白蘑菇热加工过程中护色工艺的研究

李洁莹，石志民，李 静，范柳萍

(1.江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122；2.百事美特食品宿迁有限公司，江苏宿迁 223814；3.江南大学食品学院，江苏无锡 214122)



白蘑菇热加工过程中护色工艺的研究

李洁莹1，石志民2，李 静2，范柳萍3

(1.江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122；2.百事美特食品宿迁有限公司，江苏宿迁 223814；3.江南大学食品学院，江苏无锡 214122)

摘要[目的] 有效抑制白蘑菇加工过程中的酶促褐变与非酶褐变，提高护色效果, 改善白蘑菇的加工品质。 [方法]研究了不同漂烫和护色液处理对白蘑菇多酚氧化酶(PPO)活性的影响，以及不同护色液对白蘑菇热加工处理后非酶褐变的影响。[结果]试验表明，白蘑菇多酚氧化酶的耐热性较差，100 ℃加热2 min可以基本钝化白蘑菇中 PPO 的活性；L-半胱氨酸和柠檬酸对白蘑菇中的PPO具有明显的抑制效果；柠檬酸及其组合对非酶褐变具有较好的抑制作用，37 ℃放置3 d后褐变抑制率为64%～81%，7 d后褐变抑制率为55%～66%，可作为白蘑菇加工产品的较好护色剂。[结论]研究可为高品质白蘑菇加工和生产提供理论基础和技术参数。

关键词白蘑菇；护色；酶促褐变；非酶褐变

白蘑菇(Agaricusbisporus)，又名双孢蘑菇、洋蘑菇，它是世界性栽培的重要食用菌类，占食用菌总量的70%左右[1-2]。白蘑菇味道鲜美，营养价值高，但白蘑菇子实体含有丰富的酚类物质和蛋白质、氨基酸，热加工过程中容易发生酶促褐变和非酶褐变[3-4]，降低白蘑菇产品的商品价值。亚硫酸盐是一种应用较为普遍的护色剂，护色效果显著，但存在二氧化硫残留，对人体健康不利，并容易引起罐壁腐蚀；新型的安全高效、无硫护色剂的筛选成为高品质白蘑菇罐头类产品开发的关键。

笔者主要从不同护色剂组合和热烫工艺结合来考虑有效抑制白蘑菇加工过程中的酶促褐变与非酶褐变，提高护色效果，改善白蘑菇的加工品质，为高品质白蘑菇加工和生产提供理论基础和技术参数。

1材料与方法

1.1材料白蘑菇购自无锡市天惠超市，菇盖完整，无褐变、无机械伤和病虫害，菇伞直径在3～5 cm。主要试剂：邻苯二酚、过氧化氢、L-半胱氨酸(L-Cys)、柠檬酸(CA)、植酸(PA)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、焦亚硫酸钠、维生素C等，均为分析纯。

1.2方法

1.2.1工艺流程。选样→修剪→清洗→切片→护色处理→漂烫→冷却→沥干→称量→装罐加汤→杀菌冷却(10 min-30 min-10 min/121 ℃)→贮藏。

1.2.2不同漂烫处理对白蘑菇多酚氧化酶活性的影响。按照张立彦等的方法测定多酚氧化酶的活性[5]。400 g白蘑菇与400 ml预先冷藏的缓冲液Ⅰ(0.1 mol/L磷酸盐缓冲液pH 7.0)混合，置于组织捣碎机中捣碎成均浆，均浆液用双层纱布过滤后再置于冷冻离心机中以5 000 r/min的速度离心得到澄清的粗酶液，然后将粗酶液移至不同温度的水浴锅(100、80、60 ℃)处理不同时间，在比色皿中加入2.6 ml缓冲液Ⅱ(0.2 mol/L磷酸盐缓冲液pH 7.0)，0.2 ml邻苯二酚，然后加入0.1 ml酶液，混合均匀，在410 nm波长下，用分光光度计测定反应混合物的吸光度，随时间的增加，以吸光度随时间的斜率来定量酶活力的相对大小。而未经热处理的酶液稀释10倍后进行活力测定。

1.2.3不同护色液对白蘑菇多酚氧化酶活性的影响。以防止白蘑菇切片酶促褐变为目的，研究不同浓度护色液对白蘑菇多酚氧化酶活性的影响。将切片后的白蘑菇浸泡在焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、柠檬酸(CA)、植酸(PA)、抗坏血酸(维生素C)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)不同护色液中(详见表1所示)，在常温条件下浸泡处理 15 min(固液比1∶10g/ml)，取出沥干，测定菇片的残余多酚氧化酶活力(PPO)。

1.2.4不同护色液对热处理后白蘑菇褐变度的影响。以防止白蘑菇切片杀菌灌装后的非酶褐变为目的，研究不同护色液处理后菇片再经1%氯化钠溶液预煮后冷却、装罐，以空白(去离子水)为对照组。白蘑菇制成罐头样品贮藏于培养箱(37 ℃)下3 d和7 d，测定样品褐变抑制率(R)。

1.3分析方法褐变度测试：样品按质量比1∶10加蒸馏水，低温匀浆2 min，然后进行离心(转速4 000 r/min下离心15 min)，取上清液，在416 nm波长下用分光光度法测定其吸光度，即为样品的褐变度。褐变抑制率计算公式：

表1　不同护色液浓度　g/kg

R=(A0-Am)/A0×100%

式中,A0为空白试验所测吸光度值；Am为添加抑制剂所测吸光度值。

2结果与分析

2.1漂烫条件对白蘑菇原料中酶活性的影响漂烫可以破坏果蔬的氧化酶系统，可防止因酶的氧化而产生的褐变以及维生素的进一步氧化。多酚氧化酶(PPO)是引起白蘑菇褐变的最重要酶类，且 PPO 属于非耐热酶，通常在60～70 ℃下处理较短时间就会发生不可逆失活。新鲜白蘑菇的多酚氧化酶分别在100、80、60 ℃下热处理0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、7.0、10.0和20.0 min后，测定其酶活力，以未经热处理的酶液的酶活力定为100，热处理后的酶活与未经热处理的酶液相比较计算其相对残余酶活，结果见图1。

由图1可知，加热初期酶活下降得非常明显，而后酶活的变化相对变缓。100 ℃加热2.0 min后，80 ℃加热7.0 min或60 ℃加热20.0 min，其多酚氧化酶的相对残余活力均小于5%，表明酶已基本钝化。白蘑菇中的天然多酚氧化酶对热非常敏感，在较高温度下会迅速受热失活，且温度越高，对 PPO 活性影响越明显；在相同的热处理温度下，保温时间越长，PPO 残余酶活越小，这与高温导致酶蛋白变性有关。综合考虑，高温短时对白蘑菇质构的影响最小，因此采用100 ℃加热2.0 min的热烫方法来钝化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐变。

图1　不同温度和时间对白蘑菇中PPO活性的影响

2.2护色剂对白蘑菇原料中酶活性的影响抑制多酚氧化酶活性的护色剂主要有抗氧化剂、酸化剂、螯合剂和络合剂等，护色机理与效果不同。不同护色剂对白蘑菇多酚氧化酶活性抑制效果见图2。由图 2可知，空白组对鲜切双孢菇 PPO 活力几乎没有抑制作用效果，添加不同护色剂后，PPO 活力均受到了不同程度的抑制，且随着护色剂浓度的增加，PPO 活力抑制效果逐渐增强。

柠檬酸对 PPO 活力的抑制效果表现为较明显的增长趋势，且抑制效果最为明显，一方面是低pH对酶活的抑制，以及氧溶解度的降低；另一方面是柠檬酸中羰基与多酚氧化酶的铜离子产生比较强的螯合作用。L-半胱氨酸对于PPO活性抑制效果与柠檬酸相当，当添加浓度为0.60 g/kg时，PPO相对酶活仅为30%左右；植酸、EDTA-2Na、维生素C和焦亚硫酸钠的PPO活性抑制效果类似，均随着浓度的增大而增强。

注：各护色液浓度编号所对应的浓度值见表1。图2　不同护色剂对白蘑菇PPO活性的影响

2.3护色剂对热处理后白蘑菇褐变度的影响白蘑菇含有丰富的氨基酸、蛋白质以及还原糖等成分，在杀菌和贮藏过程中很容易发生以美拉德反应为代表的非酶褐变，影响产品的色泽。上述不同护色剂在影响PPO活性的同时，也会通过还原反应、pH控制等途径影响非酶褐变。不同护色液处理后放置37 ℃培养箱3 d和7 d后褐变抑制率如图3所示，可以看出，柠檬酸及其组合护色效果较好，37 ℃放置3 d后褐变抑制率为64%～81%，7 d后褐变抑制率为55%～66%；维生素C、EDTA及其组合的褐变抑制率相对较低，低于30%。一方面是由于维生素C对温度较为敏感，较高温度长时间处理会导致维生素C的降解，ETDA对非酶褐变的抑制效果与体系中的金属离子及抗坏血酸的浓度有关。

图3　不同护色剂对白蘑菇褐变抑制率的影响

3结论

研究得出，白蘑菇多酚氧化酶的耐热性较差，100 ℃加热2.0 min可以基本钝化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐

变。L-半胱氨酸和柠檬酸对白蘑菇中的PPO具有明显的抑制效果，酶活抑制率随着护色剂浓度的增加而上升。柠檬酸及其组合对非酶褐变具有较好的抑制作用，护色后白蘑菇样品在37 ℃放置3 d后褐变抑制率为64%～81%，7 d后褐变抑制率为55%～66%，可作为白蘑菇加工产品的较好护色剂。

参考文献

[1] 李清明，谭兴和，王锋，等. 速冻双孢蘑菇护色工艺研究[J].食品工业科技，2007(3): 160-162.

[2] 邵伟，乐超银，唐明. 双孢蘑菇软包装罐头加工工艺研究[J].长江蔬菜，2009(15):45-47.

[3] AMAKI K，SAITO E．Role of chlorogenic acid quinone and interaction of chlorogenic acid quinone and catechins in the enzymatic browning of apple[J]．Biosci Biotechnol Biochem，2011，75(5)：829-832.

[4] TOMAS-BARBERAN F A，ESPIN J C．Phenolic compounds and related enzymes as determinants of quality in fruits and vegetables[J]．Journal of the Science of Food and Agric，2001，81：853-876．

[5] 张立彦，芮汉明，刘锋. 香蕉中多酚氧化酶的灭酶条件研究[J].食品与发酵工业，2010，36(2)：105-108.

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

作者简介李洁莹(1997- )，女，江苏无锡人，本科生，专业：生物工程。

基金项目江苏省科技富民强县项目(SBN2014010290)；国家粮食公益性专项(2013b011-6-4)。

中图分类号S 609+.9

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)36-131-02