靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇采后品質(zhì)的影響

草菇(Volvariella volvacea Bull.Singer)，又名蘭花菇和麻菇，是一種典型的高溫型草腐菌，廣泛分布于我國(guó)廣東、福建、江蘇、山東和湖南等地。草菇因其富含多糖、特異性蛋白、甾醇和三萜等活性成分[1]，且具有調(diào)節(jié)免疫力、降血糖、降血脂和抗腫瘤的功效，受到消費(fèi)者的廣泛喜愛(ài)。然而，草菇在采后加工和貯藏過(guò)程中極易發(fā)生開(kāi)傘、色澤暗淡和機(jī)械損傷，造成貨架期縮短，商業(yè)化價(jià)值受損。且10 ℃以下貯藏，易導(dǎo)致草菇發(fā)生自溶；25 ℃以上，草菇呼吸代謝活性增強(qiáng)，易變質(zhì)；15～20 ℃為最適貯藏溫度[2]，高效的貯藏保鮮方法對(duì)改善草菇品質(zhì)具有重要作用。

常見(jiàn)的食用菌冷藏保鮮技術(shù)主要為控溫、氣調(diào)、臭氧、輻照和涂膜保鮮等。段學(xué)武等[3]采用5～15 ℃貯藏草菇，發(fā)現(xiàn)15 ℃下貯藏4 d，草菇基本保持原品質(zhì)，但10 ℃以下出現(xiàn)冷害癥狀；余科林等[4]采用氣調(diào)貯藏草菇，與對(duì)照相比，貯藏期可延長(zhǎng)2 d；王霆等[5]采用臭氧處理金針菇，采后4 ℃貯藏7 d，在臭氧環(huán)境下，金針菇中過(guò)氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性增強(qiáng)，抗氧化能力提升；葉爽等[6]采用γ射線輻照處理香菇，有效減少香菇水分流失，延長(zhǎng)貨架期；EISSA[7]利用甲殼素對(duì)鮮切蘑菇進(jìn)行涂膜保存，4 ℃下貯藏15 d，鮮切蘑菇微生物生長(zhǎng)受到抑制，總酚含量下降，保質(zhì)期延長(zhǎng)。除常見(jiàn)的保鮮手段外，磁場(chǎng)輔助貯藏技術(shù)也成為食品貯藏領(lǐng)域的新方法，靜磁場(chǎng)環(huán)境可改變生物體內(nèi)酶活性及微生物的生理代謝，細(xì)胞膜離子交換。ZHAO等[8]利用7 mT靜磁場(chǎng)貯藏保鮮采后黃瓜，12 ℃貯藏16 d后，黃瓜的硬度和表皮顏色得到顯著改善，抗逆性增強(qiáng)，腐爛率下降，黃瓜貯藏品質(zhì)顯著提高。食用菌的貯藏保鮮仍以控溫為主，通過(guò)延緩菌菇的呼吸作用和水分蒸騰效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，目前鮮有將磁場(chǎng)輔助冷藏應(yīng)用于食用菌的貯藏研究中。

本研究以草菇為探究對(duì)象，在靜磁場(chǎng)環(huán)境下冷藏草菇，研究不同靜磁場(chǎng)強(qiáng)度下，草菇在冷藏過(guò)程中的表觀形態(tài)、失重率、硬度、總酚含量、褐變程度、丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量和可溶性固形物含量的變化。探究靜磁場(chǎng)環(huán)境下的冷藏對(duì)菌菇品質(zhì)的影響，為食用菌實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的冷藏提供新的參考方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

V238草菇購(gòu)于超市，挑選外觀無(wú)開(kāi)傘、無(wú)發(fā)黃褐變、無(wú)機(jī)械損傷、大小和成熟度一致的果實(shí)；沒(méi)食子酸、福林酚、Na2CO3、三氯乙酸、硫代巴比妥酸等試劑均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備及儀器

MFI-T1磁場(chǎng)輔助冷凍冷藏箱(靜磁場(chǎng)強(qiáng)度0～5 mT)，英都斯特(無(wú)錫)感應(yīng)科技有限公司；C-MAG磁力攪拌器，德國(guó)IKA公司；AL204分析天平，瑞士Mettler Toledo儀器有限公司；TGL-16B離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；V-1800紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)Stable Micro Systems公司；PAL-2手持式糖度儀，日本愛(ài)拓公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理與冷藏

選取4份形狀和大小均勻，外觀狀態(tài)一致的草菇，每份包含30顆草菇，置于2臺(tái)磁場(chǎng)輔助冷凍冷藏箱內(nèi)相同位置，并設(shè)置不同磁場(chǎng)強(qiáng)度分批進(jìn)行試驗(yàn)，14.5～15 ℃冷藏5 d。在冷藏期間，每天取3個(gè)草菇，研究0(對(duì)照)、1、3、5 mT強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)對(duì)草菇冷藏過(guò)程中表觀形態(tài)、失重率、硬度、褐變程度、總酚含量、MDA含量和可溶性固形物含量的影響。

1.3.2 失重率測(cè)定

失重率的測(cè)定采用差重法，分析草菇在冷藏前后的質(zhì)量變化，按公式(1)計(jì)算：

失重率

(1)

式中：m0，樣品初始質(zhì)量，g；mt，冷藏t d的樣品質(zhì)量,g。

1.3.3 硬度測(cè)定

參考SINGH等[9]的方法，每天隨機(jī)選取3個(gè)草菇，采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)草菇菌蓋進(jìn)行穿透測(cè)試，配置P/2(2 mm)探針。樣品穿透深度為12 mm，測(cè)定速度0.5 mm/s，在不同位置重復(fù)3次，測(cè)定草菇果實(shí)的平均硬度，硬度單位為g。

1.3.4 總酚含量測(cè)定

取5 g草菇樣品，加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為60%的乙醇研磨成漿，于40 ℃水浴超聲提取30 min，5 000 r/min離心20 min。取上清液經(jīng)0.45 μm有機(jī)系濾膜過(guò)濾，并參照李曉英等[10]的方法，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，用福林-酚法測(cè)定總酚質(zhì)量濃度。

1.3.5 褐變程度測(cè)定

參考藺凱麗等[11]的方法，稱(chēng)取2.0 g草菇樣品，加入20.0 mL去離子水，研磨過(guò)濾后，濾液于25 ℃水浴5 min，去離子水為空白對(duì)照，測(cè)定410 nm下的吸光值OD410，重復(fù)測(cè)定3次，按公式(2)計(jì)算：

褐變程度=OD410×10

(2)

1.3.6 MDA含量測(cè)定

參考SHI等[12]的方法，稱(chēng)取5.0 g草菇樣品，加入5.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液研磨成漿，在4 ℃，5 000 r/min下離心20 min，提取上清液2.0 mL，加入2.0 mL 6.7 g/L硫代巴比妥酸溶液，混合均勻后降至室溫，5 000 r/min下離心20 min。測(cè)定其在450、532、600 nm下的吸光度值，重復(fù)測(cè)定3次，按公式(3)計(jì)算：

(3)

式中：X，樣品MDA含量，μmol/g；OD532、OD600、OD450，混合液在532、600、450 nm波長(zhǎng)下的吸光度值；V，樣品提取液總體積，mL；m，樣品質(zhì)量，g。

1.3.7 可溶性固形物含量測(cè)定

采用手持式糖度儀測(cè)定樣品中可溶性固形物含量，重復(fù)測(cè)定3次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 8.5進(jìn)行制圖，SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇表觀形態(tài)的影響

不同靜磁場(chǎng)環(huán)境下草菇在冷藏0～5 d的表觀形態(tài)變化如圖1所示。15 ℃下冷藏3 d時(shí)，對(duì)照樣的菌蓋顏色變淺，菌體出現(xiàn)褐變，并呈現(xiàn)輕微收縮，到第5天時(shí)草菇失水加劇，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)松散。靜磁場(chǎng)環(huán)境下，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，草菇菌蓋色澤變化較小，菌體未見(jiàn)明顯褐變，內(nèi)部組織狀態(tài)保持飽滿(mǎn)狀態(tài)，有效延長(zhǎng)草菇貨架期。這與李太寶等[13]研究結(jié)果相似，電磁場(chǎng)環(huán)境下貯藏草莓時(shí)，樣品起斑時(shí)間較對(duì)照延遲1～2 d，變皺時(shí)間延遲4～5 d。靜磁場(chǎng)環(huán)境冷藏保鮮顯著改善菌菇表觀形態(tài)，同時(shí)推測(cè)可能對(duì)其內(nèi)源酶的活性造成影響，延緩樣品褐變。

圖1 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中的表觀形態(tài)
Fig.1 Apparent morphology of Volvariella volvacea during preservation under static magnetic field

2.2 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇失重率的影響

適宜的水分含量有利于延長(zhǎng)草菇的貨架期。由圖2可知，隨冷藏期的延長(zhǎng)，草菇的細(xì)胞呼吸代謝和水分蒸發(fā)導(dǎo)致失重率增加。在冷藏5 d時(shí)，對(duì)照組中的草菇失重率達(dá)3.78%，而隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，草菇失重率上升趨勢(shì)減緩，5 mT靜磁場(chǎng)環(huán)境下，草菇失重率僅為2.38%，失重率較對(duì)照組下降37.04%。這與趙松松等[14]研究結(jié)果類(lèi)似，香蕉置于6 ℃，10 mT磁場(chǎng)環(huán)境下貯藏7 d，失重率較對(duì)照減少16.67%。冷藏期間，樣品中的自由離子和磁導(dǎo)性溶質(zhì)在細(xì)胞和組織中緩慢擴(kuò)散，低強(qiáng)靜磁場(chǎng)環(huán)境下，這些成分在洛倫茲力影響下，擴(kuò)散和遷徙受到抑制，故減少了水分的流失[15]。此外，低強(qiáng)靜磁場(chǎng)環(huán)境下，細(xì)胞膜的極性脂質(zhì)雙分子層分布有序性和緊密性增強(qiáng)，抗磁性的極性生物大分子發(fā)生取向，水分子跨膜擴(kuò)散通量降低，細(xì)胞呼吸作用減弱[16]。靜磁場(chǎng)環(huán)境下貯藏草菇，在改善菌菇外觀形態(tài)的同時(shí)，對(duì)降低草菇的失重率具有積極作用。

圖2 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中的失重率
Fig.2 Weight loss rate of V.volvacea during preservation under static magnetic field 注：同一冷藏時(shí)間不同字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.3 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇硬度的影響

硬度與細(xì)胞組織內(nèi)的結(jié)構(gòu)、膨脹壓力和可溶性物質(zhì)含量有關(guān)，硬度變化反映草菇內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的狀態(tài)情況。由圖3可知，冷藏期間，草菇的硬度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這與草菇失重率的變化結(jié)果一致，失重率越高，草菇硬度越小。冷藏5 d時(shí)，對(duì)照組的硬度為45.21 g，而1、3、5 mT靜磁場(chǎng)環(huán)境下，草菇的硬度分別為53.41、59.36、66.72 g，較對(duì)照組顯著提高(P<0.05)，質(zhì)構(gòu)得到一定程度的維持。這可能是靜磁場(chǎng)改變了細(xì)胞膜蛋白的物理性質(zhì)，促使草菇具有更高的細(xì)胞內(nèi)壓[17]，樣品組織的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保鮮效果改善。

圖3 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中的硬度
Fig.3 Hardness of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.4 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇總酚含量的影響

酚類(lèi)物質(zhì)是食用菌的重要次生代謝產(chǎn)物，可有效減少氧自由基，并抑制其細(xì)胞的氧化損傷。從圖4可知，冷藏初期，草菇中總酚含量無(wú)顯著變化(P>0.05)，冷藏3 d后，對(duì)照組草菇中的總酚含量快速下降。而靜磁場(chǎng)環(huán)境下，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，草菇中總酚下降趨勢(shì)減緩。冷藏5 d時(shí)，在5 mT靜磁場(chǎng)環(huán)境下，總酚含量較對(duì)照組提高了27.70%。物理場(chǎng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品貯藏和培育中的總酚含量有顯著的影響。AZIMIAN等[18]采用90 mT磁場(chǎng)輔助培育青蒿，青蒿的耐鹽性提高，多酚濃度提高了31%，抗氧化活性得到顯著增強(qiáng)。靜磁場(chǎng)環(huán)境下的冷藏有效減緩了菌菇中酚類(lèi)物質(zhì)降解，故在冷藏后期，抑制了草菇的色澤變化。

圖4 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中總酚的含量
Fig.4 Total phenol concentration of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.5 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇褐變程度的影響

草菇冷藏過(guò)程中，細(xì)胞進(jìn)行生理代謝，胞內(nèi)多酚物質(zhì)流出，與細(xì)胞底物反應(yīng)促使菌菇顏色發(fā)生變化。從圖5可知，與冷藏期間草菇表觀形態(tài)變化一致，隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，草菇菌體色澤變化程度加劇。然而，靜磁場(chǎng)環(huán)境下草菇的褐變程度得到緩解。與對(duì)照相比，冷藏3 d時(shí)，靜磁場(chǎng)環(huán)境下冷藏的草菇褐變程度顯著下降(P<0.05)，分別降低14.48%、31.65%和56.23%，5 mT靜磁場(chǎng)環(huán)境下冷藏5 d，褐變程度減小27.97%。3.17 A/m外加磁場(chǎng)能抑制蓮藕中的多酚氧化酶活性，酶促褐變出現(xiàn)滯后，本研究結(jié)果與高夢(mèng)祥等[19]研究相似。靜磁場(chǎng)環(huán)境下冷藏，磁導(dǎo)性細(xì)胞的組織液中產(chǎn)生微弱的信號(hào)電流，增強(qiáng)了草菇中超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶等金屬酶活性[20]，有效延緩了草菇的色澤改變。

圖5 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中褐變程度的變化
Fig.5 Changes of browning degree of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.6 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇MDA含量的影響

MDA是脂質(zhì)過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，其含量可反映食用菌的抗逆性。草菇冷藏過(guò)程中細(xì)胞組織發(fā)生氧化應(yīng)激，蛋白質(zhì)合成受到抑制，細(xì)胞膜泄漏增加。圖6可知，草菇冷藏過(guò)程中MDA含量呈上升趨勢(shì)，在冷藏3 d時(shí)，靜磁場(chǎng)環(huán)境與對(duì)照組樣品中的MDA差異較小(P>0.05)，而在冷藏5 d時(shí)，與對(duì)照組相比，1、3、5 mT強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)環(huán)境下MDA含量顯著降低(P<0.05)，分別下降了10.86%、13.83%、15.95%。CAKMAK等[21]采用7 mT靜磁場(chǎng)貯藏青蔥，低強(qiáng)度連續(xù)的靜磁場(chǎng)，能有效增強(qiáng)青蔥的抗氧化系統(tǒng)，抑制氧化損傷。WELLER等[22]認(rèn)為在靜磁場(chǎng)作用下，化學(xué)反應(yīng)中的塞曼分裂大于分子的超精細(xì)組裝相互作用能，減少三重態(tài)自由基形成，靜磁場(chǎng)環(huán)境下，樣品中自由基減少，有效抑制了MDA合成。因此，靜磁場(chǎng)環(huán)境冷藏可提高菌菇的脂質(zhì)抗氧化能力，清除氧自由基，減少草菇的氧化損傷。

圖6 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中MDA含量的變化
Fig.6 Changes of MDA molar mass of V.volvacea during preservation under static magnetic field

2.7 靜磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草菇可溶性固形物含量的影響

隨冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)，草菇中可溶性固形物含量呈下降趨勢(shì)，可溶性固形物降解也是食用菌腐爛變質(zhì)的重要原因。由圖7可知，與對(duì)照組相比，靜磁場(chǎng)環(huán)境下冷藏可有效減少草菇中可溶性固形物的擴(kuò)散溶出。冷藏初期，靜磁場(chǎng)冷藏下的草菇可溶性固形物含量與對(duì)照組差異較小(P>0.05)，冷藏5 d時(shí)，5 mT靜磁場(chǎng)環(huán)境下，草菇內(nèi)可溶性固形物含量較對(duì)照組樣品提高31.62%。這與高夢(mèng)祥等[23]研究結(jié)果相似，經(jīng)0.87 A/m磁場(chǎng)冷藏后，葡萄中可溶性糖含量較對(duì)照組的減小趨勢(shì)得到緩解。而崔穎等[24]利用2.33 mT磁場(chǎng)處理河套蜜瓜，其可溶性蛋白含量顯著增加。推測(cè)靜磁場(chǎng)冷藏增強(qiáng)了草菇的抗氧化物酶的活性，抑制其生理代謝，可溶性固形物消耗量減少，使得該過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)成分流失減少。

圖7 靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中可溶性固形物含量的變化
Fig.7 Changes of soluble solid content of V.volvacea during preservation under static magnetic field

3 結(jié)論

本研究以V238草菇為原料，探究了不同靜磁場(chǎng)環(huán)境下，草菇冷藏過(guò)程中理化性質(zhì)的變化。15 ℃冷藏5 d，與對(duì)照相比，隨靜磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，草菇顏色變化較小，樣品保持飽滿(mǎn)狀態(tài)，草菇失重率下降，硬度得到維持。此外，草菇中總酚含量提高，靜磁場(chǎng)有效抑制了草菇的褐變，MDA含量下降，脂質(zhì)氧化減少，可溶性固形物消耗量降低，冷藏品質(zhì)得到顯著的提升。通過(guò)研究靜磁場(chǎng)下草菇冷藏過(guò)程中的理化性質(zhì)變化，為食用菌的保藏提供了一種新的手段，但食用菌貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)及多糖等物質(zhì)的變化以及過(guò)程中微生物的影響有待進(jìn)一步研究。