的原理是由电子加速器产生的高能电子束射线通过直接作 用破坏活体生物细胞内 DNA 或通过间接作用使水和小分子物质辐解，产生-H、-OH 等 吉林农业大学硕士学位论文 灰树花采后生理生化及贮藏保鲜技术研究 9