氣調(diào)貯藏對(duì)腐敗菌引起的鮮切黃瓜品質(zhì)、滋味和揮發(fā)性物質(zhì)變化的影響

鄭鄢燕，魏亞博,，王宇濱，馬 越，梁 浩，張 建，童軍茂，趙曉燕,

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097；2.新疆石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆 石河子 832000；3.龍大食品集團(tuán)有限公司，山東 萊陽(yáng) 265231）

鮮切果蔬營(yíng)養(yǎng)、方便且衛(wèi)生，深受現(xiàn)代快節(jié)奏生活消費(fèi)者親睞[1]。但貯藏過(guò)程腐敗微生物會(huì)通過(guò)代謝活動(dòng)破壞果蔬組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生具有異味的揮發(fā)性化合物，引起果蔬腐敗變質(zhì)。假單胞菌（Pseudomonas）是常見(jiàn)的食源性腐敗菌，能以果蔬為基質(zhì)快速繁殖，變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）是導(dǎo)致鮮切黃瓜腐爛的主要微生物之一[2]。Ioannidis等[3]指出假單胞菌屬導(dǎo)致了2,3-丁二醇、二甲基硫醚等異味物質(zhì)的產(chǎn)生以及鮮切卷心萵苣的腐敗。氣調(diào)貯藏可以維持果蔬特征香氣以及抑制微生物引起的腐敗物質(zhì)的產(chǎn)生。Villalobos等[4]報(bào)道，氣調(diào)包裝有利于維持無(wú)花果乙酸乙酯、己醛、β-石竹烯、苧烯等香氣物質(zhì)含量，且對(duì)無(wú)花果品質(zhì)不產(chǎn)生負(fù)面影響。氣調(diào)包裝有助于保持草莓品質(zhì)[5]、抑制甜櫻桃在貯藏過(guò)程中異味物質(zhì)乙酯和γ-丁內(nèi)酯的積累[6]。

近年來(lái)，電子舌、電子鼻以及氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法在果蔬品質(zhì)評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用。依據(jù)脂環(huán)酸芽孢桿菌在不同飲料中的代謝產(chǎn)物不同，李二虎等[7]通過(guò)電子舌區(qū)分出接種脂環(huán)酸芽孢桿菌的果汁飲料。Cai Wenchao等[8]通過(guò)電子舌從90 種不同的乳酸菌發(fā)酵的棗汁中區(qū)分出了由植物乳桿菌發(fā)酵的棗汁。電子鼻在不同品種蘋(píng)果的香氣識(shí)別[9]、鮮切西蘭花新鮮度[10]和芒果腐爛程度、黃桃成熟度[11]等的檢測(cè)方面已有廣泛應(yīng)用。Du Dongdong等[12]采用電子鼻檢測(cè)到獼猴桃氮氧化合物、烷烴和芳香類(lèi)化合物含量在貯藏期間發(fā)生了顯著變化，GC-MS結(jié)果表明(E,E)-2,4-己二烯醛、松油烯、γ-松油烯、水楊酸甲酯和己酸異丁酯是獼猴桃的特征揮發(fā)性物質(zhì)。Wang Aimei等[13]通過(guò)GC-MS檢測(cè)發(fā)現(xiàn)青霉菌侵染并導(dǎo)致腐敗的洋蔥與對(duì)照相比部分揮發(fā)性化合物含量增加，包括乙醇、1-丙醇、1-丙硫醇、甲基丙基二硫等。Siegmund等[14]采用GC-MS技術(shù)在受放線菌侵染的蘋(píng)果汁中檢測(cè)到了2-異丙基-3-甲氧基吡嗪、2-異丁基-3-甲氧基吡嗪等異味物質(zhì)。采用電子舌、電子鼻和GC-MS分析鮮切黃瓜腐敗菌導(dǎo)致的風(fēng)味變化鮮有報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)電子舌、電子鼻和GC-MS技術(shù)并結(jié)合生理品質(zhì)指標(biāo)，分析貯藏期間由變形假單胞菌引起的鮮切黃瓜滋味、香味物質(zhì)和品質(zhì)的變化，以及3%（體積分?jǐn)?shù)，下同）O2+7% CO2氣調(diào)貯藏對(duì)變形假單胞菌導(dǎo)致的鮮切黃瓜滋味、揮發(fā)性物質(zhì)和品質(zhì)的影響，旨在為了解鮮切黃瓜貯藏期間由微生物腐敗引起的品質(zhì)和風(fēng)味變化提供依據(jù)，并為變形假單胞菌導(dǎo)致的鮮切果蔬腐敗變質(zhì)的快速檢測(cè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌株、材料與試劑

實(shí)驗(yàn)所用菌株是本實(shí)驗(yàn)室從冷藏腐爛的鮮切黃瓜中分離出的主要腐敗菌變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）。黃瓜（Cucumis sativusL.）為市售。挑選長(zhǎng)度30～35 cm、質(zhì)量300～350 g的健康黃瓜。

CFC選擇性培養(yǎng)基 青島海博生物技術(shù)有限公司；試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HR1364型手持?jǐn)嚢铏C(jī) 荷蘭皇家飛利浦公司；LYNX400冷凍離心機(jī)美國(guó)Thermo公司；GXH-3051便攜式CO2紅外線分析儀上海精密儀器儀表有限公司；PAL-1數(shù)顯手持式糖度計(jì)日本Atago公司；UV-1800紫外-可見(jiàn)分光光度儀日本島津公司；CM-3700D臺(tái)式分光測(cè)色儀日本柯尼卡-美能達(dá)公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀英國(guó)SMS公司；SA-402B味覺(jué)分析系統(tǒng)（電子舌）日本Insent公司；PEN3型電子鼻 德國(guó)AIRSENSE公司；PAL RSI 85型頂空自動(dòng)進(jìn)樣器 瑞士思特斯分析儀器有限公司；7890A-5977B型GC-MS儀（配有電子電離源（electronic ionization，EI）和NIST 2.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）美國(guó)Agilent公司；HP-5彈性石英纖維毛細(xì)管柱（30 m×0.1 mm，0.33 μm）美國(guó)J & W公司；20 mL萃取瓶北京玻璃儀器廠；50/30 μm DVB-CAR-PDMS固相微萃取頭美國(guó)Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1P. plecoglossicida菌株復(fù)活和菌懸液制備

菌株活化：取100 μL凍存菌液加至100 mL LB液體培養(yǎng)基中，28 ℃下220 r/min過(guò)夜培養(yǎng)。

菌懸液制備：取100 μL活化后的菌液于100 mL LB液體培養(yǎng)基中，28 ℃下220 r/min培養(yǎng)8 h，菌懸液濃度調(diào)至108CFU/mL備用。

1.3.2 樣品接種處理

黃瓜經(jīng)去離子水洗凈后，用200 mg/L的次氯酸鈉溶液消毒2 min，再用去離子水沖洗3～4 次，在無(wú)菌臺(tái)上晾干后切片（厚0.9 cm），處理分3 組：1）不接種P. plecoglossicida的空氣對(duì)照組（CK）；2）接種P. plecoglossicida的氣調(diào)貯藏組（P. plecoglossicidacontrol atmosphere storage，PP CAS），氣調(diào)條件為3% O2+7% CO2+90% N2（課題組前期研究得到）；3）接種P. plecoglossicida的空氣對(duì)照組（P. plecoglossicidacontrol group，PP CK）。接種時(shí)在鮮切黃瓜片的一面均勻涂布100 μL菌懸液，在保鮮盒中晾干15 min后，在4 ℃、相對(duì)濕度90%下貯藏12 d，定期取樣檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.3.1 理化指標(biāo)測(cè)定

菌落總數(shù)計(jì)數(shù)： 稱(chēng)20 g 黃瓜樣品， 加入30 mL 0.9 g/100 mL無(wú)菌鹽水勻漿，稀釋到適宜濃度，從最后2 個(gè)稀釋梯度吸取100 μL稀釋液涂布于CFC選擇性培養(yǎng)基上，37 ℃培養(yǎng)48 h后進(jìn)行變形假單胞菌計(jì)數(shù)。

呼吸速率測(cè)定：參考Singh等[15]的方法，采用便攜式CO2紅外線分析儀的測(cè)定，并稍作改動(dòng)。儀器預(yù)熱30 min后調(diào)零，將90 g黃瓜樣品放入1 L密閉容器中，1 h后記錄二氧化碳濃度，間隔10 min測(cè)定一次，共測(cè)定3 次，取3 次測(cè)定的平均值。以每千克樣品每小時(shí)釋放CO2的物質(zhì)的量表示，單位為mmol/（kg·h）。

硬度測(cè)定：采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，以5 mm直徑的圓柱形探頭經(jīng)10 mm/s的速率刺穿至5 mm深度所需的最大力表示。

色澤測(cè)定：采用臺(tái)式分光測(cè)色儀測(cè)定鮮切黃瓜L*值（亮度）、a*值（紅綠度）和b*值（黃藍(lán)度）。

可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定：取20 g鮮切黃瓜樣品，勻漿后用4 層紗布過(guò)濾，用手持式糖度計(jì)測(cè)定濾液中的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（soluble solids content，SSC）。

丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測(cè)定：采用錢(qián)磊等[16]的方法測(cè)定，并略作改動(dòng)。稱(chēng)取3 g樣品，加6 mL 10 g/100 mL三氯乙酸溶液充分勻漿后，4 ℃、13 000×g離心20 min。取上清液1.5 mL加入2.5 mL 0.5 g/100 mL硫代巴比妥酸溶液，沸水浴15 min，冷卻至室溫，4 ℃、8 000×g離心10 min，在450、532 nm和600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定上清液的吸光度。

相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定：參考N a s e f[17]的方法測(cè)定。取1 g 樣品置于含5 0 m L 去離子水的三角瓶中，封口膜封口，30 ℃、150 r/min振蕩2 h，測(cè)定電導(dǎo)率（κ1/（mS/cm））；然后將樣品煮沸10 min，冷卻至室溫，測(cè)定電導(dǎo)率（κ2/（mS/cm））。相對(duì)電導(dǎo)率按下式計(jì)算。

1.3.3.2 電子舌測(cè)定滋味

稱(chēng)取鮮切黃瓜200 g，打漿、10 000×g離心20 min后經(jīng)4 層紗布過(guò)濾，取約40 mL濾液用于電子舌檢測(cè)，電子舌味覺(jué)傳感器的相關(guān)介紹見(jiàn)表1。電子舌檢測(cè)條件：環(huán)境溫度保持25 ℃。共設(shè)有5 種清洗溶液，共清洗330 s，參比溶液（2.236 5 g氯化鉀和0.045 g酒石酸溶于1 L去離子水）測(cè)定30 s，樣品測(cè)定30 s，回味測(cè)定30 s。每個(gè)樣品平行測(cè)定5 次，選取后3 次測(cè)定結(jié)果用于后續(xù)分析。

表 1 電子舌味覺(jué)傳感器性能描述Table 1 Performance descriptions of electronic tongue sensors

1.3.3.3 電子鼻測(cè)定芳香物質(zhì)

稱(chēng)取鮮切黃瓜5 g，勻漿置于50 mL 頂空瓶中，25 ℃靜置30 min使樣品揮發(fā)性成分達(dá)到平衡狀態(tài)，然后進(jìn)行測(cè)定。電子鼻檢測(cè)條件：25 ℃室溫條件下測(cè)定，以潔凈干燥的空氣為載氣，傳感器清洗時(shí)間為100 s，自動(dòng)調(diào)零5 s，待測(cè)樣品準(zhǔn)備時(shí)間8 s，測(cè)定時(shí)載氣流速為400 mL/min，測(cè)定間隔時(shí)間為1 s，檢測(cè)180 s。每組樣品重復(fù)測(cè)定3 次，選取175～177 s的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析和載荷圖分析。電子鼻傳感器的相關(guān)描述見(jiàn)表2。

表 2 PEN3型電子鼻傳感器性能描述Table 2 Performance descriptions of PEN3 electronic nose sensors

樣品前處理：取3 g勻漿樣品于20 mL頂空瓶?jī)?nèi)，添加3 mL飽和NaCl溶液，旋緊樣品瓶。萃取頭在250 ℃下老化3 min后插入樣品瓶，40 ℃萃取40 min，在240 ℃下解吸30 min。

GC條件：色譜柱為HP-5彈性石英纖維毛細(xì)管柱；升溫程序：40 ℃保持3 min，以4 ℃/min升至150 ℃，保持3 min，9 ℃/min升至240 ℃，保持9 min；載氣（He）流速0.8 mL/min，進(jìn)樣量0.5 μL，不分流進(jìn)樣。

MS條件：電離方式為EI源，離子源溫度230 ℃、傳輸線溫度220 ℃、四極桿溫度150 ℃、電子轟擊能量70 eV、質(zhì)量掃描范圍35～600m/z。

使用NIST 2.0數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)未知揮發(fā)性化合物譜圖進(jìn)行檢索，相似度低于80視為未檢出，通過(guò)正構(gòu)烷烴C7～C32的保留時(shí)間計(jì)算揮發(fā)性化合物的保留指數(shù)（retention index，RI），并采用面積歸一法進(jìn)行定量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和皮爾遜相關(guān)性分析，通過(guò)單因素方差分析進(jìn)行Duncan多重比較，P＜0.05表示差異具有顯著性；電子舌數(shù)據(jù)用SIMCA-P 11.0軟件進(jìn)行主成分分析；電子鼻數(shù)據(jù)使用自帶的Winmuster軟件進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮切黃瓜的理化指標(biāo)

如表3所示，貯藏期間菌落數(shù)不斷增加，PP CK組菌落數(shù)顯著高于PP CAS組，說(shuō)明氣調(diào)抑制了變形假單胞菌的生長(zhǎng)。貯藏至8 d后，PP CK組L*值顯著低于其他處理組，是由于變形假單胞菌在黃瓜表面生長(zhǎng)增殖，使得顏色變暗，亮度下降；而PP CAS和CK組在整個(gè)貯藏期間的L*值均沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明氣調(diào)抑制了變形假單胞菌的生長(zhǎng)，從而抑制了變形假單胞菌導(dǎo)致的亮度下降。貯藏期間鮮切黃瓜a*值不斷上升，說(shuō)明綠度逐漸下降，PP CK組綠度變化最明顯，12 d時(shí)a*值為正且顯著高于其他處理組，說(shuō)明綠色基本消失，可能是由于菌自身的顏色以及菌的生長(zhǎng)加速了葉綠素的流失，從而導(dǎo)致綠度下降。PP CAS組和CK組在第12天時(shí)a*值沒(méi)有顯著差異，b*值顯著低于PP CK組，說(shuō)明氣調(diào)處理延緩了變形假單胞菌生長(zhǎng)以及變形假單胞菌導(dǎo)致的葉綠素含量下降，維持了鮮切黃瓜的綠度，延緩了黃瓜變黃。Shen Xu等[18]研究也發(fā)現(xiàn)氣調(diào)貯藏可以抑制微生物生長(zhǎng)，減少微生物導(dǎo)致的果蔬顏色變暗。

貯藏期間PP CK組鮮切黃瓜呼吸速率顯著高于CK、PP CAS組，說(shuō)明變形假單胞菌的增殖引起了鮮切黃瓜呼吸速率的增加，而氣調(diào)處理抑制了變形假單胞菌所引起的呼吸速率變化。貯藏期間鮮切黃瓜中MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率逐漸增加，PP CAS組中MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率低于PP CK組而高于CK組，說(shuō)明氣調(diào)處理部分抑制了由變形假單胞菌生長(zhǎng)導(dǎo)致的MDA產(chǎn)生和相對(duì)電導(dǎo)率增加。貯藏至8 d后，CK組硬度顯著高于PP CAS和PP CK組，說(shuō)明變形假單胞菌的生長(zhǎng)破壞了鮮切黃瓜組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致硬度下降；貯藏結(jié)束時(shí)，PP CAS組硬度顯著高于PP CK組，說(shuō)明氣調(diào)處理抑制了由變形假單胞菌生長(zhǎng)導(dǎo)致的鮮切黃瓜硬度下降。鮮切黃瓜中SSC隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，PP CK組硬度在貯藏期間始終低于PP CAS和CK組，可能是由于變形假單胞菌生長(zhǎng)增殖消耗了鮮切黃瓜中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加速了SSC的下降；而PP CAS和CK組硬度無(wú)顯著差異，可見(jiàn)氣調(diào)處理有效抑制了變形假單胞菌消耗利用鮮切黃瓜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。Fan Kai等[19]指出氣調(diào)包裝能抑制微生物的增殖和丙二醛的產(chǎn)生，保持鮮切黃瓜較高的可溶性固形物含量。

（1）對(duì)于法蘭偏口，在矯形前必須對(duì)法蘭進(jìn)行預(yù)組對(duì)，并對(duì)法蘭的間隙進(jìn)行實(shí)際測(cè)量和記錄間隙的分布，這是進(jìn)行火焰矯形的第一步也是關(guān)鍵一步。以后的確定火焰加熱范圍、溫度、深度時(shí)間等都依此進(jìn)行。

表 3 不同處理下鮮切黃瓜的理化指標(biāo)Table 3 Physicochemical indexes of fresh-cut cucumbers under different treatments

2.2 變形假單胞菌處理和氣調(diào)貯藏對(duì)鮮切黃瓜滋味的影響

圖 1 不同處理下鮮切黃瓜各滋味雷達(dá)圖Fig. 1 Radar chart for taste profile of fresh-cut cucumbers under different treatments

從圖1可以看出，與0 d樣品相比，不同貯藏期間各組鮮切黃瓜的酸味、鮮味和鮮味豐富度這3 種滋味的味覺(jué)值都有較大變化，而圖中其他4 個(gè)滋味的味覺(jué)值變化不明顯。對(duì)各滋味味覺(jué)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并做顯著性分析，得到表4。

表 4 不同處理下鮮切黃瓜各滋味味覺(jué)值Table 4 Taste values of fresh-cut cucumber under different treatments

由表4可知，貯藏0 d時(shí)，CK組中各滋味味覺(jué)值與PP-CK組之間有顯著差異，說(shuō)明變形假單胞菌引起了所有滋味味覺(jué)值的顯著變化。同一貯藏時(shí)間，PP CAS與PP CK處理組酸味、苦味、澀味、咸味和甜味的味覺(jué)值之間差異顯著，說(shuō)明接菌后氣調(diào)貯藏對(duì)于這5 個(gè)滋味味覺(jué)值影響大。與剛接種變形假單胞菌（PP CAS-0 d/PP CK-0 d）的味覺(jué)值相比，貯藏至12 d時(shí)PP CAS組中的酸味、苦味、澀味、鮮味、鮮味豐富度和甜味這6 個(gè)滋味的味覺(jué)值比PP CK組變化更小。綜合電子舌分析結(jié)果（圖1和表4），變形假單胞菌對(duì)鮮切黃瓜鮮味和鮮味豐度影響最為顯著，不同貯藏條件主要影響酸味、苦味、澀味、咸味和甜味，而氣調(diào)貯藏很好地抑制了變形假單胞菌生長(zhǎng)導(dǎo)致的各滋味變化。

為進(jìn)一步體現(xiàn)各滋味味覺(jué)值之間的相關(guān)性，對(duì)各滋味味覺(jué)值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表5所示。酸味與苦味、咸味，苦味與澀味，鮮味與甜味之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.66、-0.54、-0.64和-0.61。澀味與鮮味、咸味，甜味與苦味、鮮味豐富度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.42、-0.50、-0.42和-0.42，說(shuō)明澀味味覺(jué)值增加，鮮味和咸味味覺(jué)值相應(yīng)減小，而甜味味覺(jué)值增加，苦味和鮮味豐富度味覺(jué)值相應(yīng)減小。酸味與澀味、甜味，澀味與甜味，鮮味與鮮味豐富度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.94、0.73、0.84和0.92，說(shuō)明酸味味覺(jué)值增加，澀味與甜味味覺(jué)值相應(yīng)增加；而鮮味味覺(jué)值增加，鮮味豐富度相應(yīng)增加。此結(jié)果表明，由變形假單胞菌和不同貯藏條件引起的各滋味味覺(jué)值之間具有一定的相關(guān)性。

表 5 不同處理下鮮切黃瓜各滋味間的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis among different tastes of fresh-cutcucumbers under different treatments

為進(jìn)一步區(qū)分不接菌、接菌處理以及不同貯藏條件下的鮮切黃瓜，對(duì)電子舌數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（圖2）。不同處理下鮮切黃瓜的滋味品質(zhì)信息主要體現(xiàn)在3 個(gè)主成分上，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)94.5%。第一主成分貢獻(xiàn)率為53.81%，包括酸味、澀味和甜味信息；第二主成分貢獻(xiàn)率為29.48%，包括苦味和鮮味豐富度信息；第三主成分貢獻(xiàn)率為11.21%，包括咸味信息。前2 個(gè)主成分對(duì)同一貯藏期下的3 個(gè)處理組具有很好的區(qū)分，但PP CAS-6 d和PP CAS-12 d之間有部分重疊。通過(guò)第三主成分可成功對(duì)PP CAS-6 d和PP CAS-12 d進(jìn)行區(qū)分。

圖 2 鮮切黃瓜電子舌數(shù)據(jù)主成分分析圖Fig. 2 Principal component analysis plot of fresh-cut cucumber electronic tongue data

電子舌分析結(jié)果表明變形假單胞菌引起了各味覺(jué)值的顯著變化，接菌后氣調(diào)貯藏對(duì)鮮切黃瓜滋味的變化也有顯著影響，并且通過(guò)主成分分析可以區(qū)分不同處理組鮮切黃瓜?？梢?jiàn)，電子舌可以應(yīng)用腐敗菌對(duì)鮮切黃瓜的滋味影響的研究。電子舌也在其他果蔬滋味變化中得到應(yīng)用，Wang Huxuan等[20]通過(guò)電子舌檢測(cè)到菌株Zygosaccharomyces rouxi增殖和代謝引起了蘋(píng)果汁甜味、酸味和澀味的顯著變化，并區(qū)分了侵染不同時(shí)間段變質(zhì)的蘋(píng)果汁。Makino等[21]通過(guò)電子舌研究發(fā)現(xiàn)，不同貯藏環(huán)境下鮮切西蘭花的酸味、鮮味和咸味等滋味值具有顯著差異，通過(guò)主成分分析區(qū)分了不同溫度和貯藏期的鮮切西蘭花。

2.3 變形假單胞菌處理和氣調(diào)貯藏對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的影響

2.3.1 電子鼻檢測(cè)結(jié)果

圖 3 鮮切黃瓜電子鼻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)主成分分析Fig. 3 Principal component analysis plot of fresh-cut cucumber electronic nose data

通過(guò)Winmuster軟件對(duì)電子鼻結(jié)果進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如圖3所示。第一主成分可以很好地反映不同處理下?lián)]發(fā)性物質(zhì)的區(qū)別，其貢獻(xiàn)率達(dá)84.83%；第二主成分貢獻(xiàn)率為9.67%，總貢獻(xiàn)率為94.50%，各處理組之間都沒(méi)有重疊，說(shuō)明通過(guò)主成分分析可以很好地區(qū)分各樣品。

圖 4 鮮切黃瓜電子鼻數(shù)據(jù)載荷圖分析Fig. 4 Loading analysis plot of fresh-cut cucumber electronic nose data

為分析各傳感器響應(yīng)值與主成分的相關(guān)性，進(jìn)一步進(jìn)行載荷圖分析。由圖4可知，W5S、W2W、W1W和W1S這4 個(gè)傳感器響應(yīng)值與第一主成分呈正相關(guān)，說(shuō)明貯藏過(guò)程中氮氧化物、芳香成分、硫化物、萜烯類(lèi)化合物、甲烷類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)的顯著變化。Chen Huizhi等[22]也采用電子鼻技術(shù)區(qū)分出新鮮和腐敗樣品，發(fā)現(xiàn)青椒的腐爛會(huì)引起風(fēng)味的顯著變化。Huang Xiaochen等[23]研究也表明酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌氮氧化物、芳香成分和萜烯類(lèi)發(fā)生顯著變化，且電子鼻檢測(cè)能區(qū)分出受酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌侵染的蘋(píng)果汁飲料。

2.3.2 GC-MS檢測(cè)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)鑒定出104 種揮發(fā)性化合物，其中CK組53 種、PP CAS組48 種、PP CK組50 種。3 個(gè)處理組都檢測(cè)出的揮發(fā)性成分有18 種。

醛類(lèi)化合物是檢測(cè)到相對(duì)含量最高的揮發(fā)性化合物，高達(dá)38.96%～90.76%（表7）。正己醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(Z)-6-壬烯醛和2-己烯醛是黃瓜中的主要醛類(lèi)化合物[24]，從表6中可以看出，正己醛和2-己烯醛在所有樣品組中均有檢出。正己醛是所有醛類(lèi)中相對(duì)含量最高的物質(zhì)，0 d接菌和不接菌黃瓜中相對(duì)含量較高，分別為46.16%和43.70%；貯藏至12 d時(shí)CK組、PP CAS組和PP CK組正己醛相對(duì)含量明顯降低，分別為27.85%、18.07%和6.98%，表明剛接種變形假單胞菌對(duì)正己醛相對(duì)含量影響較小，菌增殖后引起了正己醛含量的明顯變化，氣調(diào)貯藏通過(guò)抑制變形假單胞菌生長(zhǎng)從而減少正己醛含量降低。2-己烯醛相對(duì)含量在貯藏期間變化不大。正己醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(Z)-6-壬烯醛是黃瓜的特征香氣成分[25-26]，(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(Z)-6-壬烯醛貯藏期間含量逐漸降低，但在CK組中都有檢出，在0 d和6 d時(shí)接菌處理組中都有檢出，但在貯藏至12 d時(shí)的處理組中未檢出，接種變形假單胞菌后丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率增加、SSC和硬度下降，說(shuō)明變形假單胞菌的生長(zhǎng)破壞了黃瓜組織，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失和特征香氣的流失。Wang Aimei等[13]發(fā)現(xiàn)青霉菌的增殖引起了洋蔥揮發(fā)性物質(zhì)的顯著變化，導(dǎo)致洋蔥香氣物質(zhì)的流失。Colantuono等[27]研究表明，貯藏至28 d時(shí)石榴汁中乳酸菌、霉菌和酵母的生長(zhǎng)導(dǎo)致了揮發(fā)性化合物的顯著變化以及石榴汁風(fēng)味的損失。與PP CK組相比，PP CAS處理維持了正己醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛和(Z)-6-壬烯醛的相對(duì)含量，說(shuō)明氣調(diào)貯藏有助于鮮切黃瓜特征香氣的保持。Villalobos等[4]發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝維持了無(wú)花果中醛類(lèi)、酯類(lèi)這些特征風(fēng)味。Fan Kai等[19]研究發(fā)現(xiàn)5% O2和5% CO2氣調(diào)包裝維持了鮮切黃瓜中可溶性固形物含量，延緩了風(fēng)味的降解。Kahramano?lu等[5]研究還發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)包裝維持了草莓中可溶性固形物含量，延緩了異味的產(chǎn)生。

2,2-二甲基戊烷、5-甲基-4-壬烯等14 種C7～C12碳?xì)漕?lèi)化合物和2-羥基-2-環(huán)戊烯-1-酮、丁烯酸乙烯酯、甲酸苯酯、丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯、2,7-二甲基-1-辛醇僅在PP CAS處理組中檢出，可能是變形假單胞菌在低氧條件下產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物。Klein等[28]研究發(fā)現(xiàn)接種熒光假單胞菌后的雞胸肉在低氧條件下產(chǎn)生了C7～C12的碳?xì)浠衔镆约?-羥基-2-丁酮和2-甲基丁酸乙酯等酮類(lèi)和酯類(lèi)化合物。

(E)-2-庚烯醛、丙醛二乙基乙縮醛、3,3-二甲基己醛、5-甲基-1-庚烯、1-乙基-3-甲基環(huán)戊烷、正辛烷、2,3-二甲基辛烷、8-甲基-1-烯、2,6,6-三甲基辛烷、2,5,9-三甲基癸烷、4,7-二甲基十一烷、2-甲基-3-戊酮、3,3,5-三甲基環(huán)己酮、2,2,6-三甲基環(huán)己酮、3,5-二羥基苯乙酮、2,5-二甲基-3-己酮和2,2,5-三甲基己烷-3,4-二酮、3,4-二酮、(Z)-丙酸-3-己烯酯、1,2-二甲氧基苯、二丙基二硫醚和6-丁基-2,3,4,5-四氫吡啶僅在PP CK組中檢出，可能是變形假單胞菌空氣條件下代謝產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。María等[29]在接種丁香假單胞菌后番茄葉片的揮發(fā)性物質(zhì)中檢測(cè)到葵烷和丁酸己烯酯等酯類(lèi)以及含6～9 個(gè)碳的酮類(lèi)化合物。Parlapani等[30]研究發(fā)現(xiàn)假單胞菌導(dǎo)致了鯛魚(yú)的腐敗并產(chǎn)生了2-乙基-1-己醇、丁酸異戊酯等醇類(lèi)和酯類(lèi)揮發(fā)性化合物。

在PP CK和PP CAS處理組中檢測(cè)到了雙(環(huán)己基甲基)亞硫酸鹽、二丙基二硫醚、3-戊烯基戊醚以及2-正丙基呋喃等呋喃類(lèi)化合物，這些物質(zhì)具有刺激性難聞氣味。María等[29]發(fā)現(xiàn)接種丁香假單胞菌后番茄葉片萎蔫，并產(chǎn)生了2-乙基呋喃等呋喃類(lèi)、醚類(lèi)和含硫化物。胡惠平等[31]檢測(cè)了分離自豬肉的3 種假單胞菌的揮發(fā)性代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)正十二烷、3,5-二甲基辛烷、6-甲基-5-庚烯-2-酮、3-苯基呋喃、(1E)-1-乙縮醛-1H-茚、1,5-二甲基萘、3-丙酰吡啶以及氯二溴甲烷等物質(zhì)都是假單胞菌的揮發(fā)性代謝產(chǎn)物。本研究在接菌處理組中也檢出了正十二烷以及2,3-二甲基辛烷、6-甲基-3-庚酮、2-正丙基呋喃、2,2,4,4,7,7-六甲基-1,3,3a,5,6,7a-六氫茚、(Z)-9-甲基十氫萘、6-丁基-2,3,4,5-四氫吡啶和1,4-二氯苯等揮發(fā)性代謝產(chǎn)物。與PP CK組相比，PP CAS組未檢出2,3-二甲基辛烷、二丙基二硫醚、6-丁基-2,3,4,5-四氫吡啶和1,4-二氯苯這些揮發(fā)性代謝產(chǎn)物，在貯藏至6 d時(shí)抑制了6-甲基-3-庚酮、2-正丙基呋喃、2,2,4,4,7,7-六甲基-1,3,3a,5,6,7a-六氫茚的產(chǎn)生。

表 6 不同處理下鮮切黃瓜中揮發(fā)性成分及相對(duì)含量Table 6 Relative contents of volatile components identified in fresh-cut cucumbers under different treatments%

續(xù)表6 %

續(xù)表6 %

表 7 不同處理下鮮切黃瓜中揮發(fā)性化合物統(tǒng)計(jì)Table 7 Statistics of volatile compounds identified in fresh-cut cucumbers under different treatments

3 結(jié) 論

本研究將變形假單胞菌接種于鮮切黃瓜表面并貯藏于不同條件下，探討變形假單胞菌和氣調(diào)貯藏對(duì)鮮切黃瓜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、滋味和揮發(fā)性物質(zhì)的影響。結(jié)果表明，變形假單胞菌的生長(zhǎng)會(huì)促進(jìn)鮮切黃瓜呼吸代謝，消耗黃瓜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使黃瓜亮度和綠度降低，逐漸變黃，促使丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率增加，以及硬度的下降；氣調(diào)貯藏可以降低假單胞菌對(duì)鮮切黃瓜品質(zhì)的影響。變形假單胞菌的生長(zhǎng)還引起了鮮切黃瓜酸味、苦味、澀味、鮮味、鮮味豐富度、咸味和甜味的顯著變化，導(dǎo)致黃瓜特征香氣的流失，并產(chǎn)生一些新的烷烴類(lèi)、酮類(lèi)、呋喃類(lèi)、醚類(lèi)以及含硫化合物等揮發(fā)性代謝物。氣調(diào)通過(guò)抑制變形假單胞菌的生長(zhǎng)，從而減少變形假單胞菌對(duì)各滋味的影響，維持了黃瓜的特征香氣，抑制了異味物質(zhì)的產(chǎn)生?？梢?jiàn)，氣調(diào)貯藏有助于鮮切黃瓜品質(zhì)、滋味和特征香氣的保持以及抑制異味物質(zhì)的產(chǎn)生。