臭氧处理对香菇采后品质与生理的影响
杨晋恒1,2, 郜海燕1,*, 周拥军1, 陈杭君1, 穆宏磊1, 汪伟3
1.浙江省农业科学院 食品科学研究所,农业部果品产后处理重点实验室,浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室,浙江 杭州 310021
2.南京农业大学 食品科技学院,江苏 南京 210095
3.浙江盛源食品有限公司,浙江 金华 322300
*通信作者,郜海燕,E-mail:spsghy@163.com

作者简介:杨晋恒(1993—),男,浙江绍兴人,硕士研究生,主要从事食品物流保鲜研究。E-mail:xiaoniao1mn@163.com

摘要

以香菇为试材,分别采用2.14、4.28、6.42、8.56 mg·m-3浓度臭氧处理,通过测定分析4 ℃贮藏条件下香菇品质与生理指标的变化,探讨不同臭氧浓度对采后香菇贮藏品质及生理的影响。结果显示,在低温贮藏条件下,4.28 mg·m-3的臭氧处理能较好地保持香菇的感官品质,减少营养物质消耗,减轻菇体膜脂过氧化程度,延缓菇体衰老,有利于香菇保持较好的商品价值。但是臭氧浓度过高会导致香菇的代谢紊乱,使品质下降。

关键词: 香菇; 臭氧; 贮藏品质; 食品保鲜
中图分类号:S646; TS255.3 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2017)07-1201-07 doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2017.07.20
Effect of ozone treatment on postharvest quality and physiology indexes of shiitake mushroom
YANG Jinheng1,2, GAO Haiyan1,*, ZHOU Yongjun1, CHEN Hangjun1, MU Honglei1, WANG Wei3
1. Institute of Food Science , Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Post-Harvest Handing of Fruits, Ministry of Agriculture, Key Laboratory of Fruits and Vegetables Postharvest and Processing Technology Research of Zhejiang Province, Hangzhou 310021, China
2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
3. Zhejiang Shengyuan Food Co., Ltd, Jinhua 322300, China
Abstract

In the present study, local mushrooms were stored at 4 ℃ with 2.14, 4.28, 6.42, 8.56 mg·m-3 ozone treatment, respectively. Based on sensory evaluation and changes of nutrition quality and enzyme activity, the effects of ozone treatment on the postharvest quality of shiitake mushroom were studied. It was shown that 4.28 mg·m-3 ozone treatment showed better effects in preventing the decomposition of nutrients and membrane lipid peroxide, and thus favored anti-aging as well as keeping good commodity value. However, higher concentration of ozone may cause metabolic disorder and result in decline of shiitake mushroom quality.

Keyword: shiitake mushroom; ozone; postharvest quality; food preservation

香菇(Lentinus edodes)是食药两用的珍贵菌类之一, 被誉为“ 菇中皇后” , 在民间素有“ 山珍” 之称[1]。其味道鲜美, 富含蛋白质、维生素、氨基酸等多种营养成分, 深受消费者的喜爱[2, 3]。然而, 香菇采后蒸腾和呼吸作用强烈, 在常温下易发生褐变、开伞和变味等现象, 只能作短期贮藏。因此, 采后香菇的保鲜处理显得尤为重要[4]。目前, 香菇保鲜技术研究主要包括冷藏[5]、气调[6, 7, 8]、辐射处理[9, 10]、化学试剂处理[11, 12]以及其他保护措施[13, 14]。不同处理方法都能在一定程度上延长香菇的保鲜期, 但是冷藏基础上的气调、辐照等措施因能耗大、设备资金要求高而限制了其在生产上的广泛应用, 化学试剂处理的药物残留问题也同样给香菇贮藏保鲜带来一定的困难[15]。有研究表明, 臭氧处理果蔬具有高效率杀灭微生物, 抑制有机代谢, 去除微生物引起的异味, 降低果蔬中乙烯的产生, 延缓果蔬成熟, 无毒害物质残留等优点[16]。目前, 臭氧处理对香菇采后生理与品质影响的研究报道较少。本文在前人研究的基础上, 结合香菇采后生理状况, 研究在低温条件下, 不同浓度臭氧处理对于香菇采后贮藏品质和生理的影响, 以期为香菇保鲜技术提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法
1.1 试验材料

新鲜香菇采自浙江盛源食品有限公司, 品种为香菇-808。采收当天运回实验室, 4 ℃的条件下预冷12 h。挑选大小均一、形态良好、无病虫害及机械损伤、成熟度一致的香菇为试验材料。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 试验试剂

考马斯亮蓝、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、苯酚、愈创木酚、邻苯二酚、福林酚、过氧化氢等, 均为分析纯。

1.2.2 试验仪器

L-1000型臭氧发生器装置, 天津绿达保鲜工程技术研究中心; Cintra404紫外-可见分光光度计, 澳大利亚GBC公司; 台式高速低温冷冻离心机, 美国Thermo公司; 手持色差仪, 日本SANYO公司; TA-XT plus质构仪, 英国Stable Micro System公司。

1.3 试验处理

将供试香菇平均分为5组, 依次放入密闭空间中, 并用臭氧发生器分别通入不同浓度的臭氧(2.14、4.28、6.42、8.56 mg· m-3)进行处理, 密封30 min后取出样品, 将香菇装入规格一致的聚乙烯塑料盒中, 每盒约分装香菇200 g, 其中以未经臭氧处理直接装聚乙烯塑料盒的为对照组(CK)。分装完毕后, 将香菇置入4 ℃环境下冷藏, 每隔5 d测定各项指标。

1.4 检测项目及方法

1.4.1 色差

利用手持色差仪测定香菇菌褶的颜色变化。每个处理组做10个平行, 取平均值。用L值表示, 0为黑色, 100为白色, 数值越大, 表明颜色越白。

1.4.2 硬度

用TA-XT plus质构仪测定, 探头直径6 mm, 探头下压深度6 mm, 测试前速率5.0 mm· s-1, 测试速率2.00 mm· s-1, 测试后速率2.00 mm· s-1

1.4.3 电导率

随机挑选10个香菇, 将菌盖剪下, 用打孔器在香菇的菌盖中间打孔, 置于用去离子水清洗的烧杯(100 mL)中, 加去离子水至20 mL, 立即测定其电导率, 记为P0, 1 h后再次测定其电导率, 记为P1, 然后煮沸5 min, 冷却至室温, 再次加去离子水至刻度, 测定其电导率, 记为P2。计算公式:

电导率=(P1-P0)/(P2-P0)× 100%。

1.4.4 蛋白质及可溶性糖含量

参考曹建康等[17]的方法, 采用考马斯亮蓝法测定蛋白质含量, 采用苯酚硫酸法测定可溶性糖含量。

1.4.5 丙二醛含量、多酚氧化酶及抗氧化酶活性

参考曹建康等[17]的方法:采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量; 采用邻苯二酚法测定多酚氧化酶(PPO)活性, 以每分钟在420 nm处吸光度变化0.001为一个活力单位U, 结果以U· min-1· g-1表示(以鲜质量计, 以下各酶活性测定同); 采用愈创木酚法测定过氧化物酶(POD)活性, 以每分钟在470 nm处吸光度变化0.001为一个活力单位U, 结果以U· min-1· g-1表示; 采用过氧化氢法测定过氧化氢酶(CAT)活性, 以每分钟在240 nm处吸光度变化0.01为一个活力单位U, 结果以U· min-1· g-1表示; 采用试剂盒法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性, SOD试剂盒购于南京建成生物工程研究所, 以每克组织在1 mL反应液中SOD抑制率达50%时所对应的SOD量为一个SOD活力单位U, 结果以U· g-1表示。

2 结果与分析
2.1 不同臭氧浓度对香菇色泽的影响

香菇在贮藏期间菌褶色泽的变化如图1所示, 贮藏期间, 各组L值都呈现下降趋势。贮藏至25 d, 各浓度臭氧处理条件下香菇菌褶L值大小依次是4.28 mg· m-3> 2.14 mg· m-3> 6.42 mg· m-3> 8.56 mg· m-3> CK。在整个过程中, 4.28 mg· m-3浓度臭氧处理条件下菌褶L值下降速度最慢, 说明该浓度处理能在贮藏过程中较好地保持菌褶的色泽。

图1 不同臭氧浓度处理香菇菌褶色泽变化Fig.1 Changes of color of mushroom fold under different ozone treatment

2.2 不同臭氧浓度对香菇硬度的影响

硬度是衡量香菇品质的重要指标之一。如图2所示, 在贮藏期间, 各处理组的香菇硬度都呈下降趋势, 其中4.28 mg· m-3臭氧处理组下降速度最慢。贮藏至25 d, 2.14、4.28、6.42、8.56 mg· m-3臭氧处理和对照组(CK)的香菇硬度分别为初始值的49.0%、64.9%、49.4%、49.2%和35.3%, 可以看出, 4.28 mg· m-3臭氧处理能有效抑制菇体的软化。

图2 不同臭氧浓度处理香菇硬度变化Fig.2 Changes of mushroom firmness under different ozone treatment

2.3 不同臭氧浓度对香菇细胞膜透性的影响

如图3所示, 在整个贮藏期间, 各处理组香菇的电导率都呈上升趋势, 即细胞膜透性增加。贮藏前10 d, 5组香菇的电导率变化幅度均较小, 且差异不明显; 贮藏10 d以后, 对照组上升速率加快, 4.28、6.42 mg· m-3臭氧处理组电导率变化平稳, 直到15 d后缓慢上升, 8.56 mg· m-3臭氧处理组的电导率在15 d后快速上升; 贮藏至25 d, 各处理组香菇电导率数值依次为CK> 8.56 mg· m-3> 2.14 mg· m-3> 4.28 mg· m-3> 6.42 mg· m-3。可以看出, 与贮藏前期相比, 电导率增加幅度最小的是6.42 mg· m-3臭氧处理组, 其次是4.28 mg· m-3臭氧处理组, 而CK组的增加幅度最大。

图3 不同臭氧浓度处理香菇电导率变化Fig.3 Changes of relative conductivity of mushroom under different ozone treatment

2.4 不同臭氧浓度对香菇蛋白质含量的影响

整个贮藏期间, 各处理组蛋白质含量均呈下降趋势(图4)。其中, 对照组(CK)蛋白质含量下降速度最快, 说明臭氧处理有助于抑制香菇冷藏期间的蛋白质降解。贮藏至25 d, 4.28 mg· m-3臭氧处理组的蛋白质含量最高, 为CK的1.2倍, 说明该浓度的臭氧处理能最有效地缓解香菇贮藏过程中蛋白质的降解。

图4 不同臭氧浓度处理香菇蛋白质含量变化Fig.4 Changes of protein content of mushroom under different ozone treatment

2.5 不同臭氧浓度对香菇可溶性糖含量的影响

从图5可以看出, 各处理组香菇可溶性糖含量的变化趋势基本相同, 即均呈现先上升后下降的趋势。贮藏前5 d, 各处理组香菇的可溶性糖含量缓慢升高, 这可能是由于香菇的后熟作用, 其他糖类物质转化为可溶性糖所致。之后的贮藏过程中, 香菇可溶性糖含量下降, 这可能是由于香菇呼吸代谢作用消耗糖类物质所致。在此阶段, 臭氧处理组的香菇可溶性糖相较对照组(CK)下降缓慢。贮藏至25 d, 各处理组香菇可溶性糖含量依次是2.14 mg· m-3> 4.28 mg· m-3> 8.56 mg· m-3> 6.42 mg· m-3> CK, 表明2.14、4.28 mg· m-3臭氧处理可以有效抑制香菇冷藏过程中可溶性糖的降解。

图5 不同臭氧浓度处理香菇可溶性糖含量变化Fig.5 Changes of mushroom soluble sugar content under different ozone treatment

2.6 不同臭氧浓度对香菇丙二醛(MDA)含量的影响

植物组织的衰老伴随着细胞内膜结构和功能的破坏。衰老细胞中膜的破坏是由细胞中产生的自由基诱导质膜过氧化的结果。过氧化的结果产生丙二醛(MDA), 通过丙二醛的生成量就可以反映香菇膜脂过氧化的程度[4]。由图6可知, 在整个贮藏期间, 香菇MDA含量呈现上升趋势。其中, 对照组(CK)贮藏25 d, MDA含量从最初的1.38 nmol· g-1(以鲜重计, 下同)增加到1.88 nmol· g-1。在相同的贮藏时间内, 相较于CK, 2.14、4.28 mg· m-3臭氧处理组香菇的MDA含量较低, 说明前述浓度处理能有效抑制香菇冷藏过程中MDA含量的增加; 而6.42、8.56 mg· m-3臭氧处理组香菇的MDA含量高于CK, 说明高浓度臭氧处理可能会加快香菇的膜脂过氧化进程, 不利于香菇的贮藏保鲜。

图6 不同臭氧浓度处理香菇MDA含量变化Fig.6 Changes of MDA content of mushroom under different ozone treatment

2.7 不同臭氧浓度对香菇多酚氧化酶及抗氧化酶活性的影响

多酚氧化酶(PPO)是引起酶促褐变的关键酶。香菇贮藏期间PPO酶活性变化如图7所示。整个贮藏期间, 香菇PPO酶活性先增加, 到达峰值后, PPO酶活性开始下降。其中, 对照组(CK)PPO酶活性峰值出现的时间较早, 在15 d时即达到最大值, 为1.21 U· min-1· g-1, 而其他臭氧处理组则在20 d达到最大值, 2.14、4.28、6.42、8.56 mg· m-3臭氧处理组的峰值分别为1.27、0.93、1.03、1.14 U· min-1· g-1。与CK相比, 4.28 mg· m-3臭氧处理推迟了PPO酶活性峰值出现的时间, 而且降低了峰值, 说明适宜的臭氧浓度处理可以抑制PPO酶活性, 从而减少香菇褐变发生。

图7 不同臭氧浓度处理香菇PPO、POD、CAT、SOD活性变化Fig.7 Changes of PPO, POD, CAT, SOD activity of mushroom under different ozone treatment

过氧化物酶(POD)主要清除植物体内的H2O2。由图7可知, 在整个贮藏期间, 香菇POD酶活性呈现先上升后下降趋势。各组贮藏前10 d POD活性缓慢上升, 之后迅速增加, 至20 d达到最大值, 其中2.14、4.28 mg· m-3臭氧处理组POD活性峰值分别为对照组(CK)的1.07和1.21倍, 而6.42、8.56 mg· m-3臭氧处理组POD活性峰值仅为CK的99.8%和86.3%。由此可见, 2.14、4.28 mg· m-3臭氧处理能促进香菇POD酶活性上升, 并维持较高的活性, 从而减轻自由基对组织的损害, 有利于延缓衰老进程。

过氧化氢酶(CAT)广泛存在于植物组织中, 能将组织中的H2O2分解为O2和H2O, 使生物机体免受过氧化氢的毒害。由图7可知, 各处理香菇CAT活性从贮藏开始呈上升趋势, 至贮藏5 d时出现最高峰, 后期CAT活性大幅度下降。贮藏后期, 4.28 mg· m-3臭氧处理的香菇CAT活性高于其他各组。这说明, 4.28 mg· m-3臭氧处理有利于香菇在冷藏后期保持较高的CAT活性, 以减轻H2O2对组织造成的侵害。

超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内抗氧化防御体系的关键酶, 能特异地清除超氧阴离子自由基。由图7可知, 随着贮藏时间的延长, 各处理组的香菇SOD活性均呈下降趋势。在贮藏后期, 4.28 mg· m-3臭氧处理组的香菇SOD活性高于其他各组。贮藏25 d, 相比初始值, 4.28 mg· m-3臭氧处理组香菇的SOD活性下降了57.3%, 而CK组下降了75.2%。由此可见, 4.28 mg· m-3臭氧处理有利于延缓香菇冷藏过程中SOD活性的下降, 减少 O2-· 对组织的侵害。

3 讨论

香菇采收后通常还保持着旺盛的生理活动代谢, 会造成营养价值下降和商品价值的快速丧失。研究表明, 适量臭氧处理果蔬可以抑制其生理代谢, 延缓衰老。如臭氧处理可使刺芹侧耳呼吸强度降低并抑制其褐变反应, 延长保鲜期[16]; 茶薪菇在臭氧处理30 s后能有效抑制呼吸强度, 保持风味[18]。但是臭氧浓度过大, 会加剧膜脂过氧化程度, 生成MDA、H2O2、超氧阴离子等损害细胞膜的物质, 从而加速衰老[19]。本试验中, 适宜浓度的臭氧处理能较好地抑制香菇贮藏期间菌褶色泽和硬度的下降, 减缓蛋白质、可溶性总糖等营养物质消耗, 延缓膜脂过氧化, 保持较好的商品价值, 其中, 以4.28 mg· m-3臭氧处理组效果最佳, 而臭氧浓度太高(如8.56 mg· m-3)会引起菇体生理代谢紊乱, 导致香菇贮藏期间品质下降, 这与姚开等[19]的研究结果基本一致。

SOD、POD和CAT均是活性氧清除系统的重要酶类。本研究表明, 相比对照组, 适宜臭氧处理能抑制香菇冷藏过程中SOD、POD和CAT活性下降, 且同样以4.28 mg· m-3臭氧处理组作用效果最好, 能显著抑制抗氧化酶活性下降, 有利于保持活性氧代谢平衡, 减少自由基对组织的侵害, 从而有效地抑制膜脂的过氧化作用, 延缓衰老。

The authors have declared that no competing interests exist.

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