臭氧熏蒸濃度對雙孢蘑菇質(zhì)構(gòu)及營養(yǎng)品質(zhì)的影響

劉晨霞 喬勇進(jìn) 田姍姍,3 姚連謀 丁文峰

(1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心，上海 201403；2. 上海農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工工程技術(shù)研究中心，上海 201403；3. 安順學(xué)院，貴州 安順 561000；4. 上海聯(lián)中食用菌專業(yè)合作社，上海 201516)

雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)俗稱口蘑、白蘑菇，富含維生素和多糖，具有高蛋白、低脂肪、低熱量的優(yōu)點(diǎn)[1]，有“世界菇”“保健食品”和“素中之王”美譽(yù)[2]。雙孢菇是呼吸躍變型菌菇，采后常溫貯藏時其高代謝活性和高呼吸頻率[3]，使得水分易蒸發(fā)、營養(yǎng)消耗較快，出現(xiàn)菌蓋開傘、菌膜破裂、子實(shí)體萎縮，同時由于其子實(shí)體無明顯保護(hù)結(jié)構(gòu)，采收和貯藏期間不可避免的機(jī)械損傷和病菌微生物侵染極易引起褐變、腐爛和變質(zhì)，保鮮期僅1～3 d[4-6]。目前乙醇熏蒸[7]、涂膜保鮮[8]、氣調(diào)保鮮[9]、低壓貯藏[10]、高壓二氧化碳處理[11]等技術(shù)已被應(yīng)用于雙胞菇采后貯藏保鮮研究中，但由于乙醇熏蒸速率和濃度控制不精準(zhǔn)、涂膜處理操作復(fù)雜，氣調(diào)、減壓和高壓二氧化碳成本較高，在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用難度較大。

臭氧氣體熏蒸因擴(kuò)散性好、濃度均勻、徹底無死角、無殘留、無污染、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)已成為目前較為先進(jìn)的殺菌保鮮技術(shù)之一。其一方面能消除乙烯、乙醛、乙醇等果蔬呼吸所釋放出的有害物質(zhì)，鈍化相關(guān)酶活性，降低呼吸強(qiáng)度，延緩果蔬后熟、衰老[12-13]。另一方面能使微生物細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，對細(xì)胞不飽和脂肪酸和酶系統(tǒng)造成破壞，導(dǎo)致微生物代謝異常，起到抑菌、滅菌的作用[13-15]。目前，有關(guān)臭氧氣體在果蔬采后保鮮技術(shù)應(yīng)用、品質(zhì)變化及果蔬致病微生物抑制等方面的研究較多，故將其應(yīng)用于雙孢菇保鮮中具有一定的理論基礎(chǔ)和良好的適用性[16]。研究擬采用不同濃度的臭氧氣體對雙孢菇進(jìn)行熏蒸保鮮處理，通過TPA測試模仿人的口腔咀嚼來表現(xiàn)其質(zhì)地結(jié)構(gòu)，結(jié)合傳統(tǒng)感官描述和營養(yǎng)檢測技術(shù)，探究不同濃度臭氧對雙孢菇質(zhì)地和組織結(jié)構(gòu)的變化及貯藏保鮮效果，旨在為雙孢菇采后品質(zhì)保持和貯藏期延長提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

A15雙孢蘑菇：采后當(dāng)天運(yùn)至冷庫，篩選大小一致、無機(jī)械損傷的雙孢蘑菇，于溫度(1±1) ℃、濕度(90±5)%冷庫中預(yù)冷12 h，再次篩選并分組、編號，上海聯(lián)中食用菌專業(yè)合作社；

2,6二氯酚靛藍(lán)、抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品、考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清蛋白質(zhì)、蔗糖標(biāo)、茚三酮、蒽酮、乙酸乙酯、濃硫酸、谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)品、亮氨酸標(biāo)準(zhǔn)品等：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

臭氧發(fā)生器：SX-500型，奧奈特環(huán)保電子(上海)有限公司；

電子天平：BSA2202S型，德國賽多利斯公司；

酶標(biāo)儀：μQuant型，美國伯騰儀器有限公司；

質(zhì)構(gòu)分析儀：Stable Micro Systems型，英國Stable Micro Systems公司；

全自動樣品冷凍研磨儀：JX-FSTPR-1型，上海凈信科技有限公司；

分光測色計(jì)：CM-5型，日本柯尼卡美能達(dá)株式會社；

水分測定儀：V20S型，瑞士梅特勒—托利多公司；

數(shù)字折光儀：MZB 92型，上海米清科工業(yè)有限公司；

高速冷凍離心機(jī)：H1850R型，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；

水浴鍋：TSGP05型，美國VWR公司。

1.3 試驗(yàn)分組及處理

將預(yù)冷后的雙孢蘑菇分為4組，每組18盒，每盒250～300 g，以不通臭氧處理作為對照(CK)，其他3組雙孢蘑菇分別放入長×寬×高為62 cm×43 cm×35 cm的密閉塑料箱中，采用臭氧產(chǎn)量為500 mg/h的臭氧發(fā)生機(jī)分別處理10，20，30 s，使箱內(nèi)(G1、G2、G3)臭氧質(zhì)量濃度分別為14.89，29.77，44.65 mg/m3，室溫靜置0.5 h，取出雙孢蘑菇整齊擺放于PP塑料盒并用0.03 mm的低密度聚乙烯保鮮膜覆蓋，于溫度(1±1) ℃、濕度(90±5)%冷庫中分別貯藏0，2，4，6，8，10 d，每次每組取3盒進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 感官評分 參照史君彥等[17]的方法并修改，按表1 對雙孢菇形態(tài)、腐爛程度、氣味、色澤、質(zhì)地進(jìn)行評價，多次評分后取平均值。

表1 雙孢菇的感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Agaricus bisporus

1.4.2 質(zhì)構(gòu)測試 在雙孢菇菌蓋頂端中心進(jìn)行質(zhì)地多面剖析(TPA)測定，選用P/1S球形探頭，測前、中、后速率均為1 mm/s；壓縮距離6 mm；觸發(fā)值5 g，測定參數(shù)包括硬度、彈性、凝聚性和回復(fù)性。

1.4.3 營養(yǎng)指標(biāo)測定

(1) 可溶性固形物(TSS)含量：折光儀測定法[18]。

(2) 可溶性糖含量：蒽酮試劑法[18]。

(3) 可溶性蛋白質(zhì)含量：考馬斯亮藍(lán)法[18]。

(4) 維生素C含量：2,6二氯酚靛藍(lán)滴定法[18]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Origin Pro 9.0軟件制圖，通過SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析。字母不同表示在P<0.05時差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評分

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，雙孢菇感官評分直線式下降，整個貯藏期CK和G3的下降速率顯著高于G1和G2(P<0.05)。貯藏第0～4天，各組雙孢菇氣味清香、未開傘，子實(shí)體表面潔白而富有彈性，品質(zhì)良好。貯藏后期，雙孢菇表面褐變、出現(xiàn)開傘、腐爛和異味，尤其是貯藏第8～10天，CK和G3的感官評分分別下降了63.55% 和61.11%，子實(shí)體失水，出現(xiàn)萎蔫和開傘，與空氣直接接觸的表皮氧化褐變，腐敗加重，失去商業(yè)價值，而G1和G2的感官評分仍較高。G1和G2臭氧熏蒸處理的雙孢菇在第10天的感官評分為5.5～6.5且差異不顯著，說明較低濃度的臭氧熏蒸能夠延緩雙孢菇子實(shí)體表面褐變程度和開傘率，有效維持雙孢菇的商品品質(zhì)。

圖1 臭氧熏蒸對雙孢蘑菇感官品質(zhì)的影響Figure 1 Effects of different concentrations of ozone fumigation on the sensory quality of Agaricus bisporus

2.2 硬度

由圖2可知，雙孢菇硬度隨貯藏時間的延長逐漸下降，一方面是由于蛋白質(zhì)變性、多糖物質(zhì)降解，另一方面是由于采后后熟過程中液泡破裂、菌絲收縮，使得細(xì)胞間隙變大，導(dǎo)致硬度下降[19-20]。貯藏第10天，CK和G2的硬度下降最快，G1和G3的較慢，且G1和G3之間差異不顯著，但顯著高于CK和G2的(P<0.05)，說明G1和G3的臭氧處理能夠延緩雙孢菇硬度的下降，可能是G1和G3的臭氧延緩了雙孢菇在貯藏過程中的成熟衰老速率，與CK和G2相比，細(xì)胞壁中原果膠降解速率較低，組織細(xì)胞間結(jié)合力相對較高、分散度較低，從而保持了較好的硬度[21]。

圖2 臭氧熏蒸對雙孢蘑菇硬度的影響Figure 2 Effects of different concentrations of ozone fumigation on the hardness of Agaricus bisporus

2.3 質(zhì)構(gòu)品質(zhì)

由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，雙孢菇彈性、凝聚性和回復(fù)性等變化趨勢大體相同且呈“上升—下降—上升”趨勢，貯藏第0～4天，雙孢菇彈性、凝聚性和回復(fù)性逐漸增加，表示子實(shí)體彈性增強(qiáng)，細(xì)胞間結(jié)合力增高，壓縮后回復(fù)性增加，可能是低溫條件下雙孢菇呼吸代謝雖有所抑制但仍在繼續(xù)，消耗能量使得雙孢菇開始逐漸后熟，組織松軟。貯藏第6天，雙孢菇表面因高代謝活性和高呼吸頻率使得子實(shí)體衰老，硬度迅速下降，組織細(xì)胞受到損傷發(fā)生輕微果肉自溶，此時雙孢菇彈性、凝聚性和回復(fù)性也迅速降低。貯藏第6～8天，雙孢菇開始萎縮，組織結(jié)構(gòu)韌性增強(qiáng)而不松散，且自溶引起菇體表面產(chǎn)生黏液，從而使彈性上升，凝聚性和回復(fù)性增加。貯藏第10天，CK的彈性顯著高于各臭氧處理組的(P<0.05)，說明CK雙孢菇表面黏附性較強(qiáng)，自溶較為嚴(yán)重，臭氧處理能降低雙孢菇衰老和自溶速率；CK和G3的凝聚性差異較小，但顯著高于G1和G2的(P<0.05)，此時CK和G3的回復(fù)性顯著高于G1和G2的(P<0.05)，與貯藏第8天相比，G1和G2臭氧處理組雙孢菇回復(fù)性無明顯變化，表明G1和G2能夠較好地保持雙孢菇組織結(jié)構(gòu)，維持菇體緊密度和韌性，對雙孢菇采后質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的保持具有較好的作用。

圖3 臭氧熏蒸對雙孢蘑菇彈性、凝聚性和回復(fù)性的影響Figure 3 Effects of different concentrations of ozone fumigation on the springiness, cohesiveness and resilience of Agaricus bisporus

2.4 可溶性固形物(TSS)和水分含量

由圖4可知，雙孢菇水分和TSS含量并不是單一地增加或減少，而呈波折性的變化，且二者大體呈相反的變化趨勢，主要是由于可溶性固形物含量是組織中溶于水的物質(zhì)，當(dāng)雙孢菇水分含量升高時，可溶性固形物相對含量就會降低。貯藏第2天，CK組雙孢菇水分含量下降了1.72%，臭氧熏蒸處理組保持較好。隨著貯藏時間的延長，水分含量逐漸上升，TSS逐漸降低，可能是由于雙孢菇的高代謝活性和高呼吸頻率使得雙孢菇逐漸衰老，TSS作為呼吸底物被消耗，組織細(xì)胞受到損傷，導(dǎo)致溶酶體破裂，溶酶體酶被釋放，細(xì)胞被溶酶體酶降解，從而發(fā)生輕微自溶，外觀表現(xiàn)為果肉溶解，水分含量增高。貯藏第8天，G2雙孢菇水分含量顯著低于CK和其他處理組，說明該濃度臭氧能顯著抑制衰老速率，抑制子實(shí)體自溶。貯藏第10天，各組水分差異不顯著，G1和G2的TSS含量顯著高于CK和G3(P<0.05)，說明G1和G2臭氧處理能在一定程度上延緩雙孢菇TSS含量的下降。

圖4 臭氧熏蒸對雙孢蘑菇水分和TSS含量的影響Figure 4 Effects of different concentrations of ozone fumigation on the moistureand total soluble solid content of Agaricus bisporus

2.5 營養(yǎng)品質(zhì)

由圖5(a)可知，低溫貯藏期間，各組雙孢菇可溶性糖含量變化并不呈單一的上升或下降趨勢，而是一個較為復(fù)雜的變化過程，與Donker等[22]的結(jié)果一致。隨著貯藏時間的延長，CK、G1和G3的可溶性糖含量在第4天發(fā)生了躍變式增長，達(dá)到貯藏期峰值，G2在第6天達(dá)到峰值，其中CK和G3的可溶性糖峰值含量顯著高于G1和G2的(P<0.05)，但CK和G3之間、G1和G2之間差異

不顯著，可能是雙孢菇采后主要呼吸基質(zhì)甘露醇的消耗具有滯后性，而G2濃度的臭氧熏蒸使甘露醇的消耗滯后了2 d[23-24]。貯藏第6～10天，雙孢菇逐漸衰老，品質(zhì)劣變，可溶性糖含量逐漸下降，且各組之間無顯著性差異。

由圖5(b)可知，貯藏期間，各組雙孢菇可溶性蛋白含量變化趨勢為“上升—下降—上升—下降”。貯藏第0～2天，各組雙孢菇可溶性蛋白含量上升且差異不顯著，可能是因?yàn)殡p孢菇自身合成蛋白引起蛋白質(zhì)含量的增加，隨著新陳代謝的不斷進(jìn)行，自身營養(yǎng)物質(zhì)被消耗，子實(shí)體組織中一些蛋白質(zhì)降解酶活性增強(qiáng)，蛋白質(zhì)水解，為保證生命活動的正常進(jìn)行其組織內(nèi)代謝水平處于動態(tài)變化。與貯藏第0天相比，第10天的CK和各臭氧組可溶性蛋白含量分別下降了0.08%，0.12%，0.03%，0.04%，是由于蛋白分解速度加快，不僅可溶性蛋白水解，膜結(jié)合蛋白也會水解，導(dǎo)致組織衰老[25-26]，說明G2和G3臭氧處理對可溶性蛋白消耗的抑制效果優(yōu)于CK和G1。

圖5 臭氧熏蒸對雙孢蘑菇可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量的影響Figure 5 Effects of different concentrations of ozone fumigation on the soluble sugar, soluble protein, and vitamin C content of Agaricus bisporus

由圖5(c)可知，貯藏第2天，雙孢菇為適應(yīng)低溫環(huán)境，呼吸作用和氧化作用增強(qiáng)，維生素C含量急劇下降，分別下降了47.56%，31.01%，73.05%，64.45%，說明低濃度臭氧熏蒸處理在短期的低溫貯藏下延緩了維生素C的損失，抑制了雙孢菇的呼吸作用，減少了營養(yǎng)的消耗，而高濃度臭氧熏蒸可能對雙孢菇產(chǎn)生了逆境脅迫，使得維生素C降解。隨著貯藏時間的延長，雙孢菇維生素C含量在一定范圍內(nèi)波動，貯藏第8天，G2的維生素C含量顯著高于CK、G1和G3的(P<0.05)。貯藏第10天，CK與臭氧熏蒸組之間差異不顯著，說明當(dāng)貯藏時間延長至10 d時，臭氧處理對雙孢菇維生素C含量的保持并無明顯作用，其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

3 結(jié)論

試驗(yàn)表明，臭氧處理能夠保持雙孢菇較好的外觀品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。貯藏第8天，29.77 mg/m3臭氧熏蒸處理的貯藏效果最好，雙孢菇的商品性較佳，其能夠降低雙孢菇高代謝活性和高呼吸頻率，延緩衰老進(jìn)程，保持較好的硬度、彈性、凝聚性和回復(fù)性等質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，同時抑制可溶性固形物、可溶性糖和維生素C的降解。而44.65 mg/m3的臭氧處理對維持雙孢菇品質(zhì)效果不如29.77 mg/m3，可能是高濃度臭氧加快了雙孢菇的膜脂過氧化程度，使得子實(shí)體出現(xiàn)褐變和軟化，導(dǎo)致衰老速率加快。當(dāng)貯藏期延長至10 d時，14.89，29.77 mg/m3臭氧熏蒸處理對雙孢菇的保鮮效果差異不大，后續(xù)需再次優(yōu)化臭氧濃度，并揭示其對雙孢菇代謝活性及機(jī)制的影響。