相对湿度对双孢蘑菇贮藏品质的影响

张国强,乔勇进,王 晓,庄海宁,钟耀广

(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 2.上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306; 3.农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海),上海 201306; 4.国家淡水水产品加工技术研发分中心(上海),上海 201306; 5.食品科学与工程国家级实验教学示范中心(上海海洋大学),上海 201306; 6.上海市农业科学院,上海 201403)

双孢蘑菇(Agricusbisprus)简称双孢菇,属担子菌纲伞菌属,其色泽洁白,口感鲜美,营养丰富,深受人们喜欢,是世界上产量最高、消费量最大的食用菌之一[1]。在贮藏过程中,双孢蘑菇由于蒸腾作用极易失水,导致细胞膨压下降,菇体出现萎蔫,逐渐失去光泽。相对湿度(Relative humidity,RH)是影响双孢菇蒸腾作用的主要因素之一[2],较低的RH会导致双孢菇水分流失,造成细胞压力下降,气孔关闭,呼吸损伤和酶活性增加,从而影响其硬度,加速菇体的腐败;过高的RH(100%)导致菇体表面持续存在一层水膜,腐败细菌生长,引起菇体表面产生褐色和斑点[3],品质严重劣变。Burtonan Noble[4]发现,在5 ℃(73%RH)或18 ℃(90% RH)开放空间中双孢蘑菇的重量损失是线性的,每天质量损失分别为4%和5%。王悦等[5]发现采用高湿贮藏,相对湿度控制在85%～90%,对松茸的保鲜效果最好,可以抑制蒸腾作用,减少水分散失。Azevedo S等[6]对储存在2、6、10、14和18 ℃以及86%、96%和100%的RH下的平菇进行研究,发现平菇的质量随时间线性降低,低温和高RH降低了贮藏期平菇的质量损失率。

本实验团队前期研究发现,(1±1) ℃是双孢菇的最佳贮藏温度,这与王丽芳等[7]的研究结果相同。本文在最佳贮藏温度下,对不同相对湿度贮藏的双孢蘑菇贮藏品质及生理变化进行研究,以确定双孢蘑菇的最佳贮藏湿度,以期为双孢蘑菇的保鲜加工提供技术支持。

1 实验方法

1.1 材料与仪器

A15双孢蘑菇 上海联中食用菌公司;聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone,PVPP)、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、邻苯二酚、Triton X-100 均为分析纯(AR),国药集团化学试剂有限公司。

CR-410色度计 Konica Minolta,JP;JX-FSTPR-1全自动样品冷冻研磨仪 上海净信科技;Ultro-spec 3300 pro紫外分光光度计 美国安马西亚公司;D37520 Osterode高速冷冻离心机 德国Biofuge公司;TA.XTExpress-v3.1质构分析仪 Stable Micro Systems,UK;MZB 92数字折光仪 上海米清科工业有限公司;BinderKBF-240恒温恒湿箱 德国BINDER公司。

1.2 实验方法

1.2.1 双孢蘑菇前处理 采摘后立即将蘑菇运送至上海市农业科学院农产品保鲜加工研究中心,在(1±1) ℃和90%±5% RH的冷库中预冷6 h,选取大小、成熟度均一,无机械损伤双孢蘑菇,随机分为三组,贮藏于Binder恒温恒湿箱中,箱内温度(1±1) ℃,湿度分别为70%±5%、80%±5%、90%±5%。样品储存15 d,每2 d对各处理组相关指标进行测定,重复三次。

1.2.2 测定指标及方法

1.2.2.1 失重率 采用差重法计算失重率,包装前称重并记录每组双孢菇重量M0。贮藏一段时间后,测量双孢菇的重量M1,公式如下:

式(1)

式中,W:失重百分比,%;M0-样品的原始质量,g;M1-每次测定时样品的质量,g。

1.2.2.2 亮度和褐变度 用CR-410色度计测量蘑菇的表面颜色。分析L*(亮/暗),a*(红/绿)和b*(黄/蓝)值;在菌盖中心的三个等距点处测量每个蘑菇,并且使用如下式[8]所述的ΔE与理想蘑菇色值L*=97,a*=-2和b*=0进行比较:

ΔE=[(L*-97)2+(a*-(-2))2+b*2]1/2

式(2)

式中,ΔE表示与理想蘑菇的颜色值相比整体颜色变化的程度。

根据以下公式计算代表棕色纯度的棕色指数(BI):

BI=[100(x-0.31)]/0.172

式(3)

式中,x=(a*+1.75L*)/(5.645L*+a*-3.012b*)。

1.2.2.3 硬度分析 使用TA.XTExpress-v3.1质构分析仪在菌盖中心位置进行穿透测试,探针型号P/2。样品穿透深度为10 mm,测前速度为1.00 mm/s,测中速度为1.00 mm/s。使用Texture Exponent(版本6.1.12)记录力和时间数据。

表面硬度是指力与时间曲线的首个峰值。平均硬度定义为出现最大力后1～2 s间力的平均值。

1.2.2.4 丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量测定 MDA含量测定方法采用硫代巴比妥酸比色法,参考曹建康[9]的方法。

1.2.2.5 多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性测定 PPO活性测定采用邻苯二酚法,参考路媛媛[10]方法。

1.2.2.6 总可溶性固形物(Total soluble solids,TSS)含量测定 蘑菇研磨,取5 g匀浆在6000 r/min、4 ℃条件下离心10 min,收集上清液,使用数字折光仪测定总可溶性固形物含量。

1.3 统计分析

使用Origin 8.0软件(Microcal Software Inc,Northampton,MA,USA)绘制图表。结果使用SPSS v19.0进行分析。统计学显著性的评估通过Duncan的多范围测试来确定。p<0.05差异被认为是显著的。

2 结果与分析

2.1 RH对失重率的影响

由图1可以得出,在贮藏过程中,所有的样品均出现了质量损失,不同湿度贮藏下失重率存在显著差异(p<0.05)。第3 d时,各组出现明显失重,失重率依次为32.16%、19.47%、5.78%。整个贮藏过程中,90%±5% RH组失重率始终保持最低。由于蘑菇自身的含水量较高,而表皮结构无法有效的保持水分,在蒸腾作用及呼吸作用下,导致表面迅速失水,较低的RH加快其水分流失,这与Burtonan K S[3]的研究结果有相同之处。一般认为当蘑菇失重率超过5%～6%[11],会出现萎蔫的现象,90%±5% RH贮藏3 d失重率为5.78%,仅在小于3 d时可以保持无萎蔫,15 d时失重率达34.79%。结果表明,90%±5% RH一定程度上能降低失重率,单一的湿度控制无法有效的抑制水分散失。

图1 不同RH对双孢蘑菇失重率的影响Fig.1 Effect of different RH on weight loss of Agaricus bisporus

2.2 RH对颜色的影响

双孢蘑菇市场上售卖的主要为白色品种,颜色最先被客户所感知,是影响其品质的最重要因素,变色会降低双孢蘑菇的商业价值。

表1中显示了反映外部颜色变化的参数:亮度(L*),总颜色变化(ΔE)和褐变指数(BI)。L*值可表示蘑菇变暗的趋势。贮藏3～13 d期间,亮度(L*)的逐渐下降,90%±5% RH与70%±5% RH和80%±5% RH差异显著(p<0.05),90%±5% RH在贮藏13 d时出现显著变化,在第13 d时L*值仍能达到90.00,而70%±5% RH和80%±5% RH分别为86.38和84.85,80%±5% RH较70%±5% RH变化更明显。在贮藏期间,各组ΔE值均增加,90%±5% RH颜色变化相对较小,在第13 d出现明显变化,70%±5% RH在第3 d出现显著差异，80%±5% RH在第5 d出现显著差异(p<0.05)。褐变指数BI代表双孢蘑菇的褐变程度,贮藏11 d时,90%±5% RH褐变度为14.99,与其他组差异显著(p<0.05),说明较高湿度的贮藏环境对双孢蘑菇的颜色变化影响较小,而70%±5% RH相对于80%±5% RH颜色下降程度更低,可能因为其含水量过低,导致其生理活性降低,从而延缓了颜色的下降。实验表明,在90%±5% RH的高湿度条件下,贮藏结束时样品白度仅下降了6.9%,能更好的维持双孢蘑菇的L*值,并且褐变指数更低,而80%±5%的较高湿度条件蘑菇的褐变程度最高,不利于贮藏。

表1 RH对样品的L*值,褐变指数(BI)和颜色变化(ΔE)的影响Table 1 Effect of different RH on L* and browning index and ΔE of Agaricus bisporus

2.3 RH对硬度的影响

双孢蘑菇硬度是影响消费者满意度的重要属性之一[12]。研究表明,双孢蘑菇的硬度评价指标主要是表皮硬度和平均硬度。如图2(A)显示,在贮藏过程中,各组表面硬度均逐渐增加。各处理组在贮藏15 d时表面硬度分别为10.22、5.83、3.68 N。90%±5% RH处理组表面硬度增加最小。由图2(B)可得,在整个贮藏过程中,90%±5% RH处理组平均硬度整体呈下降趋势,贮藏末期为1.91 N,由于生化和微生物作用,蘑菇中的菌丝收缩和中央液泡破坏,蛋白质和多糖降解,导致硬度降低[13]。而70%±5%和80%±5% RH处理组贮藏初期平均硬度下降,但分别在第5 d和第9 d出现上升,并且前者在贮藏第15 d时硬度达到4.42 N。这是由于随着水分的减少,整体密度增加,从而导致较高的平均硬度。结果表明,90%±5% RH处理组表面硬化程度最低,平均硬度下降较少,能较好地维持双孢菇的硬度。

图2 不同RH对双孢蘑菇表面 硬度(A)和平均硬度(B)的影响Fig.2 Effect of different RH on surface hardness(A) and average hardness(B)of Agaricus bisporus

2.4 RH对MDA含量的影响

MDA含量是膜脂过氧化的主要产物,可导致不良风味,过量的MDA会破坏细胞膜系统,是反映植物衰老和对逆环境反应强弱的重要指标[14-15]。图3显示了贮藏期间双孢蘑菇MDA含量的变化。在15 d的贮藏期间,各组中MDA含量均出现增加的趋势,这与F Tao[16]的研究结果一致。90%±5% RH与其他组相比,MDA含量增加更慢,在第9 d后存在着显著差异(p<0.05)。在贮藏15 d时,70%±5% RH、80%±5% RH、90%±5% RH各组MDA含量分别为2.84、3.26和1.82 μmol/g FW,90%±5% RH 组样品相比于70%±5% RH组样品MDA含量降低35.9%。结果表明,90%±5% RH条件下,双孢蘑菇的氧化损伤程度最低。

图3 不同RH对双孢蘑菇MDA含量的影响Fig.3 Effect of different RH on MDA content of Agaricus bisporus

2.5 RH对PPO活性的影响

PPO活性是影响酶促褐变的重要因素,PPO将蘑菇所含的多酚物质氧化成醌,醌再转化为羟醌,羟醌聚合,生成黑色素,降低PPO活性可以有效抑制蘑菇黑色素合成,从而抑制褐变[17]。如图4所示,贮藏期间,各组双孢蘑菇的PPO活性逐渐增加,90%±5% RH在整个贮藏期间PPO活性均低于其他组,在第9 d时,70%±5% RH和80%±5% RH的PPO活性分别为90%±5% RH的1.71倍和1.26倍。第15 d时,70%±5% RH、80%±5% RH、90%±5% RH各处理组蘑菇PPO活性分别为32.40、28.50和18.95 U/mg pro,具有显著差异(p<0.05),90%±5%RH 组样品相比于70%±5%RH组样品PPO活性降低41.5%,证明高湿度环境对PPO活性的增加具有减缓作用。

图4 不同RH对双孢蘑菇PPO活性的影响Fig.4 Effect of different RH on PPO activity of Agaricus bisporus

2.6 RH对可溶性固形物含量的影响

图5中显示了不同贮藏湿度下双孢蘑菇可溶性固形物(TSS)的变化。在15 d的贮藏过程中,各组TSS均增加,Jiang[18]得出了类似的结果。蘑菇TSS含量的增加表明蘑菇趋于成熟。第11 d时,90%±5% RH、80%±5% RH、70%±5% RH各处理组蘑菇的TSS分别为8.46%、15.06%和20.03%,各处理组增加速率差异显著(p<0.05)。失重率过高,含水率较低也是70%±5% RH与80%±5% RH的TSS增加迅速的原因。90%±5%RH组TSS在整个贮藏期期保持相对稳定,双孢蘑菇的老化率显著低于其他湿度处理组(p<0.05),说明90%±5% RH可以较好地保持双孢菇可溶性固形物含量。

图5 不同RH对双孢蘑菇可溶性固形物含量的影响Fig.5 Effect of different RH on total solube solids(TSS)of Agaricus bisporus

3 结论

本实验研究了不同相对湿度对双孢蘑菇贮藏品质的影响。结果表明,随着贮藏时间的延长,双孢蘑菇的失重率逐渐上升,亮度下降,褐变度及表面硬度增加,感官品质劣变严重。在90%±5% RH的高湿度环境下,可以有效降低水分的流失,抑制 MDA含量和可溶性固形物的增加,降低PPO活性,延缓双孢蘑菇的衰老与褐变,保持更好的感官品质,有利于贮藏保鲜。实验表明,仅进行单一的湿度控制,双孢蘑菇的重量损失依然严重,可在此实验基础上,结合其他保鲜方式或前处理,以期达到更好的保鲜效果。