白菇冻结规律及品质变化研究

1、西华大学毕业论文 二稿目 录摘要21 前言31.1 白菇的营养价值31.2食用菌冻结的国内外现状42 实验材料与方法72.1 实验原料72.2 实验试剂72.3 实验主要仪器72.4 实验方法72.4 检测指标73结果与分析123.1白菇冻结规律及冻结曲线的测定123.2 最大冰晶体生成区133.3多酚氧化酶活力的变化143.4 不同冻结温度对维生素C的影响153.5 不同冻结温度对白菇感官指标的影响165 结论与讨论16总结与体会18致谢词19参考文献20摘 要以白菇为原料，通过测定白菇在冻结过程中维生素C和多酚氧化酶的变化，来得出白菇的冻结曲线，和最大冰晶体生成区。实验结果表明，白菇在-2

2、7以上达不到速冻要求，白菇的适宜冻结温度为-37-40.【关键词】白菇；维生素C；多酚氧化酶；冻结曲线Abstract With White mushrooms as raw materials,through detecting the change of vitamin C and polyphenol oxidase for white mushrooms in their freezing process ,this paper gained the freezing curve and the largest ice crystal formation zone of the whi

3、te mushrooms .The results showed that the white mushrooms couldnt reach the quick-freezing request above -27 ,and the appropriate freezing temperature for white mushrooms was -37 to -40 Key words: White mushrooms; vitamin C; Polyphenol oxidase; Freezing curve1 前言1.1   白菇的营养价值   &

4、#160; 白菇是金针菇的一个白色品种的名字，白菇白皙脆嫩，菌盖粘滑，味道十分鲜美。它以富含赖氨酸而著称，其营养价值在于活化神经细胞，促进智力发育，被日本称为“增智菇”、“一休菇”。含有18种氨基酸，每百克干菇所含氨基酸总量可达20.9克，其中人体所必须的八种氨基酸占44.5%，高于一般菇类，且赖氨酸和精氨酸含量丰富，分别达1.024克和1.231克。常食白菇除可得到丰富的营养外，还可防治心血管系统和消化系统等疾病，并具有显著的抗癌功能。白菇营养丰富。含有很高的蛋白质和丰富的维生素，容易被消化。多吃白菇能在提高身体素质的同时提高抗疾病能力1。 食物的营养价值要看蛋白质，氨基酸、碳水化

5、合物、脂肪、维生素、矿物质和膳食纤维六大营养要素的含量和比例。从总体上说，白菇是高蛋白、低脂肪、富含维生素、矿物质和膳食纤维的优质美味食物。 蛋白质 白菇蛋白质含量高，氨基酸种类齐全且比例平衡。据分析测定，白菇蛋白质的含量(按干重计)为19.37，大大高于小麦、水稻、玉米、谷子等粮食作物，也高于多数蔬菜水果。蛋白质是生命的存在方式，是生命活动的基本物质，组成蛋白质的20种主要氨基酸中，有9种是必须氨基酸，必须氨基酸是人体不能合成的，必须从食物中直接摄取。这9种必须氨基酸是赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸和苯丙氨酸。食用菌正是蛋白质和必须氨基酸的很好来源。.脂肪

6、和不饱和脂肪酸 随着社会的发展，生活水平的提高，人类膳食中动物性食物比例逐渐增加，特别是在较发达国家和地区。众所周知，动物性食物蛋白质含量高于植物性食物，而且氨基酸种类比较齐全，比例平衡。但是，脂肪含量也大大高于植物性食物，且饱和脂肪酸占较大比例。摄入过多的动物脂肪不但会引起发胖，还易引发某些心脑血管系统的疾病。而白菇蛋白质含量高，可与肉类相媲美，但是脂肪含量却极低，仅为干重的0.63，是很好的高蛋白低能值食物。在其很低的脂肪含量中，不饱和脂肪酸占有很高的比例，多在80以上。不饱和脂肪酸种类很多，其中的油酸、亚油酸、亚麻酸等可有效地清除人体血液中的垃圾，延缓衰老，还有降低胆固醇的含量和血液粘稠

7、度、预防高血压、动脉粥样硬化和脑血栓等心脑血管系统疾病的作用。 碳水化合物和多糖 白菇的营养成分中4082是碳水化合物，碳水化合物是生命活动的能源物质.食用菌碳水化合物中的水溶性多糖和酸性多糖有较强的抗肿瘤活性。 .维生素和矿物质 维生素是人体必需的营养成分，缺少维生素会引起多种疾病，如缺少维生素A易患夜盲症，缺少维生素B易患口角炎，缺少维生素C易出现败血症，缺少维生素D易出现佝偻病，缺少维生素E会引起不育症。白菇含有多种维生素，如维生素A、B、C、D、E、泛酸、叶酸和菸酸。 白菇是人类膳食所需矿物质的很好的来源。其最大量的矿物质是钾，占总灰分的45左右，其次是磷、硫、钠、钙，还有人体必需的铜

8、、铁、锌等2。 白菇的保健和药用价值很多，主要表现在以下几个方面。 提高机体综合免疫水平 长期食用白菇，能增强机体综合免疫水平。白菇的多种药用作用都是通过免疫水平的提高达到的，而不是像西药那样直接作用。也正因如此，白菇成了我国传统的中药，在古代多种农书医书中都有固本、益气、补中、解毒等功用的预防和辅助治疗心脑血管系统疾病 常见的心脑血管系统疾病有高血压症、高血脂症、动脉粥样硬化、脑血栓等。长期食用白菇，能有效地预防这些疾病，对心脑血管疾病患者也有较好的辅助疗效。实验表明，高血压和高血脂患者每天食用0.5公斤白菇，20天就可明显见效。有关医学研究还表明，长期食用白菇，可以降低人体血清中胆固醇的含

9、量；因此，白菇是各种心脑血管疾病患者的理想疗效食品。起这一作用的主要是白菇中的各种不饱和脂肪酸、有机酸、核酸和多糖类物质3。 1.2 食用菌冻结的国内外现状1.2.1 国内外现状随着人们生活水平的提高，健康意识的增强，人们消费理念由过去以肉类蛋类为主转向肉类,蔬菜类等多元化消费结构。白菇的营养价值和药用价值很高，具有开发的价值.而食用菌极易发生褐变，故研究怎样保存有极大的现实意义。国内的食用菌多以罐装的方式出售，国内的速冻蔬菜也多以青菜为主，食用菌冻结方面几乎是空白。国外食用菌冻结比较早，速冻蔬菜方面，食用菌种类齐全。冻结方法也表现出自动化。冻结方法按生产过程的特性分，冻结系统可分为

10、批量式、半连续式和连续式三类。按从产品中取出热量的方式，冻结方式可分为吹风冻结、表面接触冻结和低温冻结这三种基本类型，以及它们的组合方式。吹风冻结 吹风式冻结装置用空气作为传热介质。可分为批量式（冷库，固定的吹风隧道，带推车的吹风隧道）和连续式（直线式、螺旋式和流化床式冻结器）。金属表面接触冻结产品与金属表面接触进行热交换，金属表面则由制冷剂的蒸发或载冷剂的吸热来进行冷却。冻结方式与吹风冻结相比有两个优点：传热效果好；不需配置风机。但这种方式不适用于不规则形状产品的冻结。按照结构形式，金属表面接触冻结装置可分为三种主要类型：带式，板式和筒式。低温冻结低温冻结采用液氮或液态二氧化碳作为制冷剂，常

11、用于：1）小批量生产，2）新产品开发，3）季节性生产，和4）临时的超负荷状况。相对较低的温度可以使产品快速冻结，对保证产品质量和降低干耗都是十分有利的；但设备投资和运行费用较高。低温冻结设备则可以是箱式，直线式，螺旋式或浸液式。2 实验材料与方法2.1 实验原料白菇：市售；2.2 实验试剂2,6-二氯酚靛酚:分析纯,成都科龙化工试剂厂磷酸氢二钠：分析纯 ,成都科龙化工试剂厂磷酸二氢钠：分析纯，成都科龙化工试剂厂草酸：分析纯，成都科龙化工试剂厂儿茶酚：分析纯，成都科龙化工试剂厂2.3 实验主要仪器冰箱：荣事达冰箱；万用电炉：型号DL-1，规格并联，电压220V，功率×1kw，北京中兴伟

12、业仪器有限公司；恒温水浴锅：HH-S数显恒温水浴锅，金坛市医疗仪器厂；电子天平：北京塞多利斯天平有限公司制造,型号为BS200S；电子天平：上海精科天平，型号为FA1004；电子秤：中山市金利电子衡器有限公司制造，型号为ACS-3H-B；冷冻离心机：Q/(JB)GS19-93，(86)量制粤字01000102号，广州试验仪器厂，XLW-500型；分光光度计：徕卡DMIL倒置显微镜，并配有徕卡 DFC320 摄像枪，由德国制造。2.4 实验方法2.4.1 工艺流程原料选择清洗晾干包装冷藏选择大小一致（菌盖直径45.5cm，菌柄长23cm，七分开伞）、无霉变、无损伤的白菇。2.4.2 加工要点选择

13、大小一致（菌盖直径45.5cm，菌柄长23cm，七分开伞）、无霉变、无损伤的白菇。清洗，晾干至含水量约为80%左右，用0.02mm聚乙烯薄膜袋包装，于4冰箱预冷。2.4.3 试剂的配制0.1%2,6-二氯酚靛酚溶液：称取250mg2,6-二氯酚靛酚溶于150ml溶有52mgNaHCO2热水中，冷却后加水稀释至250ml，滤去不溶物，贮棕色瓶内，冷藏（4约可保存一至三周）。每次临用前稀释10倍，并以标准抗坏血酸溶液标定。2，6-二氯酚靛酚溶液的标定：准备吸取标准抗坏血酸溶液1.0ml（含0.1mg抗坏血酸）置100ml锥形瓶中，加9ml1%草酸，用微量滴定管以稀释10倍的2，6二氯酚靛酚滴定至淡

14、红色，并保持15秒种不褪色即为终点。由所用染料的体积计算出1ml染料相当于多少mg抗坏血酸4。 0.2molL PH6.5的磷酸缓冲液：混合685ml 0.2mol/L 的磷酸二氢钠（A液）和315ml 0.2mol/L 磷酸氢二钠（B液）贮液，获得所需pH的磷酸缓冲液。A液配制：溶解27.6g于足量水中，使终体积为1L；B液配制：:溶解28.4g于足量水中使终体积为1L。2%草酸溶液：称取草酸2g，用蒸馏水定容至100ml. 1%草酸溶酸：称取1g草酸，用蒸馏水定容至100ml.2.5检测指标2.5.1 白菇冻结及冻结温度曲线的测定选取预冷后大小均匀的单个白菇，菌盖中央插入探针数字温度计,防

15、进冰箱冻结，记录温度随时间的变化，找出冰点，确定其通过最大冰晶生成带所用的时间，计算其冻结过程中的结冰率，样品冻结一星期，取出自然解冻，测定各项指标。各处理的冻结温度见表1。结冰率=（1t冰点/t终温）×100%表1不同速冻处理温度处理编号S1S2S3处理温度（）-16 -20-37 -40-70-742.5.2 多酚氧化酶活力的测定5 粗酶液的提取取100克白菇样品，切碎混匀，准确称取25.000克，置于研钵中，加入适量0.2mol/L6.5pH的缓冲溶液，冰浴上研磨至匀浆，转入100mL容量瓶，定容，05500r/min离心30min，过滤取上清液,滤液于4冰箱保存待测。反应池0

16、.05 mol/L儿茶酚2.8mL（用0.05mol/L6.5pH磷酸缓冲液配制）酶液0.2 mL，在30保温3 min，于420nm处测定1 min内吸光度变化A。2.5.3维生素C的测定2. 6-二氯酚靛酚法原理维生素C是人类膳食中必需的维生素之一，如果缺乏维生素C，将导致坏血病发生。因此，维生素C又称为抗坏血酸，有防治坏血病的功效。抗坏血酸在自然界分布十分广泛，存在于新鲜水果和蔬菜中，尤其是柠檬果实和一些绿色植物（如青辣椒、菠菜等）中含量特别丰富。 抗坏血酸在机体同具有广泛的生理功能，已知体内许多重要物质的代谢反应都需要抗坏血酸的参与。它是脯氨酸羟基化酶的辅酶，故有增进胶原蛋白合成的作用

17、。机体中许多含疏基的酶，需要依赖于作为还原剂的抗坏血酸的保护，使酶分子的疏基处于还原状态，从而维持其催化活性。由于抗坏血酸的氧化还原作用，它可促进免疫球蛋白的合成，增强机体的抵抗力。同时还能使氧化型谷胱甘肽转化为还原型谷胱甘肽（简称GSH），而GSH可与重金属结合而排出体外，因此维生素C常用于重金属的解毒。此外，抗坏血酸尚有许多其他生理功能，但其作用机理还不十分清楚。 抗坏血酸是一种不饱和的多羟基内酯化合物，稍有酸味的糖类白色晶体，易溶于水，故属于水溶性维生素。在溶液中其分子内C2和C3之间的烯醇式羟基上的氢极易解离并释放出H+，而被氧化成脱氢抗坏血酸，氧化后仍具有维生素C的生理活性，但它易分

18、解为二酮古洛糖酸，此化合物不再具有维生素C的生理活性。维生素C有很强的还原性，在碱性溶液中加热并有氧化剂存在时，易被氧化而破坏。还原型和氧化型抗坏血酸可以互相转变，在生物组织中自成一氧化还原系统。由于维生素在营养学和临床方面的重要意义，故对食物和生物材料中维生素含量的测定是十分必须的。抗坏血酸的定量测定方法很多，有2，6-二氯酚靛酚（简称DCIP）滴定法、碘滴定法、2，4-二硝基苯肼法、Folin试剂比色法、紫外吸收法等。其中广泛采用的是DCIP滴定法，它具有简便、快速、比较准确等优点，适用于许多不同类型样品的分析。缺点是不能直接测定样品中的脱氢抗坏血酸及结合抗坏血酸的含量，易受其他还原物质的

19、干扰。如果样品中含有色素类物质，将给滴定终点的观察造成困难。 在酸性环境中，抗坏血酸（还原型）能将染料2，6-DCIP还原成无色的还原型 2，6-DCIP，而抗坏血酸则被氧化成脱氢抗坏血酸。氧化型的2，6-DCIP在中性或碱性溶液中呈蓝色，但在酸性溶液中则呈粉红色。因此，当用2，6-DICP滴定含有抗坏血酸的酸性溶液时，在抗坏血酸未被全部氧化前，滴下的2，6-DCIP立即被还原成无色，一旦溶液中的抗坏血酸全部被氧化时，则滴下微量过剩的2，6-DCIP便立即使溶液显示淡粉红色或微红色，此时即为滴定终点，表示溶液中的抗坏血酸刚刚全部被氧化。依据滴定时2，6-DCIP标准溶液的消耗量（ml），可以计

20、算出被测样品中抗坏血酸的含量。氧化型2，6-DCIP与还原型抗坏血酸常在稀草酸或偏磷酸溶液中进行反应。即先将样品溶于一定浓度的酸性溶液中或经抽提后，再用2，6-DCIP标准溶液滴定至终点。食物和生物材料中常含有其他还原物质，其中有些还原物质可使2，6-DCIP还原脱色。为了消除这些还原物质对定量测定的干扰，可用抗坏血酸氧化酶处理，破坏样品中还原型抗坏血酸后，再用2，6-DCIP滴定样品中其他还原物质。然后从滴定未经酶处理样品时2，6-DCIP标准溶液的总消耗量中，减去滴定非抗坏血酸还原物质2，6-DCIP标准溶液的消耗量，即为滴定抗坏血酸实际所消耗的2，6-DCIP标准溶液的体积，由此可以计算

21、出样品中抗坏血酸的含量。另外，还可利用抗坏血酸和其他还原物质与2，6-DCIP反应速度的差别，并通过控制样品溶液在pH13范围内，进行快速滴定，可以消除或减少其他还原物质的作用，一般在这样的条件下，干扰物质与2，6-DCIP的反应是很慢的或受到抑制6。 方法称取白菇100200g，洗净后淋干并用纱布拭去其表面水份，切成碎块置于组织捣碎器内，加入100ml2%草酸（或4%偏磷酸-醋酸）溶液，捣碎12min。称取匀浆2050g倾入100ml容量瓶中，用2%草酸（或4%偏磷酸-醋酸）溶液洗涤容器数次，洗液均转入容量瓶中，最后稀释至刻度。混匀后用快速滤纸过滤（或离心），弃去最初滤出的滤液。如果样品颜色

22、太深，可采用白陶土进行脱色处理。吸取滤液510ml放入锥形瓶中，立即用标定过的2，6DCIP深液进行快速滴定。同时用2%草酸（或4%偏磷酸-醋酸）溶液作空白对照，分别记下各次滴定所消耗的染料溶液的体积（ml）7。 计算抗坏血酸(mg/100g样品)= T1ml染料能氧化抗坏血酸mg数。W10ml样液相当于含样品之g数。Va为滴定样品时所消耗的染料ml数（平均值）；Vb为滴定空白时所消耗染料的ml数6。2.5.4 感官评定采用评分检验法；总分为10分，评分的指标为外观、香气、质地、汁液流失率，权重分别为0.2、0.2、0.3和0.3，参与评定的人数为10人，经统计得到解冻后香菇的感官评分，其中，

23、汁液流失率（%）=（W1- W2）/ W1×100%式中；W1冻结前重；W2 冻结后重3 结果与分析3.1 白菇冻结曲线的测定食品在冻结过程中，温度与时间的关系，称为“食品冻结温度曲线”。通过冻结温度曲线，可以知道样品的冻结速度，冻结速度影响样品冰晶形成的数量、大小及分布，从而影响冷冻食品的质量8。白菇在不同温度下的冻结温度曲线见图1。 图1白菇冻结曲线由图1可知，白菇的冻结过程可以明显的分为二个阶段，初阶段。从初温到冰点，曲线平缓；终阶段，从冰点到终温，温度下降非常迅速，曲线下滑比非常陡峭。其中，初阶段需要的时间很长，因为白菇的大部分水分在此阶段结冰，冰的潜热大，整个冻结过程中绝大

24、部分的热量也在此阶段放出，降温非常慢。3.2 最大冰晶生成区一般规定，通过最大冰晶生成带的时间少于30分钟为速冻，多于30分钟为慢冻，对于一般含水量高，含糖量低的果蔬，其冰点多在-1左右，产品结冰率达到80%以上称为速冻产品的最大冰晶生成区9，白菇在不同速冻温度下的结冰率及冻结参数见表2、图2。图2 白菇结冰率曲线表2不同冻结温度下白菇的冻结参数冻结温度（）冰点()过冰点()最大冰晶生成带()通过最大冰晶带时间（min）全程时间0-18（min）-16-20-2-2.1-2-44162-37-40-4-4.1-4-82429-70-74-8-8.1-8-141318由表2、图2可知，白菇在从-

25、16-20-37-40-70-74 条件下冻结，完成最大冰晶生成带温度范围分别为-2-4-4-8-8-14 ，需要时间为41min24min13min；因此，速冻温度只有低于-37才可以符合白菇的速冻要求。表2、图2显示，随着冻结温度的下降，白菇的冰点、过冰点及速冻最大冰晶形成温度带都有下降趋势，一般认为冰点的高低只与可溶性固形物含量有关，推测是白菇在较低的介质温度(-37-70)下，形成的冰晶时间短，温度下降迅速，可能不会有稳定的冰点、过冰点的状态产生。从而造成冰点、过冰点降低的表现现象。3.3多酚氧化酶活力的变化多酚氧化酶（PPO）广泛存在于各种植物体内，其活性大小是冷冻产品的一个重要指标

26、，多酚氧化酶与样品褐变密切关，是引起冷冻果蔬褐变的主要酶类10，不同冻结温度对白菇多酚氧化酶活力的影响见表3。表3冻结温度对白菇多酚氧化酶活力的影响速冻温度（）吸光值（A）对照0.346-16 -200.371-37 -400.374-70 -740.373由表3可知，多酚氧化酶活性在冻结后都 有所上升，在各温度条件下增加范围相似，为冻结前 的16.7左右。PPO在细胞中有游态和结合态两种 存在形式，可溶态的PPO主要游离在细胞浆中，结合态的PPO主要存在于叶绿体和线粒体等细胞器内。两种形态的PPO在不同的冻结温度过程中也会发生不同的变化，一般认为慢冻会造成PPO活性的下降，快冻会使PPO活性

27、增加，因冻结会增加细胞壁的透性，解冻后，存在细胞壁、细胞膜和细胞器中的结合态酶被释放出来，由结合态转变为游离态PPO，同时游离态PPO在冻结过程中部分失活，实际测定的是冻结过程中两作用平衡后的酶活性。本次实验是采用未经漂烫灭酶处理的新鲜白菇为原料，呈现出PPO活性全部增加的现象，同时因白菇多酚氧化酶结合态存在于细胞器而非细胞液中，在实验温度范围内(-16-74)，没有发生细胞器的严重断裂，从而出现在不同冻结温度的条件下，呈现PPO活性上升相近的现象。3.4不同冻结温度对维生素C的影响图3表示维生素C在不同冻结温度下的保存率。维生素C含量有着不同程度的降低，因低温只能部分降低酶的活性而不能完全使

28、酶失活。在贮藏环境中，果实组织中、包装袋和贮藏环境中有氧气存在，造成了维生素C自动氧化和酶促氧化11。 图3 冻结温度对维生素C保存率的影响本实验中白菇在-16-20、-37-40、-70-74冻结条件下的保存率分别为67.1、93.4%、78.2%，其中以-16-20维生素C保存率最低，-37-40的维生素C保存率最高，在-70-74冻结条件下维生素C的含量比-37-40略有下降，可能是受到因温度梯度引起的热应力的影响，增加了酶活，加速了维生素C自动氧化和酶促氧化。3.5不同冻结温度对白菇感官指标的影响 速冻一个星期后未解冻的白菇，其外观形态上与新鲜白菇无明显差异，自然解冻后，其外观、质地、

29、颜色都发生了较大的变化。香菇在-37 -40条件下感官指标优于-16-20 和-70-74 冻结的样品。4结论与讨论 4.1 白菇的冻结规律符合一般果蔬的冻结规律，白菇的冰点、过冰点及速冻最大冰晶形成温度带都有下降趋势，且白菇的冰晶最大生成区与一般果蔬温度相符(0-8)， 在-16-20、-37-40，-70-74条件完成最大冰晶生成分别需要41min、24min、13min ，其中-37 -40和-70-73的两个处理符合速冻要求，可以满足白菇的速冻要求。4.2 白菇的多酚氧化酶(PPO)以游离态和结合态两 种形式存在于细胞中，新鲜白菇速冻后，活性显著增加，但在不同冻结温度条件下，变化趋势相

30、似，在低温条件下-70-74，活性受细胞断裂影响较小4.3 在贮藏过程中，维生素C含量有着不同程度的降低，通常维生素C稳定性是随着温度的降低而增加的，本实验中以-37-40冻结条件下，维生素C保存率最高，-70-74冻结条件下可能受到低温断裂的影响，维生素C的含量比-37-40略下降。4.4 一般认为，速冻的速度越快，产品质量越好，因慢冻形成较大的冰晶，且大小和分布不均匀，对细胞的机械损害比较大，产品解冻后，复水能力变差，汁液流失率较高，感官指标下降，品质变差，冻结速度快，形成的细小均匀的冰晶，对细胞机械损伤小，解冻后细胞能及时地吸收这些溶液，样品各项指标不会发生很大的变化，但速冻过快，也会因细胞断裂而引起样品的各项质量指标降低12。总结与体会总的来说，实验过程比较顺利，实验中遇到许多问题和困难都是蒋老师和夏师姐给了指导。初期查资料的时候很恼火，因为国内的食用菌冻结方法几本是空白，资料很不好找，后来还是在互联网上找到了相关的书籍和杂志。实验初期，由于冻结需要的温度极低，实验室的冰箱无法达到要求，曾很烦恼，后来还是蒋老师告诉我们学院有一台能达到冻干要求的冰柜实