李順峰， 李 靜， 王安建， 田廣瑞， 王佳琪

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所， 河南 鄭州 450002)

真空充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響

李順峰， 李 靜， 王安建， 田廣瑞， 王佳琪

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所， 河南 鄭州 450002)

為延緩鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生，研究了不同真空度(0，-20，-40，-60，-80，-98 kPa)下充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇貯藏中的色澤以及過氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶和總酚含量的影響。結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，真空充氮熱處理可以減緩鮮切雙孢蘑菇L*值(亮度)的下降速率，抑制其顏色向紅色和黃色方向加重，減緩了鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生；與對照組(0 kPa)和其他真空度充氮熱處理相比，在40 ℃、熱處理5 min時(shí)，-40 kPa和-80 kPa真空充氮可使鮮切雙孢蘑菇過氧化物酶和多酚氧化酶活性保持在較低水平，而保持較高的苯丙氨酸解氨酶活性和總酚含量，進(jìn)而延緩鮮切雙孢蘑菇的衰老并提高其抗性。

雙孢蘑菇； 鮮切； 真空充氮； 熱處理； 褐變； 抑制

雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)是世界上種植規(guī)模最大、產(chǎn)量最多的一種食用菌，富含蛋白質(zhì)、氨基酸等，脂肪含量低，并有提神、消食、平肝陽等作用，深受國內(nèi)外市場的青睞[1]。雙孢蘑菇菌蓋表面因無明顯的保護(hù)結(jié)構(gòu)，在采后的貯藏、運(yùn)輸及加工中極易發(fā)生褐變，導(dǎo)致品質(zhì)下降，縮短貨架期[2]。因易褐變雙孢蘑菇采后的常溫貨架期僅有1～3天[2-3]，而每年因此造成的損失約占年產(chǎn)量的15%左右[4]。雙孢蘑菇經(jīng)鮮切處理后破壞了其組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)，更易發(fā)生褐變，貨架期也更短[4]。因此，鮮切雙孢蘑菇研究的關(guān)鍵是找到切實(shí)可行的褐變控制措施。

褐變主要是由多酚氧化酶催化酚類化合物氧化形成的，而對褐變的控制主要是隔絕或消耗氧氣、抑制酶的活性、降低反應(yīng)底物濃度或含量[5-6]。研究表明，抽真空和熱處理均可除去果蔬組織中的氧氣[7]，并且熱處理還可使多酚氧化酶滅活[8]，真空充氮熱處理將二者有機(jī)結(jié)合，兼具二者的優(yōu)勢[7-9]。鑒于此，采用自主開發(fā)的真空充氮熱處理設(shè)備對鮮切雙孢蘑菇進(jìn)行處理，考察不同真空度充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇褐變的影響，為其在鮮切雙孢蘑菇褐變控制上的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮雙孢蘑菇采自洛陽奧達(dá)特食用菌技術(shù)開發(fā)有限公司，采收后分層放入貯運(yùn)保鮮箱預(yù)冷20 h，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室冷藏。選取大小、成熟度一致，顏色潔白，無開傘，無病蟲害和無機(jī)械損傷的雙孢蘑菇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004C型分析天平，上海越平科學(xué)儀器有限公司；H2050R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；UV1800型紫外可見分光光度計(jì)，島津儀器(蘇州)有限公司；Color Flex EZ型色差儀，美國Hunterlab公司；SHZ- B型水浴恒溫振蕩器，上海博遠(yuǎn)實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；控制型試管研磨機(jī)，德國IKA集團(tuán)；真空充氮熱處理設(shè)備，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自制專利設(shè)備(專利申請?zhí)?01120445515.4)；Revco ExF24086V型超低溫冰箱，美國Thermo公司；LHS- 250HC- Ⅱ型恒溫恒濕箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將新鮮雙孢蘑菇縱切為厚度5 mm的菇片，取100 g菇片分別在真空度0，-20，-40，-60，-80，-98 kPa下進(jìn)行抽真空處理，并在達(dá)到相應(yīng)真空度下保持2 min。之后充入氮?dú)馐蛊浠謴?fù)至常壓，重復(fù)上述操作2次。然后在40 ℃水中處理5 min，取出，冷卻瀝干表面水分，放入托盤用保鮮膜包裹后在4 ℃，相對濕度85%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)，每個(gè)處理重復(fù)3次，每2 d取樣1次，樣品用液氮冷凍并用研磨機(jī)粉碎后在-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 色澤的測定

采用色差計(jì)測定雙孢蘑菇片的L*、a*、b*和色差(ΔE*)，每處理測定10個(gè)樣，取平均值，并按式(1)計(jì)算褐變指數(shù)(BI)[10-11]。

(1)

1.3.3 過氧化物酶活性的測定

過氧化物酶(peroxidase，POD)活性的測定參照Gao等[3]和Jiang[12]的方法并略作修改。稱取2.0 g雙孢蘑菇粉，與50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液(含0.8 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮PVPP)冰浴提取10 min，定容至10 mL，10 000 r/min離心20 min(4 ℃)，上清液即為酶提液。移取0.5 mL酶提液加入2 mL 8 mmol/L愈創(chuàng)木酚(又叫鄰甲氧基苯酚，用50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液配制)，在30 ℃水浴中平衡5 min，然后加入1 mL 24 mmol/L H2O2，搖勻，立即計(jì)時(shí)。測定460 nm處吸光度的增加值，每30 s記錄1次，記錄5 min。以1 min內(nèi)A460增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U)，POD活性的單位為U/mg。

1.3.4 多酚氧化酶活性的測定

多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性的測定參照Gao等[3]和Jiang[12]的方法并略作修改。移取1.3.3中酶提液0.05 mL，加入2.5 mL 100 mmol/L鄰苯二酚(50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液配制)，搖勻，立即計(jì)時(shí)。測定398 nm處吸光度的增加值，每30 s記錄1次，記錄5 min。以1 min內(nèi)A398增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U)，PPO活性的單位為U/mg。

1.3.5 苯丙氨酸解氨酶活性的測定

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase，PAL)活性的測定參照Gao等[3]的方法并略作修改。稱取2.0 g雙孢蘑菇粉，0.4 g聚乙烯比咯烷酮PVP，并量取10 mL含5 mmol/L巰基乙醇的0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液，冰浴提取10 min，10 000 r/min離心15 min(4 ℃)，上清液為酶提液。吸取0.3 mL酶提液，3 mL 0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液，0.7 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸(0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液配制)，總體積為4 mL。搖勻后置40 ℃水浴保溫60 min，加0.1 mL 5 mmol/L HCl終止反應(yīng)，若有沉淀需過濾或離心。以蒸餾水代替酶提液作為對照(調(diào)零)，在290 nm處測定吸光度。以酶提液每分鐘A290增加0.01為一個(gè)酶活力單位(U)，PAL活性的單位為U/mg。

1.3.6 總酚含量的測定

總酚含量采用福林酚法測定，以沒食子酸為標(biāo)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，總酚含量單位為mg/g[13]。

1.3.7 蛋白質(zhì)含量的測定

蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法[14]測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

所有實(shí)驗(yàn)平行3次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果用平均值±SE表示，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行ANOVA分析(顯著性水平p<0.05)，采用Origin 9.2軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 真空度與色澤的關(guān)系分析

色澤是消費(fèi)者判斷一種農(nóng)產(chǎn)品是否可接受的重要參數(shù)[15]，褐變是鮮切雙孢蘑菇品質(zhì)劣變的重要因素。通過測定貯藏中不同真空度下充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇L*、a*、b*、ΔE*和BI等指標(biāo)的影響來反映鮮切雙孢蘑菇的顏色變化[3, 11, 16]。隨著貯藏時(shí)間的延長，各真空充氮熱處理組鮮切雙孢蘑菇的L*值逐漸減小，a*、b*、ΔE*和BI均逐漸增大，且各指標(biāo)均達(dá)到顯著水平(p<0.05)。說明隨著貯藏時(shí)間的延長，鮮切雙孢蘑菇的亮度逐漸下降，并逐漸向紅(a*值增大)、黃(b*值增大)方向發(fā)展(見表1)。與對照組(0 kPa)相比，各真空處理組均可延緩鮮切雙孢蘑菇L*值的降低速率和a*值、b*值的增加速率。真空充氮熱處理鮮切雙孢蘑菇貯藏至12 d時(shí)，-40 kPa處理組的L*值僅下降了8.19%，不及對照組(0 kPa)的一半(22.09%)；而其a*值和b*值分別上漲了91.76%和15.95%，分別僅為對照組的1/3和1/2；ΔE*和BI的變化約為對照組的1/3。以上結(jié)果表明，適宜的真空充氮熱處理可以延緩鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生速率。

表1 不同真空度對鮮切雙孢蘑菇色澤的影響

同一行數(shù)據(jù)中不同字母表示同一處理在不同貯藏時(shí)間內(nèi)差異顯著(p<0.05)

2.2 真空度與POD活性的關(guān)系分析

POD是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要的以鐵卟啉為輔基、過氧化氫為電子受體，催化底物氧化的酶。它與果蔬的許多生理過程和生化代謝過程都有密切關(guān)系，既可清除自由基，又可誘導(dǎo)酚類物質(zhì)氧化促進(jìn)褐變的發(fā)生[6]。一般老化組織中POD活性較高，幼嫩組織中活性較低[6]。各真空度充氮熱處理后可提高鮮切雙孢蘑菇的POD活性(0 d)(如圖1)。在整個(gè)貯藏期內(nèi)，不同真空度充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇POD活性影響不一。其中對照組(0 kPa)鮮切雙孢蘑菇POD活性總體呈上升趨勢；-80 kPa處理組POD活性呈先上升后下降的趨勢，并在第4～6天達(dá)到最大(0.87 U/mg)；其余各真空度處理組總體呈下降趨勢，-20～-80 kPa處理組總體保持較低的POD活性，說明適宜的真空充氮熱處理可以延緩鮮切雙孢蘑菇的衰老。

圖1 不同真空度對鮮切雙孢蘑菇POD活性的影響Fig.1 Effect of vacuum pressure on POD activity of fresh-cut Agaricus bisporus

2.3 真空度與PPO活性的關(guān)系分析

PPO是一種以銅為輔基、催化酚類物質(zhì)氧化的酶，是果蔬褐變的重要酶[6]。在整個(gè)貯藏期內(nèi)，不同真空度下充氮熱處理導(dǎo)致鮮切雙孢蘑菇PPO活性高峰出現(xiàn)的時(shí)間不一(見圖2)。-98 kPa真空充氮熱處理使PPO活性總體呈下降趨勢，并保持在較低水平，這可能是由于較高的真空度處理使酶失活；其余各真空度下鮮切雙孢蘑菇PPO活性總體呈上升趨勢。除-40 kPa和-80 kPa真空充氮熱處理PPO活性總體保持較低水平，變化較平緩?fù)?，其余各處理組PPO活性波動(dòng)較大。說明在適宜的真空度下對鮮切雙孢蘑菇進(jìn)行充氮熱處理可以抑制其PPO活性變化，從而有利于延緩褐變的發(fā)生，這一結(jié)果與王安建等[17]采用真空充氮燙漂處理鮮切鐵棍山藥的結(jié)果一致。

圖2 不同真空度對鮮切雙孢蘑菇PPO活性的影響Fig.2 Effect of vacuum pressure on PPO activity of fresh-cut Agaricus bisporus

2.4 真空度與PAL活性的關(guān)系分析

PAL是許多植物次生物質(zhì)(如黃酮類物質(zhì)、酚類物質(zhì)、木質(zhì)素等)生物合成途徑——苯丙烷代謝的關(guān)鍵酶，與抗逆境脅迫等密切相關(guān)[3]。在整個(gè)貯藏過程中，經(jīng)不同真空度充氮熱處理的鮮切雙孢蘑菇PAL活性均呈上升趨勢(見圖3)。-20 kPa和-40 kPa處理組的PAL活性總體高于對照組(0 kPa)；而-60，-80和-98 kPa處理組的PAL活性低于對照組，并且-40 kPa處理組在整個(gè)貯藏期內(nèi)PAL活性變化較平緩，這可能與在此真空度下處理可提高PAL活性有關(guān)。此外，在貯藏初期(0～4 d)，各處理組鮮切雙孢蘑菇PAL活性無顯著變化，但-20 kPa處理組(0～2 d)和-40 kPa處理組(0～4 d)的PAL活性顯著高于對照組和其他處理組(p<0.05)，之后隨著貯藏時(shí)間的延長，PAL活性逐漸升高。以上結(jié)果說明適宜真空度的充氮熱處理(尤其-40 kPa處理)可以提高鮮切雙孢蘑菇的PAL活性，并進(jìn)一步提高其抗性。

圖3 不同真空度對鮮切雙孢蘑菇PAL活性的影響Fig.3 Effect of vacuum pressure on PAL activity of fresh-cut Agaricus bisporus

2.5 真空度與總酚含量的關(guān)系分析

酚類是果蔬體內(nèi)次生代謝形成的一系列物質(zhì)，它不僅是重要的抗氧化物質(zhì)，還是PPO催化的重要底物，是引起果蔬褐變的主要底物[6-15]。不同真空度下鮮切雙孢蘑菇在貯藏期內(nèi)總酚含量變化不一(見圖4)，除-40 kPa和-80 kPa真空度充氮熱處理組總酚含量呈先降低后上升再降低趨勢外，對照組和其余各真空度充氮熱處理組均呈現(xiàn)先升高后下降再升高的趨勢。從圖4還可以看出，不同真空度處理顯著提高了鮮切雙孢蘑菇的總酚含量(0 d)，并且在貯藏的前8 d內(nèi)(2 d除外)，-20 kPa和-40 kPa真空度處理組的總酚含量一直保持較高的水平，說明適宜的真空充氮熱處理可以提高鮮切雙孢蘑菇總酚含量，并進(jìn)一步提高其抗性。

圖4 不同真空度對鮮切雙孢蘑菇總酚含量的影響Fig.4 Effect of vacuum pressure on total phenolic content of fresh-cut Agaricus bisporus

3 結(jié) 論

1)真空充氮熱處理可有效減緩鮮切雙孢蘑菇L*的下降速率；有利于抑制鮮切雙孢蘑菇貯藏期間顏色向紅色和黃色變化，從而減緩褐變的發(fā)生。

2)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，采用-40 kPa和-80 kPa真空度進(jìn)行充氮處理，并在40 ℃水中熱處理5 min對鮮切雙孢蘑菇褐變的抑制效果較好。

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Effects of Filling Nitrogen in Vacuum Combined with Heat Treatment on Browning of Fresh-CutAgaricusbisporusUnder Cold Storage

LI Shunfeng, LI Jing, WANG Anjian, TIAN Guangrui, WANG Jiaqi

(InstituteofAgro-productsProcessing,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450002,China)

In order to delay the occurrence of browning of fresh-cutAgaricusbisporusunder cold storage, effects of filling nitrogen in different vacuum (0, -20, -40, -60, -80, -98 kPa) combined with heat treatment on color, enzyme activities of peroxidase, polyphenol oxidase and phenylalanine ammonia-lyase, and total phenolic content of fresh-cutAgaricusbisporuswere evaluated. The results showed that filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment slowed down the decrease rate ofL*value (brightness) of fresh-cutAgaricusbisporus, inhibited its color development to red and yellow, and finally delayed browning of fresh-cutAgaricusbisporus. In comparison with control (0 kPa) and other filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment, both -40 kPa and -80 kPa of filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment (hot-water temperature 40 ℃ and heat treatment time 5min) kept the POD and PPO activities at a lower level, and maintained PAL activity and total phenolic content at a higher level of fresh-cutAgaricusbisporus, which also delayed the senescence and improved its resistance of fresh-cutAgaricusbisporus.

Agaricusbisporus; fresh-cut; filling nitrogen in vacuum; heat treatment; browning; inhibition

檀彩蓮)

10.3969/j.issn.2095-6002.2016.05.009

2095-6002(2016)05-0064-06

李順峰，李靜，王安建，等. 真空充氮熱處理對鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2016,34(5):64-69. LI Shunfeng, LI Jing, WANG Anjian, et al. Effects of filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment on browning of fresh-cutAgaricusbisporusunder cold storage[J]. Journal of Food Science and Technology, 2016,34(5):64-69.

2015-09-18

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31301588)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2013ZZ43)。

李順峰，男，助理研究員，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工、天然活性成分提取分離方面的研究。

TS255.3； TS205

A