短波紫外线对双孢蘑菇采后褐变的影响和作用机理研究

Button mushrooms (Agaricus bisporus) is the most popular edible fungi in the world. Browning is a common phenomenon in mushroom during post-harvest storage and transportation, which decreases the commercial value of the product. Both abnormal physiology changes and bacteria infection can cause the browning of mushrooms. Ultraviolet C (UV-C) is a promising non-thermal processing technology for fresh produce , because it is easy to use and lethal to most types of microorganisms, it does not generate chemical residues and it is a cold process that can be effective at low cost in comparison with other sanitiziation methods. It has been shown that UV-C induces decay resistance and bioactive and functional components, inactivates foodborne human pathogens and controls browning of several fresh fruits and vegetables. In this proposed study, the effect of UV-C treatment on the functional nutrients, enzyme system, protein expression, surface morphology, tissue ultrastructure, bacteria, and host-bacteria interaction will be investigated by modern analysis methods. Mechanism of application of UV-C on mushrooms will be explored on the base of physiology and biochemistry, enzymology, tissue structure and bacterial inactivation, which will provide scientific basis and theory for the browning control of mushroom after harvest. The execution of this proposed research project is imperative for the development of the new non-thermal postharvest technology which will enable the industry to adopt UV-C technology as a unit operation for the storage and processing of mushroom and fresh produce in general.

双孢蘑菇是世界上产量最大的食用菌，褐变是其采后贮运过程中主要问题。异常生理变化和微生物侵染均会导致双孢蘑菇褐变，影响商品价值。近年来，绿色、方便、广谱杀菌、无污染、经济的短波紫外线（UV-C）作为非热杀菌技术的应用和机理研究受到关注，对诱导果蔬抗病性和功能成分含量的提高、产品表面杀菌和褐变调控有明显效果。本项目以双孢蘑菇为实验材料，采用现代分析测试手段，研究UV-C处理对双孢蘑菇采后功能营养成分、酶系统以及相关蛋白表达、双孢蘑菇表面形态与组织超微结构、致病微生物及双孢蘑菇-病原菌互作机制的影响，以期从生理生化、酶蛋白、组织结构、微生物角度研究UV-C处理对双孢蘑菇采后褐变的影响效应和机理，为双孢蘑菇采后褐变调控提供理论基础和技术参考。本项目的实施对探索食用菌新的保鲜手段具有重要意义，也为UV-C在新鲜农产品采后保鲜加工过程中成为单元操作工艺提供理论依据。

双孢蘑菇是世界上产量最大的食用菌，褐变是其采后贮运过程中主要问题。异常生理变化和微生物侵染均会导致双孢蘑菇褐变，影响商品价值。方便、广谱杀菌、无污染、经济的短波紫外线（UV-C）作为非热杀菌技术近年来受到关注，对诱导果蔬抗病性和功能成分含量的提高、产品表面杀菌有明显效果。前期研究表明UV-C处理对双孢蘑菇具有一定的褐变抑制效果，但相关研究尚不系统,需要进一步深入研究。本项目以双孢蘑菇为实验材料，采用现代分析测试手段，研究UV-C处理对双孢蘑菇采后功能营养成分、酶系统以及相关蛋白表达、双孢蘑菇表面形态与组织超微结构、致病微生物及双孢蘑菇—病原菌互作机制进行了研究,为蘑菇采后褐变提供科学依据和理论。结果表明1.0kJ/m2 UV-C处理会伤害双孢蘑菇表层组织，导致菌皮组织轻微褐变，但可以有效控制贮藏末期双孢蘑菇表面褐变斑的产生，减少贮藏过程中组织褐变度。1.0kJ/m2 UV-C处理可有效的提高双孢蘑菇抗性酶系统及抗氧化活性，增强对氧自由基的清除能力,延缓衰老，保护细胞膜完整性。双孢蘑菇PPO有4个同工酶, 1.0kJ/m2 UV-C处理UV-C照射能够降低双孢蘑菇菌盖、菌柄以及菌褶的PPO活性和基因（AbPPO2、AbPPO3和AbPPO4）转录水平，但菌皮的反应机制相反。1.0 kJ/m2 UV-C UV-C处理可以诱导菌盖、菌褶、菌柄的褐变相关酚类成分GHB、GDHB、Tyr的积累，导致菌皮的酚类化合物含量较低。发现GHB氧化成GDHB，然后再生成褐变成分的途径是蘑菇褐变的主要途径。UV-C处理还可以在不影响麦角固醇含量升高的情况下显著提高双孢蘑菇冷藏过程中的维生素D2含量。UV-C处理对双孢蘑菇组织表面微观形态和超微结构会造成了一定的伤害。UV-C处理可以减少双孢蘑菇表面P.tolaasii数量，抑制其致褐效应。本项目揭示了UV-C对双孢蘑菇采后褐变调控机制，为双孢蘑菇及食用菌采后品质调控提供理论基础和技术参考，对探索食用菌新的保鲜手段具有重要意义，也为UV-C这一绿色、安全、经济的非热杀菌技术在新鲜农产品采后保鲜加工过程中成为单元操作工艺提供理论依据。