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伽马射线辐照对香菇采后贮藏过程中水分特性及理化指标的影响

2021-10-25 09:30     来源:食品科学杂志     伽马射线食品辐照保鲜
香菇(Lentinus edodes)作为产量第二大的食用菌品种,以其特有的菌菇风味深受消费者喜爱。由于香菇产出季节性比较强,不利于长距离运输,现有贮藏技术的不足造成鲜香菇旺盛的需求与贫乏的供应间的矛盾,各区域供求关系极其不平衡。新鲜香菇含水率高达90%,采后仍进行活跃的代谢活动,采摘后易发生软化、褐变、失水、霉烂等腐败现象。为维持香菇采后较好的贮藏品质,亟待探索一种适合长期贮藏香菇的规模化处理保鲜技术。

辐照处理是继巴氏热杀菌技术之后具有里程碑意义的一项冷杀菌保鲜技术,能够抑制发芽、推迟后熟、杀虫灭菌等。与传统贮藏加工技术不同,辐照处理是通过具有较强穿透能力的射线深入香菇内部使组织发生物理、化学系列反应,拥有零残留、易于控制、适宜产业化加工生产等优点,并且低于10.0 kGy剂量的辐照不会对食品产生安全问题。前期研究表明1.0 kGy是能维持香菇贮藏品质、延长货架期的最佳辐照剂量。故湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,国家食用菌加工技术研发分中心的叶 爽、陈 璁、史德芳*等人采用1.0 kGy 60Co γ射线辐照处理鲜香菇,并用食用菌保鲜袋密封,在(4±1)℃、相对湿度(80±5)%的环境下贮藏,通过分析贮藏过程中理化指标(色度、硬度、显微结构)及水分特性变化,考察辐照处理对鲜香菇贮藏品质的影响,为降低鲜香菇在贮藏过程的失水失重、品质劣变和延长货架期提供技术支撑。

1、γ射线辐照对贮藏过程中香菇色度的影响


如表2所示,对照组和辐照组香菇在贮藏过程中L*、a*、b*值均存在显著差异(P<0.05),但辐照处理未对香菇的色度造成明显影响(贮藏0 d时两组样品色度相近)。在整个贮藏过程中,辐照组L*值由90.06下降至87.77,而对照组L*由90.54下降至80.71,两组香菇L*值均呈下降趋势,这可能与香菇采后代谢活跃,发生酶促褐变有关。但贮藏期间辐照组香菇L*值始终大于对照组,辐照组L*值贮藏至第14天L*值显著降低,而对照组L*值在贮藏至第7天时显著下降。辐照组和对照组香菇a*值在贮藏期间均呈先增大后减小的趋势,整体偏红,且贮藏末期辐照组香菇a*值下降较快,贮藏14~21 d时辐照组香菇a*值低于对照组。贮藏期间辐照组香菇b*值先下降再上升,而对照组b*值先上升再下降,并且贮藏21 d时两组b*值相差较大。综上,辐照处理在一定程度上抑制了鲜香菇颜色劣变,特别是对L*值影响明显,较好地维持了香菇的亮度。

2、γ射线辐照对贮藏过程中香菇硬度的影响


 

如图1所示,对照组和辐照组香菇在贮藏期间硬度均不断下降,但对照组香菇硬度下降幅度大于辐照组,对照组香菇硬度始终小于辐照组。这可能是因为香菇在贮藏过程中细胞降解活性增加导致细胞壁降解,维持蛋白质空间结构的氢键、疏水键断裂,菌丝组织解构,细胞间隙加大,香菇组织细胞失水,软塌,失去弹性。

3、γ射线辐照对贮藏过程中香菇微观结构的影响

如图2所示,贮藏初期香菇的菌丝组织结构紧密,细胞分布均匀、孔隙小、界限清晰。随着贮藏时间的延长,两组香菇组织结构都变得疏松多孔,菇体变软。对照组香菇在贮藏14 d时大部分菌丝解体,失去网络结构,而辐照组仍维持着基本网络结构。这可能与对照组香菇劣变进程较快有关,对照组香菇采后仍有较高的呼吸强度和降解速率,各类反应消耗了大量的蛋白质与多糖,细胞发生自溶,组织结构解体,菌丝数目明显减少,纤维素等高分子物质降解,细胞结构趋于崩塌。

4、γ射线辐照对贮藏过程中香菇水分状态变化的影响


 

如图3所示,对照组和辐照组香菇的T2图谱拟合后均呈现3 种水分状态,分别为结合水T21(0.1~1 ms)、不易流动水T22(1~100 ms)和存在于液泡中的自由水T23(>100 ms)。

T2图谱中峰面积可反映相应状态水分的相对含量,根据T2图谱峰面积变化(图3A)可知,随贮藏时间的延长,对照组香菇结合水相对含量呈现先增加后减少的趋势,这可能是自由水和不易流动水分子与多糖、蛋白质等物质结合成簇,转化成为结合水,随后香菇表面大量水分汽化,自由水扩散到表面被脱除,随贮藏时间的延长内部组织逐渐失水,结合水也逐渐损失。对照组香菇贮藏期间不易流动水相对含量呈波动变化。

如图3B所示,贮藏期间辐照组香菇结合水相对含量变化幅度较小,不易流动水相对含量在贮藏前期有一定幅度升高,然后逐渐降低。不易流动水含量的增加可能是碳水化合物(主要是葡萄糖、果糖和蔗糖)浓度升高,导致自由水向不易流动水转变,转变为与细胞壁多糖(如果胶)结合更紧密的形式;随着贮藏时间延长,香菇内部由于酶解作用、腐败变质,水分子所受束缚力变小,水分被逐渐脱除,不易流动水含量减少。

5、γ射线辐照对贮藏过程中香菇感官品质的影响


 

由图4可知,贮藏7 d时两组香菇的外观形态均无明显变化,至21 d时对照组香菇褐变严重,且菌盖表面观察到明显水渍,菌盖完全开伞,菌褶颜色变深,香菇内部失水严重且孔隙增大,菌柄皱缩,形态感官评分低至2.9 分,丧失食用品质,这与组织微观结构分析结果一致;而辐照组香菇到贮藏21 d仍保持较好的感官品质,开伞不明显,菌褶颜色与贮藏初期没有明显差别,内部结构仍然保持完整,说明1.0 kGy辐照处理能够较好地保持鲜香菇的感官品质,延缓劣变进程。

讨论

本实验中,辐照处理鲜香菇可能通过抑制酶促褐变保持其亮度,通过延缓硬度降低保持相对光滑、饱满的外形特征。Koorapati等的研究也表明辐照果实的硬度比未处理组果实硬度高,这与本实验结果一致;此外,可能也与辐照抑制了微生物对香菇组织的侵染作用有关。

本研究结果表明,由于碳水化合物等细胞组成物质的降解作用,结合水损失,向不易流动水转变,进而使不易流动水与自由水融合,而流动性较高的自由水从液泡和细胞间隙中迁移并大量流失。

本实验采用1.0 kGy 60Co γ射线辐照处理鲜香菇,能够延缓子实体L*值的降低,贮藏21 d期间,辐照组香菇子实体表面色泽优于对照组;辐照处理抑制鲜香菇软化进程,使其在贮藏过程中仍能保持较好的硬度;微观结构观察结果表明,辐照处理能够降低菌丝分解,延缓细胞自溶现象,使香菇保持相对完整的组织结构;LF-NMR分析可知,辐照处理能够抑制鲜香菇不同状态水分的迁移变化,特别是降低了自由水(T23)损失。感官评价结果表明,辐照处理能较好地保持香菇的色泽和形态。总之,1.0 kGy γ射线辐照处理通过影响鲜香菇自身代谢变化使其保持较好的理化特性,延缓了水分损失,实验结果对开展规模化、大批量鲜香菇贮运保鲜有一定的指导作用。

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