低功率微波處理對香菇采后生理及品質(zhì)的影響

何雨婷,郭艷明,張林玉,李明霞,何友保,董　明,3,*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院,安徽合肥 230036; 2.安徽寧國農(nóng)林科技有限公司,安徽寧國 242300; 3.合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院,安徽合肥 230036)

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低功率微波處理對香菇采后生理及品質(zhì)的影響

何雨婷1,郭艷明1,張林玉1,李明霞1,何友保2,董明1,3,*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院,安徽合肥 230036; 2.安徽寧國農(nóng)林科技有限公司,安徽寧國 242300; 3.合肥市農(nóng)產(chǎn)品加工研究院,安徽合肥 230036)

采用130 W微波輸出功率連續(xù)照射處理新鮮香菇2～5 min,用打孔PE袋包裝,3 ℃低溫冷藏40 d,定期測定多酚氧化酶(PPO)、丙二醛(MDA)、呼吸速率、香菇多糖、顏色、失重等生理指標(biāo)。實驗結(jié)果表明:貯藏40 d之后,微波處理2～4 min對香菇失重率和顏色影響不大;微波處理3 min對香菇丙二醛含量的抑制明顯;微波處理4 min對香菇多酚氧化酶和呼吸速率的抑制效果最好,香菇多糖含量最高為0.54%,商品率達(dá)到92%。微波保鮮香菇的最佳條件為130 W處理4 min,保鮮期40 d。

香菇,微波,非熱效應(yīng),采后生理

香菇是世界上第二大食用菌,藥食兩用,高蛋白,低脂肪,具有極高的營養(yǎng)價值[1]。每100 g香菇干品中蛋白質(zhì)含量在18 g左右,高于平菇、蘑菇、銀耳等其他食用菌;每100 g香菇干品脂肪含量在1.8 g左右,而碳水化合物含量在50%以上;香菇中含有16種氨基酸,在人體必需的8種氨基酸中香菇中就含有7種[2],香菇含有麥角甾醇、香菇素和香菇多糖等生物活性成分,且味道鮮美,在民間有“山珍”之稱,并視為菇中之王。

鮮香菇的水分含量很高,表面沒有任何保護(hù)結(jié)構(gòu)[3],容易受到微生物的侵染。采后的香菇常溫下貯藏2～3 d后,菌蓋及菌褶就會出現(xiàn)褐變現(xiàn)象,且香菇采后呼吸作用和蒸騰作用強(qiáng)烈,其生理作用比果蔬更加旺盛,在非酶及酶促褐變下香菇會變色,還會有異味,這大大加深了鮮香菇貯藏的難度,并制約了香菇的生產(chǎn),加大了香菇貯運的損失[4]。

目前,香菇的保鮮方式有很多如1-MCP藥劑保鮮、涂膜保鮮、低溫保鮮、氣調(diào)保鮮、輻照保鮮等[5]。然而有些保鮮方法會存在處理繁瑣或貯藏效果不理想等問題,在生產(chǎn)中很少大規(guī)模應(yīng)用。如今國內(nèi)開始利用微波對食品進(jìn)行保鮮,并有了一定的進(jìn)展[6-8]。微波保鮮技術(shù)是微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同作用的結(jié)果,微波的熱效應(yīng)主要用于快速升溫殺菌工藝;而非熱效應(yīng)則是使生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異,而喪失活力或死亡。微波存在的非熱效應(yīng)尚未能引起足夠的重視,相關(guān)研究甚少[9]。本文運用微波的非熱生物效應(yīng)處理香菇進(jìn)行保鮮,旨在探索微波保鮮的新途徑。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

香菇由安徽寧國香菇專業(yè)合作社提供,采收后立即運回實驗室,選取無病蟲害、無開傘、大小均一和無機(jī)械損傷的香菇用于實驗;0.03 mm的聚乙烯(PE)打孔保鮮袋港新包裝有限公司;三氯乙酸、硫代巴比妥酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇6000、無水醋酸鈉、苯酚均為分析純(AR),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

SAM-255型微波系統(tǒng)美國CEM公司;LR20-A高速冷凍離心機(jī)北京雷勃爾冷凍離心機(jī)有限公司;UV-5800PC型紫外分光光度計上海元析儀器有限公司;CR-400手持色差儀柯尼卡美能達(dá)(中國)投資有限公司;GT-2000便攜式紅外CO2氣體檢測儀深圳市科爾諾電子科技有限公司;ZK型系列組合式冷庫中國常州銀雪制冷設(shè)備有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1微波處理采后4 h運回安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏實驗室,在2～4 ℃的冷庫預(yù)冷10 h左右。挑選大小、成熟度相對一致,無病蟲害、無機(jī)械損傷、無果柄,表面干爽的果實。之后將預(yù)冷處理的香菇樣品平均分為5組,每組為2500 g,重復(fù)3個平行,分別裝入0.03 mm打孔PE保鮮袋中,其中1組設(shè)為對照組。參考本研究組實驗方法[10-11]及香菇預(yù)實驗結(jié)果,使用微波130 W對香菇分別進(jìn)行2～5 min的微波處理,處理后迅速測量香菇品溫,溫度顯示均低于25 ℃,之后放入冷庫中進(jìn)行低溫貯藏,冷庫溫度設(shè)置為2～4 ℃,庫內(nèi)相對濕度為90%,每10 d定期取樣檢測香菇多酚氧化酶、丙二醛、呼吸速率、香菇多糖、顏色、失重等生理指標(biāo)。

1.2.2香菇呼吸速率的測定選取100 g左右的香菇放入呼吸罐,使用紅外二氧化碳分析儀直接測定香菇的呼吸速率,平行3次。呼吸速率的計算公式如下[12]:

呼吸速率(mg/kg·h)

式中:F代表氣體流量,mL/min;CO2ppm為儀器最終讀數(shù);t為室溫,℃;W為香菇鮮重,kg。

1.2.3香菇多酚氧化酶(PPO)活性的測定酶液制備:稱取5 g香菇樣品,置于研缽中,加入5 mL提取緩沖液,在冰浴條件下研磨成勻漿,于4 ℃、12000 r/min離心30 min,收集上清液即為酶提取液,0～4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

活性測定:取一只試管,加入4 mL 50 mmol/L、pH5.5的乙酸-乙酸鈉緩沖液和1.0 mL 50 mmol/L鄰苯二酚溶液,最后加入100 μL酶提取液,同時立即開始計時。將反應(yīng)混合液倒入比色杯中,置于分光光度計樣品室中,以蒸餾水為參比,在反應(yīng)15 s時開始記錄反應(yīng)體系在波長420 nm處吸光度值,作為初始值,然后每隔1 min記錄一次,連續(xù)測定,至少獲得6個點的數(shù)據(jù),重復(fù)3次。以每克香菇樣品每分鐘吸光度變化值增加1為1個活性單位,單位是ΔOD420/min·g。計算公式為:

式中:V代表樣品提取液總體積,mL;Vs代表測量時所取樣品液體積,mL;m代表樣品質(zhì)量,g。

1.2.4香菇丙二醛(MDA)含量的測定稱取1.0 g香菇樣品,加入5.0 mL 100 g/L TCA溶液,研磨勻漿后,于4 ℃、10000 r/min,離心20 min,收集上清液,低溫保存?zhèn)溆谩Ｈ?.0 mL上清液(對照空白管中加入2.0 mL 100 g/L TCA溶液代替提取液),加入2.0 mL 0.67% TBA,混合后在沸水浴中煮沸20 min,取出冷卻后再離心一次。分別測定上清液在450、532、600 nm波長處的吸光度值,重復(fù)3次[13]。每克果蔬樣品中的丙二醛含量以(μmol/g·L)表示,計算公式為:

式中:c表示反應(yīng)混合液中丙二醛濃度,c(μmol/L)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450;V表示樣品提取液總體積,mL;Vs代表測定時所取樣品提取液體積,mL;M代表樣品質(zhì)量,g。

1.2.5香菇多糖的測定使用苯酚-硫酸法[14]進(jìn)行測定。

1.2.7香菇失重率測定定期稱量每一組香菇重量并記錄,計算貯藏前后香菇失重率。

1.2.8商品率的測定貯藏40 d之后,檢查剔除腐爛、變質(zhì)、有異味的香菇,以重量法計算對照組和處理組香菇的商品率,商品率公式如下:

1.3數(shù)據(jù)處理與方法

實驗數(shù)據(jù)先使用EXCEL制圖,再用SPSS17.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1微波處理對香菇呼吸速率的影響

果蔬的呼吸作用會消耗體內(nèi)的有機(jī)養(yǎng)分,呼吸速率過大,會大幅度降低果蔬的食用品質(zhì)和貯藏性,有效的降低香菇的呼吸速率可以更好的延長香菇的貯藏時間。如圖1,各組處理的香菇呼吸速率在前10 d均有大幅度的降低,這與低溫貯藏條件有關(guān),低溫可抑制果蔬的呼吸速率。經(jīng)分析微波2、3、4、5 min較對照組均存在顯著性差異(p<0.05),呼吸速率均低于對照組,其中微波4 min處理條件下香菇呼吸速率最低,表明低功率微波處理有效抑制香菇的呼吸作用。

圖1　微波處理對香菇呼吸速率的影響Fig.1　Effect of microwave treatment respiration rate of mushroom

2.2微波處理對香菇多酚氧化酶活性的影響

貯藏期間,微波處理組和對照組多酚氧化酶活性的變化如圖2。多酚氧化酶是導(dǎo)致香菇子實體褐變的主要酶,多酚氧化酶活性大小對于后期貯藏過程中香菇的品質(zhì)有影響。多酚氧化酶活性越小,后期貯藏中的褐變程度越容易控制。圖2中可以看出,隨著貯藏時間的增加,多酚氧化酶活性總體呈上升趨勢,這與貯藏期間香菇的相關(guān)代謝有關(guān);在30 d之后,多酚氧化酶活性有小幅度的下降,這可能是部分酶失活的原因;貯藏40 d時,經(jīng)微波2、3、4、5 min處理的香菇多酚氧化酶均顯著低于對照組(p<0.01),其中,微波4 min和5 min處理組的多酚氧化酶活性明顯低于微波2 min和微波3 min,而微波4 min與微波5 min之間差異不顯著(p>0.05)。根據(jù)Murr[16]的研究結(jié)果,可知低溫貯藏條件并不能完全抑制香菇中多酚氧化酶活性,但是結(jié)合實驗結(jié)果可看出微波處理對香菇貯藏期間多酚氧化酶活性起到了一定的抑制作用。肖菲[17]等人也采用了短時的微波處理,處理后香菇的多酚氧化酶活性明顯變低,這可能與微波的非熱生物效應(yīng)相關(guān)。

圖2　微波處理對香菇多酚氧化酶活性的影響Fig.2　Effect of microwave treatment PPO activity of mushroom

2.3微波處理對香菇丙二醛含量的影響

丙二醛可以損傷香菇的生物膜,造成細(xì)胞膜系統(tǒng)損害、加速香菇衰老,其含量的變化可以反映香菇的衰老程度。如圖3,可以看出在貯藏期間丙二醛的含量呈現(xiàn)增長趨勢。數(shù)據(jù)分析顯示,微波處理組的丙二醛含量顯著低于對照組(p<0.01),微波3 min處理對丙二醛的抑制最明顯,在貯藏后期丙二醛值最低;微波5 min處理與微波4、2 min之間差異不顯著(p>0.05)。說明適當(dāng)?shù)奈⒉ㄌ幚韽?qiáng)度可有效減緩香菇細(xì)胞中脂質(zhì)自由基的產(chǎn)生,抑制了脂質(zhì)自由基的過氧化作用,進(jìn)而減少丙二醛的積累。

圖3　微波處理對香菇丙二醛的影響Fig.3　Effect of microwave treatment MDA content of mushroom

2.4微波處理對香菇多糖含量的影響

香菇多糖具有提高人體免疫力、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化等生物活性,且對人體的其他細(xì)胞沒有毒副作用,多糖含量是香菇貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。如圖4,在貯藏期間,多糖含量總體呈降低趨勢,這是由于香菇在貯藏過程中有相關(guān)的代謝過程,會消耗香菇內(nèi)積累的有機(jī)養(yǎng)分。經(jīng)分析,在40 d時,微波各處理組的香菇多糖含量顯著高于香菇對照組的香菇多糖含量(p<0.01),其中微波4 min處理組中香菇多糖含量(0.54%)明顯高于其他處理組,而微波5 min與微波2、3 min之間并無顯著性差異(p>0.05),由此得出微波4 min處理可以延緩香菇貯藏后期多糖含量的減少。

圖4　微波處理對香菇多糖含量的影響Fig.4　Effect of microwave treatment polysaccharide content of mushroom

2.5微波處理對香菇顏色的影響

表1　微波處理對香菇顏色的影響

2.6微波處理對香菇失重率的影響

香菇失重主要是香菇水分的散失,對香菇的品性有著很大的影響。表2為貯藏初始和貯藏40 d后香菇的失重率?？梢钥闯?對照組的香菇失重率高達(dá)7.38%,微波處理組的香菇失重率都在4%～6%左右,其中微波5 min處理的香菇失重率最高,而微波2、3、4 min處理的失重率均在4%左右。說明微波處理可以有效的降低香菇貯藏的失重率,但隨微波處理時間的延長,失水率有上升趨勢。

表2　微波處理的香菇失重率

2.7微波處理對香菇商品率的影響

商品率是指產(chǎn)品總量中商品量所占比重。本次實驗在香菇貯藏40 d時計算每組香菇的商品率,可以直接反映每組香菇貯藏的總體效果,并作為判斷最優(yōu)處理條件的參考依據(jù)。如表3為每組香菇的最終商品率。每組香菇均為2500 g左右,可以看出對照組的商品率明顯低于微波處理組,其中微波4 min處理的商品率最高,其外觀和品質(zhì)最好。

表3　香菇貯藏40 d的商品率

3　結(jié)論

3.1采用低功率130 W微波處理香菇,打孔PE袋2～4 ℃冷藏保鮮40 d,呼吸速率、多酚氧化酶活性和丙二醛含量均顯著低于對照組,其中微波4 min處理呼吸速率最低,多酚氧化酶活性最小,微波3 min處理的丙二醛含量最低。

3.2微波處理在一定程度上抑制了香菇褐變,保持較高的香菇多糖含量,微波4 min處理組香菇多糖含量最高,為0.54%。

3.3微波處理的香菇失重率在4%～6%左右,對照組高達(dá)7.39%,表明微波處理可以有效的降低香菇貯藏的失重率,但隨微波處理時間的延長,失水率有上升趨勢;微波4 min處理的香菇商品率達(dá)到92%,其外觀和品質(zhì)最好。

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Effects of low power microwave treatment on physiological and quality of postharvest mushrooms

HE Yu-ting1,GUO Yan-ming1,ZHANG Lin-yu1,LI Ming-xia1,HE You-bao2,DONG Ming1,3,*

(1.Tea and Food Technology Academy,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China; 2.Anhui Ningguo Forestry Science and Technology Co.,Ltd.,Ningguo 242300,China; 3. Hefei Agricultural Products Processing,Hefei 230036,China)

130 W microwave output power was continuous irradiation of fresh mushrooms for 2～5 min,with perforated PE bags,3 ℃ cryogenic refrigeration 40 days,polyphenol oxidase(PPO)was regularly measured,malondialdehyde(MDA),breathing rate,lentinan,color,weight loss and other physiological indicators. The results showed that:after 40 days,2～4 min of the microwave had little effect on weight loss and color of the mushrooms. The MDA content of mushrooms got controled obviously after 3 min of the microwave,4 min of microwave made the inhibitory effect on mushroom polyphenol oxidase and respiration rate to the best,and the content of lentinan was highest,was 0.54%,the commodity rate was up to 92%. The best conditions to make the mushrooms retain freshness was under 130 W microwave processing for 4 min,the freshness limit was 40 days.

mushrooms;microwave;non-thermal effect;postharvest physiology

2015-10-22

何雨婷(1991-),女,碩士研究生,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏,E-mail:464886115@qq.com。

董明(1958-),男,碩士,副教授,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏,E-mail:dongm58@163.com。

安徽省大別山區(qū)農(nóng)林特色產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心項目資助。

TS255

B

1002-0306(2016)10-0338-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.061