馬寧,王超璠,方東路,丁夢婷,姚嘉蕾,楊文建,胡秋輝
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聚乙烯膜包裝金針菇冷藏期間的風味變化規律
馬寧1,王超璠1,方東路2,丁夢婷1,姚嘉蕾1,楊文建1,胡秋輝1
(1南京財經大學食品科學與工程學院/江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心/江蘇省糧油品質控制及深加工技術重點實驗室,南京 210023;2南京農業大學食品科技學院,南京 210095)
【目的】模擬實際生產中金針菇采后貯藏過程,研究金針菇冷藏期間風味的變化規律,為金針菇的貯藏保鮮提供理論依據。【方法】以聚乙烯膜包裝的金針菇為試驗材料,在溫度4℃、相對濕度90%條件下貯藏15 d,每隔3 d取樣進行分析。金針菇的揮發性風味物質采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術(SPME-GC/MS)和電子鼻技術(E-NOSE)進行檢測;非揮發性風味物質采用高效液相(HPLC)、全自動氨基酸分析儀和電子舌(E-TONGUE)進行檢測。【結果】通過對金針菇風味成分變化動態監測可知,冷藏期間金針菇的主要揮發性成分是醛類和醇類,在貯藏6 d內醛類和醇類的含量均下降,在貯藏末期(15 d)呈上升的趨勢。金針菇冷藏過程中甘露醇和果糖含量在貯藏初期(3 d)分別上升了8.6%、9.9%,在貯藏中期(9 d)、末期(15 d)呈下降的趨勢。檸檬酸含量在貯藏過程中下降了67.9%。琥珀酸含量在貯藏初期(3 d)有所下降,貯藏中期(9 d)含量上升了17.94%,貯藏末期(15 d)含量下降了17.61%。5′-AMP、5′-IMP含量的變化趨勢一致,在貯藏中期(9 d)含量有所上升,貯藏末期(15 d)含量均下降。鮮味氨基酸的含量在貯藏初期(3 d)呈下降的趨勢,貯藏中期(9 d)變化不明顯,貯藏末期(15 d)呈上升的趨勢。【結論】隨著貯藏時間的延長,根據風味成分的變化規律可以有效區分不同貯藏期的金針菇樣品,實現對金針菇樣品品質的快速檢測,為金針菇品質的控制和風味的保持提供科學依據。
聚乙烯膜;金針菇;貯藏過程;揮發性成分;非揮發性成分
【研究意義】金針菇((Fr) Sing.)學名毛柄金錢菌,是一種大型食用真菌,富含維生素、必需氨基酸等營養物質[1]。金針菇不僅具有較高的營養價值,而且風味獨特,深受消費者的喜愛。金針菇的風味物質主要是由含有8個碳的化合物及其衍生物以及醇、酮、醛等揮發性風味成分[2]和可溶性糖、呈味核苷酸、游離氨基酸等非揮發性風味成分[3]組成。但是,新鮮采收的金針菇在儲運銷售過程中極易失水,菇體后生長及遭受微生物侵襲,影響了金針菇的食用和風味品質。實際生產流通過程中,常用的保鮮方式是冷藏結合聚乙烯包裝。在聚乙烯包裝條件下,由于金針菇強烈的呼吸作用,使得包裝內金針菇子實體極易出現缺氧狀態,從而發酵酸敗。然而,對于這種低溫和低氧環境下誘導的金針菇風味品質劣變還缺乏系統研究和數據支撐。因此,本研究模擬實際物流貯藏條件,動態監測金針菇在低溫和聚乙烯包裝過程中風味成分的變化規律,對采取相應措施促進金針菇品質的控制和風味的保持具有重要意義。【前人研究進展】在金針菇保鮮方面,目前的研究大部分集中于金針菇貯藏品質指標和保鮮方法的研究。例如,孫亞男等[4]研究不同透性保鮮膜對金針菇保鮮效果的影響,確定中通透性保鮮膜(潘多拉PE保鮮膜)對金針菇的保鮮效果最佳。楊福馨等[5]研究不同包裝材料對常溫下金針菇的保鮮效果,以金針菇失重率和相關理化指標以及感官評定來研究貯藏期間金針菇新鮮度的變化,結果表明NSPE海納保鮮膜(一種改性聚乙烯保鮮膜)的保鮮效果最佳。曾曉丹等[6]研究聚乙烯(C)、改性聚乙烯(M)、聚乳酸(P)保鮮膜對金針菇采后常溫貯藏品質的影響,以此確定M保鮮膜對金針菇的常溫保鮮效果最佳。在食用菌貯藏期間風味品質的研究方面,目前的研究多集中于對食用菌揮發性風味成分的研究。例如,閻瑞香等[7]對塑料箱式氣調和塑料袋自發氣調貯藏后期的香菇中的香氣成分進行了分析鑒定,通過GC-MS分析能夠客觀反映不同貯藏方式的香菇成熟后期的主要特征香氣,從而評價香菇的品質。李文等[8]分析不同生長階段香菇子實體風味成分對香菇風味的影響,明確了影響香菇風味的關鍵風味物質、特征性風味物質的種類,解析了香菇生長階段與香菇風味成分之間的關系。Fang等[2]通過SPME/GC-MS、電子鼻、電子舌、全自動氨基酸分析儀對納米包裝和普通聚乙烯包裝金針菇在貯藏過程中揮發性風味成分、非揮發性成分進行測定,得出納米包裝能更好地維持金針菇原有的風味。【本研究切入點】模擬金針菇采后運輸銷售貯藏環境,解析金針菇的風味變化規律。目前,對于金針菇的研究多是不同包裝金針菇采后貯藏品質的變化,而對聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中風味成分變化規律的研究有待加強。【擬解決的關鍵問題】研究聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中風味成分的變化規律,為金針菇貯藏保鮮提供理論依據。
試驗于2017年11月至2018年5月在南京財經大學食品科學與工程學院進行。
新鮮金針菇從如意情生物科技有限公司采購,1 h內低溫運輸抵達實驗室。迅速挑選未開傘、菇體完整、無機械傷或病蟲害、菇柄長在10—15 cm的金針菇,放入溫度(4±1)℃、相對濕度(RH)(90±5)%的恒溫恒濕箱中預冷12 h后進行包裝處理。利用厚度為40 μm的聚乙烯膜,剪切制備25 cm×25 cm規格的包裝袋。利用紫外殺菌后的聚乙烯膜對新鮮金針菇進行包裝,隨機挑選、稱取200 g金針菇放入包裝袋內并用熱封口機進行密封,樣品置于恒溫恒濕箱(溫度(4±1)℃,RH(90±5)%)中貯藏15 d,每隔3 d進行取樣測定,每個處理組3個平行樣品。
GC(7890A)-MS(5975C)氣質聯用分析儀,美國安捷倫公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相萃取頭,美國Supelco公司;FOX3000型電子鼻,法國Alpha MOS公司;Agilent1200高效液相色譜儀,美國Agilent公司;Alltech3300型蒸發光散射檢測器,美國Agilent公司;ASTREEⅡ型電子舌,法國Alpha MOS公司;L-8900型全自動氨基酸分析儀,日本Hitaohi公司;AL104電子天平,Mettler Toledo上海有限公司;HH-2型數顯恒溫水浴鍋,江蘇國華電器有限公司;KQ-500E型數控超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司;Hei- VAP型旋轉蒸發儀,德祥科技有限公司;DELTA320型pH計,Mettler Toledo公司;DL-I-15型電磁爐,天津市泰斯特儀器有限公司。
正構烷烴(C7—C30)混標購于美國Sigma公司;果糖、海藻糖、甘露醇、酒石酸、富馬酸、蘋果酸、檸檬酸、冰乙酸、琥珀酸、5′-AMP、5′-CMP、5′-GMP、5′-IMP、5′-UMP均購于上海源葉生物科技有限公司;冰乙酸(色譜純)、四丁基氫氧化銨、乙腈(色譜純)、甲醇(色譜純)、磷酸二氫鈉均購于國藥集團化學試劑有限公司。
1.3.1 揮發性風味成分的測定 參考Laurienzo等[9]的方法,精確稱取2.0 g金針菇樣品置于20 mL頂空瓶內,萃取頭在250℃活化30 min后,置于60℃水浴鍋內吸附40 min,將萃取頭插至進樣口,解離分析揮發性物質。色譜條件:DB-5MS毛細管色譜柱(30 m×250 μm,φ0.25 μm);升溫程序條件設置為初始溫度40℃,保持3 min,以5℃·min-1的速度升到150℃,保持3 min,再以10℃·min-1的速度升至230℃,保持2 min;載氣為氦氣,流速為0.8 mL·min-1,分流比為1﹕1。質譜條件:電離方式為電子轟擊離子源(electron ionization,EI),離子源溫度為230℃,四極桿溫度為150℃,接口溫度為250℃,電子能量為70 eV;質量掃描范圍25—450 U。
取正構烷烴混標(C7—C30)標準品按照上述實驗條件分析,記錄每個正構烷烴的保留時間,采用保留指數的線性升溫公式:
RI=100n+100[(tx-tn)/(tn +1-tn)]
計算各揮發性組分的RI值,其中tx、tn和tn+1(tn<tx<tn+1)分別為被分析組分和碳原子處于n和n+1之間的正構烷烴的保留時間(min)。
參考Yang等[10]的方法,精確稱取2.0 g金針菇樣品放置于20 mL頂空瓶內,樣品測量流速為150 mL·min-1,檢測時間為120 s。該電子鼻裝有12個不同的氣體傳感器:LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL、LY2/gCT、T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2和PA/2,通過傳感器陣列響應和模式識別技術對揮發性氣體分子進行分析。
1.3.2 非揮發性風味成分的測定 可溶性糖(醇)的測定:參考Tsai等[11]的方法,精確稱取5.0 g金針菇樣品,加入80 mL體積分數50%的乙醇溶液,在50℃下水浴30 min,5 000 r/min離心15 min,傾出上清液,殘渣用相同的方法再提取1次,合并上清液,轉于旋轉蒸發儀中濃縮蒸干,然后加入體積分數50%的乙腈溶液溶解,0.45 μm濾膜過濾后,取濾液待用。色譜條件:色譜柱Sugar-D(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫25℃;流速1.0 mL·min-1;流動相為V(水):V(乙腈)=25﹕75;進樣量20 μL,檢測器采用蒸發光散射檢測器(ELSD),氮氣流速2.5 L·min-1,漂移管溫度為50℃。
呈味核苷酸的測定:參考TAYLOR等[12]的方法,精確稱取5.0 g金針菇樣品,加入20 mL超純水,煮沸1 min,冷卻,5 000 r/min離心15 min,殘渣用相同的方法再提取1次,合并上清液旋轉濃縮定容,經0.45 μm濾膜過濾后待測。色譜條件:色譜柱Zorbax-Eclipse XDB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動相為V(水)﹕V(甲醇)﹕V(冰乙酸)﹕V(四丁基氫氧化銨)=893.5﹕100﹕6﹕0.5,流速0.5 mL·min-1,柱溫25℃。采用紫外檢測器,檢測波長254 nm。
有機酸的測定:參考LI等[13]的方法,精確稱取5.0 g金針菇樣品,加入10 mL 0.01 mol·L-1的KH2PO4(pH =2.6),于45℃下超聲30 min,5 000 r/min離心15 min,定容,經0.45 μm濾膜過濾后待測。色譜條件:色譜柱Zorbax-Eclipse XDB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動相為V(KH2PO4的水溶液,pH 2.6,0.01 mol·L-1):V(甲醇)=95﹕5,柱溫25℃,流速0.5 mL·min-1,進樣量20 μL。檢測器采用紫外檢測器,檢測波長210 nm。
參考Buratti等[14]的方法,利用ASTREEⅡ型電子舌味覺傳感系統對金針菇樣品的非揮發性風味物質進行分析。準確稱取5.0 g金針菇樣品,加入100 mL去離子水研磨,6 000×離心15 min,取上清液作為待測樣品。電子舌經過活化和校準以后對待測樣品進行檢測,利用電子舌自帶的數據處理軟件對味覺數據進行采集分析。
游離氨基酸的測定:參考LIU等[15]的方法,準確稱取0.2 g金針菇樣品于水解管中,加入6 mol·L-1HCl(20 mL)倒滿整瓶,蓋上保鮮膜,密封膠密封水解管,放入烘箱110℃下水解24 h。取出樣品,濾紙過濾,定容至50 mL(6 mol·L-1HCl)。取3 mL旋轉蒸干,加入30 mL 0.02 mol·L-1HCl,經0.22 μm濾膜過濾后待測。
采用IBM SPSS Stastics 23軟件對GC-MS數據進行聚類分析,采用Microsoft Office Excel 2010統計分析軟件進行數據處理、分析與作圖,采用JMP13(SW)分析軟件進行差異顯著性分析,差異顯著性采用Student檢驗法,顯著差異選用<0.05,每組試驗重復3次,所得結果以平均值±標準差的形式表示。利用Origin 2018作雷達圖。
2.1.1 GC-MS檢測結果 如表1所示,貯藏期間共鑒定出47種揮發性化合物,包括13種醛類,4種酮類,11種醇類,6種酯類,5種烴類化合物,8種其他化合物。新鮮的金針菇鑒定出了12種醛類和8種醇類,貯藏3 d的金針菇鑒定出7種醛類和8種醇類,貯藏6 d的金針菇鑒定出8種醛類和9種醇類,貯藏9 d的金針菇鑒定出8種醛類和7種醇類,貯藏12 d的金針菇鑒定出7種醛類和7種醇類,貯藏15 d的金針菇鑒定出10種醛類和8種醇類。在醛類中,反式-2-庚烯醛所占的比例最高,占醛類的25.8%。其次是辛醛和反式-2-辛烯醛,分別占13.4%和16.3%。從表中可以發現金針菇揮發性風味成分主要以含8個碳原子的不飽和醇、醛、酮、芳香醇等關鍵風味物質組成,在金針菇中共測出10種(青草味的己醛、杏仁味的苯甲醛、花香味的辛醛和苯乙醛、熟蘑菇味的反式-2-壬烯醛和3-辛酮、清香味的正己醇和1,2-二乙基己醇、果香味的正辛醇、蘑菇味的1-辛烯-3-醇),它們共同構成了金針菇的特殊香味。反式-2-壬烯醛在新鮮蘑菇中存在,在之后的貯藏過程中并沒有檢測出。1-辛烯-3-醇、3-辛酮的含量在貯藏過程中分別呈先下降后上升、先上升后下降的趨勢,1-辛烯-3醇的含量在貯藏9 d時降至最低值,3-辛酮的含量在貯藏9 d后就沒有檢測出。

表1 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中揮發性成分的相對含量
“-”表示未檢出“-” means not detected
為了進一步分析聚乙烯膜包裝的金針菇揮發性風味成分的影響,將氣質數據進行聚類分析,結果如圖1所示。從圖1中可以看出,聚乙烯膜包裝的金針菇揮發性風味成分聚類分析樹狀圖顯示出3個主要的類別。其中貯藏9 d、貯藏12 d和貯藏15 d的樣品分在了一類,貯藏3 d和貯藏6 d的樣品被分在一類,新鮮樣品為另一類。在第一大類中,貯藏9 d和貯藏12 d的樣品在最小距離水平上首先聚類,這說明貯藏9 d和貯藏12 d的樣品揮發性成分相似度很高。隨著歐式距離的增加,貯藏15 d的樣品也并入到這一類中。而在第二大類中,貯藏3 d和貯藏6 d的樣品在歐式距離為3時聚到一起,說明兩個樣品間揮發性成分相似度較高。在第三大類中,只有新鮮樣品。當歐式距離增加至18時,新鮮樣品與貯藏3 d和貯藏6 d的樣品歸為一類。隨著歐式距離的繼續增大,當增至25時,三大類才歸為一類,說明新鮮樣品與貯藏過程中的樣品的相似度明顯較低。因此,可以把貯藏期分為3個階段:初期、中期、末期。

圖1 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中揮發性成分數據聚類分析結果
2.1.2 電子鼻檢測結果 如圖2所示,12個傳感器中的大部分對貯藏期間的3個樣品給出了類似的信號。其中,LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL和LY2/gCT傳感器的響應值為負,其他傳感器的響應值為正,但連接趨勢較為一致,說明聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中揮發性風味物質較為相似。在貯藏過程中,LY2/G、LY2/AA、LY2/GH在3個樣本間的響應距離最大,T70/2、PA/2、P10/1和T30/1也對聚乙烯膜包裝金針菇揮發性風味鑒別作出了很大的貢獻。傳感器LY2/G對醇類和酮類物質較為敏感;傳感器LY2/AA對酮類物質敏感;傳感器LY2/GH對氨類和胺類物質較為敏感。傳感器LY2/G和LY2/AA的響應距離較大,這說明聚乙烯包裝的樣品醇類和醛類物質的變化更為顯著,這與GC-MS的檢測結果相一致。

圖2 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中電子鼻揮發性風味物質雷達圖譜
對聚乙烯膜包裝金針菇貯藏期間的揮發性風味的原始響應值進行主成分分析。如圖3所示,聚乙烯膜包裝樣品提取的主成分累積貢獻率為99.39%,幾乎提取了原始數據的全部信息,極具代表性。聚乙烯膜包裝處理的樣品在貯藏0 d時,在PC1和PC2正的一側;而貯藏3 d時,PC1負的一側;在貯藏6 d時,在PC1和PC2負的一側。貯藏3 d和貯藏6 d距離較近,說明兩個樣品之間的揮發性成分有相似性。貯藏0 d與貯藏3 d和6 d的樣品距離較遠,說明這3個樣品間的揮發性成分存在一定的差別。而貯藏9 d、12 d和15 d是幾乎都在PC1正的一側和PC2負的一側,且有一定的重疊區域,說明這3個樣品之間的揮發性成分較為相似。與GC-MS的聚類分析結果一致。
2.2.1 可溶性糖含量 在貯藏過程中,可溶性糖(醇)總量和各種可溶性糖(醇)含量變化均顯著(<0.05)。在貯藏前期(3 d),聚乙烯膜包裝金針菇的果糖含量增加,在貯藏中期(9 d),果糖含量下降至44.405 mg·g-1。在貯藏初期,聚乙烯膜包裝金針菇的甘露醇含量增加,隨后,甘露醇含量呈下降的趨勢。在貯藏0—6 d,金針菇的海藻糖含量從13.235 mg·g-1增加至76.749 mg·g-1,隨后,海藻糖含量下降至8.157 mg·g-1。隨著貯藏時間的延長,可溶性糖(醇)總量呈先上升后下降的趨勢。貯藏初期,可溶性糖(醇)總量從181.057 mg·g-1上升至248.803 mg·g-1,直至貯藏末期,可溶性糖(醇)總量呈下降的趨勢。

圖3 聚乙烯膜包裝金針菇在貯藏過程中的電子鼻主成分分析

表2 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中可溶性糖(醇)含量的變化
每一列中含有不相同字母的數據之間差異顯著(<0.05)。下同
Different letters represent significantly different in each column (<0.05). The same as below
2.2.2 有機酸含量 金針菇中的富馬酸含量在貯藏初期呈下降趨勢,貯藏中期變化不大,貯藏后期有所下降。在貯藏初期,聚乙烯膜包裝的金針菇富馬酸含量下降至0.870 mg·g-1,在貯藏中期變化不大;在貯藏末期,富馬酸含量呈下降的趨勢。金針菇中琥珀酸含量在貯藏初期有所下降,在貯藏中期琥珀酸含量上升,貯藏末期呈下降的趨勢。金針菇中的酒石酸含量在貯藏期間呈現上升趨勢。聚乙烯膜包裝的金針菇在貯藏12 d內酒石酸含量逐漸上升至6.593 mg·g-1,貯藏末期,酒石酸含量下降,下降至5.888 mg·g-1。金針菇中的蘋果酸含量在貯藏期間呈下降趨勢,貯藏后期略微上升。在貯藏前期,由3.778 mg·g-1下降到2.291 mg·g-1,在第6天上升,隨后在第12 天緩慢下降為1.592 mg·g-1,第15 天又上升為2.036 mg·g-1。聚乙烯膜包裝的金針菇檸檬酸含量在貯藏前期,由29.154 mg·g-1下降到22.945 mg·g-1,在貯藏中期有小幅度上升,貯藏末期呈下降的趨勢。金針菇中的冰乙酸含量在貯藏期間呈先下降的趨勢,貯藏0—12 d,金針菇中冰乙酸含量從0.078 mg·g-1下降至0.020 mg·g-1,貯藏15 d,冰乙酸含量又上升至0.039 mg·g-1。在金針菇的貯藏過程中,除了酒石酸、冰乙酸外,其余4種有機酸的變化趨勢與總有機酸變化趨勢類似,且6種有機酸中,檸檬酸的含量最高,其次為琥珀酸。
2.2.3 呈味核苷酸含量 貯藏0—9 d,5′-AMP含量呈上升的趨勢,貯藏末期,5′-AMP含量從1.842 mg·g-1下降至1.638 mg·g-1。食用菌中含有的5′-GMP具有肉的鮮味,表現出食用菌所特有的鮮味[16]。在貯藏期間,5′-GMP含量先上升后下降。貯藏0—9 d,5′-GMP含量呈上升的趨勢,貯藏末期,5′-GMP含量從0.242 mg·g-1下降至0.050 mg·g-1。在貯藏過程中,5′-CMP含量先上升后下降。貯藏0—6 d,5′-CMP含量上升至3.611 mg·g-1,貯藏末期5′-CMP含量呈下降的趨勢。貯藏期間5′-IMP的含量先上升后下降。貯藏初期,5′-IMP含量變化不明顯,貯藏中期,5′-IMP含量從0.015 mg·g-1上升至0.068 mg·g-1,貯藏末期,5′-IMP含量下降至0.033 mg·g-1。5′-UMP含量在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢。貯藏0—9 d,5′-UMP含量從0.054 mg·g-1上升至0.144 mg·g-1,貯藏末期,5′-UMP含量下降至0.070 mg·g-1。呈味核苷酸的總量呈先升后降的趨勢。5種呈味核苷酸中5′-CMP所占比重最高,其次為5′-AMP。

表3 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中有機酸含量的變化

表4 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中呈味核苷酸含量的變化
2.2.4 游離氨基酸 表5顯示了聚乙烯包裝金針菇冷藏期間游離酸含量的變化。從氨基酸總量上看,聚乙烯包裝金針菇貯藏期間呈現先下降后上升的趨勢。新鮮金針菇富含Pro、Glu、Phe;新鮮金針菇與貯藏9 d金針菇的游離氨基酸總量和Glu含量接近,未出現顯著下降;在貯藏15 d ,聚乙烯包裝金針菇游離氨基酸總量顯著增加,Phe含量變化不明顯,Pro、Glu含量顯著增加。

表5 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中游離氨基酸含量的變化
從圖4可以看出金針菇所含的4類游離氨基酸中,無味氨基酸所占的比重最高,其次是呈苦味氨基酸和呈鮮味氨基酸,呈甜味氨基酸最低。在貯藏期間,呈鮮味氨基酸的含量變化較為明顯,而其他3類游離氨基酸無明顯變化。貯藏前期,游離氨基酸的含量有所下降,在貯藏中期,金針菇的游離氨基酸含量變化緩慢。在貯藏12 d時,游離氨基酸含量下降。貯藏15 d時,游離氨基酸的含量又上升,且明顯高于0 d時的游離氨基酸含量。
2.2.5 電子舌檢測結果 對聚乙烯膜包裝金針菇在貯藏期間的非揮發性風味的原始響應值進行主成分分析。如圖5所示,聚乙烯膜包裝樣品提取的主成分累積貢獻率為96.77%,幾乎提取了原始數據的全部信息,極具代表性。聚乙烯膜包裝處理的樣品在貯藏0 d時,在PC1正的一側;而貯藏3 d、貯藏6 d、貯藏9 d的樣品在PC1負的一側。貯藏0 d與貯藏3 d和6 d的樣品距離較遠,說明這3個樣品之間的非揮發性成分存在一定的差別。而貯藏12 d和15 d的樣品在PC2正的一側,說明這兩個樣品之間具有一定的相似度。

圖4 聚乙烯膜包裝金針菇貯藏過程中四類游離氨基酸變化

圖5 聚乙烯包裝金針菇貯藏過程中電子舌主成分分析
金針菇的風味成分主要有揮發性成分和非揮發性成分兩種。揮發性風味成分如八碳不飽和醇、醛或酮類,它們對食用菌風味的形成起著重要的作用;非揮發性成分如可溶性糖(醇)、有機酸、呈味核苷酸、游離氨基酸,它們對食用菌滋味的形成至關重要[17]。本研究對不同貯藏時間金針菇樣品的風味成分進行檢測。
通過SPME-GC/MS技術可以對金針菇貯藏過程中的揮發性成分進行檢測,采用RI和MS共同定性,可以提高準確性。SPME-GC/MS結果表明,在貯藏過程中,醛類、酮類和醇類物質的變化最為明顯。在檢測到的醇類物質中,正辛醇和正壬醇所占的比例最高。而在不飽和醇中,1-辛烯-3-醇的含量最高,是大多數食用菌的主要揮發性成分,這與大多數食用菌的揮發性成分研究結果一致[18]。揮發性成分中一些醇類、醛類、酮類化合物來自于脂類物質的氧化[19-20],如辛醛、壬醛是油酸氧化的產物,反,反-2,4-癸二烯醛是聚不飽和脂肪酸氧化的產物,1-辛烯-3-醇是亞油酸經脂肪氧化酶催化形成的,具有蘑菇的香氣[21],對食用菌的風味影響較大。貯藏末期(15 d)金針菇酮類物質的含量呈上升的趨勢,酮類物質的上升是金針菇風味劣變的一種表現[22]。貯藏末期(15 d)醛類物質的含量上升,這與前人的研究結果一致[2]。食用菌特征氣味也離不開醛類化合物的作用,一般具有較高碳位數的醛類化合物有柑橘皮的香味[23]。醛類化合物氣味閾值低,醛類在脂質氧化中生成速率很快,它與其他化合物可產生重疊效應,且效應較強。雖然長鏈的醛類表面上檢測不到香味,但是卻是一些雜環化合物的前體。雷達圖結果表明,冷藏15 d的金針菇中積累了更多的醇類、醛類及其他不良氣味的物質。通過電子鼻分析可以看出,新鮮樣品與貯藏過程中樣品的風味差異均十分顯著。其風味類型的變化趨勢與GC-MS所檢測的揮發性成分變化結論一致。
試驗發現,金針菇中的主要可溶性糖(醇)為甘露醇和果糖。其中,甘露醇是一種較強的自由基清除劑[24]。隨著貯藏時間的延長,金針菇的甘露醇含量呈先上升后下降的趨勢,這與梁艷麗等[25]研究的白靈菇貯藏過程中甘露醇含量的變化趨勢基本一致。金針菇的甘露醇含量上升可能和菇體后熟作用維持滲透壓有關,隨后下降可能是菇體內甘露醇大量轉運或后熟作用的減弱造成的[26-27]。金針菇的果糖含量在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢,這與前人的研究結果[28]基本一致。金針菇中的果糖含量增加,可能是由于蔗糖水解為果糖和葡萄糖引起的。隨后,金針菇的果糖含量逐漸降低,可能是由于葡萄糖和果糖合成淀粉引起的[28]。在貯藏末期,果糖含量增加,可能是由于多糖水解造成的[29]。金針菇中主要的有機酸是琥珀酸和檸檬酸,占總有機酸的80%以上。金針菇的琥珀酸含量在冷藏過程中呈先升后降的趨勢,這與安華明等[30]的研究結果基本一致。金針菇中琥珀酸含量的變化可能與琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性有關,SDH活性的降低導致琥珀酸含量的累積[31]。在貯藏的過程中,檸檬酸含量總體呈下降的趨勢,這與前人的研究結果[32]基本一致。金針菇中的檸檬酸含量的變化可能與檸檬酸合成酶(CS)、烏頭酸酶(ACO)和異檸檬酸脫氫酶(NAD-IDH)在金針菇貯藏期間的活性變化有關。劉雅蘭等[33]經研究發現果梅果實的檸檬酸含量與CS的活性呈極顯著正相關,ACO和NAD-IDH參與檸檬酸的降解過程,其活性在果實成熟期間不斷變化。在貯藏過程中,5′-AMP含量呈先上升后下降的趨勢,這與張曉玉[34]研究的秀珍菇在貯藏過程中5′-AMP含量的變化趨勢一致。呼吸提供了果蔬采后生命活動所需要的能量。呼吸作用釋放的能量,一部分轉化為呼吸熱,一部分以ATP形式貯藏。琥珀酸脫氫酶是連接氧化磷酸化與電子傳遞的樞紐之一,以FAD作為其脫下電子的受體,將琥珀酸氧化為延胡索酸,產生FADH2,每個FADH2生成2個ATP[35],而ATP可以降解為AMP。5′-IMP含量呈先上升后下降的趨勢,而5′-IMP主要由ATP降解所產生,具有顯著地增鮮效果。據研究,5′-IMP的生成代謝主要與環境溫度、pH以及各種酶活性有關,其中,肌苷酸降解酶是其貯藏過程中含量發生變化的主要因素[36]。食用菌中的游離氨基酸會提供給蘑菇特有的鮮味和甘甜味。雖然金針菇中的呈苦味氨基酸含量大于呈鮮味氨基酸,但是由于鮮味氨基酸的滋味活度值(taste active,TAV)較高,且又有可溶性糖甜味的遮蓋,因此金針菇的呈苦味氨基酸并沒有味覺活性[33]。在本研究中,隨著貯藏時間的延長,游離氨基酸的含量呈現先降后升的趨勢,這與張海軍[37]研究杏鮑菇低溫貯藏期間游離氨基酸的變化規律基本一致。貯藏前期,游離氨基酸的含量下降可能是由于低溫和PE材料包裝膜有一定的密封性,使得袋內形成了低氧、高二氧化碳的環境,導致金針菇的后熟作用逐漸受到抑制。金針菇的游離氨基酸含量變化緩慢,可能是因為金針菇失水過多,氨基酸合成和轉運受到抑制或菇體活力不高,維持自身正常生理活動消耗的游離氨基酸與菇體后熟階段合成的游離氨基酸處于動態平衡。隨后,游離氨基酸含量下降,原因可能是金針菇為維持自身正常生理活動需要消耗或轉化游離氨基酸以保證供給。貯藏15 d時,游離氨基酸含量上升可能是由于金針菇腐爛變質,蛋白質加速分解,使游離氨基酸不斷積累[37]。
在食品工業中,產品風味的形成與微生物的菌群演替有著密不可分的聯系。在儲運過程中,腐敗微生物的生長變化會使食品產生不良風味,影響其商品銷售。因此,在后續的研究中,將進一步研究金針菇貯藏過程中微生物的動態變化規律,為金針菇的貯藏保鮮提供新的理論依據。
不同貯藏期的金針菇揮發性風味物質的含量存在一定的差異。冷藏初期金針菇中的揮發性成分主要以醇類為主,醛類次之。貯藏末期醇類、醛類、酮類物質含量上升,醇類、醛類、酮類物質含量的升高對金針菇揮發性風味的變化產生一定的不利影響。不同貯藏期金針菇的非揮發性風味物質的變化規律具有相似性。因此,可以依據貯藏過程中風味物質的變化規律區分不同貯藏期的金針菇樣品,從而為金針菇品質的控制和風味的保持提供理論依據。
[1] Ko W C, Liu W C, Tsang Y T, Hsieh C W. Kinetics of winter mushrooms () microstructure and quality changes during thermal processing., 2007, 81(3): 587-598.
[2] Fang D L, Yang W J, Benard M K, Zhao L Y, An X X, Hu Q H. Comparison of flavour qualities of mushrooms () packed with different packaging materials., 2017, 232: 1-9.
[3] Beluhan S,Ranogajec A.Chemical composition and non-volatile components of Croatian wild edible mushrooms., 2011, 124(3): 1076-1082.
[4] 孫亞男, 趙淑芳, 李文香, 于戈, 丁希青. 不同通透性保鮮膜對金針菇品質及其內源甲醛含量的影響. 中國食物與營養, 2016, 22(2): 33-37.
Sun Y N, Zhao S F, Li W X, Yu G, Ding X Q. Effects of different permeability film on fresh-keeping and formaldehyde content of, 2016, 22(2): 33-37. (in Chinese)
[5] 楊福馨, 張炯炯, 張伊蕓, 范飛, 丁曉彤, 邱艷娜. 不同包裝材料對常溫下金針菇的保鮮效果. 綠色包裝, 2016(2): 47-51, 81.
Yang F X, Zhang J J, Zhang Y Y, Fan F, Ding X T, Qiu Y N. Fresh-keeping of different packaging materials on normal temperature of GoldenMushroom., 2016(2): 47-51, 81. (in Chinese)
[6] 曾曉丹, 賀紅宇, 劉培, 王自鵬, 詹敏, 李敏, 朱永清. 3種保鮮膜材料對金針菇常溫保鮮效果的影響. 西南農業學報, 2017, 30(10): 2340-2344.
ZENG X D, HE H Y, LIU P, WANG Z P, ZHAN M, LI M, ZHU Y Q. Effects of three kinds of preservative film on fresh-keeping ofat room temperature., 2017, 30(10): 2340-2344. (in Chinese)
[7] 閻瑞香, 陳存坤, 關文強, 馬駿. 自發氣調包裝對香菇貯藏中揮發性成分的影響. 中國食用菌, 2010, 29(6): 49-51.
YAN R X, CHEN C K, GUAN W Q, MA J. Effect of modified atmosphere storages on aromatic compounds of., 2010, 29(6): 49-51. (in Chinese)
[8] 李文, 陳萬超, 楊焱, 張勁松, 馮杰, 于海龍. 香菇生長過程中揮發性風味成分組成及其風味評價. 核農學報, 2018, 32(2): 325-334.
LI W, CHEN W C, YANG Y, ZHANG J S, FENG J, YU H L. Volatile flavor components and flavor quality evaluation ofharvested at different growth stages., 2018, 32(2): 325-334. (in Chinese)
[9] LAURIENZO P, DI STASIO M, MALINCONICO M, VOLPE M G. Dehydration of apples by innovative bio-films drying., 2010, 97(4): 491-496.
[10] YANG W J, YU J, PEI F, MARIGA A M, MA N, FANG Y, HU Q H. Effect of hot air drying on volatile compounds ofdetected by HS-SPME-GC-MS and electronic nose., 2016, 196: 860-866.
[11] TSAI S Y, TSAI H L, MAU J L. Non-volatile taste components of,and., 2008, 107(3): 977-983.
[12] TAYLOR M W, HERSHEY H V, LEVINE R A, COY K, OLIVELLE S. Improved method of resolving nucleotides by reversed-phase high-performance liquid chromatography., 1981, 219(1): 133-139.
[13] LI Q, ZHANG H H, CLAVER I P, ZHU K X, PENG W, ZHOU H M. Effect of different cooking methods on the flavour constituents of mushroom ((Lange) Sing) soup., 2011, 46(5): 1100-1108.
[14] BURATTI S, CASIRAGHI A, MINGHETTI P, GIOVANELLI G. The joint use of electronic nose and electronic tongue for the evaluation of the sensorial properties of green and black tea infusions as related to their chemical composition., 2013, 4(6): 605-615.
[15] LIU Y, HUANG F, YANG H, IBRAHIM S A, WANG Y F, HUANG W. Effects of preservation methods on amino acids and 5'-nucleotides ofmushrooms., 2014, 149: 221-225.
[16] 游興勇, 許楊, 李燕萍. 食用菌非揮發性呈味物質的研究. 中國調味品, 2008, 33(8): 32-35, 47.
YOU X Y, XU Y, LI Y P. The studies of non-volatile taste compounds of edible fungi., 2008, 33(8): 32-35, 47. (in Chinese)
[17] PINHO P G., RIBEIRO B, GONCALVES R F, BAPTISTA P, VALENTAO P, SEABRA R M, ANDRADE P B. Correlation between the pattern volatiles and the overall aroma of wild edible mushrooms., 2008, 56(5): 1704-1712.
[18] 裴斐. 雙孢蘑菇冷凍干燥聯合微波真空干燥傳質動力學及干燥過程中風味成分變化研究[D]. 南京: 南京農業大學, 2014.
PEI F. Study on mass transfer characteristics and changes of flavor components induring freeze drying combined with microwave vacuum drying [D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2014. (in Chinese)
[19] 王霞, 黃健, 侯云丹, 王求娟, 陳義方, 夏靜波, 蘇秀榕. 電子鼻結合氣相色譜-質譜聯用技術分析黃鰭金槍魚肉的揮發性成分. 食品科學, 2012, 33(12): 268-272.
WANG X, HUANG J, HOU Y D, WANG Q J, CHEN Y F, XIA J B, SU X R. Analysis of volatile components in yellowfin tuna by electronic nose and GC-MS., 2012, 33(12): 268-272. (in Chinese)
[20] 葛敏敏, 王建華, 劉靖靖, 王穎, 李曉, 湯志旭. 南美白對蝦貯藏過程中揮發性物質的變化. 食品工業科技, 2018, 39(19): 225-231.
GE M M, WANG J H, LIU J J, WANG Y, LI X, TANG Z X. Changes of volatile compounds in Penaeus vannamei during storage., 2018, 39(19): 225-231. (in Chinese)
[21] ZAWIRSKA-WOJTASIAK R. Optical purity of (R)-(-)-1-octen-3-ol in the aroma of various species of edible mushrooms., 2004, 86(1): 113-118.
[22] 王婧. 李果實冷藏期間風味物質含量及變化規律的研究[D]. 保定: 河北大學, 2014.
WANG J. Study on the changes of the content of flavor in ‘Angeleno’ plum fruits during cold storage [D]. Baoding: Hebei University , 2014. (in Chinese)
[23] 張瑩. 幾種食用菌風味物質的研究[D]. 合肥: 安徽農業大學, 2012.
ZHANG Y. Study on the flavor components of several kinds of edible mushrooms [D]. Hefei: Anhui Agricultural University, 2012. (in Chinese)
[24] 黎穎. 甘露醇的性質、生產與發展建議. 廣西化工, 1999(4): 29-33.
LI Y. The properties, production and development suggestions of mannitol., 1999(4):29-33. (in Chinese)
[25] 梁艷麗, 李榮春, 張陶. 白靈菇在貯藏過程中營養成分的動態變化. 中國食用菌, 2005(2): 54-56.
LIANG Y L, LI R C, ZHANG T. Dynamic changes of nutrients induring storage., 2005(2): 54-56. (in Chinese)
[26] MONEY N P. Wishful thinking of turgor revisited: the mechanics of fungal growth., 1997, 21(2): 173-187.
[27] MORTON N, DICKERSON A G, HAMMOND J B W. Mannitol metabolism in: purification and properties of mannitol dehydrogenase., 1985, 131(11): 2885-2890.
[28] 李昊, 劉景圣, 王浩, 鄭明珠, 董瑤, 解慧. 鮮食糯玉米貯藏過程中可溶性糖含量變化的研究.中國食物與營養, 2014, 20(3): 23-27.
LI H, LIU J S, WANG H, ZHENG M Z, DONG Y, XIE H. Changes of soluble sugar content in fresh corn in the process of storage., 2014, 20(3): 23-27. (in Chinese)
[29] 吳敏. 包裝和貯藏條件對荔枝果汁品質的影響研究[D]. 廣州: 華南農業大學, 2016.
Wu M. Effect of packaging and storage condition on the quality ofjuice [D]. Guangzhou: South China Agricultural University, 2016. (in Chinese)
[30] 安華明, 劉明, 楊曼, 樊衛國. 刺梨有機酸組分及抗壞血酸含量分析. 中國農業科學, 2011, 44(10): 2094-2100.
AN H M, LIU M, YANG M, FAN W G. Analysis of main organic acid compositions in Rosa roxburghii Tratt., 2011, 44(10): 2094-2100. (in Chinese)
[31] 郝曉然. 大蒜綠變過程中幾種關鍵酶活性變化規律的研究[D]. 泰安: 山東農業大學, 2012.
HE X R. Variations of key enzymes activities in garlic greening process [D]. Tai’an: Shandong Agricultural University, 2012. (in Chinese)
[32] 王一州. 采后黃冠梨果實有機酸代謝及品質變化規律研究[D]. 天津: 天津大學, 2009.
WANG Y Z. Study on the change of organic acids metabolism and quality of postharvst Huangguan pear fruit [D]. Tianjin: Tianjin University, 2009. (in Chinese)
[33] 劉雅蘭, 靳志飛, 陳紅. 果梅果實發育過程中有機酸含量及相關代謝酶活性的變化特征. 西北植物學報, 2017, 37(1): 130-137.
LIU Y L, JIN Z F, CHEN H. Changes of organic acid concentrations and the relative metabolic enzyme activities during the development offruit., 2017, 37(1): 130-137. (in Chinese)
[34] 張曉玉. 貯藏溫度對秀珍菇采后生理、呈味物質及能量代謝的影響[D]. 沈陽: 沈陽農業大學, 2017.
ZHANG X Y. Effects of different temperature storage on physiology, taste component and energy metabolism of[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2017. (in Chinese)
[35] 游興勇, 許楊, 李燕萍. 食用菌非揮發性呈味物質的研究. 中國調味品, 2008, 33(8): 32-35.
YOU X Y, XU Y, LI Y P. The studies of non-volatile taste compounds of edible fungi., 2008, 33(8): 32-35. (in Chinese)
[36] 王述柏. 雞肉肌苷酸沉積規律及營養調控研究[D]. 北京: 中國農業科學院, 2004.
WANG S B. Study on the regularity of chicken inosinic acid deposition and nutrition regulation [D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2004. (in Chinese)
[37] 張海軍. 杏鮑菇采后生理生化變化規律及保鮮方法研究[D]. 長沙: 湖南農業大學, 2014.
ZHANG H J. Studies on the physiological and biochemistry characteristics change regularity and fresh keeping technology of post-harvest in[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2014. (in Chinese)
Flavor Variation ofin Polyethylene Film Packaging During the Cold Storage
MA Ning1, WANG ChaoFan1, FANG DongLu2, DING MengTing1, YAO JiaLei1, YANG WenJian1, HU QiuHui1
(1College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics/Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety/Key Laboratory of Grains and Oils Control and Processing of Jiangsu Province, Nanjing 210023;2College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095)
【Objective】 The investigation of flavor changes ofduring the cold torage will provide scientific basis for preservation of. 【Method】werepacked with Polyethylene film andwere stored at 4℃ and 90%RH for 15 days. Sampling was conducted every three days for analysis. The volatile components ofwere detected by headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC/MS) and electronic nose (E-NOSE). The non-volatile components ofwere determined by high performance liquid phase (HPLC), amino acid automatic analyzer and electric tongue (E-TONGUE). 【Result】 Monitoring the kinetics of flavor component induring cold storage revealed that the main volatile components were aldehydes and alcohols. The contents of aldehydes and alcohols decreased at the beginning of postharvest storage, and then increased in the late storage stage (15 days). However, the mannitol and fructose content ofwere increased by 8.6% and 9.9%, respectively; during the initial storage (3 days) with a decrease in the middle (9 days) and end storage time (15 days). The citric acid content was decreased by 67.9% during storage. The reduction of succinic acid was observed in the first 3-day storage but increased by 17.94% in the middle of storage (9 days), finally decreased by 17.61% at the end of storage (15 days). The trends for the changes of 5'-AMP and 5'-IMP were similar to that of mannitol that the contents increased during the middle stages of storage (9 days) but dropped at the end of storage (15 days). The content of umami amino acid decreased at the initial stage of storage (3 days), while no significant difference was observed in the middle of storage (9 days). At the end of storage (15 days), the content of umami amino acid showed an upward trend. 【Conclusion】With the extended storage time, the profile of flavor changes incould be effectively fingerprinted, which would provide scientific basis for the quality control and the preservation of.
polyethylene film;; postharvest storage; volatile components; nonvolatile components
10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.013
2018-10-18;
2019-01-22
國家自然科學基金(31701660)、江蘇高校優勢學科建設工程資助項目(PAPD)
馬寧,E-mail:e-mning@nufe.edu.cn
(責任編輯 趙伶俐)