山西农业大学食品科学与工程学院冯翠萍教授等：香菇采后冷藏期间品质及微生物菌群的变化
2023-06-02作者：来源：责任编辑：食品界
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香菇具有特殊的香味，富含蛋白质、糖类、维生素及矿物质等多种营养物质，特别是蛋白质含量极高，还富含很多人体所必需的氨基酸，被称为为“菇中之王”。新鲜香菇在冷藏过程中易失水，还有可能出现组织结晶现象，影响商品价值，特别是近年来新型食源性疾病对人类身体健康的威胁，使得消费者对冷藏食品的食用安全性提出了更为严格的要求。
山西农业大学食品科学与工程学院张小玲、许小璐、冯翠萍*等人拟研究香菇在冷藏40 d期间水分质量分数、色泽、质构、挥发性风味物质组成、游离氨基酸及呈味核苷酸含量的变化，并且采用高通量测序技术研究贮藏期间香菇的细菌菌群变化，同时采用传统培养技术对腐败香菇的真菌进行分离、纯化和鉴定，以期了解香菇在冷藏期间品质及微生物菌群的变化规律，为有效控制香菇腐败、延长香菇的贮藏期提供一定的理论依据。 由图1可知，香菇的水分质量分数随着贮藏时间的延长呈现下降趋势，在0～16 d内水分质量分数无明显差异，贮藏16 d后香菇水分质量分数出现显著下降（P＜0.05）。
由图2可知，在贮藏过程中，香菇的L*值呈现逐渐下降的趋势，即香菇色泽随着贮藏时间的延长而变暗，贮藏40 d后香菇L*值分别与0、8、16 d时差异显著（P＜0.05），香菇的BI随时间的延长呈上升趋势，且贮藏24、32、40 d时分别与0 d相比有显著性差异（P＜0.05）。
如图3A所示，香菇的硬度随着贮藏时间的延长而下降，新鲜香菇的硬度为2.78 N，24 d时显著下降至2.44 N（P＜0.05），32 d时进一步下降至1.93 N；与0 d相比，贮藏40 d时硬度显著下降了36.7%（P＜0.05）。 如图3B所示，在贮藏过程中香菇的弹性呈现先上升后下降的趋势，新鲜香菇的弹性为1.633 mm，贮藏到第8天时达到峰值（2.142 mm），贮藏40 d时降至最小值，与0 d相比下降了17.9%。
如图3C所示，随着贮藏时间的延长，香菇咀嚼性先上升后下降，在8 d时达到峰值，40 d时下降到最低点，与0 d相比显著下降了36.7%（P＜0.05）。
如图3D、E所示，香菇的内聚性和胶黏性随着贮藏时间的延长先上升后下降，均在16 d时达到峰值；贮藏40 d后香菇内聚性与0 d相比显著下降了21.1%（P＜0.05）；贮藏16 d时胶黏性为0.76 N，贮藏至40 d时香菇胶黏性与16 d相比下降了33.9%。
4.不同贮藏时间对香菇挥发性成分组成的影响
由表1可知，新鲜香菇中共检测出46 种挥发性化合物，主要的挥发性风味物质为1-辛烯-3-醇、3-辛醇、1 -辛醇、二甲基二硫、二甲基三硫、二甲基四硫、1,2,4-三硫杂环戊烷和香菇素等。1-辛烯-3-醇和3-辛醇等呈清香味的醇类物质在贮藏过程中相对含量先上升后下降。香菇素在贮藏过程中相对含量呈波动变化趋势。贮藏8 d和16 d时，香菇挥发性化合物的含硫化合物和醇类相对含量较高，分别共占总挥发性物质含量的90.99%和90.95%，表明贮藏8 d和16 d时香菇的风味更好。 如表2所示，香菇的游离氨基酸主要包括鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸，其中鲜味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸含量随贮藏时间的延长呈先上升后下降的趋势，贮藏16 d时总氨基酸含量最高，达4.34 mg/g；贮藏40 d时总氨基酸含量最低，为2.83 mg/g。鲜味氨基酸中谷氨酸在贮藏过程中含量较高，但其含量在贮藏过程中先上升后下降，在贮藏40 d时降至最低，但其变化不显著（P＞0.05）。甜味氨基酸中丝氨酸的含量高于丙氨酸、甘氨酸和苏氨酸，丝氨酸贮藏过程中的含量为0.68～1.07 mg/g，0～24 d时含量呈上升趋势，但不显著（P＞0.05），40 d时含量下降至最低。16 d时鲜甜味氨基酸含量较高，提示香菇在贮藏16 d时可能味道更鲜美。 由表3可知，贮藏期间5’-CMP含量最高，且随贮藏时间延长其含量呈下降趋势，与贮藏0 d香菇相比，贮藏16 d后5’-CMP含量显著降低（P＜0.05），贮藏40 d后其含量下降了52.46%。5’-UMP和5’-GMP是香菇中含量仅次于5’-CMP的呈味核苷酸，其含量在贮藏过程中亦随着时间的延长而不断下降，在贮藏40 d时的含量较0 d时分别下降了73.6%和65.0%，与贮藏0、8 d香菇相比，40 d后香菇5’-UMP含量显著降低（P＜0.05）。5’-IMP和5’-AMP在香菇中呈味核苷酸中占比最低，二者含量在贮藏过程中均呈先上升后下降趋势。 如表4所示，样品的原始序列76 031.75～76 813.75 条，有效序列76 000.00～76 817.25 条，平均长度为417.50～420.50 nt，GC相对含量最低为54.46%，最高为54.96%，说明数据质量可靠，可用于后续分析。 与贮藏0 d相比，贮藏16 d后Chao1、ACE指数极显著降低（P＜0.01），贮藏24 d后二者又呈增加趋势，说明群落丰富度呈先下降后上升的趋势；Shannon指数呈现先上升后下降的趋势，表明香菇在贮藏期间微生物多样性先增加后减小，在贮藏8 d时Shannon指数最高，微生物多样性最高，且与贮藏32、40 d均具有显著性（P＜0.05）。Simpson指数在贮藏0～8 d下降，在8～16 d显著上升（P＜0.05），贮藏16～40 d时Simpson指数呈增加趋势。以上结果表明，香菇表面细菌的群落丰富度呈先下降后上升的趋势，微生物多样性呈先增加后减小的趋势。 不同贮藏时间香菇OTUs数目如图5所示，6 个不同贮藏时期共有的微生物有627 种。贮藏0、8、16、24、32、40 d分别有26、7、9、8、6和0 种特有的OTU，说明贮藏0 d香菇特有的微生物种类更丰富。 采用NMDS进行分析，当胁强系数小于0.2时，表明NMDS具有一定的可靠性。如图6所示，样本的胁强系数为0.171，证明数据具有可靠性。由各组样品的距离可知，0 d和8 d、16 d和24 d、32 d和40 d样品距离更近，微生物群落结构更为相似。 Anosim是用于分析多维度数据组间相似性的统计方法。由图7可知，各组样品间差异大于组内平行样品的差异，R为0.570，P值为0.001，表明其检验的可信度较高。 由图8可知，在门的水平上，香菇表面菌群有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、酸杆菌门（ Acidobacteria ）、芽单胞菌门（Gemmatimonates)、蓝藻细菌（Cyanobacteria）、帕特西细菌（ Patescibacteria ）、梭杆菌门（Fusobacteria）、己科河菌门（Rokubacteria）。香菇贮藏期间表面微生物主要为变形菌门和放线菌门，各样品中两者总占比均在80%以上，且两者在贮藏期间均呈现不同程度的上升趋势，其中变形菌门在40 d时升高到74.1%，放线菌门为17.3%。 由图9 、10可知，在属水平上，香菇表面菌群中伯克氏菌属（Burkholderia-CaballeroniaParaburkholderia）、假单胞菌属（Pseudomonades）、短小杆菌属（Curtobacterium）、鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、甲基杆菌属（Methylobacterium）、不动杆菌属（Acinetobacter）、马赛菌属（Massilia）、叶居菌属（Frondihabitans）、嗜酸菌属（Acidisoma）、柄杆菌属（Caulobacter）为主要菌属。新鲜香菇中伯克氏菌属相对丰度为28.4%，贮藏8 d时，相对丰度下降至11.7%，贮藏16 d时相对丰度上升至19.5%，之后随着贮藏时间的延长其相对丰度整体呈现下降趋势，40 d时下降至13.4%。假单胞菌属在贮藏期间呈现上升趋势，贮藏0 d时相对丰度为1.1%，40 d时相对丰度上升至20%，与0、8、16 d和32 d相比显著上升（P＜0.05）。甲基杆菌属的相对丰度随着贮藏时间的延长呈现下降的趋势，贮藏0～32 d，甲基杆菌属相对丰度从8.2%下降至2.5%，而甲基杆菌属相对丰度在32～40 d变化不明显。柄杆菌属在0～16 d时相对丰度极显著升高（P＜0.01），达最大值（4.8%）之后呈现显著下降趋势（P＜0.05）。其余菌属相对丰度均较低。
经过传统培养分离方法得到3 种霉菌，3 种霉菌的形态特征如图11所示，菌落形态特征如表5所示。 从腐败香菇中分离出的3 株菌株的序列如表6所示，与GenBank数据库已有的序列比对，选取同源性在99%以上的菌株序列构建系统发育树，结果如图12所示。
由系统发育树结果结合霉菌形态特征可知：Z1为哈茨木霉（Trichoderma harzianum），Z2为链格孢属（Alternaria）霉菌，Z3为疣状塔拉诺菌（Talaromyces verruculosus）。
结 论 冷藏40 d过程中，香菇的水分、色泽、质构、挥发性风味物质、游离氨基酸以及呈味核苷酸发生不同程度的变化，其品质逐渐发生劣变。冷藏香菇的群落丰富度呈现先下降后上升的趋势，微生物多样性先增加后减小，与香菇腐败相关的微生物有伯克氏菌属、假单胞菌属、短小杆菌属、鞘脂单胞菌属、甲基杆菌属和不动杆菌属，这些微生物共同作用导致香菇的腐败，其中假单胞菌属细菌是香菇腐败的优势腐败细菌。导致香菇腐败的霉菌主要是哈茨木霉、链格孢属霉菌和疣状塔拉诺菌。
