3種天然保鮮劑對鳳尾菇的保鮮效果

許 原,張夢奇

(武夷學院茶與食品學院,福建武夷山 354300)

鳳尾菇(Pleurotussajor-caju)營養豐富,肉肥味美,且富含蛋白質、碳水化合物以及各種微量元素等營養物質,僅干物質中所含的蛋白質就已高達20%左右[1-3]。鳳尾菇栽培周期較短,經濟效益顯著,作為一種食用真菌十分受大眾喜愛。研究表明,多食用鳳尾菇還具有防癌、抗癌的作用[4]。剛采摘后的新鮮鳳尾菇組織中含有大量的水分,菌蓋飽滿而有光澤,菌體完整,無蟲無害。采后鳳尾菇的腐爛變質主要與微生物的生長密切相關。新鮮的鳳尾菇菌體pH大概在6.0～7.5左右,腐敗菌等微生物滋生繁殖最快,導致鳳尾菇腐爛變質[5]。新鮮鳳尾菇水分含量極高,在呼吸作用和代謝過程中會不斷蒸發水分和消耗組織中的有機物而使重量減輕,抗病性下降,失去原有的營養價值。因此如何保鮮成為鳳尾菇的研究熱點。

目前關于鳳尾菇的保鮮主要通過低溫保鮮、氣調保鮮、輻射保鮮、負離子保鮮和薄膜封閉氣調保鮮[6]。雖然低溫保鮮簡單方便,但是只能維持5～7 d。其他幾種保鮮方法因方法復雜、成本高而限制了其應用。肉桂精油為一種天然的植物提取物,具有一定的抗氧化活性。呂明珠等[7]將其用于紅提葡萄的保鮮,保鮮效果顯著。殼聚糖為一種天然動物提取物,具有很好的抗菌效果。王娟慧等[8]利用殼聚糖保鮮鮮切馬鈴薯,保鮮效果可到6 d。抗壞血酸是植物體內一種重要的抗氧化物質,莫億偉等[9]將其用于荔枝的保鮮,大大降低了果實的腐爛度。

基于以上原因,本研究以鳳尾菇為保鮮對象,研究肉桂精油、殼聚糖、抗壞血酸3種保鮮劑對鳳尾菇的保鮮效果。通過對涂層后鳳尾菇感官品質、呼吸強度、褐變度和腐爛指數等重要指標的測定,篩選出單一保鮮劑的最適合保鮮濃度。為了進一步提高保鮮效果,采用三因素三水平正交實驗選出一組保鮮效果最優的配比組合,以期為食用菌保鮮劑的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鳳尾菇 品種統一,菌蓋飽滿,表面光滑,色澤鮮亮,無腐爛變質,無病蟲害,無異味且大小均勻,采摘于武夷山市橫街頭旁菜地,剔除受損及有褐變跡象的雜菇,將挑選好的鳳尾菇放置于潔凈的實驗臺上自然晾干待用;肉桂精油 廣東進出口貿易有限公司;殼聚糖、抗壞血酸 國藥化學試劑有限公司;冰醋酸、氫氧化鈉、草酸、氯化鋇、酚酞 上海展云化工有限公司;其它試劑 均為分析純。

KQ-300E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;HH-S4型數顯恒溫水浴鍋 常州中捷實驗儀器有限公司;AR224CN型電子天平 奧豪斯儀器有限公司;DHP-9082型電熱恒溫培養箱 上海慧泰儀器制造有限公司;DHZ-9070A型立式干燥箱 上海精宏儀器設備有限公司;V-1100D型可見光分光光度計 上海美譜達儀器有限公司;XFH-50CA型立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海博訊實業有限公司;Neofuge23R型臺式高速冷凍離心機 上海力申科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 單一保鮮劑處理鳳尾菇 分別準確稱量一定量肉桂精油、殼聚糖和抗壞血酸3種保鮮劑加入500 mL的蒸餾水中,配制成不同濃度的保鮮液,其中肉桂精油濃度為0.5、1.0、1.5、2.0 g/L[7];殼聚糖濃度為5、10、15、20 g/L[8];抗壞血酸濃度為0.5、1.0、1.5、2.0 g/L[9]。每組定量稱取約200 g菌體大小相近的鳳尾菇,分別放入不同濃度的保鮮液中浸泡3 min后取出,平鋪在消毒網架上,放入干燥機中,在20 ℃下冷風干燥到鳳尾菇表面的膜干后裝入保鮮盒中,設置對照組為在蒸餾水中浸泡過的鳳尾菇,浸泡時間同為3 min。將所有實驗組與對照組放入5 ℃的低溫環境下儲藏,每間隔3 d,觀察鳳尾菇的感官品質并測量相關指標,直至鳳尾菇有嚴重的腐爛變質為止。

1.2.2 感官評價 挑選男女各5位,共10位具有專業感官評分經驗的人員采用四等級法對貯藏期間的鳳尾菇進行感官評定,每隔3 d測一次,評定標準見表2。

表2 鳳尾菇感官評價標準Table 2 Sensory score of Pleurotus sajor-caju

1.2.3 呼吸強度 本實驗測定鳳尾菇的呼吸強度采用靜置法[10]。將裝有0.4 mol/L NaOH 20 mL的培養皿置于玻璃干燥器底部,放置隔板,放入鳳尾菇500 g,封蓋,靜置30 min。取出培養皿把NaOH溶液移入試劑瓶中(沖洗3～5次),每組吸取10 mL至錐形瓶中,加飽和BaCl22.5 mL和酚酞指示劑1滴,用0.3 mol/L草酸滴定,記錄消耗的草酸體積。呼吸強度(RI)計算公式如下。

式中,V2:空白試驗中消耗草酸的體積(mL);V1:消耗草酸的體積(mL);M:草酸摩爾濃度(mol/L);W:樣品質量(kg);t:靜置時間(h)。

1.2.4 褐變度(BD) 按1∶20(樣品∶蒸餾水),將蒸餾水沸騰后放入樣品,約30 s后冷卻研磨。10000 r/min離心2 min,取2 mL上清液蒸餾水定容至10 mL后,于450 nm處測定吸光度值,計算褐變度(BD)[11]。

BD=DO450 nm×100

1.2.5 腐爛指數(CI) 本實驗測定鳳尾菇的腐爛程度,按分級評分法[12]。

腐爛級別如下:0級:無腐爛;1級:0≤鳳尾菇菌腐爛體面積<10%;2級:10%≤鳳尾菇菌腐爛體面積<30%;3級:30%≤鳳尾菇菌腐爛體面積<50%;4級:50%≤鳳尾菇菌腐爛體面積<100%,計算公式如下。

1.2.6 復合保鮮劑配方的正交優化 在單一實驗的基礎上,以3種不同濃度的保鮮劑為考察因素,感官評價與失重率為指標,選出保鮮效果最佳的復合保鮮劑配方。正交實驗設計如表1所示。正交實驗中采用的貯藏溫度為5 ℃,貯藏時間為9 d。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal test factors and levelsTable

1.2.7 失重率 失重率表示保鮮后,蔬菜、水果等食品失去的重量百分比,直接反映保鮮劑的保鮮效果。失重率低表明保鮮效果好。采用稱重法測量鳳尾菇的失重率(DW),通過稱量儲藏前后的鳳尾菇的質量,計算公式如下。

式中:M1和M2分別為儲藏前后鳳尾菇的質量(g)。

1.3 數據處理

每組實驗重復測定5次,求平均值。實驗數據采用DPS統計軟件的LSD法進行平均值和標準差分析。采用Origin 9.0軟件對實驗數據繪圖。

2 結果與分析

2.1 單一保鮮劑對鳳尾菇的保鮮效果

2.1.1 感官指標 感官品質是最直接地反映鳳尾菇貯藏過程中外觀變化的一個指標。以蒸餾水為對照,分別研究不同濃度的肉桂精油、殼聚糖、抗壞血酸3種保鮮劑對貯藏期間鳳尾菇感官評分的影響見圖1。

圖1 單一保鮮劑對鳳尾菇保鮮貯藏期間感官評分的影響Fig.1 Effect of single preservatives on the sensory score during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:殼聚糖;C抗壞血酸。

由圖1可知,綜合3種不同濃度的保鮮劑,對照組的感官評分相對較低。經觀察發現,到第9 d時,對照組的鳳尾菇已經開始失水,有明顯的腐爛跡象,到貯藏后期(15～18 d)褐變程度非常明顯,整個菌體萎軟,有輕微的酸臭味,基本失去了食用的價值。綜合比較發現,相較于對照組,保鮮效果最好的是15 g/mL的殼聚糖,最差的是0.5 g/L的肉桂精油,可能是由于精油濃度太低,不能很好地起到抑菌的效果。

由圖1A可知,4組肉桂精油溶液中以1.5 g/L濃度的感官評分最高,但隨著肉桂精油濃度的升高,鳳尾菇的感官評分反而下降,原因可能是一定濃度的肉桂精油具有一定的抑菌效果和防腐能力,但較高濃度的肉桂精油可能會因其內的一些酚類物質直接接觸空氣而被氧化,從而影響了鳳尾菇的色澤[13],降低其感官評分;由圖1B可知,殼聚糖的濃度從5 g/L增加到15 g/L,鳳尾菇的感官評分逐漸增加,后隨著殼聚糖濃度的增加,鳳尾菇的感官評分又逐漸降低。因為殼聚糖在溶液中呈堿性,濃度太高,溶液中堿性太強,不利于鳳尾菇的貯藏。因此感官評分降低。由圖1C可知,不同濃度的抗壞血酸保鮮劑中以1.0 g/L濃度的處理效果最好,但1.5和2.0 g/L濃度的抗壞血酸處理組與1.0 g/L處理組的感官評分差別并不大,而0.5 g/L濃度處理組的感官相對較差。這可能是由于抗壞血酸濃度太低,抗氧化效果不明顯,影響了其對鳳尾菇的保鮮效果。

2.1.2 呼吸強度 呼吸作用是食用菌采后進行的一項重要的生命活動[14]。以蒸餾水為對照,分別研究不同濃度的肉桂精油、殼聚糖、抗壞血酸3種保鮮劑對貯藏期間鳳尾菇呼吸強度的影響如圖2所示。

圖2 單一保鮮劑對鳳尾菇保鮮貯藏期間呼吸強度的影響Fig.2 Effect of single preservatives on the respiration intensity during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:殼聚糖;C:抗壞血酸。

由圖2可知,在前3 d中,不同濃度的3種保鮮劑處理組和對照組的呼吸強度都呈下降趨勢,主要因為在低溫5 ℃下貯藏,開始時蔬菜的呼吸強度較低。之后3 d呼吸強度開始上升,并在第6 d出現呼吸高峰,對照組峰值為54.79 CO2mg/(kg·h·FW),隨后呼吸強度又開始下降,直到貯藏末期(18 d)下降到低點。根據整個貯藏期間出現呼吸躍變情況可知,鳳尾菇屬于呼吸躍變型蔬菜。從圖2A可以看出,肉桂精油處理組的呼吸強度變化相較于對照組更低。肉桂精油濃度越高,鳳尾菇的呼吸強度越低,其中以濃度2.0 g/L精油處理的鳳尾菇呼吸強度最低。這可能是因為肉桂精油的抑菌性減少了細菌霉菌對鳳尾菇的感染,抗病性提高,鳳尾菇菌體品質更好,呼吸更穩定[15];由圖2B可知,經殼聚糖保鮮劑處理的鳳尾菇的呼吸強度相較于其他兩種保鮮劑以及對照組更低,不同濃度的殼聚糖溶液均可減少鳳尾菇的呼吸作用,其中以濃度20 g/L殼聚糖溶液處理過的鳳尾菇呼吸強度最低。這也許是因為殼聚糖濃度越高,在鳳尾菇表面形成的生物膜越厚,從而減少氧氣進入,使得鳳尾菇的呼吸作用越弱;由圖2C可知,抗壞血酸對于降低鳳尾菇呼吸強度的作用并不明顯,4種抗壞血酸濃度中以2.0 g/L濃度處理組呼吸強度較低一些。

2.1.3 褐變度 褐變是食品中普遍存在的一種變色現象。鳳尾菇保鮮貯藏過程中,褐變度越高,說明保鮮效果越差。不同濃度的肉桂精油、殼聚糖、抗壞血酸3種保鮮劑對貯藏期間鳳尾菇褐變度的影響如圖3所示。

圖3 單一保鮮劑對鳳尾菇保鮮貯藏期間褐變度的影響Fig.3 Effect of single preservatives on degree of browning during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:殼聚糖;C:抗壞血酸。

由圖3A可知,在鳳尾菇貯藏期間,當肉桂精油的濃度從5 g/L升高到10 g/L時,其褐變度逐漸降低,當濃度為1.5 g/L時褐變度達到最低值。濃度進一步增加到2.0 g/L時,鳳尾菇的褐變度反而升高。主要因為肉桂精油濃度較低時,抗氧化效果比較弱,保鮮效果較差,然而其濃度過大時,其抗氧化和防腐能力雖然提高,但是由于肉桂精油中的一些酚類物質直接接觸空氣而被氧化,對鳳尾菇表面的光澤、色澤有一定的影響,進而使得鳳尾菇的褐變度受到影響[17]。殼聚糖主要是通過隔離鳳尾菇與氧氣的接觸來達到抗氧化的功效。由圖3B可得,殼聚糖濃度從5 g/L增加到15 g/L,鳳尾菇褐變度逐漸降低,后隨著殼聚糖濃度增加到20 g/L時,其褐變度又升高。抗壞血酸是一種強抗氧化劑,對菌類材料具有很好的抗氧化性。由圖3C可知,當抗壞血酸濃度為1.0 g/L時,鳳尾菇褐變度最低,抗氧化性最好。

綜合圖3結果,以貯藏18 d為例,對照組的褐變度為15.13,而1.5 g/L的肉桂精油對應的褐變度為8.95,20 g/L殼聚糖對應的褐變度為7.89,1 g/L抗壞血酸對應的褐變度為7.15 g/L。由此可得,3種保鮮劑中抗壞血酸具有最低的褐變度,歸功于抗壞血酸具有較強的抗氧化活性。

2.1.4 腐爛指數 由于新鮮鳳尾菇水分含量極高,在貯藏過程中易受霉菌侵染而腐爛變質,不同濃度的肉桂精油、殼聚糖、抗壞血酸3種保鮮劑對貯藏期間鳳尾菇腐爛指數的影響如圖4所示。

圖4 單一保鮮劑對鳳尾菇保鮮貯藏期間褐變度的影響Fig.4 Effect of single preservatives on cankered index during the storage of Pleurotus sajor-caju注:A:肉桂精油;B:殼聚糖;C:抗壞血酸。

由圖4A可知,相比較與其它濃度,1.5 g/L濃度的肉桂精油的腐爛指數最低。0.5和1.0 g/L肉桂精油處理組的鳳尾菇腐爛指數較高,可能是由于精油濃度太低,對病菌的抑制活性弱,保鮮效果較弱。而2.0 g/L處理組的腐爛指數也較高,可能是因為精油濃度過高,造成鳳尾菇細胞失水,滋生病菌;由圖4B可知,殼聚糖濃度為15 g/L的涂膜方式保鮮處理效果最好,儲藏18 d后,腐爛率指數僅為0.56,顯著低于對照組和其他保鮮劑處理組(p<0.05)。

綜上所述,經3種保鮮劑處理過的鳳尾菇腐爛程度均有不同程度地降低,不同濃度肉桂精油中以濃度1.5 g/L保鮮劑對鳳尾菇的保鮮效果最為理想,殼聚糖以15 g/L的濃度保鮮效果最佳,抗壞血酸以1.0 g/L濃度的保鮮效果最為合適,且所有保鮮液中保鮮效果最好的是15 g/L殼聚糖。

2.2 復合保鮮劑保鮮效果

為了進一步提高保鮮效果,同時采用肉桂精油(A)、殼聚糖(B)和抗壞血酸(C)3種保鮮劑保鮮鳳尾菇。為了進一步優化保鮮效果采用3因素3水平正交實驗,實驗設計如表1所示,實驗結果見表3。從表3可知,采用復合保鮮劑,感官評分均大于(69±3)分,失重率最大僅為8.34%±0.69%。從R1值可知，3種保鮮劑的保鮮效果影響依次為殼聚糖(B)>肉桂精油(A)>抗壞血酸(C)。從K1、K2和K3值可知，最優的實驗組合為A2B2C2，即肉桂精油(A)濃度1.0 g/L、殼聚糖(B)濃度15 g/L和抗壞血酸(C)濃度1.0 g/L。而從K4、K5和K6值可知，最優的實驗組合為A1B2C2，即肉桂精油(A)濃度0.5 g/L、殼聚糖(B)濃度15 g/L和抗壞血酸(C)濃度1.5 g/L。考慮到感官評分為主要評價指標,而失重率為輔助評價指標,且不同的條件下失重率變化大不。因此綜合考慮最優實驗組合為A2B2C2,即肉桂精油(A)濃度1.0 g/L、殼聚糖(B)濃度15 g/L和抗壞血酸(C)濃度1.0 g/L。以該濃度組合復合保鮮液做3組平行試驗,感官評分為(78±3)分,失重率為6.98%±0.43%。

表3 正交實驗結果Table 3 Results of orthogonal experiment

3 結論

鳳尾菇貯藏期間由于呼吸等反應消耗自身營養物質,容易造成衰老萎焉,且由于菇體失水、微生物的繁殖等狀況而發生腐爛。以鳳尾菇為保鮮對象,分別研究不同濃度肉桂精油、殼聚糖和抗壞血酸3種天然保鮮劑對鳳尾菇的保鮮效果,研究表明:不同濃度的3種保鮮劑處理鳳尾菇均能有效延緩鳳尾菇的腐敗變質。其保鮮的最佳濃度為肉桂精油1.5 g/L、殼聚糖15 g/L和抗壞血酸1.0 g/L。通過3因素3水平正交試驗選出最優復合保鮮液為肉桂精油(A)濃度1.0 g/L、殼聚糖(B)濃度15 g/和抗壞血酸(C)濃度1.0 g/L。此復合保鮮液處理鳳尾菇貯藏18 d后,感官評分為(78±3)分,失重率為6.98%±0.43%。