李順?lè)澹?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(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響

李順?lè)澹?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(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中的色澤以及過(guò)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(duì)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(guò)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(yáng)等作用，深受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的青睞[1]。雙孢蘑菇菌蓋表面因無(wú)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(duì)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(shì)[7-9]。鑒于此，采用自主開發(fā)的真空充氮熱處理設(shè)備對(duì)鮮切雙孢蘑菇進(jìn)行處理，考察不同真空度充氮熱處理對(duì)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(yáng)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(wú)開傘，無(wú)病蟲害和無(wú)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(guó)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(guó)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(qǐng)?zhí)?01120445515.4)；Revco ExF24086V型超低溫冰箱，美國(guó)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(duì)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(cè)定

采用色差計(jì)測(cè)定雙孢蘑菇片的L*、a*、b*和色差(ΔE*)，每處理測(cè)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(guò)氧化物酶活性的測(cè)定

過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)活性的測(cè)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(cè)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(cè)定

多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性的測(cè)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(cè)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(cè)定

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase，PAL)活性的測(cè)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(guò)濾或離心。以蒸餾水代替酶提液作為對(duì)照(調(diào)零)，在290 nm處測(cè)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(cè)定

總酚含量采用福林酚法測(cè)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(cè)定

蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法[14]測(cè)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(guò)測(cè)定貯藏中不同真空度下充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇L*、a*、b*、ΔE*和BI等指標(biāo)的影響來(lái)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(zhǎng)，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(shuō)明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)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(duì)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(duì)照組的1/3和1/2；ΔE*和BI的變化約為對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)程和生化代謝過(guò)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(duì)鮮切雙孢蘑菇POD活性影響不一。其中對(duì)照組(0 kPa)鮮切雙孢蘑菇POD活性總體呈上升趨勢(shì)；-80 kPa處理組POD活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，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(shì)，-20～-80 kPa處理組總體保持較低的POD活性，說(shuō)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(duì)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(shì)，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(shì)。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(shuō)明在適宜的真空度下對(duì)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(duì)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(guò)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(shì)(見圖3)。-20 kPa和-40 kPa處理組的PAL活性總體高于對(duì)照組(0 kPa)；而-60，-80和-98 kPa處理組的PAL活性低于對(duì)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(wú)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(duì)照組和其他處理組(p<0.05)，之后隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，PAL活性逐漸升高。以上結(jié)果說(shuō)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(duì)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(shì)外，對(duì)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(shì)。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(shuō)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(duì)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(duì)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?lè)?，李靜，王安建，等. 真空充氮熱處理對(duì)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(guó)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?lè)澹?，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