两种精油熏蒸处理对金针菇贮藏品质的影响

刘宏， 贠建民， 毛永强， 何田田， 毕阳

甘肃农业大学食品科学与工程学院，兰州 730070

金针菇(Flammulinavelutipes)属真菌界、担子菌门、伞菌纲、伞菌目、小皮伞科、小火焰菌属，其菇体柔软、菌盖圆嫩、味道鲜美且含有丰富的营养成分[1]。据研究表明，金针菇的氨基酸含量非常丰富，尤其是赖氨酸的含量特别高，赖氨酸具有促进儿童智力发育的功能，因此常称它为“增智菇”[2]。金针菇不仅具有丰富的营养价值，而且还具有很高的药用食疗作用，深受国内外消费者的喜爱。

金针菇的种植范围广泛，就中国而言，从东到西，由北至南，均适合金针菇的生长。金针菇也是我国最早栽培的食用菌品种之一，随着现代化工厂的迅速发展，其已经成为了我国产量最高的食用菌之一[3]，年产量已达到330多万t。但新鲜的金针菇含水量较高，代谢旺盛，易发生水分迁移现象，而且金针菇表面没有有效的保护组织，在常温条件下贮藏时货架期短，1～2天即出现开伞、褐变、腐烂、变质，严重影响其商品价值，不利于生产、加工、运输和销售，给食用菌产业带来了巨大的损失[4]。金针菇的贮藏保鲜最主要是抑制其呼吸作用和褐变，降低水分迁移速率，保持其商品品质，提高经济效益。

目前，食用菌采后贮藏保鲜大部分采用物理和化学技术。应用比较多的物理保鲜技术有冷藏保鲜法、气调保鲜法和辐照保鲜法等[5-7]，但这些技术投资大、操作不方便，很难推广。目前使用的化学保鲜技术包括氯化钙保鲜、食盐保鲜、抗坏血酸保鲜、焦亚硫酸钠保鲜等[8-11]，而这些化学保鲜剂对环境安全和人体健康有潜在的威胁，正在被越来越多的人所摒弃。因此开发新型、安全的食用菌生物保鲜剂已是不可阻挡的趋势。

植物精油是萃取植物特有的芳香物质，主要是从植物的果实、叶片、花和根等部位提炼出来的。植物精油由成百上千种成分所构成，主要成分有单萜、倍半萜烯、酯、醛、酮、醇等。植物精油的水溶性极差，易溶于有机溶剂，呈油状液体，具有强烈的挥发性气味[12]。植物精油来源天然、绿色环保，对人体无害，在食品、医药等方面应用比较广泛[13]。植物精油具有抗菌防腐的能力，能较好的维持果品蔬菜采后贮藏品质，延长果蔬的货架期[14]。研究发现，植物精油处理不仅对桃[15]、红提葡萄[16]、水蜜桃[17]、生菜[18]等果蔬保鲜效果显著，而且对食用菌采后贮藏保鲜也具有良好的效果。据报道，李安静等[19]研究发现肉桂精油和百里香精油对香菇采后贮藏保鲜效果显著，能延缓香菇腐烂，抑制呼吸。李彦虎等[20]研究发现花椒精油熏蒸处理双孢蘑菇能维持其感官品质，降低表面细菌菌落总数，减缓褐变以及腐烂的发生。黄巍等[17]研究发现丁香精油涂布纸箱对水蜜桃的保鲜效果显著，可减缓水蜜桃的腐烂，并能有效维持其感官品质。但目前尚未报道有关花椒精油、丁香精油熏蒸处理对金针菇采后贮藏品质的影响。

因此，本试验通过探究花椒精油、丁香精油熏蒸处理对采后贮藏过程中金针菇品质的影响，筛选出适用于金针菇保鲜的精油种类和浓度，以期为开发食用菌绿色保鲜剂、减少食用菌采后贮藏损失提供技术支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1材料与试剂 金针菇(Flammulinavelutipes)，购自天水众兴菌业科技股份有限公司，品种为白色金针菇品系。挑选菇体均一、色泽一致、朵型完整、菌盖圆润、无损伤的金针菇为试验材料。

花椒精油、丁香精油，精油含量≥99%，购自上海源叶生物科技有限公司。

95%乙醇溶液、甲醇溶液、聚乙二醇6000、交链聚乙烯吡咯烷酮、Triton X-100、愈创木酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯丙氨酸、β-巯基乙醇、硼酸、四硼酸钠，均为国产分析纯，购自天津光复精细化工研究所。

1.1.2主要设备 UV756CRT紫外-可见分光光度计(上海佑科仪表有限公司)；722 s可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司产品)；TGL-16台式高速冷冻离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)；FA1204B电子分析天平(上海佑科仪器仪表有限公司产品)；DW-86L338超低温冰箱(北京澎昆博远科贸发展有限责任公司)；HH-6恒温水浴锅(苏州威尔实验用品有限公司)。

1.2 方法

1.2.1熏蒸处理 将每组100 g左右金针菇置于干净的聚乙烯(PE)塑料保鲜框内，按照每框蘑菇重量，设置不同精油处理量，在滤纸片上分别滴加花椒精油和丁香精油，并将滴有精油的滤纸片固定在保鲜框内侧顶部(固定在保鲜膜上)，作为简单的精油挥发装置，同时以蒸馏水熏蒸处理作为对照，用PE保鲜膜将每个体系密封，熏蒸处理4 h，之后打开密封膜通风0.5 h。然后将样品置于常温(25±1)℃条件下先进行花椒精油、丁香精油浓度的筛选，最后利用前期筛选的最佳浓度在低温(4±1)℃条件下进行后续试验。

1.2.2精油筛选试验 ①最佳浓度的筛选。参照李彦虎[20]的方法及前期预实验结果，按照每框金针菇重量，设置0.10、0.25、0.50 mL·kg-13个处理量梯度，在常温(25±1)℃条件下开展精油筛选试验。一天取一次样，进行感官评价，每个浓度梯度设置3个重复。

②感官指标的评价。参照孟德梅[21]的方法并作修改，对金针菇的色泽、朵型形态、气味等感官指标进行评价，评分低于60分则不能被消费者接受，评价标准详见表1。

表1 感官评价评分表Table 1 Sensory evaluation scale

1.3 低温处理试验

1.3.1生理生化指标 ①失重率测定。失重率测定采用称重法[22]进行。

②褐变度的测定。参考单楠[23]的方法并有所改动，准确称取1 g液氮速冻的金针菇组织，加入9 mL pH 6.8的磷酸缓冲液，用研钵研磨成浆，移入离心管中，在4 ℃、8 000 r·min-1条件下离心10 min。取上清液，在波长450 nm下测定吸光值。

褐变度=OD450×5

③呼吸强度的测定。参照曹建康[22]的方法，采用草酸滴定法，每组重复3次，按下列公式计算呼吸强度，单位为mg·kg-1·h-1。

式中：c-草酸溶液的物质的量浓度(mol·L-1)；V1-空白滴定中草酸溶液用量(mL)；V2-测定中草酸滴定的用量(mL)；m-果蔬质量(kg)；t-测定时间(h)；22-测定中NaOH与CO2的质量转换数。

④PPO活性的测定。参照曹建康[22]的方法，采用分光光度法进行测量。在波长420 nm处测量吸光值，每隔1 min记录一次，连续测定，记录6个点的数据，重复3次，用下列公式计算PPO，单位为 U·g-1·min-1。

式中：ΔOD420-吸光值变化差；V-酶提取液总体积(mL)；Vt-加入酶液的体积(mL)；m-样品鲜重(g)；T-反应时间(min)

⑤总酚含量的测定。参照李志啸[24]的方法，准确称取1 g金针菇组织于研钵中，同时加入 5 mL 含1% HCl-甲醇溶液研磨成浆，然后转移到离心管中，摇匀，于10 000 r·min-1离心10 min，取上清液1 mL按照标准曲线的操作过程以含1% HCl-甲醇溶液为对照，在波长280 nm处测定吸光度。

⑥MDA的测定。参照曹建康[22]的方法，采用分光光度法进行MDA的测定，分别在450、532、600 nm波长处测定吸光值。记录数据，用下列公式计算反应混合液中丙二醛的含量。

c=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

式中：c-反应混合液中丙二醛的浓度(μmol·L-1)；V-样品提取液总体积(mL)；m-样品质量(g)；Vs-测定时所取样品提取液体积(mL)。

⑦PAL的测定。参照曹建康[22]的方法，称取5.0 g金针菇组织，加提取液在冰浴条件下研磨成浆，于4 ℃、10 000 r·min-1离心30 min，收集上清液即为粗酶液；取2支分别加入3.0 mL 50 mmol·L-1pH 8.8的硼酸缓冲液、0.5 mL 50 mmol·L-1l-苯丙氨酸溶液。向1支试管中加入0.5 mL 酶提取液，另1支试管中加入0.5 mL经煮沸5 min 的失活酶液作为对照。然后置于37 ℃保温60 min，之后用0.1 mL 6 mol·L-1盐酸溶液终止反应，以蒸馏水为参比空白调零，在波长290 nm处测定吸光值，重复3次，单位为 U·g-1·min-1。

式中：OD1-样品管反应溶液的吸光值；OD2-对照管反应溶液的吸光值；V-样品提取液总体积(mL)；Vs-测定时所取样品提取液总体积(mL)；t-酶促反应时间(h)；m-样品质量(g)；

1.4 数据分析

所有数据为3次重复试验所得，采用 Excel 2013 统计数据，计算平均值和标准误差，并绘制图表；采用统计分析软件 SPSS 22.0 对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 常温精油浓度筛选

2.1.1两种精油对感官品质的影响 感官品质能直接反应金针菇的品质好坏，也是衡量其商品价值最直观的指标。如表2、表3所示，各组金针菇的感官评分呈现不同程度的下降趋势，花椒精油和丁香精油处理组感官评分总体高于对照组，且不同浓度的精油对金针菇的保鲜效果不同。0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油感官评分显著高于其他浓度处理组和对照组(P<0.05)。贮藏至第4天时，对照组感官评分为56.78分，主要表现为菇体褐变严重、菌盖塌陷、有明显异味，已不具备商品价值；而用0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油处理组感官评分仍为70.08和72.55分，菇体轻微褐变、菌盖无明显塌陷、无明显异味。说明花椒精油和丁香精油处理能有效维持金针菇的商品价值，且0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油保鲜效果更显著。

表2 花椒精油最适浓度筛选结果Table 2 Screening results of optimal concentration of Zanthoxylum essential oil

注：同一列数据后的不同小写字母表示各处理间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

表3 丁香精油最适浓度筛选结果Table 3 Screening results of optimal concentration of clove essential oil

注：同一列数据后的不同小写字母表示各处理间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2 低温处理试验

2.2.1两种精油处理对感官品质的影响 利用常温试验筛选出的花椒精油和丁香精油继续进行低温试验。如表4所示，贮藏第6天后，0.1 mL·kg-1花椒精油处理组和0.5 mL·kg-1丁香精油处理组感官评分均显著高于对照组，但精油处理之间不存在差异；而贮藏第9天时，0.1 mL·kg-1花椒精油处理组和0.5 mL·kg-1丁香精油处理组感官评分均显著高于对照组，而且处理组之间也呈现出显著性差异，0.5 mL·kg-1丁香精油处理组感官评分显著高于0.1 mL·kg-1花椒精油处理组(P<0.05)。在第15天时，对照组感官评分为63.33分，而花椒精油和丁香精油感官评分分别为72.58和75.08分。说明花椒精油和丁香精油熏蒸处理对金针菇的保鲜效果显著，且丁香精油的保鲜效果更明显。

表4 两种精油处理对感官品质的影响Table 4 Effect of two essential oils fumigation treatment on sensory quality

注：同一列数据后的不同小写字母表示各处理间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.2两种精油处理对失重率的影响 新鲜金针菇含水量较高，在采后贮藏过程中极易发生水分迁移现象，再加上呼吸过程中要消耗大量干物质，所以在贮藏期间会发生严重的失重。如图1所示，金针菇的失重率在整个贮藏期内呈逐渐上升的趋势，在贮藏期前3天对照组和处理组失重率变化基本一致，这可能是前期精油熏蒸处理未能有效抑制金针菇的呼吸作用，导致干物质迅速消耗所致[25]。第6天后，处理组失重率一直低于对照组。在第15天时，对照组的失重率分别比花椒精油处理组和丁香精油处理组高出22%和31%，呈现出显著性差异，且丁香处理组失重率显著低于花椒精油处理组(P<0.05)。由此表明精油熏蒸处理在一定程度上能够降低金针菇的失重率。

2.2.3两种精油处理对呼吸强度的影响 呼吸强度是金针菇采后贮藏过程中的一个重要生理作用，也是加快金针菇成熟衰老的重要原因[26]。如图2所示，各处理组的变化趋势基本一致，呈现出先下降后升高再下降的趋势，花椒精油和丁香精油处理组的呼吸强度整体低于对照组。在贮藏期0～3天，处理组和对照组均呈现下降趋势，这可能是由于环境温度突然下降所引起的。第6天时，对照组和精油处理组都具有最大呼吸量，且精油处理组呼吸高峰显著低于对照组呼吸高峰(P<0.05)，但处理组之间的差异没有统计学意义。表明精油熏蒸处理具有延迟金针菇呼吸高峰并降低金针菇呼吸强度的作用。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.4两种精油处理对PPO活性的影响 如图3所示，在整个贮藏期内，金针菇的PPO活性呈现先上升后下降的趋势。在第12天时，处理组和对照组的PPO活性均上升到最高点，出现峰值，但花椒精油和丁香精油处理组的峰值低于对照组。贮藏至第15天，花椒精油和丁香精油处理组PPO活性显著低于对照组(P<0.05)。由此可见花椒精油和丁香精油熏蒸处理能显著抑制金针菇的PPO活性，从而有效延缓金针菇组织衰老褐变。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.5两种精油处理对PAL活性的影响 PAL是果蔬酚类化合物合成过程中的关键酶，两种精油处理对金针菇PAL活性的影响如图4所示，在贮藏期内，金针菇的PAL活性呈现先上升后下降的趋势。可以看出，精油处理组的PAL整体低于对照组。第9天时，精油处理组和对照组的PAL活性均达到最高值，且精油处理组显著低于对照组(P<0.05)。结果表明，精油熏蒸处理能有效抑制PAL活性的增加，减缓苯丙氨酸的代谢速率。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.6两种精油处理对MDA的影响 MDA是生物体衰老过程中膜中脂质过氧化的终产物，可以通过其含量间接了解膜系统受损害的程度[27]。如图5所示，在金针菇贮藏过程中MDA的含量均呈现缓慢上升的趋势，第6天时，花椒精油处理组MDA含量显著低于对照组(P<0.05)，但与丁香精油处理组之间没有显著性差异(P<0.05)。在第12天时，丁香精油处理组MDA含量显著低于对照组(P<0.05)，但与花椒精油之间差异不显著(P<0.05)。第15天时，对照组MDA含量为1.75 μmol·g-1，而花椒精油和丁香精油处理组MDA含量分别比对照组低0.15、0.40 μmol·g-1，丁香精油处理组显著低于花椒精油处理组和对照组(P<0.05)。说明花椒精油和丁香精油熏蒸处理能有效降低金针菇MDA的积累，减少膜脂过氧化。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.7两种精油处理对褐变度的影响 褐变度是衡量食用菌商品价值的重要指标，其高低可以直接反应出食用菌的品质优劣。如图6所示，金针菇的褐变度在整个贮藏期内呈现上升趋势。第9天之前，各组金针菇的褐变速度较慢，与对照组相比，精油处理组金针菇褐变速度更慢。在第6天以后，丁香精油处理组褐变程度显著低于对照组(P<0.05)。第15天时，花椒精油和丁香精油处理组的褐变度分别为1.49和1.43，与对照组相比低了7.2%、11.0%，处理组显著低于对照组(P<0.05)，但处理组之间差异不显著。说明花椒精油和丁香精油处理能显著抑制金针菇褐变，减缓金针菇子实体的腐烂。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.2.8两种精油处理对总酚的影响 如图7所示，在贮藏过程中金针菇总酚含量呈先上升后下降的趋势，贮藏至第3天时总酚含量达到峰值，可能是由于切根处理和环境温度下降对金针菇产生了胁迫作用，导致大量的酚类物质合成以抵御外界的干扰[28]。第12天以后，丁香精油处理组的总酚含量高于花椒精油处理组和对照组，不仅处理组和对照组之间差异显著，而且处理组间差异显著(P<0.05)。说明花椒精油和丁香精油处理能显著维持较高的总酚含量、减缓金针菇褐变。

注：*表示同组数据对照与处理组间的差异具有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

本文研究了花椒精油和丁香精油熏蒸处理对金针菇贮藏品质的影响，分别在常温(25±1)℃和低温(4±1)℃条件下进行试验。结果表明，在常温(25±1)℃条件下，花椒精油和丁香精油熏蒸处理对金针菇保鲜效果明显。其中，以0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油处理组保鲜效果最佳，能够明显抑制金针菇子实体的褐变、延缓菌盖塌陷、减轻异味产生，防止腐败变质；在低温(4±1)℃贮藏条件下，花椒精油和丁香精油熏蒸处理金针菇能够显著抑制其PPO和PAL 的活性，同时维持了金针菇较高的总酚含量，从而延缓金针菇的褐变。在整个贮藏过程中，精油熏蒸处理能显著抑制金针菇的呼吸强度和失重率的上升，有效的降低了MDA的含量，维持了细胞膜的结构和功能，并保持了较高的感官品质。

植物精油具有较好的抑菌能力和保鲜效果，是开发高效食用菌保鲜剂的优良原料[29]。采后金针菇生理代谢旺盛，在低温条件下仍然具有较强的呼吸作用，且其表面没有明显的保护组织，很容易出现品质劣变现象。本文以两种精油为熏蒸剂，通过熏蒸处理研究其对采后金针菇贮藏品质的影响，发现0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油对金针菇的感官品质及生理生化指标有显著的影响。

失重现象是金针菇采后贮藏品质变化的重要表现之一，而失重主要是由金针菇子实体中发生了水分迁移和营养物质消耗所致[30]。本试验结果表明，0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油对金针菇的失重具有显著抑制作用，这可能是由于精油中的某些物质抑制了细胞壁降解酶，例如几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶等[20]，从而降低了水分迁移速率，延缓了失重的发生，至于这一点在金针菇上是否存在，还有待于进一步的试验验证。菇体中营养物质的消耗主要是呼吸作用导致的，强烈的呼吸强度会严重影响食用菌的贮藏品质。本研究结果表明，0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油都能显著抑制金针菇的呼吸强度，减少营养物质的损耗，从而延缓失重的发生。丙二醛是生物体衰老过程中膜脂质过氧化的终产物，可以通过其含量间接了解膜系统受损害的程度[27]。本试验结果表明，两种精油能有效抑制金针菇菌体丙二醛含量的上升，防止膜的过氧化，减少了细胞内物质的外流，从而延缓失重的发生。

褐变是金针菇品质劣变的另一重要表现，而食用菌褐变的主要形式是酶促褐变[31]。多酚氧化酶催化食用菌中的内源性多酚物质氧化生成黑色素，严重影响食用菌的外观品质。在贮藏过程中，金针菇细胞膜脂过氧化产生丙二醛，破坏了膜结构，增强了膜的通透性，使得酶和大量酚类物质接触，加速褐变。本试验研究发现，0.1 mL·kg-1花椒精油和0.5 mL·kg-1丁香精油熏蒸处理能显著抑制金针菇的PPO和PAL的活性并且维持较高的总酚含量，证明两种供试精油能够减缓金针菇的褐变，具有一定保鲜效果。