UV-C處理對雙孢蘑菇采后品質(zhì)的影響

徐麗婧,常明昌,孟俊龍,高麗樸

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太谷 030801;2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,北京 100097)

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UV-C處理對雙孢蘑菇采后品質(zhì)的影響

徐麗婧1,常明昌1,孟俊龍1,高麗樸2,*

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太谷 030801;2.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心,北京 100097)

本文以雙孢蘑菇為材料,研究了不同劑量的短波紫外線(UV-C)對雙孢蘑菇低溫貯藏期間的失重率、硬度、顏色、可溶性固形物含量、細(xì)胞膜透性、PPO活力和微生物的影響。雙孢蘑菇子實(shí)體先用0、0.3、0.6、0.9、1.2 kJ/m2劑量的UV-C處理,隨后放入4 ℃冷庫存放16 d。結(jié)果表明:適當(dāng)?shù)亩滩ㄝ椪?0.6 kJ/m2)處理可以抑制細(xì)胞膜透性的增加,延緩可溶性固形物含量的降低,在一定程度上延緩軟化和褐變。對嗜冷菌、大腸桿菌、酵母和霉菌有顯著性抑制作用。較大劑量(0.9、1.2 kJ/m2)會對雙孢蘑菇的表皮細(xì)胞產(chǎn)生傷害,使得細(xì)胞膜透性增加,導(dǎo)致可溶性固形物含量的降低,失重率增加以及褐變的加劇。

短波紫外線處理,采后生理,雙孢蘑菇

作為世界第一大食用菌,雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)不僅味道鮮美,而且富含多種抗癌、抗腫瘤的活性成分,具有藥用及保健功效[1-2]。由于新鮮雙孢蘑菇營養(yǎng)豐富,含水量高,呼吸強(qiáng)度大,采后存放環(huán)境多為低溫高濕條件,因此,鮮菇保鮮期極短且極易發(fā)生褐變、腐爛,嚴(yán)重影響蘑菇的商品性狀,縮短貨架期[3]。常用的保鮮方如化學(xué)保鮮和物理保鮮,均能在一定程度上對雙孢蘑菇起到保鮮效果。但是,化學(xué)保鮮法如硫熏或亞硫酸鹽漂白,容易造成二氧化硫殘留超標(biāo)。更有不法菇農(nóng)使用熒光粉生產(chǎn)“毒蘑菇”,造成安全隱患。物理保鮮如低溫保鮮、氣調(diào)冷藏等需較大成本建造冷庫等基礎(chǔ)設(shè)施。相對而言,短波UV-C處理是一種無化學(xué)殘留、操作簡便、成本低廉的物理保鮮法[2,4]。

短波UV-C(280-100 nm)輻照可有效降低果蔬包括食用菌的腐敗、后熟。姜天甲等人發(fā)現(xiàn)2 kJ/m2或4 kJ/m2短波紫外線處理可以延長香菇的貯藏期[4]。周春梅等人發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腢V-C其能顯著抑制白玉菇的呼吸強(qiáng)度,延長貨架期[5]。李波等人報(bào)道了UV-C可以抑制雞腿菇在貯藏期的后熟,但照射時(shí)間不宜過長[6]。本文研究了不同劑量的短波紫外線輻照對雙孢蘑菇采后品質(zhì)的影響,并從微生物特征的角度探討UV-C對抑制雙孢蘑菇腐爛、延緩衰老的作用,以篩選適宜雙孢蘑菇的短波紫外線照射劑量,為雙孢蘑菇UV-C處理保鮮研究提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

雙孢蘑菇采摘于北京郊區(qū),品種為As2796。清晨采收,挑選潔白、未開傘、無病蟲害、無機(jī)械損傷、大小、成熟度一致的雙孢蘑菇,采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,隨機(jī)分成五組進(jìn)行UV-C輻照。

1.2UV-C處理方法

將雙孢蘑菇用距離35 cm的紫外燈照射(有效波長為254 nm)。輻照時(shí)長為0(CK)、75、150、225、300 s。輻照劑量經(jīng)紫外線強(qiáng)度計(jì)(97650,美國Coleparmer)測得輻照劑量分別為0(CK)、0.3、0.6、0.9、1.2 kJ/m2。照射時(shí)間一半時(shí)反轉(zhuǎn)雙孢蘑菇,使其照射均勻。每組處理量為多30個(gè)雙孢蘑菇,重復(fù)3次。

1.3包裝貯藏

經(jīng)處理的雙孢蘑菇置于塑料盒(17.5 cm×12 cm×7 cm)并裝入PE保鮮袋(350 mm×250 mm×0.02 mm)并折口,貯藏在4±1 ℃的冷庫中。每四天取樣測試生理生化及微生物指標(biāo)。

1.4測量指標(biāo)與方法

1.4.1失重率雙孢蘑菇的失重率采用稱量法[7]。

1.4.2硬度雙孢蘑菇子實(shí)體硬度通過果實(shí)硬度計(jì)(GY-4型,探頭直徑7.9 mm)來測定[8]。每個(gè)處理選取10個(gè)雙孢蘑菇,每個(gè)蘑菇菌蓋上選取三個(gè)部分進(jìn)行測定。

1.4.3顏色亮度L*和紅度a*采用校正過的CR-400色彩色差計(jì)進(jìn)行顏色測定。每個(gè)處理選取10個(gè)雙孢蘑菇進(jìn)行測定。

1.4.4可溶性固形物含量可溶性固形物含量通過手持折光儀(PR-100,日本ATAGO)測定,其結(jié)果用%表示。

1.4.5細(xì)胞膜透性用電導(dǎo)率法測定[6]。

1.4.6多酚氧化酶(PPO)鄰苯二酚比色法[9]。

1.4.7微生物檢測在無菌條件下,對雙孢蘑菇樣品進(jìn)行菌落總數(shù)、嗜冷菌、大腸桿菌以及酵母和霉菌的計(jì)數(shù)。將樣品用均質(zhì)機(jī)混勻,稱取25 g樣品置于裝有225 mL無菌水的錐形瓶中,混勻后按照1∶10進(jìn)行系列梯度稀釋。根據(jù)GB4789.2-2010,菌落總數(shù)和嗜冷菌均選用營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基,菌落總數(shù)在36 ℃培養(yǎng)2天后進(jìn)行計(jì)數(shù)。嗜冷菌則是在4 ℃培養(yǎng)7天后計(jì)數(shù)。根據(jù)GB4789.3-2010采用MPN計(jì)數(shù)法進(jìn)行大腸菌群計(jì)數(shù),選用月桂基硫酸鹽胰蛋白胨肉湯培養(yǎng)基和煌綠乳糖膽鹽肉湯培養(yǎng)基。酵母和霉菌選用PDA培養(yǎng)基,28 ℃培養(yǎng)5～7天后計(jì)數(shù)[10]。

1.5數(shù)據(jù)處理

使用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差并制圖。用DPS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與討論

2.1短波紫外線輻照對雙孢蘑菇失重率的影響

重量的減少會造成經(jīng)濟(jì)損失。此外,失重率超過4%～6%會使果蔬表面產(chǎn)生肉眼可見的皺縮,因此失重率是一個(gè)非常重要的參數(shù)[11]。采后雙孢蘑菇子實(shí)體的重量損失主要來自兩個(gè)方面:一是呼吸作用,使得干物質(zhì)損耗;二是水分的蒸發(fā)。雙孢蘑菇表面無明顯的表皮組織,極易發(fā)生蒸騰失水。不同短波紫外線處理時(shí)間對雙孢蘑菇失重率的影響如圖1所示。

圖1　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇失重率的影響Fig.1　Effect of UV-C treatment on weight loss of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

由圖1可知,在貯藏期間,不同處理組的失重率均呈現(xiàn)上升趨勢。0.3,0.6,0.9 kJ/m2處理組失重率始終保持較低水平,與對照組無顯著差異(p>0.05)。1.2 kJ/m2處理組的雙孢蘑菇的失重率在第8 d高于對照組失重率,到第12 d差異顯著(p<0.05)。原因可能是低劑量的短波紫外線處理可以在一定程度上降低呼吸速率。但是高劑量紫外線照射后可能立刻會使雙孢蘑菇產(chǎn)生表面損傷,引起傷呼吸,使得水分蒸發(fā)加速[12]。

2.2短波紫外線輻照對雙孢蘑菇硬度的影響

質(zhì)地疏松與否也是影響雙胞菇采后品質(zhì)和貨架期的限制性因素。不同UV-C照射時(shí)間對雙孢蘑菇硬度的影響如圖2所示。在貯藏期間,雙孢蘑菇的硬度均呈現(xiàn)下降趨勢。其中1.2 kJ/m2處理組的雙孢蘑菇的在貯藏后期硬度下降最緩慢。0.3 kJ/m2和對照組的硬度較為接近,第4 d時(shí)兩組處理仍保持較高硬度,第8 d時(shí)硬度開始急速下降。硬度的改變與雙孢蘑菇子實(shí)體在貯藏過程中失水以及纖維老化有關(guān)[5]。此外,Jiang等人發(fā)現(xiàn)微生物如假單胞菌,會對食用菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成破壞,引起蘑菇軟化[10]。因此適當(dāng)?shù)腢V-C照射處理能殺滅部分微生物,在一定程度上延緩軟化,但與對照組相比差異不顯著(p>0.05)。

圖2　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇硬度的影響Fig.2　Effect of UV-C treatment on firmness of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

2.3短波紫外線輻照對雙孢蘑菇顏色的影響

蘑菇顏色是影響消費(fèi)者可接受程度的重要因素,是雙孢蘑菇采后主要指標(biāo),其變化程度可由白度L*值和a*值來綜合反映(圖3,圖4)。L*值越低表明蘑菇越暗,a*值越大表明蘑菇越紅,褐變嚴(yán)重[10]。在貯藏期間,雙孢蘑菇逐漸發(fā)生褐變,各個(gè)處理的L*值均呈現(xiàn)下降趨勢,a*值呈上升趨勢。雙孢蘑菇經(jīng)UV-C照射后,會發(fā)生輕微褐變,且褐變程度隨著UV-C照射時(shí)間的延長而加劇。因此貯藏前期(4 d)UV-C照射組的L*值比對照組低,a*值比對照組高。貯藏后期,對照組的L*值繼續(xù)降低,a*值繼續(xù)升高。0.3 kJ/m2和0.6 kJ/m2處理組的L*值下降緩慢,8 d后的L*值高于對照組;75 s處理的a*值始終低于對照組。0.9 kJ/m2和1.2 kJ/m2處理組的L*值下降迅速,第4 d顯著低于對照組(p<0.05);a*值始終高于對照組(p<0.05)。雙孢蘑菇褐變包括酶促褐變和非酶促褐變兩大類。雙孢蘑菇的酶促褐變中主要是多酚氧化酶(PPO)引起的,非酶促褐變主要是病原菌性褐變,如托拉斯假單胞菌[12]。盡管短波輻照對于降低PPO活力無顯著性影響,但是適當(dāng)劑量的短波輻照(0.3 kJ/m2和0.6 kJ/m2)處理能殺滅部分微生物,在一定程度上延緩褐變。較高劑量輻照(0.9 kJ/m2和1.2 kJ/m2)雖有顯著抑菌效果,但是會對雙孢蘑菇的表皮細(xì)胞產(chǎn)生傷害,導(dǎo)致褐變的加劇。該結(jié)果與Guan等的研究相似,UV-C照射過的雙孢蘑菇的白度比對照組低,且隨著輻照劑量的增加褐變增加[13]。對生菜和小菠菜的研究也發(fā)現(xiàn)高劑量的UV-C照射會導(dǎo)致細(xì)胞損傷[14]。

圖3　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇L*值的影響Fig.3　Effect of UV-C treatment on L* value of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

圖4　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇a*值的影響Fig.4　Effect of UV-C treatment on a* value of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

2.4短波紫外線輻照對雙孢蘑菇可溶性固形物的影響

雙孢蘑菇采后作為活的有機(jī)體且呼吸代謝仍在繼續(xù),可溶性固形物含量逐漸降低。貯藏后期隨著蒸騰失水,可溶性固形物含量開始上升(圖5)。其中0.3 kJ/m2和0.6 kJ/m2處理組的可溶性固形物含量顯著高于對照組(p<0.05)。而1.2 kJ/m2處理組的可溶性固形物含量一直處于較低水平。可見適當(dāng)?shù)腢V-C照射處理能延緩可溶性固形物含量的降低,在一定程度上延緩軟化,降低新陳代謝速率。但高劑量的UV-C照射會對雙孢蘑菇細(xì)胞造成傷害,使得膜透性增加,傷呼吸代謝增強(qiáng),與對照組相比呼吸基質(zhì)消耗快[8]。

圖5　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇可溶性固形物的影響Fig.5　Effect of UV-C treatment on total soluble solids of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

2.5短波紫外線輻照對雙孢蘑菇細(xì)胞膜透性的影響

細(xì)胞膜透性與細(xì)胞膜的完整程度有關(guān)。雙孢蘑菇在貯藏過程中,隨著子實(shí)體組織的不斷衰老,細(xì)胞膜透性逐漸增大,細(xì)胞中電解質(zhì)不斷向外滲透,相對電導(dǎo)率逐漸增強(qiáng)。釋放出的酚類底物和進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中的分子氧可以引起酶促氧化和非酶氧化的協(xié)同反應(yīng),加速雙孢蘑菇的衰老[15]。由圖6可知,在貯藏前期,UV-C照射組的相對電導(dǎo)率低于對照組。但0.9 kJ/m2和1.2 kJ/m2處理會導(dǎo)致菇體表面產(chǎn)生傷害,故隨著貯藏時(shí)間的延長,傷害逐漸加劇,破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu),導(dǎo)致細(xì)胞膜透性增高。故到第12天時(shí),兩處理組相對電導(dǎo)率急劇增大。0.3 kJ/m2和0.6 kJ/m2處理組的相對電導(dǎo)率則一直低于對照組。表明適宜的UV-C照射可以在一定程度上抑制細(xì)胞膜透性的增加。

表1　不同短波紫外線處理對微生物的影響

圖6　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇相對電導(dǎo)率的影響Fig.6　Effect of UV-C treatment on relative electrolyte leakage rate of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

2.6短波紫外線輻照對雙孢蘑菇PPO的影響

多酚氧化酶的酶促褐變是雙孢蘑菇褐變的最主要原因。在有氧存在的條件下,菇體內(nèi)的酚醛類物質(zhì)經(jīng)多酚氧化酶的催化作用,將無色的酚類氧化物氧化成紅褐色的醌,酶再與氨基酸反應(yīng),氧化、縮合、重合生成類黑色聚合物,其化合物積聚呈褐色。其中最根本的因素是菇體本身的酶量和酶活性。不同短波紫外線處理時(shí)間雙孢蘑菇PPO含量的變化曲線如圖7所示。

圖7　不同短波紫外線處理對雙孢蘑菇PPO含量的影響Fig.7　Effect of UV-C treatment on PPO activity of Agaricus bisporus stored at 4 ℃ for 16 d

在貯藏期間,雙孢蘑菇的PPO活性呈現(xiàn)上升趨勢。PPO的活性在第12 d達(dá)到高峰,與伽馬射線不同[3],各個(gè)處理組和對照組之間PPO活力無顯著性差異(p>0.05)。Koorapati等人發(fā)現(xiàn)電子束對雙孢蘑菇的PPO活性無顯著性影響[16]。

2.7短波紫外線輻照對雙孢蘑菇表面微生物的影響

雙孢蘑菇營養(yǎng)豐富,子實(shí)體含水量高,采后極易滋生微生物,如細(xì)菌、霉菌、酵母等,而發(fā)生腐敗變質(zhì)。即使在低溫下,雙孢蘑菇仍會受到低溫菌的污染。不同短波紫外線處理時(shí)間對微生物的影響如表1所示。UV-C處理對微生物都有一定的抑制作用。其中對酵母和霉菌的抑制作用最顯著,到8 d仍未檢出。在貯藏期間,UV-C處理組的大腸桿菌數(shù)顯著性低于對照組。UV-C對嗜冷菌也有較好的抑制效果,貯藏前期(0～8 d)UV-C處理組顯著低于對照組。較高劑量UV-C(0.9 kJ/m2和1.2 kJ/m2)處理可以顯著抑制菌落總數(shù)的增加。

3　結(jié)論

適當(dāng)劑量的UV-C處理能抑制細(xì)胞膜透性的增加,殺滅部分微生物,降低PPO的活力,在一定程度上延緩褐變。較高劑量輻照可以有效抑制雙孢蘑菇表面微生物的增長,延緩子實(shí)體軟化和可溶性固形物含量的降低,但會對雙孢蘑菇的表皮細(xì)胞產(chǎn)生傷害,導(dǎo)致褐變的加劇。因此,輻照劑量為0.6 kJ/m2的雙孢蘑菇可以抑制細(xì)胞膜透性的增加,延緩可溶性固形物含量的降低,在一定程度上延緩軟化和褐變。對雙孢蘑菇表面微生物如嗜冷菌、大腸桿菌、酵母和霉菌有顯著性抑制作用。

為提高短時(shí)間低劑量紫外線短波輻照對雙孢蘑菇保鮮效果,如抑制細(xì)胞膜透性、延緩軟化等,同時(shí)降低長時(shí)間高劑量紫外輻照對蘑菇表皮的損傷,可以結(jié)合其他保鮮方法綜合使用,需要進(jìn)一步的研究。

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Effect of ultraviolet-C irradiation on quality and microbial characteristics ofAgaricusbisporus

XU Li-jing1,CHANG Ming-chang1,MENG Jun-long1,GAO Li-pu2,*

(1.College of Food Science and Engineering,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China;2.Vegetable Research Center,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Beijing 100097,China)

The effects of different doses of UV-C irradiation(0,0.3,0.6,0.9,1.2 kJ/m2)on physicochemical responses and microbial characteristics on the storage ofAgaricusbisporusunder low temperature(4 ℃)were studied. Mushroom weight loss,firmness,color,total soluble solids,activities of polyphenol oxidase(PPO)and microbial were measured. The results showed that UV-C treatment in 0.6 kJ/m2could disinfect microorganism in a certain extent,minish membrane permeability,inhibit PPO activity and delay browning,but no significant difference. The more obvious effects of reduction in microbial counts compared with the control could be found with elongation of UV-C irradiation. The high doses of UV-C treatment could delay the changes in firmness and total soluble solids. But at the same time,damages such as browning and membrane permeability enhancement would be stronger.

Ultraviolet treatment,postharvest physiology,Agaricusbisporus

2015-06-08

徐麗婧(1985-)，女，講師，主要從事食用菌貯藏和食用菌活性物質(zhì)的研究，E-mail:xulijing383942909@163.com。

高麗樸(1954-)，女，研究員，主要從事蔬菜采后流通保鮮，E-mail:13934186331@163.com。

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目(2014YJ09)；2014年度山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(FT2014-03)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000