不同貯藏溫度對灰平菇品質影響及貨架期預測模型的建立

張鵬

摘要以灰平菇子實體為研究對象，研究不同貯藏溫度（4、10、20℃）對平菇品質的影響，從食品品質損失的基本反應動力學出發，結合 Arrhenius理論，建立平菇貨架期預測模型。結果表明，低溫能夠有效降低平菇子實體感官品質及子實體含水率下降速率，減緩子實體菌落總數、丙二醛含量、褐變度上升速率，延長貨架期。本研究建立了分別以含水量、菌落總數 TVC、丙二醛 MDA、褐變度 BD為變量的平菇貨架期預測模型，在低溫條件下預測值與實測值相對誤差小于25%，擬合方程 R2平均值為0.9247。表明模型能夠較為準確地預測平菇在特定貨架溫度下的貨架期，進而為平菇貨架期監測提供理論依據。

關鍵詞灰平菇;貨架期;Arrhenius理論;預測模型

中圖分類號 TS219 文獻標識碼 A? DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.12.009

Influence of Different Storage Temperatures Conditions on Oyster Mushroom and Its Prediction Model Construction of Shelf-life

ZHANG? Peng

（Quanzhou Insititute of Agricultural and Sciences， Quanzhou， Fujian 362212， China）

Abstract? The effect of different storage temperature（4， 10， 20℃） on the quality of Pleurotusostreatus wasstudied， the prediction model of shelf life of P. ostreatus was established combining with the basic reactionkinetics? of food? quality? loss? and Arrhenius? theory. The? result? showed? that? the? low? temperature? couldinhibited the decrease rate of sensory index changes and water content， slow down the ascendant rate oftotal number of colonies content， malondialdehyde content and browning degree in fruiting body， whichextended shelf life of P. ostreatus . This study established shelf life prediction model of P. ostreatus withwater content 、TVC? content、 MDA content? and BD? as variables， the relative? error between predictedvalue and measured value is less than 25% at relatively low temperature， the mean value of fitted equationR2 is 0.9247， showing? the? model? could? accurately? predict? the ?shelf life? of P. ostreatus? at? a? specifiedtemperature， and provides a theory basic for shelf life of P. ostreatus monitoring.

Keywords? Pleurotusostreatus ; shelf life ; Arrhenius theory ; prediction model

平菇Pleurotusostreatus，側耳屬真菌，是我國大面積栽培的食用菌之一。平菇味道鮮美，營養豐富，富含蛋白質、氨基酸、維生素、礦物質及多糖等[1]。新鮮平菇水分含量達90%以上，常溫條件下采摘后2～3 d 內即表現出萎蔫、褐變、腐爛變質等癥狀，貨架期非常短[2-4]。平菇品質在貯藏過程中會逐漸衰減，如何通過一種快速有效的方法來預測其貨架期尤為重要。大量研究證明，食品的品質變化可通過化學反應動力學模型反映。國內外已有研究人員采用 Arrhenius 理論、Z模型等等構建貨架期預測模型，并應用于水產、果蔬等領域。研究貨架期平菇品質變化動力學特性且運用特征指標擬合平菇貨架期預測模型的相對較少。本研究通過感官評價、含水量、TVC、MDA、 BD 等指標來研究不同貨架溫度下平菇品質變化情況，同時將 Arrhenius方程與反應動力學模型相結合，構建適合的貨架期預測模型并進行應用驗證，為市場銷售提供理論和技術依據。

1材料與方法

1.1材料

平菇子實體，采自福建省裕興農業科技有限公司。

主要儀器：TES-1360A 電子溫濕度計，泰仕電子工業股份有限公司產品;分光光度計。

1.2方法

1.2.1樣品處理

采收同批次、同茬次且朵形一致，大小適中，八成熟平菇子實體，裝盤覆膜，0.4～0.6 kg/盤，隨機分成3組，15盤/組，裝入泡沫箱內，分別置于4、10、20℃恒溫條件下貯藏，每隔1天取出1盒測量試驗指標，各指標重復測量3次。

1.2.2感官評價

參考相關標準[5]，建立感官評價指標（表1）。由5人組成感官評定小組，對樣品進行評分定級，樣品分數取平均分，擬定60分為平菇貨架期終點。

1.2.3含水量測定

參考 GB 5009.3—2010，采用直接干燥法[6]，測量樣本的含水率 W，計算公式 W =??????? ×Wt?????? 100%，式中Wt為貯藏時間 t時樣本鮮重（g）; W0為樣本干重（g）。

1.2.4褐變度測定

根據許原等[7] 的方法，取樣品5 g，加入95%乙醇研磨勻漿，避光靜置30 min，10000 r/min離心10 min，取2 mL 上清液，95%乙醇定容至10 mL，于420 nm處測吸光度，重復測量3次，以 95%乙醇為空白對照，計算褐變度 BD。BD=OD420×100

1.2.5菌落總數（TVC）測定

參考 GB 4789.2—2016[8] 的方法，切取子實體10 g，加入50 mL無菌水，勻漿，梯度稀釋，各取500?L 勻漿液倒入瓊脂培養基，搖勻，凝固后30℃培養3 d后進行菌落計數。

1.2.6丙二醛（MDA）含量測定

參考曹健康等[9] 的方法，將樣品烘干，稱取2 g 研磨，加入15 mL TCA 溶液（100 g/L），4℃，10000 r/min 離心20 min，取上清液，加入2 mL 0.67% TBA，混勻，沸水浴20 min，離心，測上清液 OD450、 OD532和 OD600，重復3次測量。提取液 c （?mol/L）=6.45×（OD532-OD600）-0.56×OD450

1.2.7貨架期預測模型的構建及數據處理

1.2.7.1品質變化動力學模型建立

將與平菇品質變化有關的特征指標，結合化學反應動力學理論，可擬合出品質衰變的函數，構建出品質變化動力學模型[10]。大多數食品的質量與時間關系為零級或一級反應[11]。

零級反應：C=C0+kt （ 1）

一級反應：C=C0ekt??? （2）

式中： C為品質指標測定值; t為儲藏時間， d; C0為品質指標初始測定值; k 為化學反應速率常數。

1.2.7.2品質變化預測模型建立

Arrhenius 方程從化學動力學角度描述了化學反應速率常數與溫度的關系，被廣泛應用于食品貨架期預測，其基本表達式為：

式中： A為指前因子;Ea為活化能（反應所需克服的能壘）， J/mol ; R 為摩爾氣體常數，8.3144 J/（mol ·k）;T為絕對溫度，K。

通過對lnK、1/T 線性擬合，得到線性回歸方程，依據方程的截距和斜率可求得Ea和 A。

根據品質變化動力學模型推導出貨架期預測模型：

式中：SL0為零級反應下的貨架期，d;SL1為一級反應下的貨架期，d;C為貨架期終點時品質指標臨界值;C0為品質指標初始測定值。

2結果與分析

2.1不同貯藏溫度對平菇感官評分的影響

感官評分可直接描述果蔬品質與商品價值[13]，是反映平菇貯藏過程中外觀變化的一個重要指標。不同溫度下感官評分的變化見圖1。

由圖1可知，隨著貯藏時間的增加，平菇的感官評分逐漸下降。在4℃條件下，感官評分緩慢均勻下降，在第12天時，感官評分接近貨架期終點;在10℃條件下，感官評分下降較快，貯藏第10天時，菇體出現輕微褐變，有輕微異味，出現大面積氣生菌絲，感官評分達到貨架期終點值，第12天時，基本失去商品價值;20℃下，感官評分下降最快，在第8天時，菇體已出現褐變，表面長出氣生菌絲，第10天時，出現明顯的異味，第12天時，菇體表面塌陷、軟化，完全失去食用價值。

2.2不同貯藏溫度條件下平菇含水量的變化

采收后的子實體由于自身呼吸及失去基質水分供給，含水量下降，從而影響平菇品質。不同溫度下子實體含水量變化見圖2。

由圖2可見，在各個溫度條件下，含水量均呈下降趨勢，溫度越低，水分損失越小，貯藏前期，含水量下降相對明顯，貯藏末期，含水量下降趨于平緩。4℃條件下，12 d 內含水量降低10個百分點，20℃條件下，12 d 內含水量降低15個百分點。

2.3不同貯藏溫度不同貨架溫度下褐變度的變化

平菇采摘后，細胞內代謝活動仍在進行，隨著時間延長，衰變產物不斷地積累，引起褐變，褐變度成為評價平菇子實體品質的標志之一。由圖3可知，在各溫度條件下，平菇褐變度呈上升趨勢，溫度越高，褐變度越大，貯藏前期褐變度上升幅度較小，貯藏后期，褐變度上升幅度較大。

2.4不同貯藏溫度條件下菌落總數變化

不同溫度條件下菌落總數變化見圖4。由圖4可知，低溫可有效抑制微生物生長速率，延長保鮮期，平菇采后菌落總數為3.13 lg （cfu/g）。在4℃時，貯藏第12天達到4.49 lg （cfu/g），此時，平菇感官評分已達到貨架期終點;在10℃時，貯藏第6天時，菌落總數即達到4.79 lg（cfu/g）;在20℃時，貯藏4 d，菌落總數達到4.99 lg（cfu/g），而此時，感官評分尚未達到貨架期終點。

2.5不同貯藏溫度條件下丙二醛含量變化

植物器官衰老或遭受傷害，會發生膜脂過氧化，丙二醛作為膜脂過氧化最終產物，其含量反映了膜脂過氧化程度，是膜系統受損害的重要標志[14]。由 5圖可知，在各個溫度條件下，丙二醛含量均呈上升趨勢。20℃時，平菇丙二醛含量始終處于最高水平，在貨架期終點，即第8天時，丙二醛含量為7.6 mmol/g，與4℃條件下貨架期終點即第12天時，丙二醛含量（8.1 mmol/g）接近。

感官品質是消費者發生購買行為的重要因素，故建立感官品質與試驗指標的關聯程度，進而判斷試驗指標適宜構建貨架期預測模型或篩選適宜的試驗指標，平菇感官品質與試驗指標的相關性見表2。

從表2可以看出，含水量與感官評分間存在顯著的相關關系，顯著性 p=0.018<0.05， spear ‐ man相關系數為0.795，褐變度、TVC含量、丙二醛含量分別與感官評分間存在極顯著的相關關系，顯著性 p<0.01， spearman相關系數分別為0.914、0.877、0.964，故含水量、褐變度、TVC含量、丙二醛含量適宜作為試驗指標來建立動力學模型。

2.6動力學分析

分別對不同溫度條件下平菇含水量、褐變度、丙二醛、菌落總數按照零級和一級動力學模型進行擬合，得到各試驗指標在相應溫度條件下的反應速率常數 K 和回歸方程的判定系數 R2，見表3。由表3可知，褐變度、丙二醛隨時間變化更符合零級動力學模型，模型的判定系數 R2相對較高;含水量、菌落總數隨時間變化更符合一級動力學模型，模型的判定系數 R2相對較高。

2.7貨架期模型的建立

根據公式（3）、表3，以1/T 為橫坐標，lnK為縱坐標，進行線性回歸擬合，得到各反應的活化能Ea與指前因子 A，見表4。

擬定各指標貨架期終點的臨界值為在4℃下感官評分認為達到貨架期終點時該指標的測定值，即貨架期終點含水量臨界值為79%、BD 臨界值為9.3， TVC 臨界值為5.34，MDA 臨界值為7.4，將模型參數帶入公式（4）（5），貨架期模型如下：

式中： CW 、CBD 、CTVC 、CMDA 分別為 W、BD、TVC、 MDA測定值，T為貯藏溫度，K;R為摩爾氣體常數，8.3144 J/（mol ·k）。

2.8貨架期模型的驗證及應用

商超取樣，測定各指標實測值及貯藏溫度，通過貨架期模型對貨架期進行預測不同貯藏溫度下貨架期的實測值與預測值，結果見表5。

由表5可知，各指標預測模型在18℃時預測的相對誤差在25%以內，在高溫條件下，預測誤差較大，SLMDA 在23℃時，相對誤差為60%，所以在實際應用中，應相互參考多個預測模型，可獲得更為準確的預測值。

3討論

貯藏溫度是影響食品品質的重要因素，結合感官評分，4℃時平菇貨架期約為12 d，10℃時貨架期約為8 d，20℃時貨架期約為6 d，這與前人的研究結果相似。低溫可有效緩解平菇品質下降的速率，對保持平菇鮮度有良好的效果，但在實際銷售過程中，無法達到長期穩定的低溫。在大型超市里，平菇經包裝后一般放置于保鮮柜里銷售，溫度在18～23℃，可通過預測模型對某一溫度下剩余貨架期進行預測，從而指導商家作出降價促銷或及時補貨的決定。

本研究探究了4、10、20℃溫度下平菇感官評分、含水量、褐變度、菌落總數、丙二醛等指標的變化規律，結合化學反應動力學模型及Arrhe‐nius方程，建立了平菇貨架期預測模型，在較低溫的條件下，該模型的預測值與實測值相對誤差在25%以內，擬合方程 R2平均值為0.9247。SLW 在18℃時的預測值最低，為15%。與平菇感官評分和品質相關的指標還有很多，如細胞膜相對導電率、呼吸強度、SOD活性、PPO活性、POD活性等，在下一步研究中，將以這些指標為變量進行貨架期預測模型擬合，建立起精度更高的貨架期預測模型，指導生產銷售。

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（編輯排版：曾莉娟）