高帥平,魏書信,王安建,李順峰,﹡,田廣瑞,崔國梅,許方方,劉偉麗

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究中心,河南鄭州 450002; 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,河南鄭州 450002)

香菇(Lentinusedodes)屬于腐生型真菌,其風(fēng)味獨(dú)特,富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、膳食纖維、多糖以及各種活性因子,是一種典型的食藥兩用珍貴菌種,被譽(yù)為“菇中皇后”,深受消費(fèi)者喜愛[1]。新鮮香菇采摘后,仍是有機(jī)活體,生命代謝活動在正常有序地進(jìn)行。然而,鮮香菇含水量高達(dá)90%左右,呼吸和蒸騰作用強(qiáng)烈,加上其組織柔嫩,且表面無保護(hù)結(jié)構(gòu),極易受到機(jī)械損傷,引起酶促和非酶促褐變、失水、開傘、微生物侵染等現(xiàn)象,常溫下貨架期只有2～3 d[2-3]。基于低溫基礎(chǔ)上的氣調(diào)保鮮是常見的食用菌保鮮方法,由于安全性高、效果好而越來越受到推崇。

表1 感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of the sensory quality evaluation

氣調(diào)保鮮是通過改變貯藏環(huán)境中的氣體含量,使之形成高CO2和低O2狀態(tài),以抑制果蔬呼吸作用和生理代謝活動,從而延長果蔬貯藏期的保鮮技術(shù)[4]。根據(jù)氣調(diào)方式的不同,氣調(diào)保鮮可分為控制氣調(diào)(Controlled Atmosphere,CA)和自發(fā)氣調(diào)(Modified Atmosphere,MA);CA是借助于機(jī)械設(shè)備,通過人為控制貯藏氣體成分來實(shí)現(xiàn)保鮮目的,而MA主要通過自發(fā)氣調(diào)包裝(MAP),借助呼吸作用來調(diào)節(jié)O2和CO2比例的平衡[5]。研究表明,氣調(diào)貯藏保鮮在香菇[6]、雙孢蘑菇[7]、杏鮑菇[8]、茶樹菇[9]等的保鮮方面有較好效果,然而,香菇保鮮在控制氣調(diào)和自發(fā)氣調(diào)的對比研究鮮見報(bào)道。

本研究在前期研究基礎(chǔ)上,采用氣調(diào)保鮮箱高CO2控制氣調(diào)保鮮(20% CO2、5% O2;4±1 ℃,RH 85%)和PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝(4±1 ℃)對香菇進(jìn)行貯藏,對比研究不同氣調(diào)保鮮方式對香菇品質(zhì)、營養(yǎng)、理化性質(zhì)的影響,探究較好的香菇氣調(diào)保鮮方式,以期為生產(chǎn)中香菇保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香菇 購自河南萬邦國際農(nóng)產(chǎn)品物流城,菇型圓整、成熟度一致、無機(jī)械損傷、大小均勻的新鮮香菇(含水率89.1%);PE膜 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)提供;福林酚 北京索萊寶科技有限公司;三氯乙酸、鄰苯二酚、乙二胺四乙酸二鈉、愈創(chuàng)木酚、3,5-二硝基水楊酸 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氫氧化鈉、乙醇、硫酸等常用試劑均為國產(chǎn)分析純。

YS-XCAB/氣調(diào)保鮮試驗(yàn)箱 杭州屹石科技有限公司;LHS-250HC-II恒溫恒濕箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;ReAsAo ExF24086V超低溫冰箱 美國Thermo公司;FA2004C分析天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司;H2050R臺式高速冷凍離心機(jī) 湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州予華儀器制造有限公司;UV-1800分光光度計(jì) 島津儀器(蘇州)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 鮮香菇采用以下3種方法進(jìn)行處理:PE膜自發(fā)氣調(diào)保鮮,每100 g香菇隨機(jī)裝入PE保鮮袋(30 cm×30 cm,厚度30 μm),密封包裝,于4±1 ℃、RH85%條件下冷藏,標(biāo)記為T1;高CO2氣調(diào)保鮮,將供試香菇置于4±1 ℃、RH85%氣調(diào)保鮮箱冷藏,設(shè)置氣體參數(shù)為:CO220%、O25%、N275%,標(biāo)記為T2。對照組除不加包裝外與T1組處理完全相同,標(biāo)記為CK。每4 d取樣1次,用液氮將鮮樣冷凍,粉碎后于-80 ℃冰箱凍藏備用。

1.2.2 感官評定 以香菇的色澤、硬度、氣味和開傘度為評定指標(biāo),對貯藏香菇進(jìn)行感官評定,詳細(xì)的評分標(biāo)準(zhǔn)如下表1。

1.2.3 蛋白質(zhì)含量測定 參考曹建康[10]的方法,采用考馬斯亮藍(lán)法測定。用牛血清白蛋白(BSA)配成濃度為0.1 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)確稱取1.0 g香菇冷凍粉,加入10 mL pH7.0的100 mmol/L磷酸緩沖液,冰浴中充分研磨,離心(10000 r/min,2 ℃)15 min。吸取上清液1 mL于試管中,加入5 mL考馬斯亮藍(lán)G-250試劑,充分混合,放置2 min后測定595 nm下的吸光值,并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測樣品提取液中蛋白質(zhì)的含量。

1.2.4 還原糖含量測定 采用3,5-二硝基水楊酸法[11]進(jìn)行測定。用葡萄糖配成濃度為1.0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取香菇冷凍粉1 g,加入5 mL蒸餾水,在80 ℃下水浴30 min,從而使還原糖浸出,冷卻后在8000 r/min、4 ℃下離心10 min。吸取上清液2 mL,加入3,5-二硝基水楊酸試劑1.5 mL,充分混合均勻后在沸水浴中加熱5 min,取出后進(jìn)行冷卻,用蒸餾水定容到25 mL,混勻后測定540 nm處的吸光值,并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測樣品提取液中還原糖的含量。

1.2.5 AsA含量測定 采用2,6-二氯靛酚法[12]進(jìn)行測定。稱取2.0 g香菇冷凍粉,加入2%的草酸50 mL,研磨成勻漿后,于10000 r/min、4 ℃下離心15 min,吸取10.0 mL上清液,用標(biāo)定好的2,6-二氯靛酚用抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,滴定至淡紅色(15 s內(nèi)不褪色為終點(diǎn)),記錄所用染料溶液體積,另取2%草酸10 mL進(jìn)行滴定作為空白對照。計(jì)算出1 mL染料溶液所能氧化抗壞血酸的含量,以此計(jì)算香菇抗壞血酸含量。計(jì)算公式如下:

AsA含量(mg/100 g)=[(樣品提取液消耗染料體積-空白消耗染料體積)×提取液總體積×單位染料體積氧化AsA mg值]/(滴定樣品提取液體積×樣品鮮重)×100

式(1)

1.2.6 總酚含量測定 總酚含量采用福林酚法[13]進(jìn)行測定。稱取香菇冷凍粉1 g,加入8 mL無水乙醇,90 ℃水浴5 min,在8000 r/min、4 ℃下離心10 min,將上清液倒出用無水乙醇定容至10 mL,吸取上清液0.5 mL,加入2.5 mL福林酚試劑,再加入2 mL 0.75% NaCO3溶液,25 ℃水浴35 min后測定760 nm處吸光值,并用沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,以此計(jì)算待測樣品中總酚的含量,單位以mg/100 g表示。

1.2.7 類黃酮含量測定 類黃酮含量采用分光光度法[14]測定。用蘆丁配成濃度為0.2926 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取香菇冷凍粉1 g,加入80%乙醇8 mL,在8000 r/min、4 ℃下離心10 min,吸取上清液7 mL,用60%乙醇添至10 mL,加入5% NaNO2溶液1 mL,搖勻后放置6 min,加入10% Al(NO3)3溶液1 mL,搖勻后放置6 min,加入4% NaOH溶液10 mL,混勻后用30%乙醇定容至25 mL,搖勻后放置15 min在510 nm處測定吸光值,并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測樣品提取液中類黃酮的含量。

1.2.8 丙二醛(MDA)含量 采用硫代巴比妥酸法[14]進(jìn)行測定。稱取香菇冷凍粉1 g,加入100 g/L的三氯乙酸6 mL,在8000 r/min、4 ℃下離心10 min,吸取上清液1 mL,加入5 mL硫代巴比妥酸,混合后在沸水浴中加熱20 min,快速冷卻后,在8000 r/min、4 ℃下離心10 min,分別測定上清液在450、532、600 nm處的吸光值。MDA計(jì)算公式如下:

MDA含量(μmol·g-1))={[6.45(OD532-OD600)-0.56OD450]×提取液總體積}/(樣品質(zhì)量×1000)

式(2)

1.2.9 POD、PPO和PAL的活性測定

1.2.9.1 酶液提取 稱取香菇冷凍粉1.0 g,加入50 mmol/L pH7.8 磷酸鈉緩沖液(含0.8 g/L PVP和1 mmol/L EDTA)5 mL,冰浴提取10 min,4 ℃條件下,10000 r/min離心15 min,上清液即為粗酶液。酶活性測定參照Gao等[13]的方法,略做修改,白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)染色法。

1.2.9.2 POD活性測定 0.5 mL粗酶液加入2 mL 8 mmol/L愈創(chuàng)木酚(50 mmol/L pH5.5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,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)OD460增加0.01為一個酶活力單位(U),POD活性表示為U·mg prot-1。

1.2.9.3 PPO活性測定 0.05 mL粗酶液加入2.5 mL 100 mmol/L鄰苯二酚(50 mmol/L pH5.5乙酸緩沖液配制),搖勻,立即計(jì)時,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)OD398增加0.1為一個酶活力單位(U),PPO活性表示為U·mg prot-1。

1.2.9.4 PAL活性測定 0.3 mL酶提液加入3 mL 0.05 mol/L pH8.5硼酸鈉緩沖液和0.7 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸(0.05 mol/L pH8.5硼酸鈉緩沖液配制),搖勻后置40 ℃水浴保溫60 min,加0.1 mL 5 mmol/L HCl終止反應(yīng),測定290 nm處吸光度的增加值,記錄5 min,以1 min內(nèi)OD290增加0.01為一個酶活力單位(U),PAL活性表示為U·mg prot-1。蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)染色法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果用x±s表示,采用Originpro 9.2進(jìn)行作圖,采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析,測試方法為Duncan檢驗(yàn),以P<0.05為顯著性標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 PE包裝和高CO2保鮮對香菇感官評分的影響

新鮮的香菇肉質(zhì)肥厚,菌蓋有彈性,顏色為灰褐色,有較濃的香菇味。在貯藏過程中,隨著機(jī)體生理生化反應(yīng)的進(jìn)行,香菇逐漸出現(xiàn)褐變、發(fā)硬或變軟、彈性消失、異味等現(xiàn)象,最終失去食用價(jià)值。由圖1可知,各處理組香菇感官評分均隨著貯藏時間的延長逐漸下降,其中對照組香菇感官評分下降最快,貯藏12 d時便失去食用價(jià)值;T1組感官評分最高,且顯著高于T2組和對照組(P<0.05),較T2處理延長香菇保質(zhì)期達(dá)4 d以上。其主要原因是PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝的強(qiáng)阻隔作用,使環(huán)境內(nèi)的濕度與香菇濕度很快達(dá)到平衡,很大程度降低了香菇水分的散失[14];且由于香菇的呼吸作用形成的低O2高CO2環(huán)境,有效抑制了香菇的呼吸作用,同時減慢了氧化褐變的速率,故較長時間保持了較好的感官品質(zhì)。

圖1 PE包裝和高CO2保鮮對香菇感官評分的影響Fig.1 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on sensory score of Lentinus edodes

2.2 PE包裝和高CO2保鮮對香菇蛋白質(zhì)含量的影響

蛋白質(zhì)含量的高低影響著香菇的營養(yǎng)價(jià)值,也在一定程度上反映了機(jī)體的抗氧化水平。由圖2可知,香菇蛋白質(zhì)含量隨著貯藏期的延長呈下降趨勢,兩處理組香菇貯藏前期(8 d內(nèi))蛋白質(zhì)下降速度較貯藏后期(8 d后)緩慢,其主要原因可能是處理組香菇貯藏后期的蛋白質(zhì)分解代謝高于貯藏前期。整個貯藏期內(nèi)T1組蛋白質(zhì)含量最高,T2組次之,對照組最低,說明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝較高CO2控制氣調(diào)保鮮能更好地抑制蛋白質(zhì)的分解,維持較高的蛋白質(zhì)含量。

圖2 PE包裝和高CO2保鮮對香菇蛋白質(zhì)含量的影響Fig.2 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on protein content of Lentinus edodes

2.3 PE包裝和高CO2保鮮對香菇還原糖含量的影響

還原糖作為機(jī)體呼吸作用的主要底物,是評價(jià)香菇品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,其與呼吸代謝強(qiáng)弱及腐爛程度也有一定關(guān)系[15-16]。如圖3所示,不同處理組香菇還原糖含量整體呈下降趨勢,這是由于機(jī)體呼吸作用不斷消耗糖類物質(zhì),又沒有外界營養(yǎng)補(bǔ)充,導(dǎo)致香菇的還原糖含量下降[17]。T1組還原糖含量在貯藏前4 d緩慢升高,原因可能是香菇體內(nèi)大分子化合物的分解,促進(jìn)了小分子還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升[18],PE包裝使香菇的呼吸作用減弱,還原糖的生成量高于消耗量。整個貯藏期內(nèi)T1組香菇還原糖含量高于T2組,對照組最低,這一研究結(jié)果與于珂等[19]的研究結(jié)果一致,說明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝較高CO2控制氣調(diào)保鮮能更好地抑制香菇的呼吸代謝,保持較高的還原糖含量。

圖3 PE包裝和高CO2保鮮對香菇還原糖含量的影響Fig.3 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on reducing sugar content of Lentinus edodes

2.4 PE包裝和高CO2保鮮對香菇AsA含量的影響

由圖4可知,不同處理組香菇AsA含量在貯藏期內(nèi)均呈先下降后上升趨勢。貯藏前期的AsA含量下降可能與子實(shí)體后熟衰老、品質(zhì)劣變有關(guān)[20-21],由AsA的分解代謝強(qiáng)于合成代謝所致。后期AsA含量上升這一結(jié)果與王莉梅等[22]的研究結(jié)果并不一致,可能與菇體失水有關(guān),T2組和對照組出現(xiàn)最低點(diǎn)在12 d,而T1組則推遲4 d。在貯藏前4 d,各處理組香菇AsA含量差異不明顯,原因可能是低溫下香菇成熟衰老進(jìn)程緩慢,前期AsA分解代謝與合成代謝速度相當(dāng),變化不明顯。8 d后T1組香菇AsA含量高于T2組,對照組含量最低,表明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝可能通過抑制AsA分解或促進(jìn)AsA合成,較好地保持了香菇的營養(yǎng)。

圖4 PE包裝和高CO2保鮮對香菇AsA含量的影響Fig.4 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on AsA content of Lentinus edodes

2.5 PE包裝和高CO2保鮮對香菇總酚含量的影響

酚類物質(zhì)的氧化是香菇采后褐變的主要原因,嚴(yán)重影響香菇的商品價(jià)值和外觀品質(zhì)。由圖5A可知,對照組的總酚含量迅速下降,且低于兩氣調(diào)處理組,原因可能是對照組香菇體內(nèi)總酚被氧化成黑褐色的醌類化合物,而氣調(diào)處理則抑制了總酚的氧化[23]。T1組和T2組香菇的總酚含量在貯藏前期出現(xiàn)緩慢上升趨勢,這可能與香菇自身后熟特性有關(guān);貯藏后期均逐漸下降,8 d后T1組總酚含量高于T2組,這說明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝可能通過抑制氧化過程,在貯藏后期維持了較高的總酚含量,這一結(jié)果與韓春然等[24]研究結(jié)果相似。

類黃酮屬于次生代謝產(chǎn)物,具有抗氧化作用,可以延緩香菇的衰老進(jìn)程。由圖5B可知,各處理組類黃酮含量均呈先上升后下降趨勢,在8 d時達(dá)到峰值,貯藏前期類黃酮含量的增加可能與香菇的后熟促進(jìn)次生代謝有關(guān),貯藏后期類黃酮被氧化使之含量下降。貯藏期間T1組類黃酮含量高于T2組和對照組,表明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝可能通過延緩香菇氧化衰老,維持了較高的類黃酮含量。

圖5 PE包裝和高CO2保鮮對香菇總酚和類黃酮含量的影響Fig.5 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on the contents of total phenols and flavonoids in Lentinus edodes

2.6 PE包裝和高CO2保鮮對香菇MDA含量的影響

MDA是細(xì)胞膜脂過氧化的主要產(chǎn)物,可以損傷香菇的生物膜,降低膜脂的不飽和度而引起膜流動性降低,造成膜系統(tǒng)損傷,其含量可間接反映膜脂過氧化的程度[17,25]。由圖6可知,對照組香菇MDA含量在貯藏前期迅速上升后下降,于12 d后上升又下降,分別在4 d和16 d形成峰值,原因可能是對照組香菇在貯藏前期和后期均出現(xiàn)膜脂氧化損傷高峰。與對照組相比,兩氣調(diào)處理顯著抑制了MDA的產(chǎn)生(P<0.05)。T1和T2組貯香菇藏前期(8 d內(nèi))MDA含量逐漸下降且兩者無顯著差異,8 d后均緩慢上升至16 d時逐漸下降,且T1組較T2組MDA含量高,表明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝能夠減緩香菇貯藏后期的膜脂過氧化進(jìn)程。

圖6 PE包裝和高CO2保鮮對香菇MDA含量的影響Fig.6 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on MDA content of Lentinus edodes

2.7 PE包裝和高CO2保鮮對香菇POD、PPO和PAL活性的影響

各處理貯藏過程中POD、PPO和PAL活性變化見圖7A、7B和7C。隨著貯藏時間的延長,對照組POD活性迅速升高,顯著高于其他兩處理組(P<0.05),而T1組和T2組則上升緩慢,兩者在貯藏16 d內(nèi)沒有明顯差異,20 d時T2組顯著高于T1(P<0.05)。各處理PPO活性在貯藏前期無明顯差異,均呈穩(wěn)定狀態(tài);貯藏4 d后,對照組PPO活性迅速升高至16 d后下降,其顯著高于其他兩處理組(P<0.05),T1組PPO活性除了貯藏16 d時高于T2組,在貯藏8、12和20 d時均低于T2組。對照組和T2組PAL活性隨著貯藏時間的延長逐漸升高,12 d后緩慢下降,貯藏后期又逐漸升高,且兩者在貯藏前期差異不顯著,貯藏8 d后對照組明顯高于T2組;T1組PAL活性緩慢上升至16 d后下降,且在供試貯藏期內(nèi)低于對照組和T2組。POD、PPO和PAL均屬于褐變酶類,其中PPO是酶促褐變的關(guān)鍵酶,POD、PAL對酶促褐變有促進(jìn)作用[26-27]。對照組香菇POD、PPO和PAL活性在貯藏期內(nèi)迅速升高,表明這些酶參與了香菇的采后衰老過程,香菇貯藏后期的褐變主要是由酶促褐變引起的[28-29]。T1組和T2組三種酶活性較對照組有不同程度的下調(diào),表明PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝和高CO2控制氣調(diào)保鮮可以不同程度地抑制褐變相關(guān)酶活性,進(jìn)而延緩香菇的衰老進(jìn)程。

圖7 PE包裝和高CO2保鮮對 香菇POD、PPO、PAL活性的影響Fig.7 Effects of PE packaging and high CO2 preservation on POD,PPO and PAL activities of Lentinus edodes

3 結(jié)論

PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝和高CO2控制氣調(diào)保鮮可以不同程度地提高低溫條件下香菇的貯藏品質(zhì),維持營養(yǎng)物質(zhì)和抗氧化物質(zhì)含量,緩解膜脂過氧化產(chǎn)物的積累,抑制褐變相關(guān)酶活性的升高。PE膜自發(fā)氣調(diào)包裝保鮮香菇的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于高CO2控制氣調(diào)保鮮,在保鮮過程中效果更佳。因此,通過高阻隔膜自發(fā)氣調(diào)包裝提高香菇的貯藏品質(zhì)是一種高效、綠色的方法。