不同包裝材料對羊肚菌保鮮效果的影響

李萍，于晉澤，張娜，張志軍，叢方地，姜寶

1(天津農(nóng)學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，天津,300384) 2(國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津,300384) 3(天津市林業(yè)果樹研究所，天津,300384) 4(甘南舟曲天河菌業(yè)科技有限公司，甘肅 甘南州,746300)

羊肚菌又稱羊蘑，富含多種生物活性組分，如多糖、蛋白質(zhì)、微量元素、氨基酸，深受人們喜愛[1-2]。研究表明，羊肚菌具有抗炎[3]、免疫調(diào)節(jié)[4]、抗氧化[5]等活性，在藥品和保健食品開發(fā)和利用方面價值很大，其需求量日益增加。然而，羊肚菌菌蓋比較脆嫩，稍微用力觸碰就可能導(dǎo)致機(jī)械傷，易被微生物侵染而腐爛變質(zhì)。一些文獻(xiàn)報道了延長羊肚菌采后貯藏期的方法。如張沙沙等[6]的研究結(jié)果表明，減壓預(yù)冷的處理方式對羊肚菌具有較好的保鮮效果；楊威等[7]采用6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的棘托竹蓀菌絲體保鮮液對羊肚菌進(jìn)行涂膜處理，抑制了羊肚菌營養(yǎng)成分的過度損失；李翔等[8]發(fā)現(xiàn)，利用0.75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的殼聚糖保鮮液對羊肚菌涂膜處理可以減弱羊肚菌的呼吸作用，保持貯藏期間更好的營養(yǎng)價值。但是，實驗表明，減壓預(yù)冷能耗較大，涂膜處理操作比較繁瑣。

自發(fā)氣調(diào)包裝是通過果蔬自身的呼吸作用和包裝材料的滲透作用在包裝袋內(nèi)形成有利于果蔬貯藏的氣體環(huán)境，通過抑制果蔬的呼吸作用，延緩其衰老，進(jìn)而延長貯藏期的一種保鮮技術(shù)。自發(fā)氣調(diào)包裝成本低，操作簡便，所需設(shè)備簡單，是目前國內(nèi)外果蔬保鮮最有效的方法之一，在草莓[9]、櫻桃[10]、鴨梨[11]和鮮切蘋果[12]保鮮上已有報道，雙孢菇[13]、白靈菇[14]和白玉菇[15]貯藏實驗也驗證了自發(fā)氣調(diào)包裝的保鮮效果。然而，不同果蔬的生理特性具有差異性，對包裝內(nèi)氣體濃度的要求也不一樣，針對具體果蔬找到適宜的包裝材料是對果蔬進(jìn)行自發(fā)氣調(diào)包裝保鮮的關(guān)鍵。自發(fā)氣調(diào)包裝對羊肚菌采后保鮮效果的影響報道很少。本文采用3種包裝材料(微孔膜、PE膜、透濕袋)結(jié)合1 ℃冷藏對羊肚菌進(jìn)行處理，研究不同包裝材料對羊肚菌保鮮效果的影響，以期為羊肚菌采后保鮮技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羊肚菌：2019年4月2日采自天津市薊州區(qū)宏莊農(nóng)作物種植專業(yè)合作社，品種為六妹。

微孔膜，厚度為0.02 mm，O2滲透系數(shù)248 000 mL/(m2·d)，CO2滲透系數(shù)256 000 mL/(m2·d)，透濕性13.4 g/(m2·d)；PE膜，厚度為0.02 mm，O2滲透系數(shù)7 150 mL/(m2·d)，CO2滲透系數(shù)23 500 mL/(m2·d)，透濕性5.51 g/(m2·d)；透濕袋，厚度為0.02 mm，O2滲透系數(shù)17 mL/(m2·d)，CO2滲透系數(shù)51 mL/(m2·d)，透濕性62 g/(m2·d)，均由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)提供。

試劑：焦性沒食子酸(純度>99.0%)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP，平均分子量58 000)，上海阿拉丁試劑有限公司；福林酚(BR)、Triton X-100(BR)，上海源葉生物科技有限公司提供；鄰苯二酚(AR)、聚乙二醇(PEG，平均分子量6 000)、愈創(chuàng)木酚(純度98%)，上海麥克林生化科技有限公司；醋酸鈉(AR)、Na2CO3(AR)、醋酸(AR)、甲醇(AR)、95%乙醇(AR)、過氧化氫(AR)，天津市化學(xué)試劑三廠提供。

1.2 儀器與設(shè)備

PAL-1型手持式數(shù)顯折射儀，日本愛拓公司；CheckPoint II型手持式氣體分析儀，丹麥PBI-Dansensor公司；UV-1800型紫外-可見分光光度計，日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 羊肚菌預(yù)處理及保鮮實驗

新鮮羊肚菌采后放入泡沫箱，2.5 h內(nèi)運輸至國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)，1 ℃預(yù)冷12 h。挑選無病蟲害、無機(jī)械傷、大小適宜的羊肚菌，去泥腳后分別裝入襯有微孔膜、PE膜、透濕袋的塑料筐內(nèi)，每袋裝羊肚菌300 g左右，扎口，然后置于1 ℃冷庫中貯藏。每個處理重復(fù)3次，未包裝的羊肚菌直接放入塑料筐作為空白對照。分別在 0、7、14、21、28、35 d對羊肚菌失重率、呼吸強(qiáng)度、可溶性固形物含量、多酚含量、褐變度、多酚氧化酶活性、過氧化物酶活性、感官評價及包裝材料內(nèi)O2和CO2濃度變化進(jìn)行測定。

1.3.2 測定指標(biāo)和方法

1.3.2.1 失重率

采用稱重法測定，按公式(1)計算羊肚菌貯藏期間失重率。

失重率/%=

(1)

1.3.2.2 呼吸強(qiáng)度

參照姜溪雨等[16]方法。每個處理選取150 g左右菌菇(5～6個)，準(zhǔn)確稱量后放入體積為3.0 L保鮮盒內(nèi)，在 1 ℃冷藏下密閉 4 h。采用手持式氣體分析儀測定CO2濃度，按公式(2)計算呼吸強(qiáng)度：

呼吸強(qiáng)度/(mg CO2·(kg·h)-1]=

(2)

式中：G,CO2濃度，%；V,保鮮盒體積減去羊肚菌體積，L；t,測定時間，h；m,羊肚菌質(zhì)量，kg。

1.3.2.3 可溶性固形物含量

每個處理選取4個羊肚菌，放入研缽，搗碎，取勻漿，經(jīng)尼龍紗布過濾后用數(shù)顯折射儀測定。

1.3.2.4 多酚含量

參照孟麗媛等[17]方法，采用Folin-Ciocalteu法測定。

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：稱取0.2 g焦性沒食子酸，用75%(體積分?jǐn)?shù))甲醇定容至50 mL，搖勻，作為母液。從母液中分別吸取0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL，用蒸餾水定容至25 mL，再分別吸取0.5 mL，加入1 mL 10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Folin-Ciocalteu試劑、3.5 mL去離子水，混勻，然后加入3 mL 20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Na2CO3溶液。室溫靜置2 h顯色，在波長765 nm處測定吸光度值，以吸光度為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度c(mg/mL)為橫坐標(biāo)，繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為：A=4.090 6c+0.005 2，R2=0.999 5。

樣品多酚含量測定：稱取羊肚菌3 g(準(zhǔn)確至0.000 1 g)，加入30 mL 75%(體積分?jǐn)?shù))甲醇溶液，55 ℃水浴提取3 h，4 ℃ 15 000 r/min離心10 min。取上清液0.5 mL，加入1 mL 10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Folin-Ciocalteu試劑、3.5 mL去離子水，混勻，然后加入3 mL 20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Na2CO3溶液。室溫靜置2 h，在波長765 nm處測定吸光度值，根據(jù)沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品多酚含量。

1.3.2.5 褐變度

取菌帽向下0.5～1.5 cm菌柄，切碎，混勻，準(zhǔn)確稱取5 g置于研缽中，加入10 mL 95%乙醇(體積分?jǐn)?shù))，研磨勻漿，4 ℃ 10 000 r/min離心20 min，取上清液，以95%乙醇(體積分?jǐn)?shù))做參比，在420 nm波長處測定吸光度。

1.3.2.6 多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)活性

參照曹建康等[18]方法測定。

酶液制備：稱取5.0 g羊肚菌，置于研缽中，加入5.0 mL 0.1 mol/L、pH 5.5醋酸-醋酸鈉緩沖液，冰浴下研磨勻漿，4 ℃ 12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提取液，備用。

PPO活性測定：取1支試管，加入4.0 mL 50 mmol/L、pH 5.5的醋酸-醋酸鈉緩沖液和1.0 mL 50 mmol/L鄰苯二酚溶液，最后加入100 μL酶提取液，同時立即開始計時。以蒸餾水為參比，在反應(yīng)15 s時開始記錄反應(yīng)體系在波長420 nm處吸光度值，作為初始值，此后每隔1 min記錄1次，連續(xù)測定，至少獲得6個點的數(shù)據(jù)，按公式(3)計算多酚氧化酶活性：

(3)

式中：ΔOD420,每分鐘反應(yīng)混合液吸光度變化值；V,樣品提取液總體積，mL；VS,測定時所取樣品提取液體積，mL；m,樣品質(zhì)量，g。

1.3.2.7 過氧化物酶(peroxidase, POD)活性

參照曹建康等[18]方法測定。

酶液制備：稱取5.0 g羊肚菌，置于研缽中，加入5.0 mL提取緩沖液(含1 mmol PEG、4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))PVP和1%(體積分?jǐn)?shù))Triton X-100)，冰浴下研磨勻漿，4 ℃ 12 000 r/min離心30 min，收集上清液即為酶提取液，備用。

POD活性測定：取1支試管，加入3.0 mL 25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液和0.5 mL酶提取液，再加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液，迅速混合啟動反應(yīng)，同時立即開始計時。以蒸餾水為參比，在反應(yīng)15 s時開始記錄反應(yīng)體系在波長470 nm處吸光度值，作為初始值，此后每隔1 min記錄一次，連續(xù)測定，至少獲得6個點的數(shù)據(jù)，按公式(4)計算過氧化物酶活性：

(4)

式中：ΔOD470,每分鐘反應(yīng)混合液吸光度變化值；V,樣品提取液總體積，mL；VS,測定時所取樣品提取液體積，mL；m,樣品質(zhì)量，g。

1.3.2.8 感官評價

由經(jīng)過培訓(xùn)的6人組成評價小組，分別從腐爛、質(zhì)地、褐變、味道4個方面對羊肚菌進(jìn)行感官評分，具體標(biāo)準(zhǔn)見表1，取4項得分總和作為結(jié)果。

表1 羊肚菌感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of Morchella

1.3.2.9 包裝材料內(nèi)O2和CO2濃度變化

羊肚菌貯藏期間，用手持式氣體分析儀監(jiān)測3種不同包裝材料內(nèi)O2和CO2濃度變化。

1.4 統(tǒng)計分析

所有指標(biāo)平行測定3次，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差作為測定結(jié)果，IBM SPSS Statistics 22.0進(jìn)行方差分析，Duncan′s多重比較進(jìn)行均值間差異顯著性分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包裝材料對羊肚菌失重率的影響

因蒸騰作用導(dǎo)致的水分損失是羊肚菌失重的重要原因，失水會造成羊肚菌不同程度的萎蔫，從而失去商品價值。從圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，空白對照和透濕袋處理的羊肚菌質(zhì)量損失嚴(yán)重，35 d時失重率分別達(dá)到72.81%和52.35%，透濕袋透濕性好，非常容易造成包裝內(nèi)水分的流失。而微孔膜和PE膜包裝的羊肚菌失重率僅為0.24%和0.66%，顯著低于空白對照和透濕袋處理(P<0.05)。微孔膜和PE膜的透濕性遠(yuǎn)低于透濕袋，這2種包裝材料能夠有效抑制羊肚菌質(zhì)量損失，保持適宜水分。

圖1 不同包裝材料對羊肚菌失重率的影響Fig.1 Effects of different packaging materials on the weight loss rate of Morchella

2.2 不同包裝材料對羊肚菌呼吸強(qiáng)度的影響

呼吸強(qiáng)度是衡量呼吸作用強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。圖2給出了不同包裝材料對羊肚菌呼吸強(qiáng)度的影響結(jié)果。

圖2 不同包裝材料對羊肚菌呼吸強(qiáng)度的影響Fig.2 Effects of different packaging materials on the respiratory intensity of Morchella

由圖2可知，在整個貯藏期內(nèi)，空白對照羊肚菌的呼吸強(qiáng)度高于其他3種包裝材料處理組，說明包裝處理可以有效抑制羊肚菌的呼吸作用。貯藏7 d，空白對照及各處理組的羊肚菌均達(dá)到呼吸高峰，果實代謝加快,營養(yǎng)物質(zhì)消耗增多,果實進(jìn)入成熟衰老階段。其中，空白對照羊肚菌呼吸峰值最高，為154.75 mg CO2/(kg·h)，微孔膜處理的羊肚菌呼吸峰值最小，為83.39 mg CO2/(kg·h)。貯藏35 d時，微孔膜包裝的羊肚菌呼吸強(qiáng)度最小，說明此包裝可以最為有效地降低羊肚菌呼吸作用，減緩營養(yǎng)物質(zhì)的消耗速率，延緩衰老。趙玉華等[19]研究了微孔膜和PE膜對綠蘆筍低溫貯藏呼吸強(qiáng)度的影響，得到了相同的結(jié)果。

2.3 不同包裝材料對羊肚菌可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量能直接反映果蔬的成熟程度和品質(zhì)，也是判斷果蔬耐貯藏特性的重要指標(biāo)之一。

圖3 不同包裝材料對羊肚菌可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effects of different packaging materials on the content of soluble solids of Morchella

從圖3可見，貯藏期間，羊肚菌可溶性固形物含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。前期上升可能與羊肚菌的后熟有關(guān)，后期下降主要是由于羊肚菌的呼吸作用，導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)消耗加快，果實甜度降低。貯藏14 d后，空白對照和透濕袋處理的羊肚菌可溶性固形物含量迅速下降。微孔膜處理的羊肚菌在整個貯藏期間，可溶性固形物含量變化最平緩，果實可溶性固形物含量可以較好地得到保持。張松陽[20]也報道了微孔膜可以更好地保持草菇的可溶性固形物含量。貯藏35 d時，微孔膜處理的羊肚菌可溶性固形物含量顯著高于空白對照、PE膜及透濕袋處理(P<0.05)且僅比初值下將8.89%，說明微孔膜處理可以有效延緩羊肚菌可溶性固形物含量下降，保持較好品質(zhì)。

2.4 不同包裝材料對羊肚菌多酚含量的影響

果蔬多酚具有抗氧化活性，其含量高低直接影響到果蔬的品質(zhì)。由圖4可以看出，貯藏期間，隨著果實成熟度的增加，羊肚菌的多酚含量整體呈現(xiàn)下降趨勢。貯藏前14 d，各處理組多酚含量下降較快，此后變化比較平緩。貯藏35 d時，空白對照羊肚菌多酚損失率為36.21%，透濕袋、PE膜和微孔膜處理的羊肚菌多酚損失率分別為38.81%、33.88%、31.83%，微孔膜處理的羊肚菌多酚含量最高，為0.996 mg/g，且顯著高于空白對照、PE膜和透濕袋處理(P<0.05)，說明微孔膜可以最有效地減少羊肚菌多酚損失，維持較高的抗氧化活性。

圖4 不同包裝材料對羊肚菌多酚含量的影響Fig.4 Effects of different packaging materials on the content of polyphenols of Morchella

2.5 不同包裝材料對羊肚菌褐變度的影響

褐變會嚴(yán)重降低羊肚菌的商品價值，圖5給出了不同包裝材料對羊肚菌褐變度的影響結(jié)果。

圖5 不同包裝材料對羊肚菌褐變度的影響Fig.5 Effects of different packaging materials on the browning degree of of Morchella

食用菌組織中富含酚類物質(zhì)，由于采后仍進(jìn)行呼吸代謝活動，使得多酚類物質(zhì)被氧化成醌類物質(zhì)，發(fā)生褐變反應(yīng)。從圖5可知，隨著貯藏時間的延長，羊肚菌的褐變度呈現(xiàn)增加趨勢。包裝處理組羊肚菌的褐變程度低于空白對照組，說明包裝可以延緩羊肚菌褐變。羊肚菌褐變程度大小為：空白對照>透濕袋>PE膜>微孔膜，這一結(jié)果與郭嘉明等[21]研究結(jié)果一致。微孔膜包裝的羊肚菌褐變度在整個貯藏期間處于最低水平，說明此包裝材料可以更好地維持羊肚菌的色澤，保持商品價值。

2.6 不同包裝材料對羊肚菌多酚氧化酶(PPO)活性的影響

酚類物質(zhì)在PPO作用下的生化反應(yīng)是引起果蔬采后貯藏過程中出現(xiàn)組織褐變的主要原因之一。由圖6可見，貯藏期間羊肚菌PPO活性呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢。貯藏前期，PPO活性下降是由于進(jìn)入低溫貯藏環(huán)境，PPO活性受到抑制，后期PPO活性上升是由于羊肚菌成熟衰老。冷藏14 d時，PPO活性達(dá)到峰值，隨后逐漸下降。貯藏35 d時，微孔膜處理的羊肚菌PPO活性為0.868 U/(min·g)，顯著低于空白對照和其他包裝材料處理組(P<0.05)，說明微孔膜處理可以有效抑制羊肚菌PPO活性，減弱褐變程度，延長貯藏期。這一結(jié)果與李寧等[22]報道的微孔膜處理可以有效抑制白靈菇PPO活性的劇烈變化相一致。

圖6 不同包裝材料對羊肚菌PPO活性的影響Fig.6 Effects of different packaging materials on PPO activity of Morchella

2.7 不同包裝材料對羊肚菌過氧化物酶(POD)活性的影響

過氧化物酶是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種氧化還原酶，可以分解過氧化氫，從而減少活性氧的過量積累[23]。圖7顯示了不同包裝材料對羊肚菌POD活性的影響結(jié)果。

圖7 不同包裝材料對羊肚菌POD活性的影響Fig.7 Effects of different packaging materials on POD activity of Morchella

從圖7可以看出，貯藏14 d時，羊肚菌POD活性達(dá)到峰值，隨后呈現(xiàn)下降上升再下降趨勢。POD是植物逆境環(huán)境下體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)中一個重要的酶，貯藏前期POD活性增加可能是由于進(jìn)入低溫環(huán)境，羊肚菌抗逆性增強(qiáng)，后期下降與羊肚菌果實成熟衰老有關(guān)。貯藏35 d時，微孔膜處理的羊肚菌POD活性為0.048 U/(min·g)，顯著高于空白對照和其他包裝材料處理組(P<0.05)，分別是他們的1.12、1.30和1.85倍，說明微孔膜處理可以較好地維持羊肚菌POD活性，促進(jìn)羊肚菌自身有效清除體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，延緩衰老。

2.8 不同包裝材料對羊肚菌感官評分的影響

由圖8可知，隨著貯藏時間的延長，羊肚菌感官評分呈現(xiàn)下降趨勢，貯藏35 d，微孔膜和PE膜處理的羊肚菌感官分?jǐn)?shù)高于空白對照和透濕袋處理組，空白對照和透濕袋處理的羊肚菌失水嚴(yán)重，質(zhì)地萎蔫，褐變明顯。其中，微孔膜處理的羊肚菌感官分?jǐn)?shù)最高，說明微孔膜包裝更有利于保持羊肚菌感官品質(zhì)。

圖8 不同包裝材料對羊肚菌感官評分的影響Fig.8 Effects of different packaging materials on sensory score of Morchella

2.9 包裝材料內(nèi)O2和CO2濃度變化

貯藏過程中，包裝內(nèi)的果蔬會因呼吸作用不斷消耗包裝袋內(nèi)的O2，產(chǎn)生CO2，逐漸形成低濃度O2、高濃度CO2的環(huán)境，從而抑制呼吸作用，延長保質(zhì)期[24-25]。從圖9可以看出，在整個貯藏期內(nèi)，3種包裝材料內(nèi)O2濃度大小為：透濕袋>微孔膜>PE膜，CO2濃度大小為：PE膜>微孔膜>透濕袋。透濕袋透濕性最好，透氣性最差，對包裝內(nèi)氣體的調(diào)節(jié)能力最差，無法形成低濃度O2和高濃度CO2環(huán)境。整個貯藏期間，PE膜內(nèi)O2濃度最低，CO2濃度最高，但結(jié)合前面羊肚菌生理指標(biāo)的測定結(jié)果(PE膜的保鮮效果低于微孔膜)推測，在PE膜內(nèi)O2濃度過低可能導(dǎo)致部分羊肚菌發(fā)生無氧呼吸，產(chǎn)生乙醇、乙醛和有機(jī)酸，并不斷積聚，從而導(dǎo)致異味。PE膜包裝內(nèi)CO2濃度過高也可能導(dǎo)致羊肚菌遭受高CO2傷害。微孔膜包裝內(nèi)的O2和CO2濃度在整個貯藏期間都比較適宜，結(jié)合生理指標(biāo)測定結(jié)果，微孔膜包裝使得羊肚菌處于最佳氣體環(huán)境中，可以最有效減緩羊肚菌品質(zhì)降低，保鮮效果最好。

圖9 不同包裝材料內(nèi)O2(A)和CO2(B)濃度變化Fig.9 Changes in O2(A) and CO2 (B)concentrations in different packaging materials

3 結(jié)論

綜上所述，不同包裝材料對羊肚菌采后的保鮮效果具有不同影響。通過分析生理指標(biāo)和包裝內(nèi)氣體濃度變化，可以得出，微孔膜包裝可以在貯藏期間形成羊肚菌生理代謝最適宜的氣體環(huán)境，減緩質(zhì)量損失，降低呼吸強(qiáng)度和褐變度，保持較高水平的可溶性固形物含量和多酚含量，減弱多酚氧化酶活性，維持較高的過氧化物酶活性，保持羊肚菌較高的感官品質(zhì)。微孔膜包裝結(jié)合1℃冷藏處理效果最好，在羊肚菌采后保鮮中具有較大的推廣價值和應(yīng)用前景。