不同貯藏溫度對灰平菇品質(zhì)影響及貨架期預(yù)測模型的建立

張鵬

摘要以灰平菇子實(shí)體為研究對象，研究不同貯藏溫度（4、10、20℃）對平菇品質(zhì)的影響，從食品品質(zhì)損失的基本反應(yīng)動(dòng)力學(xué)出發(fā)，結(jié)合 Arrhenius理論，建立平菇貨架期預(yù)測模型。結(jié)果表明，低溫能夠有效降低平菇子實(shí)體感官品質(zhì)及子實(shí)體含水率下降速率，減緩子實(shí)體菌落總數(shù)、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(shù) TVC、丙二醛 MDA、褐變度 BD為變量的平菇貨架期預(yù)測模型，在低溫條件下預(yù)測值與實(shí)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(zhǔn)確地預(yù)測平菇在特定貨架溫度下的貨架期，進(jìn)而為平菇貨架期監(jiān)測提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞灰平菇;貨架期;Arrhenius理論;預(yù)測模型

中圖分類號 TS219 文獻(xiàn)標(biāo)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(cè)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(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)及多糖等[1]。新鮮平菇水分含量達(dá)90%以上，常溫條件下采摘后2～3 d 內(nèi)即表現(xiàn)出萎蔫、褐變、腐爛變質(zhì)等癥狀，貨架期非常短[2-4]。平菇品質(zhì)在貯藏過程中會(huì)逐漸衰減，如何通過一種快速有效的方法來預(yù)測其貨架期尤為重要。大量研究證明，食品的品質(zhì)變化可通過化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型反映。國內(nèi)外已有研究人員采用 Arrhenius 理論、Z模型等等構(gòu)建貨架期預(yù)測模型，并應(yīng)用于水產(chǎn)、果蔬等領(lǐng)域。研究貨架期平菇品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)特性且運(yùn)用特征指標(biāo)擬合平菇貨架期預(yù)測模型的相對較少。本研究通過感官評價(jià)、含水量、TVC、MDA、 BD 等指標(biāo)來研究不同貨架溫度下平菇品質(zhì)變化情況，同時(shí)將 Arrhenius方程與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型相結(jié)合，構(gòu)建適合的貨架期預(yù)測模型并進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，為市場銷售提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

平菇子實(shí)體，采自福建省裕興農(nóng)業(yè)科技有限公司。

主要儀器：TES-1360A 電子溫濕度計(jì)，泰仕電子工業(yè)股份有限公司產(chǎn)品;分光光度計(jì)。

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(shí)體，裝盤覆膜，0.4～0.6 kg/盤，隨機(jī)分成3組，15盤/組，裝入泡沫箱內(nèi)，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(yàn)指標(biāo)，各指標(biāo)重復(fù)測量3次。

1.2.2感官評價(jià)

參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5]，建立感官評價(jià)指標(biāo)（表1）。由5人組成感官評定小組，對樣品進(jìn)行評分定級，樣品分?jǐn)?shù)取平均分，擬定60分為平菇貨架期終點(diǎn)。

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(jì)算公式 W =??????? ×Wt?????? 100%，式中Wt為貯藏時(shí)間 t時(shí)樣本鮮重（g）; W0為樣本干重（g）。

1.2.4褐變度測定

根據(jù)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(fù)測量3次，以 95%乙醇為空白對照，計(jì)算褐變度 BD。BD=OD420×100

1.2.5菌落總數(shù)（TVC）測定

參考 GB 4789.2—2016[8] 的方法，切取子實(shí)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(yǎng)基，搖勻，凝固后30℃培養(yǎng)3 d后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。

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(fù)3次測量。提取液 c （?mol/L）=6.45×（OD532-OD600）-0.56×OD450

1.2.7貨架期預(yù)測模型的構(gòu)建及數(shù)據(jù)處理

1.2.7.1品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型建立

將與平菇品質(zhì)變化有關(guān)的特征指標(biāo)，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論，可擬合出品質(zhì)衰變的函數(shù)，構(gòu)建出品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型[10]。大多數(shù)食品的質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系為零級或一級反應(yīng)[11]。

零級反應(yīng)：C=C0+kt （ 1）

一級反應(yīng)：C=C0ekt??? （2）

式中： C為品質(zhì)指標(biāo)測定值; t為儲藏時(shí)間， d; C0為品質(zhì)指標(biāo)初始測定值; k 為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)。

1.2.7.2品質(zhì)變化預(yù)測模型建立

Arrhenius 方程從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度描述了化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系，被廣泛應(yīng)用于食品貨架期預(yù)測，其基本表達(dá)式為：

式中： A為指前因子;Ea為活化能（反應(yīng)所需克服的能壘）， J/mol ; R 為摩爾氣體常數(shù)，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(jù)方程的截距和斜率可求得Ea和 A。

根據(jù)品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)出貨架期預(yù)測模型：

式中：SL0為零級反應(yīng)下的貨架期，d;SL1為一級反應(yīng)下的貨架期，d;C為貨架期終點(diǎn)時(shí)品質(zhì)指標(biāo)臨界值;C0為品質(zhì)指標(biāo)初始測定值。

2結(jié)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(zhì)與商品價(jià)值[13]，是反映平菇貯藏過程中外觀變化的一個(gè)重要指標(biāo)。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(shí)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(shí)，感官評分接近貨架期終點(diǎn);在10℃條件下，感官評分下降較快，貯藏第10天時(shí)，菇體出現(xiàn)輕微褐變，有輕微異味，出現(xiàn)大面積氣生菌絲，感官評分達(dá)到貨架期終點(diǎn)值，第12天時(shí)，基本失去商品價(jià)值;20℃下，感官評分下降最快，在第8天時(shí)，菇體已出現(xiàn)褐變，表面長出氣生菌絲，第10天時(shí)，出現(xiàn)明顯的異味，第12天時(shí)，菇體表面塌陷、軟化，完全失去食用價(jià)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(shí)體由于自身呼吸及失去基質(zhì)水分供給，含水量下降，從而影響平菇品質(zhì)。不同溫度下子實(shí)體含水量變化見圖2。

由圖2可見，在各個(gè)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(nèi)含水量降低10個(gè)百分點(diǎn)，20℃條件下，12 d 內(nèi)含水量降低15個(gè)百分點(diǎn)。

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(xì)胞內(nèi)代謝活動(dòng)仍在進(jìn)行，隨著時(shí)間延長，衰變產(chǎn)物不斷地積累，引起褐變，褐變度成為評價(jià)平菇子實(shí)體品質(zhì)的標(biāo)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(shù)變化

不同溫度條件下菌落總數(shù)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(shù)為3.13 lg （cfu/g）。在4℃時(shí)，貯藏第12天達(dá)到4.49 lg （cfu/g），此時(shí)，平菇感官評分已達(dá)到貨架期終點(diǎn);在10℃時(shí)，貯藏第6天時(shí)，菌落總數(shù)即達(dá)到4.79 lg（cfu/g）;在20℃時(shí)，貯藏4 d，菌落總數(shù)達(dá)到4.99 lg（cfu/g），而此時(shí)，感官評分尚未達(dá)到貨架期終點(diǎn)。

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(huì)發(fā)生膜脂過氧化，丙二醛作為膜脂過氧化最終產(chǎn)物，其含量反映了膜脂過氧化程度，是膜系統(tǒng)受損害的重要標(biāo)志[14]。由 5圖可知，在各個(gè)溫度條件下，丙二醛含量均呈上升趨勢。20℃時(shí)，平菇丙二醛含量始終處于最高水平，在貨架期終點(diǎn)，即第8天時(shí)，丙二醛含量為7.6 mmol/g，與4℃條件下貨架期終點(diǎn)即第12天時(shí)，丙二醛含量（8.1 mmol/g）接近。

感官品質(zhì)是消費(fèi)者發(fā)生購買行為的重要因素，故建立感官品質(zhì)與試驗(yàn)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度，進(jìn)而判斷試驗(yàn)指標(biāo)適宜構(gòu)建貨架期預(yù)測模型或篩選適宜的試驗(yàn)指標(biāo)，平菇感官品質(zhì)與試驗(yàn)指標(biāo)的相關(guān)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(guān)關(guān)系，顯著性 p=0.018<0.05， spear ‐ man相關(guān)系數(shù)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(guān)關(guān)系，顯著性 p<0.01， spearman相關(guān)系數(shù)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(yàn)指標(biāo)來建立動(dòng)力學(xué)模型。

2.6動(dòng)力學(xué)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(shù)按照零級和一級動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合，得到各試驗(yàn)指標(biāo)在相應(yīng)溫度條件下的反應(yīng)速率常數(shù) K 和回歸方程的判定系數(shù) R2，見表3。由表3可知，褐變度、丙二醛隨時(shí)間變化更符合零級動(dòng)力學(xué)模型，模型的判定系數(shù) R2相對較高;含水量、菌落總數(shù)隨時(shí)間變化更符合一級動(dòng)力學(xué)模型，模型的判定系數(shù) R2相對較高。

2.7貨架期模型的建立

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

擬定各指標(biāo)貨架期終點(diǎn)的臨界值為在4℃下感官評分認(rèn)為達(dá)到貨架期終點(diǎn)時(shí)該指標(biāo)的測定值，即貨架期終點(diǎn)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(shù)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(shù)，8.3144 J/（mol ·k）。

2.8貨架期模型的驗(yàn)證及應(yīng)用

商超取樣，測定各指標(biāo)實(shí)測值及貯藏溫度，通過貨架期模型對貨架期進(jìn)行預(yù)測不同貯藏溫度下貨架期的實(shí)測值與預(yù)測值，結(jié)果見表5。

由表5可知，各指標(biāo)預(yù)測模型在18℃時(shí)預(yù)測的相對誤差在25%以內(nèi)，在高溫條件下，預(yù)測誤差較大，SLMDA 在23℃時(shí)，相對誤差為60%，所以在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)相互參考多個(gè)預(yù)測模型，可獲得更為準(zhǔn)確的預(yù)測值。

3討論

貯藏溫度是影響食品品質(zhì)的重要因素，結(jié)合感官評分，4℃時(shí)平菇貨架期約為12 d，10℃時(shí)貨架期約為8 d，20℃時(shí)貨架期約為6 d，這與前人的研究結(jié)果相似。低溫可有效緩解平菇品質(zhì)下降的速率，對保持平菇鮮度有良好的效果，但在實(shí)際銷售過程中，無法達(dá)到長期穩(wěn)定的低溫。在大型超市里，平菇經(jīng)包裝后一般放置于保鮮柜里銷售，溫度在18～23℃，可通過預(yù)測模型對某一溫度下剩余貨架期進(jìn)行預(yù)測，從而指導(dǎo)商家作出降價(jià)促銷或及時(shí)補(bǔ)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(shù)、丙二醛等指標(biāo)的變化規(guī)律，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型及Arrhe‐nius方程，建立了平菇貨架期預(yù)測模型，在較低溫的條件下，該模型的預(yù)測值與實(shí)測值相對誤差在25%以內(nèi)，擬合方程 R2平均值為0.9247。SLW 在18℃時(shí)的預(yù)測值最低，為15%。與平菇感官評分和品質(zhì)相關(guān)的指標(biāo)還有很多，如細(xì)胞膜相對導(dǎo)電率、呼吸強(qiáng)度、SOD活性、PPO活性、POD活性等，在下一步研究中，將以這些指標(biāo)為變量進(jìn)行貨架期預(yù)測模型擬合，建立起精度更高的貨架期預(yù)測模型，指導(dǎo)生產(chǎn)銷售。

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（編輯排版：曾莉娟）