白蘑菇熱加工過(guò)程中護(hù)色工藝的研究

李潔瑩，石志民，李 靜，范柳萍

(1.江南大學(xué)生物工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122；2.百事美特食品宿遷有限公司，江蘇宿遷 223814；3.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122)

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白蘑菇熱加工過(guò)程中護(hù)色工藝的研究

李潔瑩1，石志民2，李 靜2，范柳萍3

(1.江南大學(xué)生物工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122；2.百事美特食品宿遷有限公司，江蘇宿遷 223814；3.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122)

摘要[目的] 有效抑制白蘑菇加工過(guò)程中的酶促褐變與非酶褐變，提高護(hù)色效果, 改善白蘑菇的加工品質(zhì)。 [方法]研究了不同漂燙和護(hù)色液處理對(duì)白蘑菇多酚氧化酶(PPO)活性的影響，以及不同護(hù)色液對(duì)白蘑菇熱加工處理后非酶褐變的影響。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，白蘑菇多酚氧化酶的耐熱性較差，100 ℃加熱2 min可以基本鈍化白蘑菇中 PPO 的活性；L-半胱氨酸和檸檬酸對(duì)白蘑菇中的PPO具有明顯的抑制效果；檸檬酸及其組合對(duì)非酶褐變具有較好的抑制作用，37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%，可作為白蘑菇加工產(chǎn)品的較好護(hù)色劑。[結(jié)論]研究可為高品質(zhì)白蘑菇加工和生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參數(shù)。

關(guān)鍵詞白蘑菇；護(hù)色；酶促褐變；非酶褐變

白蘑菇(Agaricusbisporus)，又名雙孢蘑菇、洋蘑菇，它是世界性栽培的重要食用菌類(lèi)，占食用菌總量的70%左右[1-2]。白蘑菇味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，但白蘑菇子實(shí)體含有豐富的酚類(lèi)物質(zhì)和蛋白質(zhì)、氨基酸，熱加工過(guò)程中容易發(fā)生酶促褐變和非酶褐變[3-4]，降低白蘑菇產(chǎn)品的商品價(jià)值。亞硫酸鹽是一種應(yīng)用較為普遍的護(hù)色劑，護(hù)色效果顯著，但存在二氧化硫殘留，對(duì)人體健康不利，并容易引起罐壁腐蝕；新型的安全高效、無(wú)硫護(hù)色劑的篩選成為高品質(zhì)白蘑菇罐頭類(lèi)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

筆者主要從不同護(hù)色劑組合和熱燙工藝結(jié)合來(lái)考慮有效抑制白蘑菇加工過(guò)程中的酶促褐變與非酶褐變，提高護(hù)色效果，改善白蘑菇的加工品質(zhì)，為高品質(zhì)白蘑菇加工和生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參數(shù)。

1材料與方法

1.1材料白蘑菇購(gòu)自無(wú)錫市天惠超市，菇蓋完整，無(wú)褐變、無(wú)機(jī)械傷和病蟲(chóng)害，菇傘直徑在3～5 cm。主要試劑：鄰苯二酚、過(guò)氧化氫、L-半胱氨酸(L-Cys)、檸檬酸(CA)、植酸(PA)、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)、焦亞硫酸鈉、維生素C等，均為分析純。

1.2方法

1.2.1工藝流程。選樣→修剪→清洗→切片→護(hù)色處理→漂燙→冷卻→瀝干→稱(chēng)量→裝罐加湯→殺菌冷卻(10 min-30 min-10 min/121 ℃)→貯藏。

1.2.2不同漂燙處理對(duì)白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。按照張立彥等的方法測(cè)定多酚氧化酶的活性[5]。400 g白蘑菇與400 ml預(yù)先冷藏的緩沖液Ⅰ(0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液pH 7.0)混合，置于組織搗碎機(jī)中搗碎成均漿，均漿液用雙層紗布過(guò)濾后再置于冷凍離心機(jī)中以5 000 r/min的速度離心得到澄清的粗酶液，然后將粗酶液移至不同溫度的水浴鍋(100、80、60 ℃)處理不同時(shí)間，在比色皿中加入2.6 ml緩沖液Ⅱ(0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液pH 7.0)，0.2 ml鄰苯二酚，然后加入0.1 ml酶液，混合均勻，在410 nm波長(zhǎng)下，用分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)混合物的吸光度，隨時(shí)間的增加，以吸光度隨時(shí)間的斜率來(lái)定量酶活力的相對(duì)大小。而未經(jīng)熱處理的酶液稀釋10倍后進(jìn)行活力測(cè)定。

1.2.3不同護(hù)色液對(duì)白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。以防止白蘑菇切片酶促褐變?yōu)槟康模芯坎煌瑵舛茸o(hù)色液對(duì)白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。將切片后的白蘑菇浸泡在焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)、檸檬酸(CA)、植酸(PA)、抗壞血酸(維生素C)、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)不同護(hù)色液中(詳見(jiàn)表1所示)，在常溫條件下浸泡處理 15 min(固液比1∶10g/ml)，取出瀝干，測(cè)定菇片的殘余多酚氧化酶活力(PPO)。

1.2.4不同護(hù)色液對(duì)熱處理后白蘑菇褐變度的影響。以防止白蘑菇切片殺菌灌裝后的非酶褐變?yōu)槟康模芯坎煌o(hù)色液處理后菇片再經(jīng)1%氯化鈉溶液預(yù)煮后冷卻、裝罐，以空白(去離子水)為對(duì)照組。白蘑菇制成罐頭樣品貯藏于培養(yǎng)箱(37 ℃)下3 d和7 d，測(cè)定樣品褐變抑制率(R)。

1.3分析方法褐變度測(cè)試：樣品按質(zhì)量比1∶10加蒸餾水，低溫勻漿2 min，然后進(jìn)行離心(轉(zhuǎn)速4 000 r/min下離心15 min)，取上清液，在416 nm波長(zhǎng)下用分光光度法測(cè)定其吸光度，即為樣品的褐變度。褐變抑制率計(jì)算公式：

表1　不同護(hù)色液濃度　g/kg

R=(A0-Am)/A0×100%

式中,A0為空白試驗(yàn)所測(cè)吸光度值；Am為添加抑制劑所測(cè)吸光度值。

2結(jié)果與分析

2.1漂燙條件對(duì)白蘑菇原料中酶活性的影響漂燙可以破壞果蔬的氧化酶系統(tǒng)，可防止因酶的氧化而產(chǎn)生的褐變以及維生素的進(jìn)一步氧化。多酚氧化酶(PPO)是引起白蘑菇褐變的最重要酶類(lèi)，且 PPO 屬于非耐熱酶，通常在60～70 ℃下處理較短時(shí)間就會(huì)發(fā)生不可逆失活。新鮮白蘑菇的多酚氧化酶分別在100、80、60 ℃下熱處理0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、7.0、10.0和20.0 min后，測(cè)定其酶活力，以未經(jīng)熱處理的酶液的酶活力定為100，熱處理后的酶活與未經(jīng)熱處理的酶液相比較計(jì)算其相對(duì)殘余酶活，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，加熱初期酶活下降得非常明顯，而后酶活的變化相對(duì)變緩。100 ℃加熱2.0 min后，80 ℃加熱7.0 min或60 ℃加熱20.0 min，其多酚氧化酶的相對(duì)殘余活力均小于5%，表明酶已基本鈍化。白蘑菇中的天然多酚氧化酶對(duì)熱非常敏感，在較高溫度下會(huì)迅速受熱失活，且溫度越高，對(duì) PPO 活性影響越明顯；在相同的熱處理溫度下，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，PPO 殘余酶活越小，這與高溫導(dǎo)致酶蛋白變性有關(guān)。綜合考慮，高溫短時(shí)對(duì)白蘑菇質(zhì)構(gòu)的影響最小，因此采用100 ℃加熱2.0 min的熱燙方法來(lái)鈍化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐變。

圖1　不同溫度和時(shí)間對(duì)白蘑菇中PPO活性的影響

2.2護(hù)色劑對(duì)白蘑菇原料中酶活性的影響抑制多酚氧化酶活性的護(hù)色劑主要有抗氧化劑、酸化劑、螯合劑和絡(luò)合劑等，護(hù)色機(jī)理與效果不同。不同護(hù)色劑對(duì)白蘑菇多酚氧化酶活性抑制效果見(jiàn)圖2。由圖 2可知，空白組對(duì)鮮切雙孢菇 PPO 活力幾乎沒(méi)有抑制作用效果，添加不同護(hù)色劑后，PPO 活力均受到了不同程度的抑制，且隨著護(hù)色劑濃度的增加，PPO 活力抑制效果逐漸增強(qiáng)。

檸檬酸對(duì) PPO 活力的抑制效果表現(xiàn)為較明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，且抑制效果最為明顯，一方面是低pH對(duì)酶活的抑制，以及氧溶解度的降低；另一方面是檸檬酸中羰基與多酚氧化酶的銅離子產(chǎn)生比較強(qiáng)的螯合作用。L-半胱氨酸對(duì)于PPO活性抑制效果與檸檬酸相當(dāng)，當(dāng)添加濃度為0.60 g/kg時(shí)，PPO相對(duì)酶活僅為30%左右；植酸、EDTA-2Na、維生素C和焦亞硫酸鈉的PPO活性抑制效果類(lèi)似，均隨著濃度的增大而增強(qiáng)。

注：各護(hù)色液濃度編號(hào)所對(duì)應(yīng)的濃度值見(jiàn)表1。圖2　不同護(hù)色劑對(duì)白蘑菇PPO活性的影響

2.3護(hù)色劑對(duì)熱處理后白蘑菇褐變度的影響白蘑菇含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)以及還原糖等成分，在殺菌和貯藏過(guò)程中很容易發(fā)生以美拉德反應(yīng)為代表的非酶褐變，影響產(chǎn)品的色澤。上述不同護(hù)色劑在影響PPO活性的同時(shí)，也會(huì)通過(guò)還原反應(yīng)、pH控制等途徑影響非酶褐變。不同護(hù)色液處理后放置37 ℃培養(yǎng)箱3 d和7 d后褐變抑制率如圖3所示，可以看出，檸檬酸及其組合護(hù)色效果較好，37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%；維生素C、EDTA及其組合的褐變抑制率相對(duì)較低，低于30%。一方面是由于維生素C對(duì)溫度較為敏感，較高溫度長(zhǎng)時(shí)間處理會(huì)導(dǎo)致維生素C的降解，ETDA對(duì)非酶褐變的抑制效果與體系中的金屬離子及抗壞血酸的濃度有關(guān)。

圖3　不同護(hù)色劑對(duì)白蘑菇褐變抑制率的影響

3結(jié)論

研究得出，白蘑菇多酚氧化酶的耐熱性較差，100 ℃加熱2.0 min可以基本鈍化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐

變。L-半胱氨酸和檸檬酸對(duì)白蘑菇中的PPO具有明顯的抑制效果，酶活抑制率隨著護(hù)色劑濃度的增加而上升。檸檬酸及其組合對(duì)非酶褐變具有較好的抑制作用，護(hù)色后白蘑菇樣品在37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%，可作為白蘑菇加工產(chǎn)品的較好護(hù)色劑。

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Study on the Color-protection Technology during Thermal Processing of Mushroom

LI Jie-ying1, SHI Zhi-ming2, LI Jing2et al(1. School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122; 2. Bestmaker Food Suqian Company Limited, Suqian, Jiangsu 223800)

Abstract[Objective] To effectively inhibit enzymatic browning and non-enzymatic browning in processing of mushroom, improve color-protection effect and processing quality of mushroom. [Method] The paper investigated the effects of blanching and color-protection agents on the polyphenoloxidase (PPO) activity, and the effects of color-protection agents on the non-enzymatic browning. [Result] The results showed that the PPO has the poor heat resistant, and PPO could be inactivated after heating at 100 ℃ for 2 min. PPO activity could be obviously inhibited after treatment by L-cysteine and citric acid. Non-enzymatic browning could also be inhibited by citric acid and its combination and their browning inhibiting ratio was 64%-81% after 37 ℃ for 3 days, and 55%-66% after 37 ℃ for 7 days. The results showed itric acid and its combination could be used as an efficient color-protection agents. [Conclusion] The research can provide theoretical basis and technical parameters for the processing and production of high quality mushroom.

Key wordsAgaricusbisporus; Color-protection; Enzymatic browning; Non-enzymatic browning

收稿日期2015-11-09

作者簡(jiǎn)介李潔瑩(1997- )，女，江蘇無(wú)錫人，本科生，專(zhuān)業(yè)：生物工程。

基金項(xiàng)目江蘇省科技富民強(qiáng)縣項(xiàng)目(SBN2014010290)；國(guó)家糧食公益性專(zhuān)項(xiàng)(2013b011-6-4)。

中圖分類(lèi)號(hào)S 609+.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)36-131-02