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    真空充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響

    2016-12-14 08:36:04李順?lè)?/span>王安建田廣瑞王佳琪
    關(guān)鍵詞:充氮雙孢褐變

    李順?lè)澹?李 靜, 王安建, 田廣瑞, 王佳琪

    (河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所, 河南 鄭州 450002)

    真空充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響

    李順?lè)澹?李 靜, 王安建, 田廣瑞, 王佳琪

    (河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所, 河南 鄭州 450002)

    為延緩鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生,研究了不同真空度(0,-20,-40,-60,-80,-98 kPa)下充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中的色澤以及過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶和總酚含量的影響。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),真空充氮熱處理可以減緩鮮切雙孢蘑菇L*值(亮度)的下降速率,抑制其顏色向紅色和黃色方向加重,減緩了鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生;與對(duì)照組(0 kPa)和其他真空度充氮熱處理相比,在40 ℃、熱處理5 min時(shí),-40 kPa和-80 kPa真空充氮可使鮮切雙孢蘑菇過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶活性保持在較低水平,而保持較高的苯丙氨酸解氨酶活性和總酚含量,進(jìn)而延緩鮮切雙孢蘑菇的衰老并提高其抗性。

    雙孢蘑菇; 鮮切; 真空充氮; 熱處理; 褐變; 抑制

    雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)是世界上種植規(guī)模最大、產(chǎn)量最多的一種食用菌,富含蛋白質(zhì)、氨基酸等,脂肪含量低,并有提神、消食、平肝陽(yáng)等作用,深受國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的青睞[1]。雙孢蘑菇菌蓋表面因無(wú)明顯的保護(hù)結(jié)構(gòu),在采后的貯藏、運(yùn)輸及加工中極易發(fā)生褐變,導(dǎo)致品質(zhì)下降,縮短貨架期[2]。因易褐變雙孢蘑菇采后的常溫貨架期僅有1~3天[2-3],而每年因此造成的損失約占年產(chǎn)量的15%左右[4]。雙孢蘑菇經(jīng)鮮切處理后破壞了其組織細(xì)胞結(jié)構(gòu),更易發(fā)生褐變,貨架期也更短[4]。因此,鮮切雙孢蘑菇研究的關(guān)鍵是找到切實(shí)可行的褐變控制措施。

    褐變主要是由多酚氧化酶催化酚類化合物氧化形成的,而對(duì)褐變的控制主要是隔絕或消耗氧氣、抑制酶的活性、降低反應(yīng)底物濃度或含量[5-6]。研究表明,抽真空和熱處理均可除去果蔬組織中的氧氣[7],并且熱處理還可使多酚氧化酶滅活[8],真空充氮熱處理將二者有機(jī)結(jié)合,兼具二者的優(yōu)勢(shì)[7-9]。鑒于此,采用自主開(kāi)發(fā)的真空充氮熱處理設(shè)備對(duì)鮮切雙孢蘑菇進(jìn)行處理,考察不同真空度充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇褐變的影響,為其在鮮切雙孢蘑菇褐變控制上的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

    1 材料與方法

    1.1 材料

    新鮮雙孢蘑菇采自洛陽(yáng)奧達(dá)特食用菌技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司,采收后分層放入貯運(yùn)保鮮箱預(yù)冷20 h,立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室冷藏。選取大小、成熟度一致,顏色潔白,無(wú)開(kāi)傘,無(wú)病蟲(chóng)害和無(wú)機(jī)械損傷的雙孢蘑菇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

    1.2 儀器與設(shè)備

    FA2004C型分析天平,上海越平科學(xué)儀器有限公司;H2050R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司;UV1800型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),島津儀器(蘇州)有限公司;Color Flex EZ型色差儀,美國(guó)Hunterlab公司;SHZ- B型水浴恒溫振蕩器,上海博遠(yuǎn)實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;控制型試管研磨機(jī),德國(guó)IKA集團(tuán);真空充氮熱處理設(shè)備,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自制專利設(shè)備(專利申請(qǐng)?zhí)?01120445515.4);Revco ExF24086V型超低溫冰箱,美國(guó)Thermo公司;LHS- 250HC- Ⅱ型恒溫恒濕箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 樣品處理

    將新鮮雙孢蘑菇縱切為厚度5 mm的菇片,取100 g菇片分別在真空度0,-20,-40,-60,-80,-98 kPa下進(jìn)行抽真空處理,并在達(dá)到相應(yīng)真空度下保持2 min。之后充入氮?dú)馐蛊浠謴?fù)至常壓,重復(fù)上述操作2次。然后在40 ℃水中處理5 min,取出,冷卻瀝干表面水分,放入托盤用保鮮膜包裹后在4 ℃,相對(duì)濕度85%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn),每個(gè)處理重復(fù)3次,每2 d取樣1次,樣品用液氮冷凍并用研磨機(jī)粉碎后在-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

    1.3.2 色澤的測(cè)定

    采用色差計(jì)測(cè)定雙孢蘑菇片的L*、a*、b*和色差(ΔE*),每處理測(cè)定10個(gè)樣,取平均值,并按式(1)計(jì)算褐變指數(shù)(BI)[10-11]。

    (1)

    1.3.3 過(guò)氧化物酶活性的測(cè)定

    過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)活性的測(cè)定參照Gao等[3]和Jiang[12]的方法并略作修改。稱取2.0 g雙孢蘑菇粉,與50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液(含0.8 g/L交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮PVPP)冰浴提取10 min,定容至10 mL,10 000 r/min離心20 min(4 ℃),上清液即為酶提液。移取0.5 mL酶提液加入2 mL 8 mmol/L愈創(chuàng)木酚(又叫鄰甲氧基苯酚,用50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液配制),在30 ℃水浴中平衡5 min,然后加入1 mL 24 mmol/L H2O2,搖勻,立即計(jì)時(shí)。測(cè)定460 nm處吸光度的增加值,每30 s記錄1次,記錄5 min。以1 min內(nèi)A460增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U),POD活性的單位為U/mg。

    1.3.4 多酚氧化酶活性的測(cè)定

    多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性的測(cè)定參照Gao等[3]和Jiang[12]的方法并略作修改。移取1.3.3中酶提液0.05 mL,加入2.5 mL 100 mmol/L鄰苯二酚(50 mmol/L pH值5.5乙酸緩沖液配制),搖勻,立即計(jì)時(shí)。測(cè)定398 nm處吸光度的增加值,每30 s記錄1次,記錄5 min。以1 min內(nèi)A398增加0.01為1個(gè)酶活力單位(U),PPO活性的單位為U/mg。

    1.3.5 苯丙氨酸解氨酶活性的測(cè)定

    苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性的測(cè)定參照Gao等[3]的方法并略作修改。稱取2.0 g雙孢蘑菇粉,0.4 g聚乙烯比咯烷酮PVP,并量取10 mL含5 mmol/L巰基乙醇的0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液,冰浴提取10 min,10 000 r/min離心15 min(4 ℃),上清液為酶提液。吸取0.3 mL酶提液,3 mL 0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液,0.7 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸(0.05 mol/L pH值8.5硼酸鈉緩沖液配制),總體積為4 mL。搖勻后置40 ℃水浴保溫60 min,加0.1 mL 5 mmol/L HCl終止反應(yīng),若有沉淀需過(guò)濾或離心。以蒸餾水代替酶提液作為對(duì)照(調(diào)零),在290 nm處測(cè)定吸光度。以酶提液每分鐘A290增加0.01為一個(gè)酶活力單位(U),PAL活性的單位為U/mg。

    1.3.6 總酚含量的測(cè)定

    總酚含量采用福林酚法測(cè)定,以沒(méi)食子酸為標(biāo)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,總酚含量單位為mg/g[13]。

    1.3.7 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

    蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法[14]測(cè)定。

    1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

    所有實(shí)驗(yàn)平行3次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果用平均值±SE表示,采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行ANOVA分析(顯著性水平p<0.05),采用Origin 9.2軟件作圖。

    2 結(jié)果與討論

    2.1 真空度與色澤的關(guān)系分析

    色澤是消費(fèi)者判斷一種農(nóng)產(chǎn)品是否可接受的重要參數(shù)[15],褐變是鮮切雙孢蘑菇品質(zhì)劣變的重要因素。通過(guò)測(cè)定貯藏中不同真空度下充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇L*、a*、b*、ΔE*和BI等指標(biāo)的影響來(lái)反映鮮切雙孢蘑菇的顏色變化[3, 11, 16]。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),各真空充氮熱處理組鮮切雙孢蘑菇的L*值逐漸減小,a*、b*、ΔE*和BI均逐漸增大,且各指標(biāo)均達(dá)到顯著水平(p<0.05)。說(shuō)明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),鮮切雙孢蘑菇的亮度逐漸下降,并逐漸向紅(a*值增大)、黃(b*值增大)方向發(fā)展(見(jiàn)表1)。與對(duì)照組(0 kPa)相比,各真空處理組均可延緩鮮切雙孢蘑菇L*值的降低速率和a*值、b*值的增加速率。真空充氮熱處理鮮切雙孢蘑菇貯藏至12 d時(shí),-40 kPa處理組的L*值僅下降了8.19%,不及對(duì)照組(0 kPa)的一半(22.09%);而其a*值和b*值分別上漲了91.76%和15.95%,分別僅為對(duì)照組的1/3和1/2;ΔE*和BI的變化約為對(duì)照組的1/3。以上結(jié)果表明,適宜的真空充氮熱處理可以延緩鮮切雙孢蘑菇褐變的發(fā)生速率。

    表1 不同真空度對(duì)鮮切雙孢蘑菇色澤的影響

    同一行數(shù)據(jù)中不同字母表示同一處理在不同貯藏時(shí)間內(nèi)差異顯著(p<0.05)

    2.2 真空度與POD活性的關(guān)系分析

    POD是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要的以鐵卟啉為輔基、過(guò)氧化氫為電子受體,催化底物氧化的酶。它與果蔬的許多生理過(guò)程和生化代謝過(guò)程都有密切關(guān)系,既可清除自由基,又可誘導(dǎo)酚類物質(zhì)氧化促進(jìn)褐變的發(fā)生[6]。一般老化組織中POD活性較高,幼嫩組織中活性較低[6]。各真空度充氮熱處理后可提高鮮切雙孢蘑菇的POD活性(0 d)(如圖1)。在整個(gè)貯藏期內(nèi),不同真空度充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇POD活性影響不一。其中對(duì)照組(0 kPa)鮮切雙孢蘑菇POD活性總體呈上升趨勢(shì);-80 kPa處理組POD活性呈先上升后下降的趨勢(shì),并在第4~6天達(dá)到最大(0.87 U/mg);其余各真空度處理組總體呈下降趨勢(shì),-20~-80 kPa處理組總體保持較低的POD活性,說(shuō)明適宜的真空充氮熱處理可以延緩鮮切雙孢蘑菇的衰老。

    圖1 不同真空度對(duì)鮮切雙孢蘑菇POD活性的影響Fig.1 Effect of vacuum pressure on POD activity of fresh-cut Agaricus bisporus

    2.3 真空度與PPO活性的關(guān)系分析

    PPO是一種以銅為輔基、催化酚類物質(zhì)氧化的酶,是果蔬褐變的重要酶[6]。在整個(gè)貯藏期內(nèi),不同真空度下充氮熱處理導(dǎo)致鮮切雙孢蘑菇PPO活性高峰出現(xiàn)的時(shí)間不一(見(jiàn)圖2)。-98 kPa真空充氮熱處理使PPO活性總體呈下降趨勢(shì),并保持在較低水平,這可能是由于較高的真空度處理使酶失活;其余各真空度下鮮切雙孢蘑菇PPO活性總體呈上升趨勢(shì)。除-40 kPa和-80 kPa真空充氮熱處理PPO活性總體保持較低水平,變化較平緩?fù)?,其余各處理組PPO活性波動(dòng)較大。說(shuō)明在適宜的真空度下對(duì)鮮切雙孢蘑菇進(jìn)行充氮熱處理可以抑制其PPO活性變化,從而有利于延緩褐變的發(fā)生,這一結(jié)果與王安建等[17]采用真空充氮燙漂處理鮮切鐵棍山藥的結(jié)果一致。

    圖2 不同真空度對(duì)鮮切雙孢蘑菇PPO活性的影響Fig.2 Effect of vacuum pressure on PPO activity of fresh-cut Agaricus bisporus

    2.4 真空度與PAL活性的關(guān)系分析

    PAL是許多植物次生物質(zhì)(如黃酮類物質(zhì)、酚類物質(zhì)、木質(zhì)素等)生物合成途徑——苯丙烷代謝的關(guān)鍵酶,與抗逆境脅迫等密切相關(guān)[3]。在整個(gè)貯藏過(guò)程中,經(jīng)不同真空度充氮熱處理的鮮切雙孢蘑菇PAL活性均呈上升趨勢(shì)(見(jiàn)圖3)。-20 kPa和-40 kPa處理組的PAL活性總體高于對(duì)照組(0 kPa);而-60,-80和-98 kPa處理組的PAL活性低于對(duì)照組,并且-40 kPa處理組在整個(gè)貯藏期內(nèi)PAL活性變化較平緩,這可能與在此真空度下處理可提高PAL活性有關(guān)。此外,在貯藏初期(0~4 d),各處理組鮮切雙孢蘑菇PAL活性無(wú)顯著變化,但-20 kPa處理組(0~2 d)和-40 kPa處理組(0~4 d)的PAL活性顯著高于對(duì)照組和其他處理組(p<0.05),之后隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),PAL活性逐漸升高。以上結(jié)果說(shuō)明適宜真空度的充氮熱處理(尤其-40 kPa處理)可以提高鮮切雙孢蘑菇的PAL活性,并進(jìn)一步提高其抗性。

    圖3 不同真空度對(duì)鮮切雙孢蘑菇PAL活性的影響Fig.3 Effect of vacuum pressure on PAL activity of fresh-cut Agaricus bisporus

    2.5 真空度與總酚含量的關(guān)系分析

    酚類是果蔬體內(nèi)次生代謝形成的一系列物質(zhì),它不僅是重要的抗氧化物質(zhì),還是PPO催化的重要底物,是引起果蔬褐變的主要底物[6-15]。不同真空度下鮮切雙孢蘑菇在貯藏期內(nèi)總酚含量變化不一(見(jiàn)圖4),除-40 kPa和-80 kPa真空度充氮熱處理組總酚含量呈先降低后上升再降低趨勢(shì)外,對(duì)照組和其余各真空度充氮熱處理組均呈現(xiàn)先升高后下降再升高的趨勢(shì)。從圖4還可以看出,不同真空度處理顯著提高了鮮切雙孢蘑菇的總酚含量(0 d),并且在貯藏的前8 d內(nèi)(2 d除外),-20 kPa和-40 kPa真空度處理組的總酚含量一直保持較高的水平,說(shuō)明適宜的真空充氮熱處理可以提高鮮切雙孢蘑菇總酚含量,并進(jìn)一步提高其抗性。

    圖4 不同真空度對(duì)鮮切雙孢蘑菇總酚含量的影響Fig.4 Effect of vacuum pressure on total phenolic content of fresh-cut Agaricus bisporus

    3 結(jié) 論

    1)真空充氮熱處理可有效減緩鮮切雙孢蘑菇L*的下降速率;有利于抑制鮮切雙孢蘑菇貯藏期間顏色向紅色和黃色變化,從而減緩褐變的發(fā)生。

    2)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),采用-40 kPa和-80 kPa真空度進(jìn)行充氮處理,并在40 ℃水中熱處理5 min對(duì)鮮切雙孢蘑菇褐變的抑制效果較好。

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    Effects of Filling Nitrogen in Vacuum Combined with Heat Treatment on Browning of Fresh-CutAgaricusbisporusUnder Cold Storage

    LI Shunfeng, LI Jing, WANG Anjian, TIAN Guangrui, WANG Jiaqi

    (InstituteofAgro-productsProcessing,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450002,China)

    In order to delay the occurrence of browning of fresh-cutAgaricusbisporusunder cold storage, effects of filling nitrogen in different vacuum (0, -20, -40, -60, -80, -98 kPa) combined with heat treatment on color, enzyme activities of peroxidase, polyphenol oxidase and phenylalanine ammonia-lyase, and total phenolic content of fresh-cutAgaricusbisporuswere evaluated. The results showed that filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment slowed down the decrease rate ofL*value (brightness) of fresh-cutAgaricusbisporus, inhibited its color development to red and yellow, and finally delayed browning of fresh-cutAgaricusbisporus. In comparison with control (0 kPa) and other filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment, both -40 kPa and -80 kPa of filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment (hot-water temperature 40 ℃ and heat treatment time 5min) kept the POD and PPO activities at a lower level, and maintained PAL activity and total phenolic content at a higher level of fresh-cutAgaricusbisporus, which also delayed the senescence and improved its resistance of fresh-cutAgaricusbisporus.

    Agaricusbisporus; fresh-cut; filling nitrogen in vacuum; heat treatment; browning; inhibition

    檀彩蓮)

    10.3969/j.issn.2095-6002.2016.05.009

    2095-6002(2016)05-0064-06

    李順?lè)?,李靜,王安建,等. 真空充氮熱處理對(duì)鮮切雙孢蘑菇貯藏中褐變的影響[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào),2016,34(5):64-69. LI Shunfeng, LI Jing, WANG Anjian, et al. Effects of filling nitrogen in vacuum combined with heat treatment on browning of fresh-cutAgaricusbisporusunder cold storage[J]. Journal of Food Science and Technology, 2016,34(5):64-69.

    2015-09-18

    國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31301588);河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2013ZZ43)。

    李順?lè)澹?,助理研究員,博士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工、天然活性成分提取分離方面的研究。

    TS255.3; TS205

    A

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