不同贮藏温度对灰平菇品质影响及货架期预测模型的建立

张鹏

摘要以灰平菇子實体为研究对象，研究不同贮藏温度（4、10、20℃）对平菇品质的影响，从食品品质损失的基本反应动力学出发，结合 Arrhenius理论，建立平菇货架期预测模型。结果表明，低温能够有效降低平菇子实体感官品质及子实体含水率下降速率，减缓子实体菌落总数、丙二醛含量、褐变度上升速率，延长货架期。本研究建立了分别以含水量、菌落总数 TVC、丙二醛 MDA、褐变度 BD为变量的平菇货架期预测模型，在低温条件下预测值与实测值相对误差小于25%，拟合方程 R2平均值为0.9247。表明模型能够较为准确地预测平菇在特定货架温度下的货架期，进而为平菇货架期监测提供理论依据。

关键词灰平菇;货架期;Arrhenius理论;预测模型

中图分类号 TS219 文献标识码 A  DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.12.009

Influence of Different Storage Temperatures Conditions on Oyster Mushroom and Its Prediction Model Construction of Shelf-life

ZHANG  Peng

（Quanzhou Insititute of Agricultural and Sciences， Quanzhou， Fujian 362212， China）

Abstract  The effect of different storage temperature（4， 10， 20℃） on the quality of Pleurotusostreatus wasstudied， the prediction model of shelf life of P. ostreatus was established combining with the basic reactionkinetics  of food  quality  loss  and Arrhenius  theory. The  result  showed  that  the  low  temperature  couldinhibited the decrease rate of sensory index changes and water content， slow down the ascendant rate oftotal number of colonies content， malondialdehyde content and browning degree in fruiting body， whichextended shelf life of P. ostreatus . This study established shelf life prediction model of P. ostreatus withwater content 、TVC  content、 MDA content  and BD  as variables， the relative  error between predictedvalue and measured value is less than 25% at relatively low temperature， the mean value of fitted equationR2 is 0.9247， showing  the  model  could  accurately  predict  the  shelf life  of P. ostreatus  at  a  specifiedtemperature， and provides a theory basic for shelf life of P. ostreatus monitoring.

Keywords  Pleurotusostreatus ; shelf life ; Arrhenius theory ; prediction model

平菇Pleurotusostreatus，侧耳属真菌，是我国大面积栽培的食用菌之一。平菇味道鲜美，营养丰富，富含蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质及多糖等[1]。新鲜平菇水分含量达90%以上，常温条件下采摘后2～3 d 内即表现出萎蔫、褐变、腐烂变质等症状，货架期非常短[2-4]。平菇品质在贮藏过程中会逐渐衰减，如何通过一种快速有效的方法来预测其货架期尤为重要。大量研究证明，食品的品质变化可通过化学反应动力学模型反映。国内外已有研究人员采用 Arrhenius 理论、Z模型等等构建货架期预测模型，并应用于水产、果蔬等领域。研究货架期平菇品质变化动力学特性且运用特征指标拟合平菇货架期预测模型的相对较少。本研究通过感官评价、含水量、TVC、MDA、 BD 等指标来研究不同货架温度下平菇品质变化情况，同时将 Arrhenius方程与反应动力学模型相结合，构建适合的货架期预测模型并进行应用验证，为市场销售提供理论和技术依据。

1材料与方法

1.1材料

平菇子实体，采自福建省裕兴农业科技有限公司。

主要仪器：TES-1360A 电子温湿度计，泰仕电子工业股份有限公司产品;分光光度计。

1.2方法

1.2.1样品处理

采收同批次、同茬次且朵形一致，大小适中，八成熟平菇子实体，装盘覆膜，0.4～0.6 kg/盘，随机分成3组，15盘/组，装入泡沫箱内，分别置于4、10、20℃恒温条件下贮藏，每隔1天取出1盒测量试验指标，各指标重复测量3次。

1.2.2感官评价

参考相关标准[5]，建立感官评价指标（表1）。由5人组成感官评定小组，对样品进行评分定级，样品分数取平均分，拟定60分为平菇货架期终点。

1.2.3含水量測定

参考 GB 5009.3—2010，采用直接干燥法[6]，测量样本的含水率 W，计算公式 W =        ×Wt       100%，式中Wt为贮藏时间 t时样本鲜重（g）; W0为样本干重（g）。

1.2.4褐变度测定

根据许原等[7] 的方法，取样品5 g，加入95%乙醇研磨匀浆，避光静置30 min，10000 r/min离心10 min，取2 mL 上清液，95%乙醇定容至10 mL，于420 nm处测吸光度，重复测量3次，以 95%乙醇为空白对照，计算褐变度 BD。BD=OD420×100

1.2.5菌落总数（TVC）测定

参考 GB 4789.2—2016[8] 的方法，切取子实体10 g，加入50 mL无菌水，匀浆，梯度稀释，各取500?L 匀浆液倒入琼脂培养基，摇匀，凝固后30℃培养3 d后进行菌落计数。

1.2.6丙二醛（MDA）含量测定

参考曹健康等[9] 的方法，将样品烘干，称取2 g 研磨，加入15 mL TCA 溶液（100 g/L），4℃，10000 r/min 离心20 min，取上清液，加入2 mL 0.67% TBA，混匀，沸水浴20 min，离心，测上清液 OD450、 OD532和 OD600，重复3次测量。提取液 c （?mol/L）=6.45×（OD532-OD600）-0.56×OD450

1.2.7货架期预测模型的构建及数据处理

1.2.7.1品质变化动力学模型建立

将与平菇品质变化有关的特征指标，结合化学反应动力学理论，可拟合出品质衰变的函数，构建出品质变化动力学模型[10]。大多数食品的质量与时间关系为零级或一级反应[11]。

零级反应：C=C0+kt （ 1）

一级反应：C=C0ekt    （2）

式中： C为品质指标测定值; t为储藏时间， d; C0为品质指标初始测定值; k 为化学反应速率常数。

1.2.7.2品质变化预测模型建立

Arrhenius 方程从化学动力学角度描述了化学反应速率常数与温度的关系，被广泛应用于食品货架期预测，其基本表达式为：

式中： A为指前因子;Ea为活化能（反应所需克服的能垒）， J/mol ; R 为摩尔气体常数，8.3144 J/（mol ·k）;T为绝对温度，K。

通过对lnK、1/T 线性拟合，得到线性回归方程，依据方程的截距和斜率可求得Ea和 A。

根据品质变化动力学模型推导出货架期预测模型：

式中：SL0为零级反应下的货架期，d;SL1为一级反应下的货架期，d;C为货架期终点时品质指标临界值;C0为品质指标初始测定值。

2结果与分析

2.1不同贮藏温度对平菇感官评分的影响

感官评分可直接描述果蔬品质与商品价值[13]，是反映平菇贮藏过程中外观变化的一个重要指标。不同温度下感官评分的变化见图1。

由图1可知，随着贮藏时间的增加，平菇的感官评分逐渐下降。在4℃条件下，感官评分缓慢均匀下降，在第12天时，感官评分接近货架期终点;在10℃条件下，感官评分下降较快，贮藏第10天时，菇体出现轻微褐变，有轻微异味，出现大面积气生菌丝，感官评分达到货架期终点值，第12天时，基本失去商品价值;20℃下，感官评分下降最快，在第8天时，菇体已出现褐变，表面长出气生菌丝，第10天时，出现明显的异味，第12天时，菇体表面塌陷、软化，完全失去食用价值。

2.2不同贮藏温度条件下平菇含水量的变化

采收后的子实体由于自身呼吸及失去基质水分供给，含水量下降，从而影响平菇品质。不同温度下子实体含水量变化见图2。

由图2可见，在各个温度条件下，含水量均呈下降趋势，温度越低，水分损失越小，贮藏前期，含水量下降相对明显，贮藏末期，含水量下降趋于平缓。4℃条件下，12 d 内含水量降低10个百分点，20℃条件下，12 d 内含水量降低15个百分点。

2.3不同贮藏温度不同货架温度下褐变度的变化

平菇采摘后，细胞内代谢活动仍在进行，随着时间延长，衰变产物不断地积累，引起褐变，褐变度成为评价平菇子实体品质的标志之一。由图3可知，在各温度条件下，平菇褐变度呈上升趋势，温度越高，褐变度越大，贮藏前期褐变度上升幅度较小，贮藏后期，褐变度上升幅度较大。

2.4不同贮藏温度条件下菌落总数变化

不同温度条件下菌落总数变化见图4。由图4可知，低温可有效抑制微生物生长速率，延长保鲜期，平菇采后菌落总数为3.13 lg （cfu/g）。在4℃时，贮藏第12天达到4.49 lg （cfu/g），此时，平菇感官评分已达到货架期终点;在10℃时，贮藏第6天时，菌落总数即达到4.79 lg（cfu/g）;在20℃时，贮藏4 d，菌落总数达到4.99 lg（cfu/g），而此时，感官评分尚未达到货架期终点。

2.5不同贮藏温度条件下丙二醛含量变化

植物器官衰老或遭受伤害，会发生膜脂过氧化，丙二醛作为膜脂过氧化最终产物，其含量反映了膜脂过氧化程度，是膜系统受损害的重要标志[14]。由 5图可知，在各个温度条件下，丙二醛含量均呈上升趋势。20℃时，平菇丙二醛含量始终处于最高水平，在货架期终点，即第8天时，丙二醛含量为7.6 mmol/g，与4℃条件下货架期终点即第12天时，丙二醛含量（8.1 mmol/g）接近。

感官品质是消费者发生购买行为的重要因素，故建立感官品质与试验指标的关联程度，进而判断试验指标适宜构建货架期预测模型或筛选适宜的试验指标，平菇感官品质与试验指标的相关性见表2。

从表2可以看出，含水量与感官评分间存在显著的相关关系，显著性 p=0.018<0.05， spear ‐ man相关系数为0.795，褐变度、TVC含量、丙二醛含量分别与感官评分间存在极显著的相关关系，显著性 p<0.01， spearman相关系数分别为0.914、0.877、0.964，故含水量、褐变度、TVC含量、丙二醛含量适宜作为试验指标来建立动力学模型。

2.6动力学分析

分别对不同温度条件下平菇含水量、褐变度、丙二醛、菌落总数按照零级和一级动力学模型进行拟合，得到各试验指标在相应温度条件下的反应速率常数 K 和回归方程的判定系数 R2，见表3。由表3可知，褐变度、丙二醛随时间变化更符合零级动力学模型，模型的判定系数 R2相对较高;含水量、菌落总数随时间变化更符合一级动力学模型，模型的判定系数 R2相对较高。

2.7货架期模型的建立

根据公式（3）、表3，以1/T 为横坐标，lnK为纵坐标，进行线性回归拟合，得到各反应的活化能Ea与指前因子 A，见表4。

拟定各指标货架期终点的临界值为在4℃下感官评分认为达到货架期终点时该指标的测定值，即货架期终点含水量临界值为79%、BD 临界值为9.3， TVC 临界值为5.34，MDA 临界值为7.4，将模型参数带入公式（4）（5），货架期模型如下：

式中： CW 、CBD 、CTVC 、CMDA 分别为 W、BD、TVC、 MDA测定值，T为贮藏温度，K;R为摩尔气体常数，8.3144 J/（mol ·k）。

2.8货架期模型的验证及应用

商超取样，测定各指标实测值及贮藏温度，通过货架期模型对货架期进行预测不同贮藏温度下货架期的实测值与预测值，结果见表5。

由表5可知，各指标预测模型在18℃时预测的相对误差在25%以内，在高温条件下，预测误差较大，SLMDA 在23℃时，相对误差为60%，所以在实际应用中，应相互参考多个预测模型，可获得更为准确的预测值。

3讨论

贮藏温度是影响食品品质的重要因素，结合感官评分，4℃时平菇货架期约为12 d，10℃时货架期约为8 d，20℃时货架期约为6 d，这与前人的研究结果相似。低温可有效缓解平菇品质下降的速率，对保持平菇鲜度有良好的效果，但在实际销售过程中，无法达到长期稳定的低温。在大型超市里，平菇经包装后一般放置于保鲜柜里销售，温度在18～23℃，可通过预测模型对某一温度下剩余货架期进行预测，从而指导商家作出降价促销或及时补货的决定。

本研究探究了4、10、20℃溫度下平菇感官评分、含水量、褐变度、菌落总数、丙二醛等指标的变化规律，结合化学反应动力学模型及Arrhe‐nius方程，建立了平菇货架期预测模型，在较低温的条件下，该模型的预测值与实测值相对误差在25%以内，拟合方程 R2平均值为0.9247。SLW 在18℃时的预测值最低，为15%。与平菇感官评分和品质相关的指标还有很多，如细胞膜相对导电率、呼吸强度、SOD活性、PPO活性、POD活性等，在下一步研究中，将以这些指标为变量进行货架期预测模型拟合，建立起精度更高的货架期预测模型，指导生产销售。

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（编辑排版：曾莉娟）