张小燕，吴元元，魏德军，彭 勇**，王庆国，石晶盈

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东惠民齐发果蔬有限责任公司，山东 惠民 251700；3.滨州市蔬菜生产办公室，山东 滨州 256600）

香菇（Lentinus edodes） 营养丰富、味道鲜美，富含多种维生素和矿物质，是深受人们喜爱的食用菌之一，具有很高的食用价值和药用价值[1-3］。然而，香菇采收后，贮藏期间易于褐变、开伞、失水皱缩，从而导致品质下降，货架期短，严重制约香菇产业的发展。

褐变是香菇采后常见的问题之一，许多研究表明香菇褐变与多酚氧化酶活性、贮藏条件、处理手段等有关[4-6］。酚类底物、多酚氧化酶和氧气是酶促褐变的3个必要条件，当果蔬衰老或受外界条件的影响时，细胞膜结构发生破坏，在有氧气存在的条件下，酚类代谢酶与底物接触，从而使组织褐变[7］。许多手段如低温贮藏、气调贮藏、调节pH值等可以降低果蔬组织的多酚氧化酶活性，抑制呼吸作用，延长保质期[8-10］。然而，不同果蔬内部多酚氧化酶活性不同，考察香菇多酚氧化酶的活性有助于更深入了解其褐变的机理。

香菇含水量与其贮藏品质密切相关，生产上，香菇含水量高，贮藏时表面褐变严重、易腐烂。而且在销售过程中，不合理的包装也容易导致包装内部湿度过高，导致香菇菌盖表面颜色快速褐变，影响感官品质和商品价值。但对于水分影响香菇褐变和品质的研究较少，是否多酚氧化酶在起作用仍未有清晰的结论。因此为了探索水分对香菇表面褐变和质地的影响，从水分对香菇颜色、酶活性、微结构等方面，初步研究水分导致香菇品质变化的原因，旨在为进一步了解香菇褐变机理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

香菇来自于泰安市省庄镇香菇生产基地，采收后进行分拣，选取菇体完整、无损伤、大小均匀、表面颜色一致的香菇进行试验。

1.2 仪器与设备

CR-400色差计，日本柯尼卡美达能公司；T6新世纪紫外分光光度计，上海普析通用仪器有限责任公司；恒温箱，济南科达尔实业有限公司；NMI20-Analyst核磁共振分析仪，上海纽迈电子科技有限公司；Scientz-12N冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公司；JSM-6610LV扫描电子显微镜，日本电子株式会社。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

选用大小均匀（菌盖直径4 cm～5 cm）、颜色一致的香菇为试验样品，菇体整个放入蒸馏水中浸水处理10 min，以不浸水的香菇为对照。分别在浸水0.5 min、1 min、2 min、5 min、10 min 进行取样，测定表面颜色、含水量、酶活性等指标。

1.3.2 香菇表面色泽的测定

共准备36个香菇，分别在浸水前、浸水0.5 min、1 min、2 min、5 min、10 min进行取样，每次取样6个香菇，用色差计测定香菇表面颜色L值、a值、b值，L值表示亮度，a值代表从红色到绿色，b值代表从蓝色到黄色。每个香菇测定2次，比较各取样时间点香菇表面颜色变化。

1.3.3 香菇重量、含水量、水分状态的测定

共准备36个香菇样品，分成6组，每组6个香菇样品，在浸水前称重，并于浸水后不同时间点取出称重，以重量增加量表示菇体吸水能力。

不同部位含水量的测定，分为未浸水对照和浸水处理2组，以香菇烘干前与烘干后不同部位（外层菌皮、菌盖、菌柄）的重量变化计算香菇样品的含水量。

香菇水分状态测定:选择大小和颜色一致的香菇样品12个，其中6个样品浸水2 min，6个样品未浸水作为对照。把处理后的香菇菌盖切成10 mm×10 mm×5 mm的小块，每个香菇取2块，放入低场核磁共振仪中检测水分状态和分布。参照石芳等[11］的方法，利用核磁共振成像仪中的多脉冲回波序列CPMG测定样品中的横向弛豫时间T2，参数设定为频率 21.0 MHz，回波数 5 000，半回波时间 305 μs，累加采样次数8次。测定完后，反演得到T2反演谱，分析各组分T2弛豫时间及各组分比例M2。

1.3.4 香菇多酚氧化酶活性的测定

参照肖菲等[12］的方法，准确称取各取样点、各部位的香菇菌盖 0.5 g，加入 5 mL 的 0.1 mol·L-1磷酸缓冲液（pH 7.0），匀浆后冰浴搅拌10 min，然后在4℃下10 000 r·min-1离心10 min，取上清液为酶的粗提液，每个处理3次重复。

取 1 mL 的 0.1 mol·L-1邻苯二酚、2 mL 的浓度为 0.2 mol·L-1的 pH 5.0 醋酸缓冲液，混匀后，于50℃保温10 min后加入粗酶液0.5 mL，立即在436 nm下比色测定反应体系吸光度，以每分钟光密度增加0.01为一个酶活力单位。

1.3.5 香菇总酚含量的测定

准确称取香菇菌盖2 g，添加20 mL浓度80%的甲醇进行提取，然后在60℃水浴中提取90 min，再经8 000 r·min-1离心10 min，过滤后沉淀继续用20 mL的80%甲醇水浴浸提90 min，8 000 r·min-1离心10 min，过滤，最后将2次上清液混合，用80%甲醇定容至50 mL。

取1 mL样品提取液，加入1 mL福林酚试剂，震荡混匀后静置3 min，加入1 mL饱和碳酸钠溶液，充分混匀后用浓度为80%甲醇定容至5 mL，置于暗处反应90 min后，测定765 nm处的吸光度，并以没食子酸作标准曲线，计算总酚含量。

1.3.6 香菇的微观结构

冻干法:将对照和浸水2 min的样品分别用冷冻干燥机干燥后，经过喷金处理在扫描电镜下观察。

戊二醛法:将对照和浸水2 min的样品分别用缓冲液漂洗后，用2.5%戊二醛固定30 min后，用0.1 mol·L-1磷酸缓冲液冲洗数次，用 30%、50%、70%、90%和100%乙醇梯度脱水，然后于临界点干燥，经过喷金处理后用扫描电镜观察。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2010进行处理，结果以平均值和标准差来表示。

2 结果与分析

2.1 浸水处理对香菇菌盖色泽的影响

浸水处理对香菇菌盖色泽的影响见表1和图1。

表1 浸水处理对香菇菌盖色泽的影响Tab.1 Effect of soaking on the colour of Lentinus edodes cap

由表1和图1可以看出，随着浸水时间的延长，香菇表面L值逐渐下降。浸水0～2 min内，香菇L值下降迅速；但浸水2 min～10 min，L值变化缓慢，表明浸水短时间内可降低香菇表面亮度。从a值和b值也可以看出，浸水处理后，香菇a值和b值快速增加，1 min内a值和b值变化最明显，之后趋于平缓。从△E可以看出，随着浸水时间的延长，总色差逐渐增加，2 min后变化缓慢。因此，香菇浸水后，水分的进入会导致香菇表面颜色的快速变化，但水分饱和后，颜色变化趋于平缓。

图1 浸水处理对香菇表面色泽的影响（上面为浸水处理2 min，下面为未浸水对照）Fig.1 Effect of soaking treatment on the colour of Lentinus edodes cap(The top row showed the 2 min soaking treatment,the bottom row is the unsoaked control)

2.2 浸水处理对香菇重量和水分存在状态的影响

浸水处理对香菇重量和水分存在状态的影响结果见图2、图3和表2。

由图2可以看出，随着浸水时间的延长，香菇重量逐渐增加，浸水2 min的香菇重量比未浸水时增加了16.94%，并且香菇重量变化有一个由慢变快再变慢的增长过程。0～0.5 min，香菇重量增加缓慢，0.5 min～2 min，香菇重量快速增加，2 min后香菇重量变化缓慢。由图3可看出，香菇不同部位吸水能力存在差异，外层菌皮吸水能力最强，2 min内含水量从86.37%增加到92.75%，其次是菌柄和菌盖。

图2 浸水处理对香菇重量的影响Fig.2 Effect of soaking in water on the weight of Lentinus edodes

图3 香菇不同部位浸水前后含水量的变化Fig.3 Water content change in different parts of Lentinus edodes before and after soaking

由表2可以看出，香菇中仅含有2种形态的水，半结合水和自由水，这与其他果蔬中通常含有3种形态的水是不一致的[13］，可能由于香菇作为食用真菌，菌丝体内部结构简单、水分存在状态单一所致。相比于未浸水香菇，浸水2 min的香菇T22弛豫时间长、M22弛豫组分比例高，半结合水显著增加，显示水分进入了香菇内部，导致内部水分流动性增强；而浸水前后自由水弛豫时间（T23）变化不大，表明浸水对香菇自由水的影响较小。

表2 香菇浸水前后水分存在状态Tab.2 Water status of Lentinus edodes before and after soaking

2.3 浸水处理对香菇多酚氧化酶活性的影响

浸水处理对香菇多酚氧化酶活性的影响结果见图4和图5。

图4 浸水处理对香菇多酚氧化酶活性的影响Fig.4 Effect of soaking in water on the polyphenol oxidase activity of Lentinus edodes

由图4可以看出，浸水处理降低了香菇多酚氧化酶（PPO） 活性，浸水2 min后，香菇PPO活性比处理前下降了52.45%。PPO活性反映了果蔬内部酚类物质氧化的能力，通常情况下，PPO活性越高，果蔬褐变越快。但香菇浸水处理后，虽然表面颜色变化快，但PPO活性显著降低，表明水分对香菇颜色的影响可能不是PPO酶促褐变造成的。

由图5可以看出，香菇不同部位PPO活性不同，以外层菌皮PPO活性最强，其次是菌盖，而菌柄PPO活性最低，仅为菌皮PPO活性的54.36%。浸水处理显著降低香菇的PPO活性，浸水2 min后，菌皮PPO活性比浸水前下降了39.18%，菌盖的PPO活性比浸水前下降了23.01%。

图5 香菇不同部位浸水前后多酚氧化酶活性的变化Fig.5 Polyphenol oxidase activity of different parts of Lentinus edodes before and after soaking

2.4 浸水处理对香菇总酚含量的影响

浸水处理对香菇总酚含量的影响结果见图6。

酚类物质是多酚氧化酶的重要底物，检测香菇内总酚含量有助于更好地判断香菇褐变原因[12］。由图6 可知，香菇在未浸水时总酚含量为 0.045 μg·mg-1，随着浸水时间的延长，香菇总酚含量呈现下降的趋势，处理 10 min 后，香菇中总酚含量为 0.039 μg·mg-1。

图6 浸水处理对香菇总酚含量的影响Fig.6 Effect of soaking in water on the total phenol content of Lentinus edodes

2.5 浸水处理对香菇微观结构的影响

浸水处理对香菇微观结构的影响结果见图7。

由图7可以看出，通过冻干法和戊二醛法观察到的香菇表面结构略有差异，冻干法观察的浸水前香菇表面菌丝孔隙较多，而浸水后香菇表面菌丝孔隙较少。这可能由于香菇表面浸水后，水分充满香菇表面，进入内部，导致香菇表面菌丝之间发生重叠，表面孔隙较少。与冻干法不同，浸水前后，戊二醛法观察到的香菇表面结构差异不大，这可能由于戊二醛法测定时，香菇表面经过戊二醛的浸泡依然会变色。

图7 浸水处理对香菇表面微观结构的影响（800倍下扫描电镜观察）Fig.7 Effect of soaking in water on the microstructure of Lentinus edodes(800 fold SEM observation)

3 讨论与结论

水分是保证香菇品质的重要成分之一，也是导致采后香菇腐烂和褐变的重要因素。本试验研究结果显示，外层菌皮中的多酚氧化酶活性最高，菌柄中其活性最低。香菇浸水处理后，表面亮度快速下降，a值和b值显著增加，然而，浸水处理导致香菇多酚氧化酶活性快速下降。食用菌中存在复杂的氧化酶体系，催化菇体褐变的主要酶类是多酚氧化酶，根据作用原理和底物的差异，多酚氧化酶又分为酪氨酸酶、双酚氧化酶和漆酶[7,14］。吴进菊等[10］研究表明不同食用菌中多酚氧化酶活性不同，食用菌中以双孢蘑菇多酚氧化酶活性最高，香菇中多酚氧化酶活性仅有20 U·mL-1。刘雅嘉等[4］也发现香菇多酚氧化酶活性受多巴、没食子酸和邻苯二酚等底物种类和环境条件的影响。因此，浸水对香菇表面颜色的影响可能不是多酚氧化酶作用的结果。

浸水也影响香菇的质量和微观结构，本试验结果发现，浸水处理后，香菇重量呈现先慢后快再变慢的变化趋势，浸水0.5 min～2 min时间段是香菇重量变化最快的阶段。同时香菇不同部位吸水能力不同，外层菌皮吸水能力最强，其次是菌柄和菌盖。浸水处理可以影响农产品的品质，通过低场核磁共振可以快速检测组织内部水分状态和分布[13,15］，本试验发现浸水处理导致香菇内部水分状态发生变化，相比于对照，浸水2 min的香菇T22弛豫时间延长、M22弛豫组分比例高。石芳等[11］研究干香菇复水过程中，半结合水（T22）是主要的影响因素，而自由水（T23）在复水完成后变化不大，与本结果半结合水起主要作用是相似的。本试验结果显示新鲜香菇中主要是半结合水和自由水，浸水导致半结合水显著增加，表明浸水后水分可快速进入香菇内部。

香菇属于多细胞真菌，由大量菌丝构成[12］，从微观结构上，香菇外层菌皮中分布有大量菌丝，并且，香菇吸水能力的差异与微观结构密切相关。本试验结果发现浸水处理导致了表面菌丝发生折叠，这可能是浸水导致菌皮褐变的主要原因。本试验结果为研究水分在香菇品质上的影响提供了一定参考依据，然而，对于香菇采后水分变化、褐变产生的机理，还需要开展广泛的研究。