静磁场辅助冷藏对草菇采后品质的影响

杨哪，周宇益，黄文哲，王干一，张晶平， 白莹，魏建，周思健，徐学明*

1(江南大学 食品学院，江苏 无锡，214122)2(英都斯特(无锡)感应科技有限公司，江苏 无锡，214035) 3(TCL家用电器(合肥)有限公司，安徽 合肥，231299)

草菇(VolvariellavolvaceaBull.Singer)，又名兰花菇和麻菇，是一种典型的高温型草腐菌，广泛分布于我国广东、福建、江苏、山东和湖南等地。草菇因其富含多糖、特异性蛋白、甾醇和三萜等活性成分[1]，且具有调节免疫力、降血糖、降血脂和抗肿瘤的功效，受到消费者的广泛喜爱。然而，草菇在采后加工和贮藏过程中极易发生开伞、色泽暗淡和机械损伤，造成货架期缩短，商业化价值受损。且10 ℃以下贮藏，易导致草菇发生自溶；25 ℃以上，草菇呼吸代谢活性增强，易变质；15～20 ℃为最适贮藏温度[2]，高效的贮藏保鲜方法对改善草菇品质具有重要作用。

常见的食用菌冷藏保鲜技术主要为控温、气调、臭氧、辐照和涂膜保鲜等。段学武等[3]采用5～15 ℃贮藏草菇，发现15 ℃下贮藏4 d，草菇基本保持原品质，但10 ℃以下出现冷害症状；余科林等[4]采用气调贮藏草菇，与对照相比，贮藏期可延长2 d；王霆等[5]采用臭氧处理金针菇，采后4 ℃贮藏7 d，在臭氧环境下，金针菇中过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性增强，抗氧化能力提升；叶爽等[6]采用γ射线辐照处理香菇，有效减少香菇水分流失，延长货架期；EISSA[7]利用甲壳素对鲜切蘑菇进行涂膜保存，4 ℃下贮藏15 d，鲜切蘑菇微生物生长受到抑制，总酚含量下降，保质期延长。除常见的保鲜手段外，磁场辅助贮藏技术也成为食品贮藏领域的新方法，静磁场环境可改变生物体内酶活性及微生物的生理代谢，细胞膜离子交换。ZHAO等[8]利用7 mT静磁场贮藏保鲜采后黄瓜，12 ℃贮藏16 d后，黄瓜的硬度和表皮颜色得到显著改善，抗逆性增强，腐烂率下降，黄瓜贮藏品质显著提高。食用菌的贮藏保鲜仍以控温为主，通过延缓菌菇的呼吸作用和水分蒸腾效应实现，目前鲜有将磁场辅助冷藏应用于食用菌的贮藏研究中。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

V238草菇购于超市，挑选外观无开伞、无发黄褐变、无机械损伤、大小和成熟度一致的果实；没食子酸、福林酚、Na2CO3、三氯乙酸、硫代巴比妥酸等试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验设备及仪器

MFI-T1磁场辅助冷冻冷藏箱(静磁场强度0～5 mT)，英都斯特(无锡)感应科技有限公司；C-MAG磁力搅拌器，德国IKA公司；AL204分析天平，瑞士Mettler Toledo仪器有限公司；TGL-16B离心机，上海安亭科学仪器厂；V-1800紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；TA.XT Plus质构分析仪，英国Stable Micro Systems公司；PAL-2手持式糖度仪，日本爱拓公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理与冷藏

选取4份形状和大小均匀，外观状态一致的草菇，每份包含30颗草菇，置于2台磁场辅助冷冻冷藏箱内相同位置，并设置不同磁场强度分批进行试验，14.5～15 ℃冷藏5 d。在冷藏期间，每天取3个草菇，研究0(对照)、1、3、5 mT强度的静磁场对草菇冷藏过程中表观形态、失重率、硬度、褐变程度、总酚含量、MDA含量和可溶性固形物含量的影响。

1.3.2 失重率测定

失重率的测定采用差重法，分析草菇在冷藏前后的质量变化，按公式(1)计算：

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(1)

式中：m0，样品初始质量，g；mt，冷藏td的样品质量,g。

1.3.3 硬度测定

参考SINGH等[9]的方法，每天随机选取3个草菇，采用质构仪对草菇菌盖进行穿透测试，配置P/2(2 mm)探针。样品穿透深度为12 mm，测定速度0.5 mm/s，在不同位置重复3次，测定草菇果实的平均硬度，硬度单位为g。

1.3.4 总酚含量测定

取5 g草菇样品，加入20 mL体积分数为60%的乙醇研磨成浆，于40 ℃水浴超声提取30 min，5 000 r/min离心20 min。取上清液经0.45 μm有机系滤膜过滤，并参照李晓英等[10]的方法，以没食子酸为标准品，用福林-酚法测定总酚质量浓度。

1.3.5 褐变程度测定

参考蔺凯丽等[11]的方法，称取2.0 g草菇样品，加入20.0 mL去离子水，研磨过滤后，滤液于25 ℃水浴5 min，去离子水为空白对照，测定410 nm下的吸光值OD410，重复测定3次，按公式(2)计算：

褐变程度=OD410×10

(2)

1.3.6 MDA含量测定

参考SHI等[12]的方法，称取5.0 g草菇样品，加入5.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液研磨成浆，在4 ℃，5 000 r/min下离心20 min，提取上清液2.0 mL，加入2.0 mL 6.7 g/L硫代巴比妥酸溶液，混合均匀后降至室温，5 000 r/min下离心20 min。测定其在450、532、600 nm下的吸光度值，重复测定3次，按公式(3)计算：

(3)

式中：X，样品MDA含量，μmol/g；OD532、OD600、OD450，混合液在532、600、450 nm波长下的吸光度值；V，样品提取液总体积，mL；m，样品质量，g。

1.3.7 可溶性固形物含量测定

采用手持式糖度仪测定样品中可溶性固形物含量，重复测定3次。

1.4 数据分析

采用Origin 8.5进行制图，SPSS 22.0软件进行数据分析。每个样品重复测定3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 静磁场辅助冷藏对草菇表观形态的影响

不同静磁场环境下草菇在冷藏0～5 d的表观形态变化如图1所示。15 ℃下冷藏3 d时，对照样的菌盖颜色变浅，菌体出现褐变，并呈现轻微收缩，到第5天时草菇失水加剧，内部组织结构松散。静磁场环境下，随磁场强度的增加，草菇菌盖色泽变化较小，菌体未见明显褐变，内部组织状态保持饱满状态，有效延长草菇货架期。这与李太宝等[13]研究结果相似，电磁场环境下贮藏草莓时，样品起斑时间较对照延迟1～2 d，变皱时间延迟4～5 d。静磁场环境冷藏保鲜显著改善菌菇表观形态，同时推测可能对其内源酶的活性造成影响，延缓样品褐变。

图1 静磁场下草菇冷藏过程中的表观形态Fig.1 Apparent morphology of Volvariella volvacea during preservation under static magnetic field

2.2 静磁场辅助冷藏对草菇失重率的影响

适宜的水分含量有利于延长草菇的货架期。由图2可知，随冷藏期的延长，草菇的细胞呼吸代谢和水分蒸发导致失重率增加。在冷藏5 d时，对照组中的草菇失重率达3.78%，而随磁场强度的增加，草菇失重率上升趋势减缓，5 mT静磁场环境下，草菇失重率仅为2.38%，失重率较对照组下降37.04%。这与赵松松等[14]研究结果类似，香蕉置于6 ℃，10 mT磁场环境下贮藏7 d，失重率较对照减少16.67%。冷藏期间，样品中的自由离子和磁导性溶质在细胞和组织中缓慢扩散，低强静磁场环境下，这些成分在洛伦兹力影响下，扩散和迁徙受到抑制，故减少了水分的流失[15]。此外，低强静磁场环境下，细胞膜的极性脂质双分子层分布有序性和紧密性增强，抗磁性的极性生物大分子发生取向，水分子跨膜扩散通量降低，细胞呼吸作用减弱[16]。静磁场环境下贮藏草菇，在改善菌菇外观形态的同时，对降低草菇的失重率具有积极作用。

图2 静磁场下草菇冷藏过程中的失重率Fig.2 Weight loss rate of V.volvacea during preservation under static magnetic field 注：同一冷藏时间不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.3 静磁场辅助冷藏对草菇硬度的影响

硬度与细胞组织内的结构、膨胀压力和可溶性物质含量有关，硬度变化反映草菇内部组织结构的状态情况。由图3可知，冷藏期间，草菇的硬度呈现下降趋势，这与草菇失重率的变化结果一致，失重率越高，草菇硬度越小。冷藏5 d时，对照组的硬度为45.21 g，而1、3、5 mT静磁场环境下，草菇的硬度分别为53.41、59.36、66.72 g，较对照组显著提高(P<0.05)，质构得到一定程度的维持。这可能是静磁场改变了细胞膜蛋白的物理性质，促使草菇具有更高的细胞内压[17]，样品组织的结构稳定，保鲜效果改善。

图3 静磁场下草菇冷藏过程中的硬度Fig.3 Hardness of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.4 静磁场辅助冷藏对草菇总酚含量的影响

酚类物质是食用菌的重要次生代谢产物，可有效减少氧自由基，并抑制其细胞的氧化损伤。从图4可知，冷藏初期，草菇中总酚含量无显著变化(P>0.05)，冷藏3 d后，对照组草菇中的总酚含量快速下降。而静磁场环境下，随磁场强度的增加，草菇中总酚下降趋势减缓。冷藏5 d时，在5 mT静磁场环境下，总酚含量较对照组提高了27.70%。物理场对农产品贮藏和培育中的总酚含量有显著的影响。AZIMIAN等[18]采用90 mT磁场辅助培育青蒿，青蒿的耐盐性提高，多酚浓度提高了31%，抗氧化活性得到显著增强。静磁场环境下的冷藏有效减缓了菌菇中酚类物质降解，故在冷藏后期，抑制了草菇的色泽变化。

图4 静磁场下草菇冷藏过程中总酚的含量Fig.4 Total phenol concentration of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.5 静磁场辅助冷藏对草菇褐变程度的影响

草菇冷藏过程中，细胞进行生理代谢，胞内多酚物质流出，与细胞底物反应促使菌菇颜色发生变化。从图5可知，与冷藏期间草菇表观形态变化一致，随冷藏时间的延长，草菇菌体色泽变化程度加剧。然而，静磁场环境下草菇的褐变程度得到缓解。与对照相比，冷藏3 d时，静磁场环境下冷藏的草菇褐变程度显著下降(P<0.05)，分别降低14.48%、31.65%和56.23%，5 mT静磁场环境下冷藏5 d，褐变程度减小27.97%。3.17 A/m外加磁场能抑制莲藕中的多酚氧化酶活性，酶促褐变出现滞后，本研究结果与高梦祥等[19]研究相似。静磁场环境下冷藏，磁导性细胞的组织液中产生微弱的信号电流，增强了草菇中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等金属酶活性[20]，有效延缓了草菇的色泽改变。

图5 静磁场下草菇冷藏过程中褐变程度的变化Fig.5 Changes of browning degree of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.6 静磁场辅助冷藏对草菇MDA含量的影响

MDA是脂质过氧化的最终产物，其含量可反映食用菌的抗逆性。草菇冷藏过程中细胞组织发生氧化应激，蛋白质合成受到抑制，细胞膜泄漏增加。图6可知，草菇冷藏过程中MDA含量呈上升趋势，在冷藏3 d时，静磁场环境与对照组样品中的MDA差异较小(P>0.05)，而在冷藏5 d时，与对照组相比，1、3、5 mT强度的静磁场环境下MDA含量显著降低(P<0.05)，分别下降了10.86%、13.83%、15.95%。CAKMAK等[21]采用7 mT静磁场贮藏青葱，低强度连续的静磁场，能有效增强青葱的抗氧化系统，抑制氧化损伤。WELLER等[22]认为在静磁场作用下，化学反应中的塞曼分裂大于分子的超精细组装相互作用能，减少三重态自由基形成，静磁场环境下，样品中自由基减少，有效抑制了MDA合成。因此，静磁场环境冷藏可提高菌菇的脂质抗氧化能力，清除氧自由基，减少草菇的氧化损伤。

图6 静磁场下草菇冷藏过程中MDA含量的变化Fig.6 Changes of MDA molar mass of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.7 静磁场辅助冷藏对草菇可溶性固形物含量的影响

随冷藏时间的延长，草菇中可溶性固形物含量呈下降趋势，可溶性固形物降解也是食用菌腐烂变质的重要原因。由图7可知，与对照组相比，静磁场环境下冷藏可有效减少草菇中可溶性固形物的扩散溶出。冷藏初期，静磁场冷藏下的草菇可溶性固形物含量与对照组差异较小(P>0.05)，冷藏5 d时，5 mT静磁场环境下，草菇内可溶性固形物含量较对照组样品提高31.62%。这与高梦祥等[23]研究结果相似，经0.87 A/m磁场冷藏后，葡萄中可溶性糖含量较对照组的减小趋势得到缓解。而崔颖等[24]利用2.33 mT磁场处理河套蜜瓜，其可溶性蛋白含量显著增加。推测静磁场冷藏增强了草菇的抗氧化物酶的活性，抑制其生理代谢，可溶性固形物消耗量减少，使得该过程中的营养成分流失减少。

图7 静磁场下草菇冷藏过程中可溶性固形物含量的变化Fig.7 Changes of soluble solid content of V.volvacea during preservation under static magnetic field

3 结论

本研究以V238草菇为原料，探究了不同静磁场环境下，草菇冷藏过程中理化性质的变化。15 ℃冷藏5 d，与对照相比，随静磁场强度增加，草菇颜色变化较小，样品保持饱满状态，草菇失重率下降，硬度得到维持。此外，草菇中总酚含量提高，静磁场有效抑制了草菇的褐变，MDA含量下降，脂质氧化减少，可溶性固形物消耗量降低，冷藏品质得到显著的提升。通过研究静磁场下草菇冷藏过程中的理化性质变化，为食用菌的保藏提供了一种新的手段，但食用菌贮藏过程中蛋白质及多糖等物质的变化以及过程中微生物的影响有待进一步研究。