氩气气调包装对鲜切香菇品质的影响

赵春霞，胡 蓉，魏 丹，张 敏*

(西南大学食品科学学院，农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715)

氩气气调包装对鲜切香菇品质的影响

赵春霞，胡 蓉，魏 丹，张 敏*

(西南大学食品科学学院，农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400715)

采用氩气对鲜切香菇进行气调包装，通过测定贮藏中鲜切香菇的呼吸强度、质量损失率、硬度、可溶性固形物含量、白度等指标，研究不同体积分数的氩气对鲜切香菇品质的影响。结果表明，在温度为4℃，相对湿度为90%的环境下，90%高体积分数氩气能轻微抑制其呼吸强度并维持可溶性固形物含量；氩气能维持较高的硬度和白度，且氩气体积分数越高，效果越好；氩气对鲜切香菇质量损失率的影响并不显著。

鲜切香菇；氩气；气调包装；保鲜

香菇是世界第二大食用菌，含有多种维生素、矿物质、多糖、抗氧化物质以及蛋白质等[1-3]。同时，香菇具有良好的保健功能和较高的药用价值，可以预防和治疗多种疾病[4]。随着人们对香菇营养价值及保健功能的深入认识，它越来越受到人们青睐。鲜切香菇由于具有方便快捷、品质新鲜、营养丰富、清洁卫生等优点，越来越受到现代人的欢迎，然而由于香菇鲜切后组织损伤严重，加速了细菌感染，同时机械损伤也导致呼吸强度增大，糖类物质降解速率增大[5]，颜色变深，失去光泽[6]，质量损失率增加，导致货架期变短，商业价值降低。

将氩气(Ar)用于果蔬气调保鲜是近年来提出的新型的保鲜技术。Ar属于惰性气体，无毒无味，价格低廉。在一定压力和温度下，将氩气溶解到水中，水分子会形成一种笼型的多面体空穴结构，称为“笼型”化合物[7]笼型化合物会限制果蔬中水分子的活性，使酶活性下降，并降低呼吸强度[8]。Rocculi等[9]采用90% Ar/5% O2/5% CO2对鲜切猕猴桃片进行气调包装，结果表明Ar能有效保持猕猴桃的硬度，在第8天硬度仅下降12%，同时Ar对降低呼吸速率也起到一定的作用。Wu等[10]用15MPa的氩气处理鲜切苹果片10min后结合低温贮藏，结果表明高压Ar能抑制白度下降，并能明显抑制总酚含量的降低。

本实验设置4种氩气体积分数对鲜切香菇进行气调包装，从呼吸强度、硬度、质量损失率、可溶性固形物含量和白度等方面进行分析，研究不同氩气体积分数对鲜切香菇品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜香菇购于北碚天生农贸市场，选择成熟度同批采收，要求菇体成熟度、颜色和大小基本均匀一致。

氢氧化钠(分析纯) 重庆川东化工集团有限公司；酚酞指示剂；草酸、无水乙醇、氯化钡、次氯酸钠溶液(均为分析纯) 重庆北碚化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

MAP-500DD袋式气调包装机 上海炬钢机械制造有限公司；HWS恒温恒湿箱 宁波东南仪器有限公司；TA.XT2i物性测定仪 英国Stable Micro Systems公司；UltraScan☒PRO测色仪 美国HunterLab公司；FRD-900多功能薄膜连续封口机 温州市兴业机械设备有限公司；UV-2450手持式折光仪 日本岛津公司；SIMF140AY65制冰机 三洋电机国际贸易有限公司。

1.3 样品处理及贮藏

新鲜香菇用清水冲洗表面污垢，在200μL/L的次氯酸钠溶液中浸泡2min，用蒸馏水漂洗2次，自然晾干。用消毒过的不锈钢刀将香菇均匀切成约4mm厚的片状并进行气调包装，每袋25g左右，包装材料为25μm的聚丙烯薄膜(CPP)。气体比如表1所示。将包装好的香菇切片放入恒温恒湿箱于(4±0.5)℃，RH 90%条件下贮藏，每2d测定一次指标。

表1 不同氩气体积分数的气调比例Table1 Different concentrations of Ar in MAP %

1.4 检测方法

1.4.1 质量损失率

参考Kim等[11]方法。重复3次取平均值。按下式测定质量损失率。

式中：m0为原始质量/g；m1为测得质量/g。

1.4.2 呼吸强度

参考Li等[12]方法，静置法，吸取10.0mL、0.4mol/L的NaOH溶液于培养皿中，放于干燥器底部，放入隔板，装入待测香菇25g左右，密闭0.5h。后将培养皿中的碱液移入三角瓶(冲洗3～4次)，加入5mL饱和BaCl2溶液和2滴酚酞指示剂，再用0.2mol/L的草酸标准溶液滴定；以同样的方法做空白滴定。呼吸强度以每小时每千克果蔬释放的CO2的质量(mg CO2/(kg·h))表示。

1.4.3 硬度

参考Jiang等[13]方法，采用物性质构仪测定。测试模式：挤压；测前、测中及测后速度为5mm/s，选取直径5mm不锈钢探头，下压距离50%；触发力为5.0N。重复8次取平均值。

1.4.4 可溶性固形物含量

参考Tao等[14]方法。取5.0g样品放入研钵中研磨后，以4000r/min离心10min，吸取上清液，滴加在检测镜上，将折光仪持平对向光源读取刻度尺读数，即为样品液中可溶性固形物含量，以质量分数(%)表示，重复测定4次，计算平均值和标准偏差。

1.4.5 白度

参考Jaworska等[15]方法，采用测色计测量香菇切面的白度值。用L*表示。0为黑色，100为白色。L*值越大，表示颜色越白，白度程度越大。

1.4.6 数据处理

采用SPSS 13.0软件对各项指标进行进行Duncan’s Multiple Range Test方差分析，比较差异显著性。

2 结果与分析

2.1 氩气体积分数对呼吸强度的影响

表2 不同氩气体积分数对鲜切香菇呼吸强度的影响Tabl2respiration rate of fresh-cut L. edooddeess mg CO2/(kg·h)

从表2可知，鲜切香菇的初始呼吸强度较高，这是由于香菇的组织损伤后，需要增大呼吸强度来促进伤口愈合，防止细菌感染。从整个贮藏时期来看各组呼吸强度前4d呈下降趋势，这可能是由于低温抑制了与呼吸作用有关的酶的活性，而低氧降低了呼吸强度[16]。但在第6天达到呼吸高峰说明香菇具有呼吸跃变特性。其中90% Ar处理组的呼吸强度最低，与30% Ar处理组具有显著性差异(P＜0.05)，而与0% Ar处理组差异性不显著(P＞0.05)。Zhang等[17]报道了氩气和氙气能轻微降低芦笋的呼吸强度，与本实验结果相似。

Ar的溶解度大于O2，而N2几乎不溶于水[9]，所以Ar容易溶于鲜切香菇表面的水，并且持续不断的进入细胞内部。Ar与水接触后会使周围水的构造加强，呈疏水性，限制了水的活性。同时酶的活性位点通常都在蛋白质疏水残基的侧链上[18]，疏水相互作用可能干扰酶的O2接受位点[19]，从而抑制了呼吸强度。本实验中60% Ar和30% Ar处理组的效果比90% Ar的效果差，可能是Ar体积分数较低，在溶于香菇表面水后，难以进入细胞内，持效性较差[9]。同时Ar的高溶解性也相对减少了O2的溶解量，从而抑制了鲜切菇呼吸强度。所以30% Ar和60% Ar处理组虽溶于鲜切菇的表面水，但Ar并未完全进入细胞内，从而使Ar未达到抑制呼吸作用的目的。而其O2的溶解量比0% Ar处理组O2溶解量低，以至于其呼吸峰值比0% Ar处理组的呼吸峰值高，抑制效果较差。总体来说，30% Ar和60% Ar对鲜切香菇的呼吸强度没有起到抑制作用，90% Ar处理组表现出轻微的抑制作用。

2.2 氩气体积分数对硬度的影响

图1 不同氩气体积分数对鲜切香菇硬度的影响Fig.1 Effect of different concentrations of Ar on firmness of fresh-cut L. edodes

各处理组对鲜切香菇硬度的影响如图1所示。各处理组的硬度值均呈下降趋势。在前4d，各处理组趋势一致，无明显差异。在第4天时90% Ar处理组与其他3组差异显著(P＜0.05)，且硬度值高于其他处理组。第6～10天的结果显示，各处理组硬度下降趋势变缓。这可能是由于鲜切香菇的呼吸强度在第6天以后逐渐下降，细胞代谢速率降低，从而导致香菇硬度下降减缓。其中90% Ar处理组对硬度的保持效果最好，在第8天仍能保持较好的硬度值。Rocculi等[9]用90% Ar/5% O2/5% CO2对鲜切猕猴桃片进行气调包装也得出相同结论。且在第8天90% Ar与60% Ar处理组差异不显著(P＞0.05)，与30% Ar处理组差异显著(P＜0.05)，与0% Ar处理组差异极显著(P＜0.01)。这说明Ar体积分数与鲜切香菇的硬度呈正相关。可能是随着Ar体积分数的增加，较高体积分数的Ar限制了包括果胶质酶、聚半乳糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶等使香菇软化的酶的活性并减少了细胞内汁液的流失[9]。与对照组相比，各处理组延缓了硬度的下降，且Ar体积分数与香菇硬度的呈正相关。

2.3 氩气体积分数对质量损失率的影响

不同处理组对质量损失率的影响如表3所示，随着贮藏时间的延长，质量损失率逐渐升高。香菇质量损失主要是蒸腾作用引起的水分流失和呼吸作用引起的多糖物质分解[5,11]。呼吸作用和蒸腾作用的持续进行，导致质量损失率逐渐增加。由差异性分析可知，各组差异不显著(P＞0.05)，Ar体积分数对鲜切香菇的质量损失率并没有明显影响。

表3 氩气体积分数对鲜切香菇质量损失率的影响Table3 Effect of different concentrations of Ar on weight loss of freshh--ccuutt L. edodes

2.4 氩气体积分数对可溶性固形物的影响

图2 不同氩气体积分数对鲜切香菇可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effect of different concentrations of Ar on soluble solids content of fresh-cut L. edodes

各处理组对鲜切香菇可溶性固形物含量的影响如图2所示。在第2天时，90% Ar处理组与30% Ar处理组的可溶性固形物含量有显著差异(P＜0.05)，但90% Ar处理组和0% Ar的差异不显著(P＞0.05)。第4天除0% Ar处理组外各Ar处理组的可溶性固形物含量不同程度增加。其中90% Ar处理组的可溶性固形物含量最高，与其他组差异显著(P＜0.05)。可能是因为呼吸强度在第4天时降低(表2)，从而减少对糖类物质和其他代谢产物的消耗，同时失水率不断增加，使得可溶性固形物含量增加[20]。在第4天以后，呼吸强度开始上升，并在第6天出现呼吸高峰，呼吸强度达到最大(表2)，所以各处理组的可溶性固形物含量在第4～6天开始有不同程度的下降。在第6～8天，90% Ar、60% Ar处理组下降趋势变缓，而30% Ar、0% Ar处理组下降趋势变大，这与鲜切香菇硬度的变化一致(图1)。其中在第8天0% Ar处理组的可溶性固形物含量最低，并与90% Ar处理组差异极显著(P＜0.01)。由此说明，Ar会对鲜切香菇的可溶性固形物含量产生影响，90%高氩能有效维持鲜切香菇中的可溶性固形物含量。在第10天时，各处理组可溶性固形物的含量升高，可能是由于鲜切香菇的质量损失率在第8～10天上升趋势变大(表3)，大量失水会导致可溶性固形物含量增加[21]。其中，90% Ar、60% Ar处理组可溶性固形物含量比鲜切香菇原始可溶性固形物含量略微增大，而30% Ar和0% Ar处理组比鲜切香菇原始值降低了约0.5%。综上，90%、60% Ar处理组与鲜切香菇原始可溶性固形物含量相比，能维持其含量。而30%和对照组会使可溶性固形物含量略微降低。

2.5 氩气体积分数对白度的影响

图3 不同氩气体积分数对鲜切香菇白度的影响Fig.3 Effect of different concentrations of Ar on whiteness value of fresh-cut L. edodes

各处理组对鲜切香菇白度的影响如图3所示。贮藏期间各组的白度值在逐渐下降。第2天，各处理组的白度都明显下降，可能是由于切分破坏了香菇的细胞，使酶和底物相接触，在有氧的情况下发生了酶促反应。从第2～4天的结果中可知，随着Ar体积分数的升高，鲜切香菇颜色保持的效果越好，各组间的差异显著(P＜0.05)。从第6天开始，60% Ar处理组白度值降低明显，与30% Ar处理组差异不显著(P＞0.05)，但高于0%处理组。在整个贮藏期，Ar处理组与对照组相比，都不同程度的抑制了鲜切香菇的白度值降低，而且90% Ar处理组始终保持最高的白度值。

在果蔬加工过程中，多酚类物质在空气中O2的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用下，被氧化成不稳定的邻醌，然后醌类物质经过进一步的聚合，由红色变为褐色，最后变成黑褐色的黑色素物质[22]。而酪氨酸酶是多酚氧化酶的一种，具有独特的双重催化功能，是生物体合成黑色素的关键酶和限速酶，植物中存在的酪氨酸酶是引起水果、蔬菜发生酶促褐变的主要酶类[23]。香菇中也有这种酶，且在菌肉和菌柄中的活性高于菌丝中的活性。而氩气能有效抑制酪氨酸酶的活性，Zhang等[24]的研究表明，氩气能有效降低酪氨酸酶14.2%的活性，因为氩气的水溶性比氧气的水溶性高，所以能降低细胞中溶解氧的含量。O’beirne等[25]研究了10% O2/90% Ar对蘑菇的酪氨酸酶活性的抑制作用，结果表明Ar能有效抑制蘑菇中酪氨酸酶的活性，从而抑制鲜切蘑菇的褐变，与本实验结果相似。

3 结论与讨论

本实验通过对鲜切香菇进行Ar气调包装，研究了不同Ar体积分数对鲜切香菇呼吸强度、硬度、质量损失率、可溶性固形物含量和白度的影响。结果表明，90% Ar处理组能轻微抑制鲜切香菇的呼吸强度，且能较好地维持鲜切香菇可溶性固形物含量；Ar能维持鲜切香菇较高的硬度和白度值，并且Ar体积分数越大，效果越好，其中在第8天时，90%的Ar处理组硬度仅下降10%，与其他处理组相比，显著抑制了鲜切香菇的软化。而Ar体积分数对鲜切香菇质量损失率的影响并不显著(P＞0.05)。

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Effect of Modified Atmosphere Packaging (MAP) with Argon on the Quality of Fresh-Cut Lentinus edodes

ZHAO Chun-xia，HU Rong，WEI Dan，ZHANG Min*
(Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Argo-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center, College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

Fresh-cut Lentinus edodes were packaged in modified atmosphere with argon and stored at 4 ℃. The effects of different concentrations of argon on the quality of fresh L. edodes were studied by measuring respiration rate, weight loss rate, soluble solid content, hardness, and whiteness during the storage period. Results indicated that 90% of argon could slightly inhibit the respiration rate and maintain the soluble solid content. Argon could maintain the high hardness value and whiteness value; the higher the concentration of argon, the higher the values. Argon had no significant effect on the weight loss rate of fresh-cut L. edodes when the environmental temperature was 4 ℃ and the relative humidity was 90%.

fresh-cut L. edodes；argon；modified atmosphere packaging；preservation

TS255.3

A

1002-6630(2013)18-0327-05

10.7506/spkx1002-6630-201318067

2012-08-06

重庆市科技攻关项目(cstc2012gg-yyjsB80003)；中央高校基本科研业务费专项(XDJK2013C130)

赵春霞(1989—)，女，硕士研究生，研究方向为食品包装材料及技术。E-mail：zcx901024@163.com

*通信作者：张敏(1975—)，男，副教授，硕士，研究方向为食品包装材料及技术。E-mail：zmqx123@163.com