真空預(yù)冷壓力對杏鮑菇采后貯藏品質(zhì)的影響

梁豪，劉圣春，田懷文，楊文哲

1. 西南交通大學(xué)可視化研究中心（成都 610031）；2. 天津商業(yè)大學(xué)天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津 300134）

根據(jù)果蔬內(nèi)部及表面水分遷移的原因可知，溫差和壓力是影響果蔬水分遷移的主要因素，其中預(yù)冷壓力起主要作用。根據(jù)水分蒸發(fā)和含水量變化失重率等計算公式及影響采摘后果蔬的因素來測不同預(yù)冷壓力對果蔬貯藏品質(zhì)的影響。不同果蔬、預(yù)冷壓力、預(yù)冷溫度真空預(yù)冷后的效果不一樣[1]，但測定指標(biāo)和儀器大致相同。

葉維[2]研究真空預(yù)冷對雙孢菇及其貯藏保鮮的影響；王璐等[3]研究不同真空預(yù)冷處理條件對鮮切芹菜品質(zhì)的影響；謝晶[4]真空預(yù)冷和貯藏溫度對菠菜品質(zhì)的影響。Liu等[5]真空預(yù)冷對采摘后萵苣葉片影響的試驗(yàn)研究理論與模擬，測量值和模擬值基本相同，整體趨勢相似。研究發(fā)現(xiàn)真空壓力越低，萵苣葉冷卻速率和失水率越大。試驗(yàn)中，預(yù)冷壓力是真空預(yù)冷過程中的重要因素。

杏鮑菇菌肉肥厚，質(zhì)地脆嫩，內(nèi)含大量維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，從而受到消費(fèi)者喜愛。但因?yàn)樾吁U菇本身沒有保護(hù)結(jié)構(gòu)，易變質(zhì)，貨架期約4 d。因此，有必要對杏鮑菇做真空預(yù)冷處理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

杏鮑菇：田間采摘，取新鮮無損，大小、品質(zhì)、顏色相近；輕放于箱體內(nèi)，箱內(nèi)不存放其他堅硬物品，避免果蔬在運(yùn)輸途中受到物理傷害；去除其表面的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)而對試驗(yàn)產(chǎn)生的影響。

1.2 試驗(yàn)方案

不同預(yù)冷壓力800，900，1 000，1 100，1 200，1 500和2 000 Pa及對照組作為樣品，對照組不經(jīng)任何處理。分析真空預(yù)冷過程中各預(yù)冷組的壓力和溫度變化；分析各組樣品預(yù)冷后失重率的變化及影響；組樣品每隔2 d進(jìn)行檢測，并記錄樣本的失重率、呼吸速率、硬度、細(xì)胞膜透性等指標(biāo)[6]。試驗(yàn)與楊俊斌[7]的試驗(yàn)方案相似，并加以改進(jìn)，增加更多樣本，減少試驗(yàn)誤差。

1.3 檢測與儀器

1.3.1 失重率

失重率是預(yù)冷前后杏鮑菇質(zhì)量損失與初始質(zhì)量之比。失重率表達(dá)式如式（1）。

式中：W1為樣品原始質(zhì)量，g；W2為樣品預(yù)冷后質(zhì)量，g

1.3.2 質(zhì)構(gòu)

用硬度計來測果蔬的質(zhì)構(gòu)，硬度計型號為FT-02，由北京陽光億事達(dá)生產(chǎn)。通過將探頭均勻下壓入樣品內(nèi)，測試點(diǎn)應(yīng)該選取樣品表面光滑、肉質(zhì)飽滿的合適位置。硬度計自動讀取探頭刺入過程中的最大力，即為該樣品的硬度值，并記錄數(shù)據(jù)。

1.3.3 呼吸速率

試驗(yàn)操作時，直接在冰溫庫內(nèi)測定。將樣品放置于細(xì)胞呼吸盒中，使用呼吸速率測定儀測定。每個蓋上有一個膠帶密封住細(xì)小的孔，用呼吸速率測定儀測定CO2含量，間隔2 d測定1次盒內(nèi)CO2含量，得出杏鮑菇的呼吸速率，單位為mL/（kg·h）。呼吸速率計算如式（2）。

式中：C1為初始CO2含量，mL；C2為貯藏后CO2含量，mL；T為2次測定的間隔時間，h。

1.3.4 細(xì)胞膜透性

細(xì)胞膜透性采用電導(dǎo)率法測定[8]，儀器型號為DDS-307A。用刀切一個杏鮑菇切片作為樣本，每個樣本2 g左右，用電子天平稱量，可多做幾組樣本，避免試驗(yàn)誤差。用蒸餾水沖洗樣本，后放入20 mL蒸餾水的燒杯中，1 h后用電導(dǎo)率儀來讀數(shù)，記作L1。將燒杯用保鮮膜覆蓋，放入鐵制容器中，用電磁爐煮沸，持續(xù)加熱約8 min后取出。冷卻至室溫后，再記錄數(shù)據(jù)L2。相對電導(dǎo)率（σ）計算如式（3）。

1.3.5 其他輔助用品電磁爐、燒杯、水果刀、菜板、標(biāo)簽紙、鐵籠、保鮮膜等。

2 結(jié)果與分析

2.1 預(yù)冷過程中壓力與溫度的變化

根據(jù)壓力變化圖，如圖1所示，第1階段為抽真空階段，開始時，真空室內(nèi)壓力快速下降，而杏鮑菇內(nèi)部的壓力梯度小，水分蒸發(fā)少，所以其質(zhì)量沒有明顯變化。此過程耗時最長，用時約5 min。第2階段為冷卻階段，這一階段可以看出溫度迅速下降，且質(zhì)量損失主要發(fā)生在冷卻階段，此過程大約耗時3 min。最后為復(fù)壓階段，真空預(yù)冷結(jié)束，打開充氣閥，壓力急速上升。根據(jù)壓力變化圖，在7種不同預(yù)冷壓力處理下，壓力變化趨勢大致相同，這與真空泵相關(guān)，正是由于抽氣速率恒定不變。

圖1 不同預(yù)冷壓力下杏鮑菇的壓力變化

杏鮑菇的溫度變化如圖2所示，在抽真空階段，杏鮑菇溫度幾乎沒有太大的變化；而在冷卻階段，水分才開始蒸發(fā)，溫度急速下降，是因?yàn)樾吁U菇表面壓力率先達(dá)到其溫度對應(yīng)的飽和壓力，溫度達(dá)到預(yù)定溫度4 ℃時，冷卻才逐漸停止。在第3階段，由于直接從外界吸入空氣，杏鮑菇會有微小的溫度回升。

圖2 不同預(yù)冷壓力下杏鮑菇的溫度變化

2.2 不同預(yù)冷壓力對杏鮑菇失重率的影響

失重率是檢測果蔬新鮮度的主要指標(biāo)之一。圖3研究不同預(yù)冷壓力下預(yù)冷前后失重率的變化規(guī)律。在預(yù)冷壓力1 200，1 500和2 000 Pa下杏鮑菇的失重率分別為1.98%，1.89%和1.99%，說明預(yù)冷壓力在1 200～2 000 Pa時，失重率變化較小。從兩方面分析其原因，一方面杏鮑菇在真空預(yù)冷后，壓力下降，加快細(xì)胞間隙內(nèi)的自由水蒸發(fā)，果蔬質(zhì)量減小，失重率增大；另一方面，預(yù)冷壓力降低，果蔬呼吸強(qiáng)度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導(dǎo)致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導(dǎo)致的失重率減小共同作用，導(dǎo)致預(yù)冷壓力在1 200～2 000 Pa之間失重率減小。

圖3 杏鮑菇預(yù)冷前后的失重率對比

預(yù)冷壓力在1 000～1 200 Pa之間時，失重率減少。是因?yàn)樾吁U菇自身呼吸速度減弱導(dǎo)致的失重率減小的程度遠(yuǎn)大于水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致的失重率增大的程度，導(dǎo)致預(yù)冷壓力在1 200～2 000 Pa之間失重率變化較小。

預(yù)冷壓力在800～1 000 Pa之間時，細(xì)胞呼吸速率較為緩慢，對失重率的影響減弱，但此時壓力下降加速水分蒸發(fā)，導(dǎo)致失重率快速增大。因此，預(yù)冷壓力800 Pa時，失重率達(dá)到最大值。此時，杏鮑菇出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，分析其原因，預(yù)冷壓力越低，杏鮑菇內(nèi)外壓差越大，其表面細(xì)胞組織受損可能性越大。

其中，杏鮑菇經(jīng)過真空預(yù)冷處理后存在質(zhì)量損失，其原因是由于壓力下降導(dǎo)致水分蒸發(fā)和杏鮑菇自身呼吸速度的共同作用影響。如圖3所示，在真空預(yù)冷過程中，一方面真空預(yù)冷處理后壓力下降，導(dǎo)致細(xì)胞間隙內(nèi)自由水的蒸發(fā)，出現(xiàn)質(zhì)量損失；另一方面，不同預(yù)冷壓力下細(xì)胞呼吸速率不同，細(xì)胞液泡內(nèi)糖分結(jié)合O2生成的CO2和水分，導(dǎo)致能量消耗，形成質(zhì)量損失。

杏鮑菇經(jīng)預(yù)冷后貯藏于溫度4 ℃、濕度60%冰溫庫中。后期貯藏過程中杏鮑菇的失重率變化如圖4所示。由圖可得，7組預(yù)冷組和對照組試驗(yàn)的杏鮑菇失重率都隨時間增加而增加。前4 d內(nèi)，對照組的失重率低于預(yù)冷組；從第4天開始，對照組失重率開始高于預(yù)冷組。對照組失重率增速高于預(yù)冷組。在7組預(yù)冷處理試驗(yàn)中，900和1 000 Pa預(yù)冷組的杏鮑菇試驗(yàn)數(shù)值結(jié)果相近，最適宜的預(yù)冷終壓為900 Pa，而質(zhì)量損失最大的是2 000 Pa。

圖4 不同預(yù)冷壓力處理的杏鮑菇失重率變化

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質(zhì)量損失的主要原因，其中呼吸速率越快，其內(nèi)部物質(zhì)的損耗越大。真空預(yù)冷后的杏鮑菇呼吸速率變慢，極大地減少消耗自身的物質(zhì)，因此預(yù)冷組的質(zhì)量損失低于對照組。

2.3 預(yù)冷處理對呼吸速率影響

果蔬生命活動需要能量消耗，其來源于生物體中碳水化合物、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物的氧化分解。果蔬進(jìn)行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸，在酶的催化下，有機(jī)物經(jīng)過氧化分解，生成CO2和水，并產(chǎn)生大量的能量。果蔬細(xì)胞有氧呼吸的有機(jī)物主要來自細(xì)胞液泡內(nèi)的淀粉。

從圖5中可以清晰地看到，杏鮑菇呼吸速率均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，對照組、800 Pa和2 000 Pa預(yù)冷組在第6天就達(dá)到最大值，其中對照組和800 Pa的呼吸速率最大，而其余預(yù)冷組在第8天達(dá)到最大值，且均低于對照組和800 Pa預(yù)冷組最大值。則對照組和800 Pa預(yù)冷組保鮮效果最差。

圖5 不同預(yù)冷壓力貯藏期內(nèi)杏鮑菇呼吸速率的變化

果蔬的呼吸速率越快，有機(jī)物氧化分解，消耗自身能量加快，貯藏期就越短。1 200和1 500 Pa預(yù)冷處理組最晚達(dá)到呼吸速率最大值，且呼吸速率最大值低于其他組，果蔬呼吸強(qiáng)度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，從而延長杏鮑菇的壽命，延長貯藏時間。

2.4 不同預(yù)冷壓力對杏鮑菇質(zhì)構(gòu)的影響

杏鮑菇由菇肉和傘柄兩部分，但菇肉部位含有營養(yǎng)物質(zhì)，也是食用部位，所以主要研究菇肉部位，杏鮑菇在貯藏期內(nèi)的硬度變化如圖所示。由圖6可以看出，對照組和預(yù)冷組硬度值都隨時間的延長而減小。其中，硬度值下降最快的是對照組，且低于預(yù)冷組的硬度值。預(yù)冷壓力分別為2 000，1 500和1 200 Pa的硬度值大致相同。預(yù)冷壓力為800 Pa的預(yù)冷組貯藏期內(nèi)硬度值均低于其他預(yù)冷組。因此，真空預(yù)冷對杏鮑菇的質(zhì)地起到一定程度保鮮效果。

結(jié)果表明，預(yù)冷壓力1 200和1 500 Pa的預(yù)冷組硬度值下降緩慢，并高于其他組。分析其原因，隨著貯藏期不斷延長，杏鮑菇逐漸衰老，其內(nèi)部果膠酶含量[9]也不斷上升。預(yù)冷壓力1 200和1 500 Pa果膠酶含量較少，果膠分解緩慢，使硬度下降緩慢。

圖6 菇肉硬度變化

2.5 預(yù)冷對杏鮑菇細(xì)胞膜透性的影響

果蔬細(xì)胞膜透性與膜脂過氧化有關(guān)，膜脂質(zhì)的氧化程度越大，電解質(zhì)滲透速率越快，果蔬越容易變質(zhì)導(dǎo)致腐爛[9]，喪失營養(yǎng)成分，所以果蔬加快衰老程度。相對電導(dǎo)率是測定果蔬衰老和受損的標(biāo)準(zhǔn)。

由圖7可以看出，電導(dǎo)率的變化趨勢剛開始上升較為緩慢，隨后加速上升，最后又緩慢上升。預(yù)冷組和對照組的相對電導(dǎo)率都隨貯藏時間延長而增大，對照組的電導(dǎo)率要高于預(yù)冷組。預(yù)冷壓力800，900和1 000 Pa的預(yù)冷組電導(dǎo)率及其相似，真空預(yù)冷對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞較小。第4天之后，其他預(yù)冷組和對照組電導(dǎo)率值遠(yuǎn)大于這3組。原因可能是杏鮑菇個體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度損傷，使膜滲透性變大。

圖7 杏鮑菇相對電導(dǎo)率的變化

2.6 結(jié)果分析

通過7種不同預(yù)冷壓力預(yù)冷組與對照組進(jìn)行比較，800和900 Pa預(yù)冷組對杏鮑菇的呼吸速率和硬度影響較大，而壓力1 100，1 200，1 500和2 000 Pa的細(xì)胞膜透性損失比較嚴(yán)重，900和1 000 Pa預(yù)冷組的失重率最小，而質(zhì)量損失最大的是2 000 Pa。

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質(zhì)量損失的主要原因，呼吸速率越快，新陳代謝越快，消耗自身的物質(zhì)越多，所以質(zhì)量損失越大。杏鮑菇在真空預(yù)冷后，一方面壓力下降，使細(xì)胞間隙內(nèi)自由水的蒸發(fā)加快，果蔬質(zhì)量減小，導(dǎo)致失重率增大；另一方面，預(yù)冷壓力降低，果蔬呼吸強(qiáng)度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導(dǎo)致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導(dǎo)致的失重率減小共同作用，得出真空預(yù)冷壓力1 000 Pa時對杏鮑菇保鮮和延長貯藏時間起到較好作用。

3 結(jié)論與討論

為測定最合適的終壓對杏鮑菇貯藏品質(zhì)的影響，設(shè)定了不同預(yù)冷壓力，分析了不同預(yù)冷壓力和貯藏品質(zhì)的關(guān)系，獲得了真空預(yù)冷參數(shù)與果蔬貯藏時間的耦合關(guān)系。將不同預(yù)冷壓力預(yù)冷組與對照組進(jìn)行比較，在七種不同的預(yù)冷壓力處理試驗(yàn)中，800和900 Pa預(yù)冷組對杏鮑菇的呼吸速率及硬度值影響比較大，而壓力1 100，1 200，1 500和2 000 Pa的細(xì)胞膜透性損失比較嚴(yán)重，900和1 000 Pa預(yù)冷組的失重率最小，而質(zhì)量損失最大的是2 000 Pa。

水分蒸發(fā)和呼吸速率是杏鮑菇質(zhì)量損失的主要原因，呼吸速率越快，新陳代謝越快，消耗自身的物質(zhì)越多，所以質(zhì)量損失越大。杏鮑菇在真空預(yù)冷后，一方面，壓力下降，使細(xì)胞間隙內(nèi)自由水的蒸發(fā)加快，果蔬質(zhì)量減小，導(dǎo)致失重率增大；另一方面，預(yù)冷壓力降低，果蔬呼吸強(qiáng)度減弱，果蔬自身的能量消耗減緩，導(dǎo)致失重率減小。因此，水分快速蒸發(fā)導(dǎo)致的失重率增大，與杏鮑菇自身呼吸速度減弱導(dǎo)致的失重率減小共同作用，最終得出真空預(yù)冷壓力1 000 Pa時對杏鮑菇保鮮和延長貯藏時間起到較好作用。