Ảnh hưởng của tinh dầu bạc hà đến chất lượng lưu- 123docz.net

5 Ứng dụng chất mùi trong thực phẩm

5.7 Ảnh hưởng của tinh dầu bạc hà đến chất lượng lưu trữ của Nấm mỡ trắng (Agaricus bisporus) (Qu, Li et al 2020)

(Agaricus bisporus) (Qu, Li et al. 2020)

5.7.1 Nguyên liệu

Tinh dầu bạc hà (Mentha Arvensis)

Dầu bạc hà được lấy từ một nhà sản xuất thương mại các tinh dầu thực vật (Công ty TNHH Công nghệ sinh học Yuanye Thượng Hải). Tất cả các hóa chất có độ tinh khiết cấp thuốc thử phân tích và được mua từ Công ty Khoa học và Công nghệ Solarbio Bắc Kinh, Bắc Kinh, Trung Quốc.

Nấm mỡ trắng [Agaricus bisporus (J.E. Lange) Imbach stain A-15] được sử dụng trong nghiên cứu này đã được thu hoạch khi trưởng thành (khoảng 3-4cm) từ Công ty TNHH Nấm Kuancheng Jiarun Edible, Hà Bắc, Trung Quốc

5.7.2 Phương pháp thực hiện

• Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm

Nấm được vận chuyển đến phòng thí nghiệm trong vòng 3 giờ sau khi chọn, sau đó được lưu trữ trong bóng tối ở 4±1°C và 80-90% độ ẩm trương đối (RH) trong 24 giờ. Ngày hôm sau, quả được chọn theo sự đồng đều về kích thước, độ chín và không có thiệt hại cơ học và khuyết tật sinh học. Sau đó, nấm được khử trùng bằng 5µl , 10µl , 20µl và 50µl tinh dầu bạc hà, trong đó phương pháp khử trùng bằng 20µl là tốt nhất trong việc duy trì màu sắc bề mặt của nấm mỡ và ức chế đáng kể sự phân hủy quả. Do đó, sự xử lý với nồng độ 20µl đã được sử dụng để phân tích thêm trong thí nghiệm này.

Tổng cộng có 120 nấm mỡ được chia ngẫu nhiên thành hai lô: một lô được xử lý bằng 20µl hơi tinh dầu bạc hà trong hộp kín trong bóng tối ở 20°C trong vòng 24 giờ. Còn lô khác, không sử dụng hơi dầu bạc hà, được coi là một biện pháp đối chứng. Sau đó, tất cả các mẫu được đóng gói trong các túi polyetylen với mật độ thấp 45 cm x 34 cm, độ dày 0.03 mm (hai mươi bào tử nguyên vẹn trên mỗi túi) và được bảo quản ở 4±1°C với độ ẩm tương đối 80-90% trong 8 ngày. Các mẫu của mỗi nhóm được lấy ra ở 0, 2, 4, 6 và 8 ngày. Ba mươi mũ nấm đã được chọn để đo màu sắc bề mặt, độ cứng và rò rỉ chất điện phân của chúng. Hai mươi bào tử khác của mỗi nhóm được thái hạt lựu, đông lạnh ngay lập tức trong nitơ lỏng và được lưu trữ ở 80°C để phát hiện hồ sơ phiên mã của gen polyphenol oxyase và gen phenylalanine ammonia-lyase và xác định hàm lượng malondialdehyd (MDA), tổng protein hòa tan, tổng phenolics và flavonoid, tổng lượng đường và hoạt động của enzyme.

• Phân tích thống kê

Tất cả các thí nghiệm được thực hiện với một thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên. Phân tích thống kê được thực hiện bằng phân tích phương sai (ANOVA) bằng phần mềm SPSS 9.4

(SPSS, Inc., Chicago, IL). Sự khác biệt đáng kể giữa các phương tiện được đánh giá bởi các thử nghiệm đa phạm vi của Duncan. Sự khác biệt ở P <0.05 được coi là đáng kể. Dữ liệu được biểu thị dưới dạng trung bình ± SD.

5.7.3 Kết quả

• Màu sắc

Sự nâu hóa nấm, đặc biệt là nấm mỡ trắng là trở ngại lớn trong chế biến và tiếp thị, vì nó được người tiêu dùng nhận thấy đầu tiên. Xử lý bằng 20µl tinh dầu bạc hà cho thấy hiệu quả nổi bật nhất trong việc trì hoãn sự nâu hóa của nấm, tiếp theo là các phương pháp xử lý 10µl , 5µl và 50µl tinh dầu bạc hà so với đối chứng, như được hỗ trợ bởi kiểm tra trực quan vào ngày 8. Hiện tượng nâu hóa được đánh dấu bằng các thông số màu của độ sáng (L*), tổng biến đổi màu (ΔE) và chỉ số màu nâu (BI) (Jiang 2013). Không có sự khác biệt đáng kể giữa các giá trị L* của nấm được khử trùng với tinh dầu bạc hà 50µl và những loại không được xử lý, điều này có thể là do nồng độ cao của tinh dầu có thể gây ra sự phân hủy protein, lipid và axit nucleic, phá vỡ chất diệp lục và phá hủy màng tế bào dẫn đến sự nâu hóa và lão hóa (Bakkali et al. 2008; Yousefizad et al. 2015). Ngược lại, các giá trị L* trong nhóm 5µl , 10µl và 20µl tinh dầu bạc hà cao hơn đáng kể (P<0.05) so với các nhóm khác (lần lượt là 3.68%, 7.75% và 9.22% so với đối chứng). Hơn nữa, nấm tiếp xúc với dầu bạc hà 20µl thể hiện giá trị L * cao nhất (78.68) ở cuối kho, cho thấy rằng dầu bạc hà 20µl là chất bảo vệ màu trắng hiệu quả hơn. Có thể dầu 20µl bạc hà có thể hoạt động như một rào cản hiệu quả nhất đối với môi trường và gây ra sự gia tăng cấu thành của chất chống oxy hóa (enzyme và nonenzymatic) trong các mô, có thể trì hoãn sự hình thành các mảng màu nâu và giữ được độ trắng của nấm mỡ trong quá trình lưu trữ (Karimirad et al. 2019). Trong thời gian bảo quản, nấm được đối chứng và được xử lý 50µl trở nên sẫm màu hơn so với nấm được khử trùng dưới 5µl , 10µl và 20µl tinh dầu bạc hà. Chỉ số màu nâu được coi là một thước đo gián tiếp về mức độ nâu hóa. Giá trị BI của các mẫu đối chứng tăng đáng kể từ 27.40 ± 5.1 lên 58.82 ± 3.89 sau 8 ngày. Tuy nhiên, các giá trị BI là 16.85%, 30.24%, 39.32% và 8.19% mẫu đối chứng lần lượt thấp hơn so với những mẫu được xử lý bằng 5µl , 10µl , 20µl và 50µl tinh dầu bạc hà. Kết

quả tổng thể cho thấy tinh dầu bạc hà ức chế hiệu quả việc giảm giá trị L*, làm chậm sự xuất hiện của màu nâu và góp phần duy trì màu sắc trong nấm mỡ. Màu nâu của nấm được cho là do hoạt động của enzyme polyphenol oxyase (PPO) và hoạt động của vi khuẩn và nấm mốc trên mô nấm. Điều trị EO làm giảm các sinh vật hư hỏng, như Pseudomonas, chịu trách nhiệm oxy hóa các hợp chất phenolic tạo thành melanin màu nâu, nó ngăn chặn sự hình thành các mảng màu nâu, do đó cải thiện hình dạng bên ngoài và màu sắc (Jiang et al. 2012). Kết quả của chúng tôi đã chứng minh rằng EO, như các hợp chất tự nhiên, có thể làm giảm sự khuếch tán của màu nâu và làm chậm quá trình chín trong cơ thể quả do khả năng chống oxy hóa của chúng. Kim et al. (2014) cũng xác định rằng việc xử lý tinh dầu phytoncide có tác dụng đáng kể trong việc duy trì màu sắc tươi của rau diếp.

• Sự giảm trọng lượng và độ cứng

Sự giảm trọng của nấm mỡ xảy ra nhanh chóng sau khi thu hoạch do hô hấp và thoát hơi nước, và thường được định lượng bằng áp suất turgor và sự co lại của cơ thể quả (Bico et al. 2009). Việc giảm trọng ở cả mẫu đối chứng và mẫu được xử lý bằng tinh dầu bạc hà đều tăng theo thời gian bảo quản. Các mẫu đối chứng cho thấy mức giảm trọng lượng cao nhất là 6.67% sau 8 ngày bảo quản ở 4°C, trong khi nấm được xử lý bằng tinh dầu bạc hà 20µl cho thấy sự giảm trọng lượng của nấm chậm đáng kể, ở mức 4.58%. Có ý kiến cho rằng mất nước là một quá trình quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của nấm mỡ trong quá trình bảo quản sau thu hoạch, điều này có thể được quy cho cấu trúc biểu bì mỏng của mũ nấm khiến chúng dễ bị hư hỏng hơn (Aday 2016). Che phủ các sản phẩm nông nghiệp bằng các chất như EO và chiết xuất thực vật có thể duy trì độ tươi trong quá trình bảo quản vì chúng hoạt động như một hàng rào vật lý để giảm mất nước và làm giảm tác dụng phụ của hô hấp (Ramezanian et al. 2016). Hơn nữa, việc giảm trọng lượng thấp hơn ở nấm được xử lý cũng có thể là EO kỵ nước và tương thích với lớp ngoài của quả, có thể bịt kín lỗ mở của quả để cung cấp hàng rào bảo vệ chống mất nước (Sangsuwan et al. 2016). Kết quả tương tự được quan sát đối với quả mận được xử lý bằng dầu caraway và dầu thì là (Aminifard và Mohammadi 2013).

Kết cấu của nấm là một yếu tố quan trọng trong việc chấp nhận sản phẩm tổng thể và nó bị ảnh hưởng bởi chất lượng nấm nút trong quá trình tiếp thị (Jiang et al. 2011; Nasiri et al. 2018). Độ cứng của nấm đối chứng giảm nhanh trong quá trình bảo quản và giảm 33.05% so với giá trị ban đầu. Rõ ràng là sự giảm độ cứng của nấm khử trùng tinh dầu đã bị ức chế đáng kể (P <0.05) từ ngày thứ 2 và mất độ cứng 17.63% vào cuối thời gian bảo quản. Wang et al. (2016) cũng báo cáo rằng các đặc tính kết cấu của quả kiwi có thể bị trì hoãn do suy giảm do các phương pháp điều trị EO ngoại sinh trong quá trình bảo quản trong tủ lạnh. Mất độ cứng cho thấy xu hướng giảm cân của nấm do sự thay đổi cấu trúc của thành tế bào và ma trận liên bào của da và thịt quả thông qua các quá trình sinh hóa và vi sinh vật (Chaemsanit et al. 2018; Zivanovic et al. 2000). Tuy nhiên, những kết quả này chỉ ra rằng tinh dầu có thể làm giảm nhiễm trùng và hoạt động của enzyme phân hủy thành tế bào, nhờ khả năng kháng nấm cao và có khả năng chống oxy hóa trong quá trình bảo quản (Cai et al. 2015). Kết quả của chúng tôi là phù hợp với những phát hiện của Jiang et al. (2014), người đã báo cáo rằng nấm shiitake được xử lý bằng tinh dầu duy trì sự săn chắc của da và thịt quả, nhưng cơ chế hoạt động theo đó tinh dầu làm giảm cân và trì hoãn quá trình làm mềm vẫn chưa được biết; nghiên cứu thêm là cần thiết.

• Rò rỉ chất điện phân và MDA

Rò rỉ điện giải và tích lũy MDA đã được coi là các chỉ số chính của tính chất bán định lượng của màng tế bào và cả mức độ oxy hóa axit béo không bão hòa đa màng. Chúng được sử dụng rộng rãi để đánh giá tính toàn vẹn của màng và mô trong trái cây và rau quả (Aghdam và Mohammadkhani 2014; Babalar et al. 2018). Tốc độ rò rỉ chất điện giải và hàm lượng MDA tăng liên tục trong nấm trong quá trình bảo quản ở 4°C trong 8 ngày, điều này cho thấy sự giảm tính toàn vẹn màng tế bào (Ding et al. 2016). Tuy nhiên, rò rỉ chất điện phân và MDA trong quả được xử lý giữ mức thấp hơn so với đối chứng cho đến khi kết thúc lưu trữ. Hơn nữa, việc xử lý bằng 20µl tinh dầu bạc hà dẫn đến rò rỉ điện giải thấp hơn đáng kể (P <0.05) (17.42%) và sự hình thành MDA (21.95%) được kiểm soát ở mức tương đối thấp hơn so với quả không được xử lý sau 8 ngày bảo quản. Có thể việc xử lý tinh dầu duy trì tính toàn vẹn màng tế bào và bảo vệ màng unSFA trong nấm

khỏi sự peroxid hóa bởi ROS và lipoxygenase (Meng et al. 2017). Kết quả hiện tại của chúng tôi chỉ ra rằng xử lý bằng tinh dầu bạc hà làm giảm sự gia tăng tính thấm của màng và peroxid hóa màng dẫn đến rò rỉ ion và sản xuất MDA thấp hơn, do đó duy trì tính toàn vẹn màng cao hơn và kéo dài thời gian bảo quản (Donglu et al. 2016). Kết quả tương tự đã được quan sát bởi Wu et al. (2019), người đã xác định rằng mức độ peroxid hóa lipid và màng tế bào thấp có thể duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của màng tế bào và trì hoãn quá trình lão hóa của nút mỡ.

• Tác dụng của khử trùng dầu bạc hà đối với hoạt động PPO, POD, SOD và PAL PPO, có thể oxy hóa các hợp chất phenolic thành quinon sau đó trùng hợp để tạo thành các sắc tố màu nâu, là nguyên nhân chính của sự hóa nâu enzyme (Kim et al. 2014). Trong quá trình bảo quản, hoạt tính PPO trong nấm đối chứng tăng dần lên đến đỉnh điểm vào ngày thứ 6, cao hơn đáng kể (P <0.05) so với nấm được xử lý bằng tinh dầu bạc hà. Khi kết thúc bảo quản, các hoạt động PPO vẫn thấp hơn 27.53% trong nấm được xử lý bằng tinh dầu bạc hà 20µl so với nấm đối chứng. PPO là enzyme chứa đồng bao gồm 607 axit amin với vị trí hoạt động nằm ở lõi của bó xoắn (Virador et al. 2010). Cơ chế ức chế màu nâu có thể được giải thích thêm bằng cách tinh dầu được nhúng trong vòng xoắn ốc của cấu trúc PPO và tương tác với các dư lượng liên kết cơ chất quan trọng của các vị trí hoạt động PPO bằng các tương tác van der Waals và lực tĩnh điện, cho thấy rằng các loại tinh dầu có thể ức chế PPO bằng cách liên kết với các vị trí hoạt động và liên kết cơ chất của nó (Chen et al. 2017; Zhou et al. 2015). Do đó, tinh dầu có thể ức chế PPO một cách cạnh tranh. Kết quả của chúng tôi đã xác nhận tác dụng có lợi của tinh dầu bạc hà trong việc ngăn chặn sự hóa nâu gây ra bởi hoạt động PPO. Hoạt động POD trong tất cả các mẫu hiển thị xu hướng tăng lên mức tối đa vào ngày thứ 4 và sau đó giảm nhanh. Tuy nhiên, xử lý bằng tinh dầu bạc hà đã ức chế đáng kể (P <0.05) hoạt động POD trong toàn bộ thời gian lưu trữ. Người ta đã xác nhận rộng rãi rằng màu nâu là do quá trình oxy hóa phenolics gây ra bởi PPO và POD, dẫn đến sự hình thành các chất có màu nâu (GrahamAcquaah et al. 2012). Kết hợp các hoạt động POD và PPO với nhau, chúng tôi suy ra rằng hai enzyme này có tác dụng hiệp đồng trong việc xúc tác quá trình oxy hóa các hợp chất phenolic khi có oxy, vì POD có thể tăng tốc các phản ứng hóa nâu qua trung

gian PPO (Gao et al. 2017; Gao et al. 2014). Những kết quả này chỉ ra rằng điều trị bằng tinh dầu đã ức chế POD hoạt động, có thể ngăn chặn sự tổng hợp melanin trong quá trình hóa nâu của nấm. Kết quả của chúng tôi đồng tình với những phát hiện được báo cáo bởi Karimirad et al. (2018b) rằng hoạt động POD của nấm mỡ tiếp xúc với dầu thì là thấp hơn đáng kể so với các mẫu đối chứng, điều này có thể được quy cho sự đổi màu do stress oxy hóa làm chậm sự đổi màu enzyme.

Hoạt động SOD tăng chậm trong nhóm kiểm soát đã được quan sát đạt mức cao nhất vào ngày 6 (310.08 U/g FW) của lưu trữ và giảm mạnh sau đó. Ngược lại, cơ thể quả được xử lý bằng tinh dầu bạc hà 20µl có xu hướng thay đổi tương tự nhưng có giá trị cao hơn đáng kể (P <0.05) từ ngày 2 đến 8 so với đối chứng. Ngoài ra, mức SOD trong nấm được xử lý bằng tinh dầu bạc hà đạt tối đa (396.72 U/g FW) sau 4 ngày bảo quản, cao hơn 24.94% so với giá trị cao nhất của các mẫu đối chứng. Những kết quả này chỉ ra rằng các hợp chất tự nhiên này bằng cách nào đó có thể làm giảm bớt thiệt hại oxy hóa và trì hoãn quá trình lão hóa. Dường như tinh dầu có hiệu quả trong việc duy trì nồng độ enzyme chống oxy hóa có thể là do khả năng bảo quản các hợp chất phenolic chống oxy hóa trong quả được xử lý (Karimirad et al. 2019). Mặt khác, có lẽ tinh dầu có thể liên kết với Cu/Zn-SOD để tạo thành một phức hợp thông qua các liên kết hydro và lực van der Waals, và cấu trúc của SOD đã được thay đổi (Pan et al. 2016). Nó có thể chấp nhận các electron và chuyển chúng đến vị trí hoạt động của oxyoreductase. Do đó, tinh dầu có thể là một chất chống oxy hóa tự nhiên tuyệt vời, có thể trực tiếp tăng cường khả năng của các sinh vật sống chống lại thiệt hại oxy hóa (Ma et al. 2017)

PAL là một trong những enzyme chính trong bước đầu tiên của quá trình sinh tổng hợp phenylpropanoids và tham gia trực tiếp vào quá trình tổng hợp các hợp chất phenol, bao gồm phenol, stilben và flavonoid (Wang et al. 2009; Zhang et al. 2017). Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã tìm thấy hoạt tính PAL (P <0.05) thấp hơn đối với nấm xử lý đối chứng so với những loại có xử lý khử trùng tinh dầu bạc hà. Hoạt tính PAL trong nấm được xử lý tăng và đạt tối đa vào ngày thứ 2, sau đó duy trì ở mức cao cho đến khi kết

thúc lưu trữ. Nhìn chung, hoạt động PAL giảm 45.3% được ghi nhận so với các nấm được xử lý bằng tinh dầu bạc hà.

• Tổng số Phenolics và Flavonoids

Các hợp chất phenolic đã được báo cáo là thành phần chống oxy hóa chính có thể quét sạch các gốc tự do và chấm dứt các phản ứng chuỗi gốc, do đó đóng vai trò quan trọng trong việc chống oxy hóa (Liu et al. 2012; Lu et al. 2016). Tổng hàm lượng phenol trong cả nấm được xử lý và không được xử lý cho thấy sự thay đổi ổn định, trong khi đó tổng