低溫漂燙聯合超聲浸漬預處理對預制菜肴中雙孢蘑菇品質的影響

陶天藝，裴 斐，方東路，鄭惠華,3，陳 惠,3，趙立艷，胡秋輝,

（1.南京財經大學食品科學與工程學院，農業農村部食用菌加工重點實驗室，江蘇南京 210023；2.南京農業大學食品科學技術學院，江蘇南京 210095；3.江蘇安惠生物科技有限公司，江蘇南通 226009）

雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）是世界上產量最高的食用菌，它是一種優質的高蛋白、低脂肪食品[1]。然而雙孢蘑菇易褐變、滋生微生物，所以貨架期較短[2]，因此發展雙孢蘑菇精深加工工藝對食用菌產業具有重要意義。然而，目前食用菌資源大部分以鮮食或干制品的初加工產品為主，占90%以上，因此，食用菌產品加工程度低仍是目前面臨的主要問題。

預制菜肴（Ready-to-eat dishes，RTE dishes）是采用標準化的操作流程和定量機械自動化工藝加工生產的的菜肴產品[3]，目前食用菌用于預制菜肴的加工并不多見。雙孢蘑菇加工成預制菜肴的過程中易褐變皺縮，而漂燙和浸漬預處理可以有效緩解這些問題。郭李萌等[4]研究發現0.7%檸檬酸、0.4%氯化鈉、0.4%異抗壞血酸鈉、0.1%氯化鈣混合液、95 ℃、漂燙5 min，防止雙孢蘑菇褐變效果好，一定程度維持硬度但效果不明顯。Zhang等[5]研究發現溫和熱處理（40 ℃，5 min）可以鈍化雙孢蘑菇中的酶類，提高亮度值、延長貨架期。以上研究表明，漂燙有助于提升新鮮雙孢蘑菇的品質，然而高溫漂燙雖然可以緩解褐變但是會損害質構，而低溫漂燙可以保持果蔬加工的硬度[6-8]。另一方面，處理液浸漬存在難以滲透到食用菌內部的問題，而超聲滲透能夠增強預處理液的浸漬效果[9]，還能鈍化引起褐變的酶類。現階段國內外對雙孢蘑菇預處理的研究集中在新鮮雙孢蘑菇和其干制品。而預處理對新鮮雙孢蘑菇產生的提質護色效果再經過高溫翻炒后是否能夠保持，以及是否會對風味產生不良影響等問題尚不清楚。

本實驗在不同漂燙溫度和漂燙時間下，對新鮮雙孢蘑菇實施低溫漂燙、超聲、處理液浸漬和聯合預處理，然后進行炒制加工，研究不同預處理對炒制后雙孢蘑菇色值、質構的影響。通過正交試驗優化聯合預處理條件，并研究優化后的聯合預處理對菜肴中雙孢蘑菇品質揮發性風味的影響，以期緩解雙孢蘑菇作為預制菜肴原料，在加工過程中的產生褐變和軟化問題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雙孢蘑菇、生姜、大蒜、青椒、食鹽、豬肉 華潤蘇果亞東新城區店。

AL1043電子天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋 江蘇國華電器有限公司；TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro Systems公司；CS-10手持式色差儀 杭州彩譜科技有限公司；KQ-500E型超聲波清洗器 昆山超聲儀器有限公司；爸爸小炒全自動炒菜機器人 珠海酷客智能有限公司；PS-550真空包裝機 澳大利亞Perisor公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理 挑選新鮮無機械損傷的雙孢蘑菇，表面呈乳白色無明顯褐變，將其在流動的水中沖洗干凈后，在室溫下，切成（10.0±0.5）mm厚的雙孢蘑菇片，30 min內需處理完成。

不同的處理組將作如下處理：A組切片后不漂燙，直接翻炒；B組切片后將其投入蒸餾水中，55 ℃低溫漂燙10 min；C組切片后將其投入蒸餾水中，55 ℃低溫漂燙10 min同時500 W超聲；D組切片后，將其投入配制好的未優化的預處理液：檸檬酸（10 g/L）、氯化鈣（10 g/L），55 ℃低溫漂燙10 min；E組切片后，將其投入配制好的未優化的預處理液：檸檬酸（10 g/L）和氯化鈣（10 g/L），55 ℃低溫漂燙10 min同時500 W超聲。以上各組料液比為均為1:4（m/V），處理完成后撈出在流動的水中沖洗3次，瀝干表面水分。

1.2.2 預制菜肴的制備 預制菜肴制備流程：將雙孢蘑菇切成約10 mm的厚塊，將其投入配制好的預處理液，放入可控溫的超聲波清洗儀，設置時間、溫度，同時設置功率500 W，開始浸漬。浸漬完成后撈出清水沖洗3次，瀝干；在自動翻炒機中倒入50 mL食用油，60 s升溫到180 ℃。加入5 g生姜、5 g大蒜，維持轉子溫度180 ℃，翻炒90 s，再加入50 g青椒、150 g雙孢蘑菇，同時加入5 mL醬油、5 g鹽、5 g白砂糖，180 ℃繼續翻炒4.5 min。翻炒完成后，冷卻至室溫，裝入鋁箔保鮮袋，使用真空包裝機封口，真空時間45 s，封口時間5 s，冷卻時間5 s，真空度0.01 MPa。將包裝好的預制菜肴于90 ℃水浴殺菌10 min。將制備好的菜肴中的雙孢蘑菇單獨取出，待測。

1.2.3 預處理條件工藝優化 固定條件為：檸檬酸（10 g/L）、氯化鈣（10 g/L）、55 ℃低溫漂燙、漂燙時間10 min，在此基礎上，以硬度和L*值和綜合評分為指標，按照表1進行單一預處理條件優化實驗，參考黃文壘[10]的方法設置CaCl2濃度梯度、參考胡燁等[11]的方法設置檸檬酸濃度梯度，參考畢家鈺等[12]的方法設置漂燙溫度和漂燙時間，一般以80 ℃以下為低溫漂燙，80 ℃以上為高溫漂燙[13]；在單因素實驗結果的基礎上，以硬度、L*值和綜合評分為指標，進一步利用表2的四因素三水平正交試驗優化預處理條件。

表1 單一預處理條件優化設計Table 1 Optimization design for individual use on different pretreatment conditions

表2 預處理條件正交優化試驗L9（34）設計因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal test L9(34) on different pretreatment conditions

1.2.4L*值及硬度測定 使用色差儀對炒制以后的雙孢蘑菇切面的L*值進行測定。為減小誤差，每組樣品進行8次平行實驗。

使用質構儀對炒制以后的雙孢蘑菇切面進行質構特性測定[14]，測定參數設置如下：選取P6探頭，測定前速率2.00 mm/s，測定中速率1.00 mm/s，測定后速率2.00 mm/s，探頭插入雙孢蘑菇中心部位，深度50%。為減小誤差，每組樣品進行8次平行實驗。

1.2.5 綜合評分 綜合評分通過加權計算得到，見式（1）：

在正交優化試驗中綜合評分記為S；所有處理組中最大的L*值記為Lmax；第i組的L*值記為Li；所有處理組中最大的硬度值為Hmax；第i組的硬度值記為Hi。

1.2.6 揮發性風味成分分析 按照夏季等[6]的方法稍作修改，采用HS-SPME-GC-MS 聯用技術進行揮發性風味成分的測定；取冷卻后菜肴中的雙孢蘑菇樣品，勻漿后取2.0 g，分別置于20 mL頂空瓶中，用帶有聚四氟乙烯的蓋子密封。

氣相色譜條件：色譜柱：50/30 μm DVB/CAR/PDMS 毛細管色譜柱；升溫程序：初始溫度40 ℃，保持3 min，以4 ℃/min速率升至240 ℃，保持3 min；載氣為氦氣，流速0.8 mL/min,不分流進樣。

質譜條件：電離方式為電子電離源，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度 150 ℃，接口溫度250 ℃，能量70 eV；質量掃描范圍m/z 25～450。

化合物定量方法：內標物為163.2 ng·mL-1的2-甲基-3-庚酮（標準品濃度為0.816 g mL-1，取2 μL標準品溶于10 mL色譜純正己烷中即可得到濃度為163.2 ng·μL-1的2-甲基-3庚酮內標物）。

化合物含量計算見公式（2）：

式（2）中Sa為樣品a的峰面積；Ss為內標物的峰面積；Cs為內標物的濃度。

1.3 數據處理

實驗中各指標進行3次重復，每次重復進行至少3次平行，所得數據使用用SPSS 20.0、JMP10.0和Microsoft Excel 2010進行處理的統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同預處理條件對預制菜肴中雙孢蘑菇品質的影響

2.1.1 不同漂燙時間下預處理對雙孢蘑菇L*值的影響 漂燙溫度55 ℃，不同漂燙時間對預制菜肴中雙孢蘑菇L*的影響如圖1所示。同一漂燙時間下，B組的L*值在漂燙15 min及以后顯著低于A組（P＜0.05），C組的L*值在漂燙10、15、30 min時顯著低于A組（P＜0.05）。這是因為低溫漂燙的溫度和超聲功率不足以鈍化雙孢蘑菇內耐熱的POD酶[15]，雙孢蘑菇產生了褐變，這表明單獨實施低溫漂燙或超聲會降低雙孢蘑菇的L*。D、E組的L*值高于A組，這是因為檸檬酸調節了pH，螯合了金屬離子，控制了酶促褐變，而在翻炒過后，對美拉德反應產生的非酶褐變抑制更加明顯[16]，這表明預處理液顯著增加了預制菜肴中雙孢蘑菇的L*值（P＜0.05）。在不同漂燙時間下，D、E組的L*沒有顯著差異（P＞0.05），這表明，經過這兩種預處理后，漂燙時間對L*值影響較小，所以為了保護雙孢蘑菇的L*值，要避免單獨實施漂燙和超聲處理，需要添加預處理液進行聯合預處理。

圖1 漂燙時間對預制菜肴中雙孢蘑菇L*的影響Fig.1 Effects of different blanching time on L* of Agaricus bisporus in RTE dishes

2.1.2 不同漂燙時間下預處理對雙孢蘑菇硬度值的影響 漂燙溫度55 ℃，不同漂燙時間對預制菜肴中雙孢蘑菇硬度的影響如圖2顯示，10、15、20、25 min時，B組的硬度值低于A組，這表明在一定時間內，單純的漂燙會降低雙孢蘑菇硬度。E組的硬度值大于D組，C組的硬度值大于B組，這表明超聲處理有利于提高雙孢蘑菇硬度[17]。E組的硬度值普遍較高，說明預處理液有提高雙孢蘑菇硬度值的效果，而超聲可以加強處理液的滲透效果[18]。隨著漂燙時間的增加，預制菜肴中雙孢蘑菇的硬度呈先上升后下降的趨勢，這表明漂燙時間對預制菜中雙孢蘑菇的硬度影響較大，15 min時，E組有最大的硬度值。所以為了保護雙孢蘑菇的硬度，也要避免單獨實施漂燙和超聲處理，需要添加預處理液后進行輔以超聲進行聯合預處理。

圖2 漂燙時間對預制菜肴中雙孢蘑菇硬度的影響Fig.2 Effects of different blanching time on hardness of Agaricus bisporus in RTE dishes

2.1.3 不同漂燙溫度下預處理對雙孢蘑菇L*的影響

漂燙時間10 min，不同漂燙溫度對預制菜肴中雙孢蘑菇L*的影響如圖3所示。在同一漂燙溫度下，B組的L*值在35、45、55、65 ℃時顯著低于A組（P＜0.05），C組的L*值在45、55 ℃時顯著低于A組（P＜0.05）。D、E組L*值大于A組，這得到了和圖1相同的結果。在不同漂燙溫度下，L*值隨溫度上升呈先上升后下降的趨勢，這表明漂燙溫度會影響雙孢蘑菇L*值。45 ℃下E組有最高的L*值,而PPO酶活性在45 ℃時最強[19]，說明超聲處理能對PPO產生鈍化[20]，預處理液漂燙輔助超聲組有最高的L*值，這表明超聲協同能有效加強處理液的效果[21]。

圖3 漂燙溫度對預制菜肴中雙孢蘑菇L*的影響Fig.3 Effects of different blanching temperature on L* of Agaricus bisporus in RTE dishes

2.1.4 不同漂燙溫度下預處理對雙孢蘑菇硬度的影響 漂燙時間10 min，不同漂燙溫度對預制菜肴中雙孢蘑菇硬度的影響如圖4顯示， 35、45 ℃時B組的硬度值高于A組，65、75 ℃時B組的硬度低于A組，這表明隨著漂燙溫度的上升，雙孢蘑菇的硬度會下降，質構變差。在45、55、65 ℃下，E組的硬度值高于D組、C組的硬度值大于B組，說明在此溫度下，超聲處理有利于提高雙孢蘑菇硬度。在35、45、55、65 ℃下，預處理液有提高雙孢蘑菇硬度值的效果，而超聲有利于處理液的吸收，這得到而和圖2、圖3相同的結果。隨著漂燙溫度的增加，預制菜肴中雙孢蘑菇的硬度呈先上升后下降的趨勢，45 ℃時處理液漂燙輔助超聲組有最大的硬度值。

圖4 漂燙溫度對預制菜肴中雙孢蘑菇硬度的影響Fig.4 Effects of different blanching temperature on hardness of Agaricus bisporus in RTE dishes

綜上，單獨實施低溫漂燙或者超聲處理不但不會提升雙孢蘑菇的品質，反而產生了不利的影響，造成L*和硬度值降低，而使用低溫漂燙+超聲+處理液浸漬的聯合預處理工藝有助于提升雙孢蘑菇的品質，而漂燙溫度會顯著影響雙孢蘑菇的L*值，漂燙時間會顯著影響雙孢蘑菇的硬度值，所以按此結果實施單因素實驗。

2.2 預處理工藝優化結果

2.2.1 單因素實驗結果 以綜合評分為響應值實施的單因素實驗結果如圖5所示。圖5A中，漂燙溫度55 ℃，漂燙10 min，檸檬酸濃度10 g/L，隨著氯化鈣的質量濃度的增加，雙孢蘑菇綜合評分呈先上升后下降的趨勢，綜合評分的變化主要是由于硬度的變化，當氯化鈣的質量濃度達到10 g/L時，經過翻炒處理的雙孢蘑菇硬度最高，綜合評分也最高，與其他組有顯著差異（P＜0.05）。這可能是因為Ca2+能與細胞壁上的果膠酸作用形成果膠酸鈣，維持細胞結構穩定性，有效降低細胞膜透性，保持硬度[20]，但氯化鈣濃度過高時會使雙孢蘑菇品質降低，口感苦澀[10]。

圖5B中，氯化鈣濃度10 g/L，漂燙溫度55 ℃，檸檬酸濃度10 g/L，隨著漂燙時間的增加，雙孢蘑菇綜合評分呈先上升后下降的趨勢，綜合評分的變化主要是由于硬度的變化，當漂燙時間達到15 min時，預制菜肴中雙孢蘑菇硬度最高，綜合評分也最高，與其他組有顯著性差異（P＜0.05）。這可能是因為漂燙時間增加以后，雙孢蘑菇吸收了更多的水分，導致硬度下降。

圖5 不同預處理因素對預制菜肴中雙孢蘑菇綜合評分的影響Fig.5 Effects of different pretreatment factors on the comprehensive scores of Agaricus bisporus in ready-to-eat dishes

圖5 C中，氯化鈣濃度10 g/L，漂燙溫度55 ℃，漂燙10 min，隨著檸檬酸濃度的增加，雙孢蘑菇綜合評分呈先上升后下降的趨勢，綜合評分的變化主要是由于L*值的變化，當檸檬酸濃度達到10 g/L時，經過翻炒的雙孢蘑菇L*最大，綜合評分也最高，與其他組有顯著差異（P＜0.05）。這可能是因為檸檬酸可提高預處理液酸度，使pH偏離多酚氧化酶和非酶褐變反應適合的pH，由此達到抑制褐變反應的目的，另外由于檸檬酸可螯合金屬離子，可作用于多酚氧化酶的輔基，增強抗氧化作用，但是檸檬酸在一定濃度范圍內有較好的效果，超過一定質量濃度后，雙孢蘑菇自身發生非酶促褐變，褐變程度加深，抑制效果下降，且檸檬酸濃度過大會產生明顯酸味。

圖5D中，氯化鈣濃度10 g/L，檸檬酸濃度10 g/L，漂燙10 min，隨著漂燙溫度的增加，雙孢蘑菇綜合評分值呈先上升后下降的趨勢，硬度和L*值隨漂燙溫度的增加都有顯著變化（P＜0.05），當漂燙溫度達到45 ℃時，預制菜肴中雙孢蘑菇L*最大，硬度也最大，這可能是因為漂燙可以降低酶活力，但當溫度過高，會破壞雙孢蘑菇細胞結構，使內部汁液流出，與外部空氣接觸后發生褐變，而且低溫可以有效保護雙孢蘑菇質構。

2.2.2 正交優化試驗結果 正交試驗結果見表3，極差和均值越大，對綜合評分影響越大，由表3極差和均值大小可知，4種處理因素對翻炒后雙孢蘑菇的感官評分大小順序為：檸檬酸（A）＞漂燙時間（D）＞氯化鈣（B）＞漂燙溫度（C），所測得的預處理最佳組合為A1B2C3D2，即5 g/L檸檬酸，10 g/L氯化鈣，漂燙溫度65 ℃，漂燙時間15 min，經驗證該組合聯合預處理的綜合評分為99.05分。

2.3 聯合預處理對預制菜肴中雙孢蘑菇品質提升效果評價

對新鮮雙孢蘑菇實施優化以后的聯合預處理，再進行炒制。炒制以后雙孢蘑菇的L*和硬度如圖6所示。與A組相比，所有處理組的L*都有所提升。D、E組有較高的L*值，說明預處理液對L*值提升效果顯著。其中，E組有最高的L*值，說明超聲聯合處理液浸漬預處理最有利于雙孢蘑菇提高L*值，優化后的L*值相比空白組提升了40.77%（P＜0.05）。與A組相比，B、C硬度值低于A組， D、E組硬度值都有所上升，E組有最高的硬度值，優化后的硬度值相比空白組提升了43.24%（P＜0.05）。

2.4 不同預處理對預制菜肴中雙蘑菇揮發性風味物質的影響

由表4可知，在預制菜肴中經過不同預處理的雙孢蘑菇的揮發性風味物質檢測中，共檢測出31種揮發性成分，包括4種醇類、10種醛類、1種酸類、4種酮類、2種酯類、4種烷烴類、6種芳香族雜環類，與A組相比，D組八碳化合物、酮類顯著增加（P＜0.05），醇類、醛類、脂類、雜環類物質顯著減少（P＜0.05）。其中1-辛烯-3醇、2-辛烯醛、3-辛酮是具有蘑菇香氣的特征揮發性風味成分，這些風味物質主要是不飽和脂肪酸降解生成的[19-20]，不同的預處理使預制菜肴中的雙孢蘑菇的風味產生了變化，D、E組的1-辛烯-3醇最多，高于其他處理組（P＜0.05），這可能是經過預處理液浸漬后，雙孢蘑菇的風味得到了保留。E組的3-辛酮含量最高（P＜0.05），這可能是由于聯合預處理促進了不飽和脂肪酸降解。除此之外，主要揮發性成分還有苯甲醇、苯甲酸、苯甲醛。苯甲醇具有花香和果香[22]，苯甲醛有特殊杏仁味[23]，是雙孢蘑菇中苯甲酸的降解產物[24]，它們是構成新鮮雙孢菇的重要風味物質，不同處理組的苯甲醇含量有顯著差異（P＜0.05），說明預處理能夠影響預制菜肴中雙孢蘑菇的苯甲醇含量，從而影響整體風味。C組的苯甲醇相對含量最高，達到59.65%，B組的苯甲醇相對含量最低，達到37.70%，A組苯甲醛含量最高，達到29.31%，D組苯甲醛含量最低，達到16.41%，所有處理組的苯甲醇和苯甲醛的相對含量之和都超過了50%，說明這兩種物質是構成預制菜肴中雙孢蘑菇的主要揮發性風味物。苯甲酸有安息香和類似苯甲醛的香味[22]，苯乙醛是美拉德反應的產物之一，有花香和果香、水楊酸甲酯有冬青油的特殊香氣[25]，而且E組中檢測出苯乙酮有山楂的味道。這說明，經過聯合預處理，雙孢蘑菇的風味更佳豐富。橙花醛具有檸檬香味，在各處理組中均有檢出，說明相對于新鮮雙孢蘑菇，經過炒制的雙孢蘑菇風味更佳豐富。C組檢測出了反，反-2,4-癸二烯醛，這是亞油酸或花生四烯酸氧化裂解的產物，有一定的致癌性[26-28]，而E組的反，反-2,4-癸二烯醛含量較低，說明聯合預處理有利于減少一些致癌性風味物質生成，含有氯化鈣和檸檬酸的預處理液并沒有對預制菜肴產生過多不良風味，所以聯合預處理是一種適合食用菌加工的預處理技術。

表3 雙孢蘑菇提質護色正交實驗結果表Table 3 Results of orthogonal tests on quality improvement and color pretection of Agaricus bisporus

圖6 不同預處理對預制菜肴中雙孢蘑菇L*和硬度的影響Fig.6 Effect of different pretreatment on L* value and hardness value of Agaricus bisporus in RTE dishes

3 結論

本實驗研究發現對新鮮雙孢蘑菇單獨實施低溫漂燙或超聲浸漬，再進行炒制，會顯著降低炒制以后雙孢蘑菇的L*值和硬度值（P＜0.05）。確定了對新鮮雙孢蘑菇進行5 g/L檸檬酸、10 g/L氯化鈣、 65 ℃、超聲浸漬15 min的聯合預處理，能夠顯著提升炒制后菜肴中雙孢蘑菇的色值和硬度（P＜0.05），聯合預處理對經高溫炒制后的雙孢蘑菇仍然有效。菜肴中雙孢蘑菇主要揮發性風味是苯甲醇、苯甲醛、苯乙醛、1-辛烯-3醇、3-辛酮等，聯合預處理能顯著增加特征揮發性成含量（P＜0.05），減少反,反-2,4-癸二烯醛等致癌性不良風味產生。綜上，對新鮮雙孢蘑菇實施該聯合預處理再進行炒制能夠有效提高炒制以后雙孢蘑菇的品質，可以用于工業生產。本實驗尚不能解決食用菌營養物質的流失問題，這是今后預處理技術研究的重點。

表4 不同預處理對預制菜肴中雙孢蘑菇主要揮發性風味物質GC-MS分析結果Table 4 GC-MS analysis on main volatile compounds of Agaricus bisporus by different pretreatment in RTE dishes