臭氧處理對(duì)金針菇保鮮效果的影響

劉 青,申雨苗,張 瑤,肖海芳,宋元達(dá)

(山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院,山東淄博 255000)

金針菇作為一種常見的食用菌,含有大量的蛋白質(zhì)、多種氨基酸、維生素、多糖、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分,且脂肪含量低,經(jīng)常食用不僅可改善人體新陳代謝、增強(qiáng)體質(zhì),而且可以起到健腦補(bǔ)腦、促進(jìn)兒童智力發(fā)育、提高人體健康水平的作用,因此深受人們的喜愛[1-3]。但是,金針菇含水量高,采后仍進(jìn)行強(qiáng)烈的代謝活動(dòng),導(dǎo)致菌蓋開傘、褐變、萎縮、風(fēng)味質(zhì)地下降、腐爛等,嚴(yán)重影響金針菇的運(yùn)輸、貯藏及市場(chǎng)價(jià)值[4-5]。因此,對(duì)采后金針菇進(jìn)行保鮮處理至關(guān)重要。

臭氧具有高效殺菌[6]、抑制呼吸作用[7]、降低代謝水平[8]等作用,同時(shí)可將食用菌在貯藏過程中產(chǎn)生的乙稀、乙酸、乙醇等物質(zhì)氧化為CO2、H2O或無機(jī)鹽,分解內(nèi)源乙稀并抑制氧化酶活性[9],且具有高活性、無殘留、高滲透性、低成本和半衰期短等顯著優(yōu)點(diǎn)。

目前關(guān)于臭氧處理金針菇的研究極少,本文主要探討不同濃度臭氧氣體對(duì)金針菇保鮮效果的影響,為臭氧處理在金針菇的保鮮應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白種金針菇 淄博市海盛市場(chǎng),選取菇形完整,菌蓋呈白色,蓋內(nèi)卷呈半球形,基部修剪干凈不粘連的金針菇為實(shí)驗(yàn)材料；低密度聚乙烯(LDPE)薄膜保鮮袋 淄博雙帆商貿(mào)有限公司;鄰苯二酚、愈創(chuàng)木酚、碘化鉀、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、30%過氧化氫、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉等 分析純(CP)，國藥集團(tuán)化學(xué)有限公司。

UV-2102PCS型紫外分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司;HMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋 上海躍進(jìn)醫(yī)療儀器廠;PHS-3C型精密pH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;Sigma3-16型離心機(jī) 德國Sigma;AUV-220型電子分析天平 常熟市意歐儀器儀表有限公司;2WAJ型阿貝折射儀 上海天平儀器廠;BCD-610W型西門子對(duì)開門冰箱 安徽滁州博西華制冷有限公司;HY-40型臭氧發(fā)生器 成都毅峰宏原環(huán)?？萍加邢薰?。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 金針菇的前處理 采后金針菇30 min內(nèi)立即送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理,將金針菇隨機(jī)分成6組,每組含有7束金針菇,直徑均為8 cm左右,放置在低密度聚乙烯(LDPE)薄膜保鮮袋中,充入不同濃度的臭氧氣體。CK(對(duì)照組):不做處理;T1:在裝有金針菇的薄膜保鮮袋中通入濃度為8.6 mg/L的臭氧氣體;T2:在裝有金針菇的薄膜保鮮袋中通入濃度為12.8 mg/L的臭氧氣體;T3:在裝有金針菇的薄膜保鮮袋中通入濃度為16.6 mg/L的臭氧氣體;T4:在裝有金針菇的薄膜保鮮袋中通入濃度為21.2 mg/L的臭氧氣體;T5:在裝有金針菇的薄膜保鮮袋中通入濃度為26.6 mg/L的臭氧氣體。

將薄膜保鮮袋密封好,稱量每袋的重量,做好標(biāo)記,放入4 ℃的恒溫冷藏室中貯藏,隨后分別于第2、4、6、8、10 d分別從每組中取樣三次測(cè)定金針菇的感官指標(biāo)、可溶性固形物(TSS)含量、失重率、蛋白質(zhì)含量、丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(PPO)和多酚氧化酶(POD)活性等各項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)平行三次,取平均值。

1.2.2 金針菇貯藏期間各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定方法

1.2.2.1 感官指標(biāo) 感官評(píng)價(jià)參考張紅娟等[10]的方法,選擇食品專業(yè)評(píng)價(jià)員10人(男女比例為1∶1)經(jīng)專業(yè)培訓(xùn),分別在第0、2、4、6、8、10 d觀察不同臭氧濃度處理下金針菇的狀態(tài),參照表1的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)金針菇包裝袋表面冷凝水、色澤、氣味、菌蓋與菌柄形態(tài)等項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分,滿分為100分,結(jié)果取其平均值,準(zhǔn)確至小數(shù)點(diǎn)后兩位。

表1 金針菇感官評(píng)分表Table 1 Scale for sensory evaluation of Flammulian velutipes

1.2.2.2 可溶性固形物(TSS)含量 利用阿貝折射儀進(jìn)行可溶性固形物含量的測(cè)定[2]。稱取5.00 g金針菇(鮮菇)進(jìn)行充分研磨,各加蒸餾水25.00 mL,充分混勻,用4層紗布過濾,為防止紗布表面有微小雜質(zhì)進(jìn)入待測(cè)液,過濾時(shí)棄去前幾滴,將濾液收集到燒杯中待用。用滴管將濾液滴加到折射儀上,蓋上遮光板,保持儀器水平對(duì)準(zhǔn)光源,通過目鏡觀察明暗交界線所處的刻度,進(jìn)行讀數(shù),將讀數(shù)乘以5,單位為%,以重復(fù)測(cè)得的平均數(shù)作為最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.2.2.3 失重率 采用稱量法,測(cè)出處理前和處理后金針菇的質(zhì)量,按照公式則可求出失重的百分率。

1.2.2.4 可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定 可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[11]進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.5 丙二醛(MDA)的測(cè)定 丙二醛含量采用方蕾等[12]的硫代巴比妥酸法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.6 過氧化物酶(POD)的測(cè)定 過氧化物酶采用胡敏等[13]的分光光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.7 多酚氧化酶(PPO)的測(cè)定 多酚氧化酶采用Liu等[14]的分光光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)測(cè)定均重復(fù)3次,取平均值,用Origin 8.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖;用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 22.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理濃度對(duì)金針菇感官品質(zhì)的影響

感官品質(zhì)是評(píng)價(jià)采后果蔬最直觀的一項(xiàng)重要指標(biāo)。金針菇在貯藏期間,色澤、形態(tài)、氣味等都呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。如圖1所示,貯藏前2 d,各組外觀變化差異性不顯著(P>0.05);貯藏2～6 d時(shí),金針菇菌蓋顏色逐漸發(fā)黃,菌蓋下部菌柄色澤呈現(xiàn)褐色,菌柄基部顏色加深;6 d之后,由于金針菇的后熟軟化,各項(xiàng)指標(biāo)迅速降低,用手觸碰,有較強(qiáng)黏性,菌柄也逐漸變軟。臭氧濃度分別為16.6、21.2和26.6 mg/L處理的T3、T4和T5組金針菇貯藏4～10 d的感官評(píng)分與對(duì)照組(CK)差異顯著(P<0.05)。這說明臭氧處理能有效地延緩金針菇的變質(zhì)腐爛。在貯藏第10 d時(shí),臭氧濃度為16.6 mg/L處理下的金針菇感官評(píng)分最高,為73.34。這是因?yàn)樵谠囼?yàn)過程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)臭氧處理后,21.2、26.6 mg/L處理與16.6 mg/L處理的金針菇相比,有菌蓋軟化快、變褐色快的現(xiàn)象,有過度處理的可能。

圖1 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of ozone treatments on sensory evaluation of Flammulian velutipes

2.2 不同處理濃度對(duì)金針菇可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是果蔬中所有可溶性化合物的總稱,主要包括可溶性蛋白質(zhì)、糖類、氨基酸和脂類化合物等,果蔬采后的呼吸代謝能夠消耗其中的營養(yǎng)物質(zhì),所以可溶性固形物是鑒定果蔬貯藏品質(zhì)的一個(gè)重要特征[15]。從圖2可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長,可能由于各物質(zhì)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化消耗,為菇體的各種代謝活動(dòng)提供能量,使得其可溶性固形物的含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。其中,對(duì)照組金針菇的可溶性固形物含量下降幅度最大,從最初的6.51%下降至4.02%,均高于臭氧處理的5組。而T3、T4和T5組的金針菇在整個(gè)貯藏時(shí)間內(nèi)可溶性固形物含量下降幅度平緩,第10 d時(shí),這三組的可溶性固形物含量分別為:5.66%、5.69%和5.71%,彼此之間差異性不顯著(P>0.05)。這與Souza等[8]利用不同濃度臭氧處理采后胡蘿卜的研究結(jié)果趨勢(shì)一致。這是由于臭氧氣體對(duì)金針菇的呼吸強(qiáng)度有一定的抑制作用,使可溶性固形物的消耗減少,從而達(dá)到保鮮效果。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在一定的濃度范圍內(nèi),臭氧能顯著抑制金針菇可溶性固形物含量的下降,臭氧濃度的升高有利于金針菇可溶性固形物含量的保持,當(dāng)臭氧達(dá)到一定濃度(16.6 mg/L)時(shí),已經(jīng)可以較好地抑制呼吸強(qiáng)度,減少可溶性固形物的損失。

圖2 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of ozone treatments on soluble solids content of Flammulian velutipes

2.3 不同處理濃度對(duì)金針菇失重率的影響

金針菇的含水量很高,并且極易因?yàn)檎趄v作用失去水分，此外呼吸作用導(dǎo)致干物質(zhì)的消耗也是失重的主要原因。從圖3中可以看出隨著貯藏時(shí)間的延長,金針菇的失重率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。到貯藏10 d時(shí),對(duì)照組的失重率為0.24%,而臭氧處理的5組分別是0.149%、0.127%、0.104%、0.102%、0.101%,顯著(P<0.05)低于對(duì)照組。這是因?yàn)槌粞蹩梢允构咴诔墒爝^程中釋放出來的乙烯、乙醇、乙醛等氣體氧化分解,從而減緩果蔬的新陳代謝速度,有效減少蒸騰失水及干物質(zhì)的損失。武杰等[16]將葡萄根據(jù)成熟度分為三組,用濃度為1 mg/L的臭氧進(jìn)行處理后貯藏在5 ℃的環(huán)境中,貯藏期間,各組葡萄的失重率均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),第21 d時(shí)八成熟、九成熟葡萄的失重率均在1%以下,然而臭氧處理組的失重率均低于對(duì)照組(沒有充入臭氧氣體)。其結(jié)果與本文趨勢(shì)一致。同時(shí),結(jié)果顯示第10 d時(shí),T3組金針菇與T4、T5組金針菇的失水率無顯著差異(P>0.05)。

圖3 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇失重率的影響Fig.3 Effect of ozone treatments on weight loss of Flammulian velutipes

2.4 不同處理濃度對(duì)金針菇蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白是果蔬中重要的營養(yǎng)物質(zhì),對(duì)于結(jié)構(gòu)作用來說,可溶性蛋白的滲透調(diào)節(jié)作用影響細(xì)胞保水能力并通過可溶性蛋白的增加而提高,從而保護(hù)細(xì)胞的生物膜及生命物質(zhì)。如圖4所示,所有組的金針菇在整個(gè)貯藏期間其可溶性蛋白質(zhì)含量均呈逐漸下降的變化趨勢(shì)。其中經(jīng)濃度為16.6、21.2和26.6 mg/L臭氧處理后的金針菇蛋白含量下降速率較為緩慢,均顯著(P<0.05)低于對(duì)照組。經(jīng)過10 d的貯藏后,對(duì)照組的蛋白含量下降到9.76 mg/g,而臭氧處理組的蛋白含量分別是對(duì)照組的1.64、1.89、2.11、2.12和2.13倍。這是因?yàn)槌粞跆幚懋a(chǎn)生的負(fù)氧離子具有較強(qiáng)的穿透力,可以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),中和電荷,分解內(nèi)源乙烯,從而抑制細(xì)胞內(nèi)氧化酶活性,使金針菇中的蛋白質(zhì)含量在貯藏期間下降緩慢,最終保持較高的相對(duì)含量。隨著臭氧濃度的升高,蛋白降低速率逐漸趨于平緩。

圖4 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.4 Effect of ozone treatments on the content of soluble protein of Flammulian velutipes

2.5 不同處理濃度對(duì)金針菇丙二醛(MDA)含量的影響

MDA作為膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物,其含量大小即為果蔬的受傷害程度[17]。如圖5所示,在貯藏期的10 d內(nèi),各組金針菇的丙二醛含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中,對(duì)照組MDA的含量高于臭氧處理的5組,且隨著臭氧濃度的升高,對(duì)MDA積累的抑制效果也更加明顯。這是因?yàn)榻疳樄讲墒蘸?打破了細(xì)胞內(nèi)活性氧的循環(huán)與平衡,隨著過量活性氧自由基的產(chǎn)生,抗氧化物質(zhì)含量也增加,抗氧化系統(tǒng)酶活性提高,當(dāng)活性氧自由基過量生成超過防御系統(tǒng)的清除能力,多余無法清理的自由基沉積在細(xì)胞體內(nèi),使得膜脂過氧進(jìn)程加劇,導(dǎo)致MDA含量急劇增加。而臭氧處理有效抑制了自由基的產(chǎn)生,從而使膜脂過氧化程度降低。在第10 d,臭氧濃度為16.6、21.2和26.6 mg/L的處理組MDA含量較低,顯著(P<0.05)低于其他對(duì)照組和其他臭氧處理組,而彼此之間差異不顯著(P>0.05)。結(jié)果表明臭氧處理可以延緩金針菇內(nèi)MDA含量的上升,降低細(xì)胞膜的損傷,而在一定范圍內(nèi),高濃度的臭氧處理對(duì)金針菇的保鮮效果較好。這與顧青等[18]用臭氧處理采后雷竹筍的研究結(jié)果趨勢(shì)一致。本研究采用濃度為16.6 mg/L的臭氧處理金針菇已經(jīng)能夠達(dá)到良好的抑制MDA效果。

圖5 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇丙二醛含量的影響Fig.5 Effect of ozone treatments on the content of MDA of Flammulian velutipes

2.6 不同處理濃度對(duì)金針菇過氧化物酶(POD)活性的影響

POD廣泛存在于食用菌中,是一種在逆境或衰老初期表達(dá)、清除自由基的關(guān)鍵酶,具有保護(hù)植物體抗氧化的作用,是評(píng)價(jià)金針菇成熟衰老的重要指標(biāo)[19]。如圖6所示,剛采摘的金針菇POD活性較高,在貯藏期間,伴隨著金針菇的不斷成熟,POD活性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。對(duì)照組金針菇POD活性最低,臭氧處理組酶活性下降較對(duì)照組緩慢,其中26.6 mg/L處理的金針菇在整個(gè)貯藏期間的POD活性最高,在貯藏10 d時(shí),其POD活性為6.97 U/g min,顯著高于對(duì)照組和T1、T2組(P<0.05)?？梢哉f明臭氧處理能有效提高和維持POD的活性,抑制自由基產(chǎn)生,從而減慢了金針菇的衰老速度。然而當(dāng)利用濃度為16.6 mg/L及更高濃度臭氧處理金針菇時(shí),貯藏第10 d時(shí),各組金針菇的POD活性并不顯著(P>0.05)。因此16.6 mg/L的濃度能夠較好地抑制金針菇的衰老速度。

圖6 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇POD酶活性的影響Fig.6 Effect of ozone treatments on POD activity of Flammulian velutipes

2.7 不同處理濃度對(duì)金針菇多酚氧化酶PPO活性的影響

PPO是引起果蔬褐變的關(guān)鍵酶類,它是一種非活化形式的酶,受外界刺激后構(gòu)象發(fā)生改變,暴露出酶的活化中心,從而使酶具有活性,催化單寧、兒茶酸、黃酮等酚類氧化成醌,再進(jìn)一步氧化聚合成黑色素,引起酶促褐變,其活性高低一定程度上反應(yīng)了金針菇在貯藏過程中褐變和衰老程度[20]。如圖7可知,在貯藏期間,各組的PPO活性均呈不斷增高趨勢(shì)。表明金針菇組織的褐變程度與PPO活性的上升有關(guān)。其中,臭氧處理的五組金針菇在整個(gè)貯藏期間PPO活性上升趨勢(shì)比較平緩,而對(duì)照組PPO活性一直表現(xiàn)較高的上升趨勢(shì),褐變衰老比處理組快,很快失去商品和食用價(jià)值。16.6、21.2和26.6 mg/L的臭氧處理組在整個(gè)貯藏期間的PPO活性都保持在較低水平,在貯藏第10 d時(shí)分別為16.3、15.8和15.4 U/g min,顯著(P<0.05)低于對(duì)照組和T1、T2臭氧處理組。李夢(mèng)釵等[19]用不同濃度的臭氧氣體處理冬棗,在貯藏期間臭氧處理的冬棗PPO活性上升趨勢(shì)均低于對(duì)照組,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有相同的趨勢(shì)。說明臭氧處理可有效地抑制PPO活性的上升,具有較好的保鮮作用。

圖7 不同臭氧處理濃度對(duì)金針菇PPO酶活性的影響Fig.7 Effect of ozone treatments on PPO activity of Flammulian velutipes

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)研究了不同濃度的臭氧處理對(duì)金針菇保鮮效果的影響。結(jié)果表明,在一定濃度范圍內(nèi),臭氧處理能有效延緩金針菇的采后成熟和衰老。其中當(dāng)臭氧處理濃度為21.2和26.6 mg/L時(shí),金針菇的各項(xiàng)指標(biāo)都反映了較好的貯藏效果,然而感官評(píng)分發(fā)現(xiàn)有輕微過度處理的可能,過度處理雖然可以更有效地殺滅細(xì)菌、抑制呼吸作用和降低新陳代謝速率,同時(shí)也可能傷害金針菇的表皮細(xì)胞甚至內(nèi)部組織,因此臭氧處理濃度選擇16.6 mg/L為宜。利用此濃度處理可有效抑制采后金針菇的呼吸作用,延遲采后金針菇感官指標(biāo)的下降,減少金針菇的失重,降低呼吸作用強(qiáng)度,抑制可溶性固形物的下降,保持較高的蛋白質(zhì)含量,控制MDA含量處于較低水平,延緩PPO活性的上升,并保持較高的POD活性,為以后將臭氧處理應(yīng)用于金針菇的大批量保鮮處理提供理論依據(jù)。