白蘑菇熱加工過程中護色工藝的研究

李潔瑩，石志民，李 靜，范柳萍

(1.江南大學生物工程學院，江蘇無錫 214122；2.百事美特食品宿遷有限公司，江蘇宿遷 223814；3.江南大學食品學院，江蘇無錫 214122)

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白蘑菇熱加工過程中護色工藝的研究

李潔瑩1，石志民2，李 靜2，范柳萍3

(1.江南大學生物工程學院，江蘇無錫 214122；2.百事美特食品宿遷有限公司，江蘇宿遷 223814；3.江南大學食品學院，江蘇無錫 214122)

摘要[目的] 有效抑制白蘑菇加工過程中的酶促褐變與非酶褐變，提高護色效果, 改善白蘑菇的加工品質。 [方法]研究了不同漂燙和護色液處理對白蘑菇多酚氧化酶(PPO)活性的影響，以及不同護色液對白蘑菇熱加工處理后非酶褐變的影響。[結果]試驗表明，白蘑菇多酚氧化酶的耐熱性較差，100 ℃加熱2 min可以基本鈍化白蘑菇中 PPO 的活性；L-半胱氨酸和檸檬酸對白蘑菇中的PPO具有明顯的抑制效果；檸檬酸及其組合對非酶褐變具有較好的抑制作用，37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%，可作為白蘑菇加工產品的較好護色劑。[結論]研究可為高品質白蘑菇加工和生產提供理論基礎和技術參數。

關鍵詞白蘑菇；護色；酶促褐變；非酶褐變

白蘑菇(Agaricusbisporus)，又名雙孢蘑菇、洋蘑菇，它是世界性栽培的重要食用菌類，占食用菌總量的70%左右[1-2]。白蘑菇味道鮮美，營養價值高，但白蘑菇子實體含有豐富的酚類物質和蛋白質、氨基酸，熱加工過程中容易發生酶促褐變和非酶褐變[3-4]，降低白蘑菇產品的商品價值。亞硫酸鹽是一種應用較為普遍的護色劑，護色效果顯著，但存在二氧化硫殘留，對人體健康不利，并容易引起罐壁腐蝕；新型的安全高效、無硫護色劑的篩選成為高品質白蘑菇罐頭類產品開發的關鍵。

筆者主要從不同護色劑組合和熱燙工藝結合來考慮有效抑制白蘑菇加工過程中的酶促褐變與非酶褐變，提高護色效果，改善白蘑菇的加工品質，為高品質白蘑菇加工和生產提供理論基礎和技術參數。

1材料與方法

1.1材料白蘑菇購自無錫市天惠超市，菇蓋完整，無褐變、無機械傷和病蟲害，菇傘直徑在3～5 cm。主要試劑：鄰苯二酚、過氧化氫、L-半胱氨酸(L-Cys)、檸檬酸(CA)、植酸(PA)、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)、焦亞硫酸鈉、維生素C等，均為分析純。

1.2方法

1.2.1工藝流程。選樣→修剪→清洗→切片→護色處理→漂燙→冷卻→瀝干→稱量→裝罐加湯→殺菌冷卻(10 min-30 min-10 min/121 ℃)→貯藏。

1.2.2不同漂燙處理對白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。按照張立彥等的方法測定多酚氧化酶的活性[5]。400 g白蘑菇與400 ml預先冷藏的緩沖液Ⅰ(0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液pH 7.0)混合，置于組織搗碎機中搗碎成均漿，均漿液用雙層紗布過濾后再置于冷凍離心機中以5 000 r/min的速度離心得到澄清的粗酶液，然后將粗酶液移至不同溫度的水浴鍋(100、80、60 ℃)處理不同時間，在比色皿中加入2.6 ml緩沖液Ⅱ(0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液pH 7.0)，0.2 ml鄰苯二酚，然后加入0.1 ml酶液，混合均勻，在410 nm波長下，用分光光度計測定反應混合物的吸光度，隨時間的增加，以吸光度隨時間的斜率來定量酶活力的相對大小。而未經熱處理的酶液稀釋10倍后進行活力測定。

1.2.3不同護色液對白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。以防止白蘑菇切片酶促褐變為目的，研究不同濃度護色液對白蘑菇多酚氧化酶活性的影響。將切片后的白蘑菇浸泡在焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)、檸檬酸(CA)、植酸(PA)、抗壞血酸(維生素C)、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)不同護色液中(詳見表1所示)，在常溫條件下浸泡處理 15 min(固液比1∶10g/ml)，取出瀝干，測定菇片的殘余多酚氧化酶活力(PPO)。

1.2.4不同護色液對熱處理后白蘑菇褐變度的影響。以防止白蘑菇切片殺菌灌裝后的非酶褐變為目的，研究不同護色液處理后菇片再經1%氯化鈉溶液預煮后冷卻、裝罐，以空白(去離子水)為對照組。白蘑菇制成罐頭樣品貯藏于培養箱(37 ℃)下3 d和7 d，測定樣品褐變抑制率(R)。

1.3分析方法褐變度測試：樣品按質量比1∶10加蒸餾水，低溫勻漿2 min，然后進行離心(轉速4 000 r/min下離心15 min)，取上清液，在416 nm波長下用分光光度法測定其吸光度，即為樣品的褐變度。褐變抑制率計算公式：

表1　不同護色液濃度　g/kg

R=(A0-Am)/A0×100%

式中,A0為空白試驗所測吸光度值；Am為添加抑制劑所測吸光度值。

2結果與分析

2.1漂燙條件對白蘑菇原料中酶活性的影響漂燙可以破壞果蔬的氧化酶系統，可防止因酶的氧化而產生的褐變以及維生素的進一步氧化。多酚氧化酶(PPO)是引起白蘑菇褐變的最重要酶類，且 PPO 屬于非耐熱酶，通常在60～70 ℃下處理較短時間就會發生不可逆失活。新鮮白蘑菇的多酚氧化酶分別在100、80、60 ℃下熱處理0.5、1.0、1.5、2.0、5.0、7.0、10.0和20.0 min后，測定其酶活力，以未經熱處理的酶液的酶活力定為100，熱處理后的酶活與未經熱處理的酶液相比較計算其相對殘余酶活，結果見圖1。

由圖1可知，加熱初期酶活下降得非常明顯，而后酶活的變化相對變緩。100 ℃加熱2.0 min后，80 ℃加熱7.0 min或60 ℃加熱20.0 min，其多酚氧化酶的相對殘余活力均小于5%，表明酶已基本鈍化。白蘑菇中的天然多酚氧化酶對熱非常敏感，在較高溫度下會迅速受熱失活，且溫度越高，對 PPO 活性影響越明顯；在相同的熱處理溫度下，保溫時間越長，PPO 殘余酶活越小，這與高溫導致酶蛋白變性有關。綜合考慮，高溫短時對白蘑菇質構的影響最小，因此采用100 ℃加熱2.0 min的熱燙方法來鈍化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐變。

圖1　不同溫度和時間對白蘑菇中PPO活性的影響

2.2護色劑對白蘑菇原料中酶活性的影響抑制多酚氧化酶活性的護色劑主要有抗氧化劑、酸化劑、螯合劑和絡合劑等，護色機理與效果不同。不同護色劑對白蘑菇多酚氧化酶活性抑制效果見圖2。由圖 2可知，空白組對鮮切雙孢菇 PPO 活力幾乎沒有抑制作用效果，添加不同護色劑后，PPO 活力均受到了不同程度的抑制，且隨著護色劑濃度的增加，PPO 活力抑制效果逐漸增強。

檸檬酸對 PPO 活力的抑制效果表現為較明顯的增長趨勢，且抑制效果最為明顯，一方面是低pH對酶活的抑制，以及氧溶解度的降低；另一方面是檸檬酸中羰基與多酚氧化酶的銅離子產生比較強的螯合作用。L-半胱氨酸對于PPO活性抑制效果與檸檬酸相當，當添加濃度為0.60 g/kg時，PPO相對酶活僅為30%左右；植酸、EDTA-2Na、維生素C和焦亞硫酸鈉的PPO活性抑制效果類似，均隨著濃度的增大而增強。

注：各護色液濃度編號所對應的濃度值見表1。圖2　不同護色劑對白蘑菇PPO活性的影響

2.3護色劑對熱處理后白蘑菇褐變度的影響白蘑菇含有豐富的氨基酸、蛋白質以及還原糖等成分，在殺菌和貯藏過程中很容易發生以美拉德反應為代表的非酶褐變，影響產品的色澤。上述不同護色劑在影響PPO活性的同時，也會通過還原反應、pH控制等途徑影響非酶褐變。不同護色液處理后放置37 ℃培養箱3 d和7 d后褐變抑制率如圖3所示，可以看出，檸檬酸及其組合護色效果較好，37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%；維生素C、EDTA及其組合的褐變抑制率相對較低，低于30%。一方面是由于維生素C對溫度較為敏感，較高溫度長時間處理會導致維生素C的降解，ETDA對非酶褐變的抑制效果與體系中的金屬離子及抗壞血酸的濃度有關。

圖3　不同護色劑對白蘑菇褐變抑制率的影響

3結論

研究得出，白蘑菇多酚氧化酶的耐熱性較差，100 ℃加熱2.0 min可以基本鈍化白蘑菇中 PPO 的活性，抑制酶促褐

變。L-半胱氨酸和檸檬酸對白蘑菇中的PPO具有明顯的抑制效果，酶活抑制率隨著護色劑濃度的增加而上升。檸檬酸及其組合對非酶褐變具有較好的抑制作用，護色后白蘑菇樣品在37 ℃放置3 d后褐變抑制率為64%～81%，7 d后褐變抑制率為55%～66%，可作為白蘑菇加工產品的較好護色劑。

參考文獻

[1] 李清明，譚興和，王鋒，等. 速凍雙孢蘑菇護色工藝研究[J].食品工業科技，2007(3): 160-162.

[2] 邵偉，樂超銀，唐明. 雙孢蘑菇軟包裝罐頭加工工藝研究[J].長江蔬菜，2009(15):45-47.

[3] AMAKI K，SAITO E．Role of chlorogenic acid quinone and interaction of chlorogenic acid quinone and catechins in the enzymatic browning of apple[J]．Biosci Biotechnol Biochem，2011，75(5)：829-832.

[4] TOMAS-BARBERAN F A，ESPIN J C．Phenolic compounds and related enzymes as determinants of quality in fruits and vegetables[J]．Journal of the Science of Food and Agric，2001，81：853-876．

[5] 張立彥，芮漢明，劉鋒. 香蕉中多酚氧化酶的滅酶條件研究[J].食品與發酵工業，2010，36(2)：105-108.

Study on the Color-protection Technology during Thermal Processing of Mushroom

LI Jie-ying1, SHI Zhi-ming2, LI Jing2et al(1. School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122; 2. Bestmaker Food Suqian Company Limited, Suqian, Jiangsu 223800)

Abstract[Objective] To effectively inhibit enzymatic browning and non-enzymatic browning in processing of mushroom, improve color-protection effect and processing quality of mushroom. [Method] The paper investigated the effects of blanching and color-protection agents on the polyphenoloxidase (PPO) activity, and the effects of color-protection agents on the non-enzymatic browning. [Result] The results showed that the PPO has the poor heat resistant, and PPO could be inactivated after heating at 100 ℃ for 2 min. PPO activity could be obviously inhibited after treatment by L-cysteine and citric acid. Non-enzymatic browning could also be inhibited by citric acid and its combination and their browning inhibiting ratio was 64%-81% after 37 ℃ for 3 days, and 55%-66% after 37 ℃ for 7 days. The results showed itric acid and its combination could be used as an efficient color-protection agents. [Conclusion] The research can provide theoretical basis and technical parameters for the processing and production of high quality mushroom.

Key wordsAgaricusbisporus; Color-protection; Enzymatic browning; Non-enzymatic browning

收稿日期2015-11-09

作者簡介李潔瑩(1997- )，女，江蘇無錫人，本科生，專業：生物工程。

基金項目江蘇省科技富民強縣項目(SBN2014010290)；國家糧食公益性專項(2013b011-6-4)。

中圖分類號S 609+.9

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)36-131-02