3种天然保鲜剂对凤尾菇的保鲜效果

许 原,张梦奇

(武夷学院茶与食品学院,福建武夷山 354300)

凤尾菇(Pleurotussajor-caju)营养丰富,肉肥味美,且富含蛋白质、碳水化合物以及各种微量元素等营养物质,仅干物质中所含的蛋白质就已高达20%左右[1-3]。凤尾菇栽培周期较短,经济效益显著,作为一种食用真菌十分受大众喜爱。研究表明,多食用凤尾菇还具有防癌、抗癌的作用[4]。刚采摘后的新鲜凤尾菇组织中含有大量的水分,菌盖饱满而有光泽,菌体完整,无虫无害。采后凤尾菇的腐烂变质主要与微生物的生长密切相关。新鲜的凤尾菇菌体pH大概在6.0～7.5左右,腐败菌等微生物滋生繁殖最快,导致凤尾菇腐烂变质[5]。新鲜凤尾菇水分含量极高,在呼吸作用和代谢过程中会不断蒸发水分和消耗组织中的有机物而使重量减轻,抗病性下降,失去原有的营养价值。因此如何保鲜成为凤尾菇的研究热点。

目前关于凤尾菇的保鲜主要通过低温保鲜、气调保鲜、辐射保鲜、负离子保鲜和薄膜封闭气调保鲜[6]。虽然低温保鲜简单方便,但是只能维持5～7 d。其他几种保鲜方法因方法复杂、成本高而限制了其应用。肉桂精油为一种天然的植物提取物,具有一定的抗氧化活性。吕明珠等[7]将其用于红提葡萄的保鲜,保鲜效果显著。壳聚糖为一种天然动物提取物,具有很好的抗菌效果。王娟慧等[8]利用壳聚糖保鲜鲜切马铃薯,保鲜效果可到6 d。抗坏血酸是植物体内一种重要的抗氧化物质,莫亿伟等[9]将其用于荔枝的保鲜,大大降低了果实的腐烂度。

基于以上原因,本研究以凤尾菇为保鲜对象,研究肉桂精油、壳聚糖、抗坏血酸3种保鲜剂对凤尾菇的保鲜效果。通过对涂层后凤尾菇感官品质、呼吸强度、褐变度和腐烂指数等重要指标的测定,筛选出单一保鲜剂的最适合保鲜浓度。为了进一步提高保鲜效果,采用三因素三水平正交实验选出一组保鲜效果最优的配比组合,以期为食用菌保鲜剂的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

凤尾菇 品种统一,菌盖饱满,表面光滑,色泽鲜亮,无腐烂变质,无病虫害,无异味且大小均匀,采摘于武夷山市横街头旁菜地,剔除受损及有褐变迹象的杂菇,将挑选好的凤尾菇放置于洁净的实验台上自然晾干待用;肉桂精油 广东进出口贸易有限公司;壳聚糖、抗坏血酸 国药化学试剂有限公司;冰醋酸、氢氧化钠、草酸、氯化钡、酚酞 上海展云化工有限公司;其它试剂 均为分析纯。

KQ-300E型超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;HH-S4型数显恒温水浴锅 常州中捷实验仪器有限公司;AR224CN型电子天平 奥豪斯仪器有限公司;DHP-9082型电热恒温培养箱 上海慧泰仪器制造有限公司;DHZ-9070A型立式干燥箱 上海精宏仪器设备有限公司;V-1100D型可见光分光光度计 上海美谱达仪器有限公司;XFH-50CA型立式压力蒸汽灭菌锅 上海博讯实业有限公司;Neofuge23R型台式高速冷冻离心机 上海力申科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 单一保鲜剂处理凤尾菇 分别准确称量一定量肉桂精油、壳聚糖和抗坏血酸3种保鲜剂加入500 mL的蒸馏水中,配制成不同浓度的保鲜液,其中肉桂精油浓度为0.5、1.0、1.5、2.0 g/L[7];壳聚糖浓度为5、10、15、20 g/L[8];抗坏血酸浓度为0.5、1.0、1.5、2.0 g/L[9]。每组定量称取约200 g菌体大小相近的凤尾菇,分别放入不同浓度的保鲜液中浸泡3 min后取出,平铺在消毒网架上,放入干燥机中,在20 ℃下冷风干燥到凤尾菇表面的膜干后装入保鲜盒中,设置对照组为在蒸馏水中浸泡过的凤尾菇,浸泡时间同为3 min。将所有实验组与对照组放入5 ℃的低温环境下储藏,每间隔3 d,观察凤尾菇的感官品质并测量相关指标,直至凤尾菇有严重的腐烂变质为止。

1.2.2 感官评价 挑选男女各5位,共10位具有专业感官评分经验的人员采用四等级法对贮藏期间的凤尾菇进行感官评定,每隔3 d测一次,评定标准见表2。

表2 凤尾菇感官评价标准Table 2 Sensory score of Pleurotus sajor-caju

1.2.3 呼吸强度 本实验测定凤尾菇的呼吸强度采用静置法[10]。将装有0.4 mol/L NaOH 20 mL的培养皿置于玻璃干燥器底部,放置隔板,放入凤尾菇500 g,封盖,静置30 min。取出培养皿把NaOH溶液移入试剂瓶中(冲洗3～5次),每组吸取10 mL至锥形瓶中,加饱和BaCl22.5 mL和酚酞指示剂1滴,用0.3 mol/L草酸滴定,记录消耗的草酸体积。呼吸强度(RI)计算公式如下。

式中,V2:空白试验中消耗草酸的体积(mL);V1:消耗草酸的体积(mL);M:草酸摩尔浓度(mol/L);W:样品质量(kg);t:静置时间(h)。

1.2.4 褐变度(BD) 按1∶20(样品∶蒸馏水),将蒸馏水沸腾后放入样品,约30 s后冷却研磨。10000 r/min离心2 min,取2 mL上清液蒸馏水定容至10 mL后,于450 nm处测定吸光度值,计算褐变度(BD)[11]。

BD=DO450 nm×100

1.2.5 腐烂指数(CI) 本实验测定凤尾菇的腐烂程度,按分级评分法[12]。

腐烂级别如下:0级:无腐烂;1级:0≤凤尾菇菌腐烂体面积<10%;2级:10%≤凤尾菇菌腐烂体面积<30%;3级:30%≤凤尾菇菌腐烂体面积<50%;4级:50%≤凤尾菇菌腐烂体面积<100%,计算公式如下。

1.2.6 复合保鲜剂配方的正交优化 在单一实验的基础上,以3种不同浓度的保鲜剂为考察因素,感官评价与失重率为指标,选出保鲜效果最佳的复合保鲜剂配方。正交实验设计如表1所示。正交实验中采用的贮藏温度为5 ℃,贮藏时间为9 d。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Orthogonal test factors and levelsTable

1.2.7 失重率 失重率表示保鲜后,蔬菜、水果等食品失去的重量百分比,直接反映保鲜剂的保鲜效果。失重率低表明保鲜效果好。采用称重法测量凤尾菇的失重率(DW),通过称量储藏前后的凤尾菇的质量,计算公式如下。

式中:M1和M2分别为储藏前后凤尾菇的质量(g)。

1.3 数据处理

每组实验重复测定5次,求平均值。实验数据采用DPS统计软件的LSD法进行平均值和标准差分析。采用Origin 9.0软件对实验数据绘图。

2 结果与分析

2.1 单一保鲜剂对凤尾菇的保鲜效果

2.1.1 感官指标 感官品质是最直接地反映凤尾菇贮藏过程中外观变化的一个指标。以蒸馏水为对照,分别研究不同浓度的肉桂精油、壳聚糖、抗坏血酸3种保鲜剂对贮藏期间凤尾菇感官评分的影响见图1。

图1 单一保鲜剂对凤尾菇保鲜贮藏期间感官评分的影响Fig.1 Effect of single preservatives on the sensory score during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:壳聚糖;C抗坏血酸。

由图1可知,综合3种不同浓度的保鲜剂,对照组的感官评分相对较低。经观察发现,到第9 d时,对照组的凤尾菇已经开始失水,有明显的腐烂迹象,到贮藏后期(15～18 d)褐变程度非常明显,整个菌体萎软,有轻微的酸臭味,基本失去了食用的价值。综合比较发现,相较于对照组,保鲜效果最好的是15 g/mL的壳聚糖,最差的是0.5 g/L的肉桂精油,可能是由于精油浓度太低,不能很好地起到抑菌的效果。

由图1A可知,4组肉桂精油溶液中以1.5 g/L浓度的感官评分最高,但随着肉桂精油浓度的升高,凤尾菇的感官评分反而下降,原因可能是一定浓度的肉桂精油具有一定的抑菌效果和防腐能力,但较高浓度的肉桂精油可能会因其内的一些酚类物质直接接触空气而被氧化,从而影响了凤尾菇的色泽[13],降低其感官评分;由图1B可知,壳聚糖的浓度从5 g/L增加到15 g/L,凤尾菇的感官评分逐渐增加,后随着壳聚糖浓度的增加,凤尾菇的感官评分又逐渐降低。因为壳聚糖在溶液中呈碱性,浓度太高,溶液中碱性太强,不利于凤尾菇的贮藏。因此感官评分降低。由图1C可知,不同浓度的抗坏血酸保鲜剂中以1.0 g/L浓度的处理效果最好,但1.5和2.0 g/L浓度的抗坏血酸处理组与1.0 g/L处理组的感官评分差别并不大,而0.5 g/L浓度处理组的感官相对较差。这可能是由于抗坏血酸浓度太低,抗氧化效果不明显,影响了其对凤尾菇的保鲜效果。

2.1.2 呼吸强度 呼吸作用是食用菌采后进行的一项重要的生命活动[14]。以蒸馏水为对照,分别研究不同浓度的肉桂精油、壳聚糖、抗坏血酸3种保鲜剂对贮藏期间凤尾菇呼吸强度的影响如图2所示。

图2 单一保鲜剂对凤尾菇保鲜贮藏期间呼吸强度的影响Fig.2 Effect of single preservatives on the respiration intensity during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:壳聚糖;C:抗坏血酸。

由图2可知,在前3 d中,不同浓度的3种保鲜剂处理组和对照组的呼吸强度都呈下降趋势,主要因为在低温5 ℃下贮藏,开始时蔬菜的呼吸强度较低。之后3 d呼吸强度开始上升,并在第6 d出现呼吸高峰,对照组峰值为54.79 CO2mg/(kg·h·FW),随后呼吸强度又开始下降,直到贮藏末期(18 d)下降到低点。根据整个贮藏期间出现呼吸跃变情况可知,凤尾菇属于呼吸跃变型蔬菜。从图2A可以看出,肉桂精油处理组的呼吸强度变化相较于对照组更低。肉桂精油浓度越高,凤尾菇的呼吸强度越低,其中以浓度2.0 g/L精油处理的凤尾菇呼吸强度最低。这可能是因为肉桂精油的抑菌性减少了细菌霉菌对凤尾菇的感染,抗病性提高,凤尾菇菌体品质更好,呼吸更稳定[15];由图2B可知,经壳聚糖保鲜剂处理的凤尾菇的呼吸强度相较于其他两种保鲜剂以及对照组更低,不同浓度的壳聚糖溶液均可减少凤尾菇的呼吸作用,其中以浓度20 g/L壳聚糖溶液处理过的凤尾菇呼吸强度最低。这也许是因为壳聚糖浓度越高,在凤尾菇表面形成的生物膜越厚,从而减少氧气进入,使得凤尾菇的呼吸作用越弱;由图2C可知,抗坏血酸对于降低凤尾菇呼吸强度的作用并不明显,4种抗坏血酸浓度中以2.0 g/L浓度处理组呼吸强度较低一些。

2.1.3 褐变度 褐变是食品中普遍存在的一种变色现象。凤尾菇保鲜贮藏过程中,褐变度越高,说明保鲜效果越差。不同浓度的肉桂精油、壳聚糖、抗坏血酸3种保鲜剂对贮藏期间凤尾菇褐变度的影响如图3所示。

图3 单一保鲜剂对凤尾菇保鲜贮藏期间褐变度的影响Fig.3 Effect of single preservatives on degree of browning during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:壳聚糖;C:抗坏血酸。

由图3A可知,在凤尾菇贮藏期间,当肉桂精油的浓度从5 g/L升高到10 g/L时,其褐变度逐渐降低,当浓度为1.5 g/L时褐变度达到最低值。浓度进一步增加到2.0 g/L时,凤尾菇的褐变度反而升高。主要因为肉桂精油浓度较低时,抗氧化效果比较弱,保鲜效果较差,然而其浓度过大时,其抗氧化和防腐能力虽然提高,但是由于肉桂精油中的一些酚类物质直接接触空气而被氧化,对凤尾菇表面的光泽、色泽有一定的影响,进而使得凤尾菇的褐变度受到影响[17]。壳聚糖主要是通过隔离凤尾菇与氧气的接触来达到抗氧化的功效。由图3B可得,壳聚糖浓度从5 g/L增加到15 g/L,凤尾菇褐变度逐渐降低,后随着壳聚糖浓度增加到20 g/L时,其褐变度又升高。抗坏血酸是一种强抗氧化剂,对菌类材料具有很好的抗氧化性。由图3C可知,当抗坏血酸浓度为1.0 g/L时,凤尾菇褐变度最低,抗氧化性最好。

综合图3结果,以贮藏18 d为例,对照组的褐变度为15.13,而1.5 g/L的肉桂精油对应的褐变度为8.95,20 g/L壳聚糖对应的褐变度为7.89,1 g/L抗坏血酸对应的褐变度为7.15 g/L。由此可得,3种保鲜剂中抗坏血酸具有最低的褐变度,归功于抗坏血酸具有较强的抗氧化活性。

2.1.4 腐烂指数 由于新鲜凤尾菇水分含量极高,在贮藏过程中易受霉菌侵染而腐烂变质,不同浓度的肉桂精油、壳聚糖、抗坏血酸3种保鲜剂对贮藏期间凤尾菇腐烂指数的影响如图4所示。

图4 单一保鲜剂对凤尾菇保鲜贮藏期间褐变度的影响Fig.4 Effect of single preservatives on cankered index during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:壳聚糖;C:抗坏血酸。

由图4A可知,相比较与其它浓度,1.5 g/L浓度的肉桂精油的腐烂指数最低。0.5和1.0 g/L肉桂精油处理组的凤尾菇腐烂指数较高,可能是由于精油浓度太低,对病菌的抑制活性弱,保鲜效果较弱。而2.0 g/L处理组的腐烂指数也较高,可能是因为精油浓度过高,造成凤尾菇细胞失水,滋生病菌;由图4B可知,壳聚糖浓度为15 g/L的涂膜方式保鲜处理效果最好,储藏18 d后,腐烂率指数仅为0.56,显著低于对照组和其他保鲜剂处理组(p<0.05)。

综上所述,经3种保鲜剂处理过的凤尾菇腐烂程度均有不同程度地降低,不同浓度肉桂精油中以浓度1.5 g/L保鲜剂对凤尾菇的保鲜效果最为理想,壳聚糖以15 g/L的浓度保鲜效果最佳,抗坏血酸以1.0 g/L浓度的保鲜效果最为合适,且所有保鲜液中保鲜效果最好的是15 g/L壳聚糖。

2.2 复合保鲜剂保鲜效果

为了进一步提高保鲜效果,同时采用肉桂精油(A)、壳聚糖(B)和抗坏血酸(C)3种保鲜剂保鲜凤尾菇。为了进一步优化保鲜效果采用3因素3水平正交实验,实验设计如表1所示,实验结果见表3。从表3可知,采用复合保鲜剂,感官评分均大于(69±3)分,失重率最大仅为8.34%±0.69%。从R1值可知，3种保鲜剂的保鲜效果影响依次为壳聚糖(B)>肉桂精油(A)>抗坏血酸(C)。从K1、K2和K3值可知，最优的实验组合为A2B2C2，即肉桂精油(A)浓度1.0 g/L、壳聚糖(B)浓度15 g/L和抗坏血酸(C)浓度1.0 g/L。而从K4、K5和K6值可知，最优的实验组合为A1B2C2，即肉桂精油(A)浓度0.5 g/L、壳聚糖(B)浓度15 g/L和抗坏血酸(C)浓度1.5 g/L。考虑到感官评分为主要评价指标,而失重率为辅助评价指标,且不同的条件下失重率变化大不。因此综合考虑最优实验组合为A2B2C2,即肉桂精油(A)浓度1.0 g/L、壳聚糖(B)浓度15 g/L和抗坏血酸(C)浓度1.0 g/L。以该浓度组合复合保鲜液做3组平行试验,感官评分为(78±3)分,失重率为6.98%±0.43%。

表3 正交实验结果Table 3 Results of orthogonal experiment

3 结论

凤尾菇贮藏期间由于呼吸等反应消耗自身营养物质,容易造成衰老萎焉,且由于菇体失水、微生物的繁殖等状况而发生腐烂。以凤尾菇为保鲜对象,分别研究不同浓度肉桂精油、壳聚糖和抗坏血酸3种天然保鲜剂对凤尾菇的保鲜效果,研究表明:不同浓度的3种保鲜剂处理凤尾菇均能有效延缓凤尾菇的腐败变质。其保鲜的最佳浓度为肉桂精油1.5 g/L、壳聚糖15 g/L和抗坏血酸1.0 g/L。通过3因素3水平正交试验选出最优复合保鲜液为肉桂精油(A)浓度1.0 g/L、壳聚糖(B)浓度15 g/和抗坏血酸(C)浓度1.0 g/L。此复合保鲜液处理凤尾菇贮藏18 d后,感官评分为(78±3)分,失重率为6.98%±0.43%。