O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌4℃下貯藏品質的影響*

黃 雪，劉莎莎，謝 瑤，郭衍銀**，郭惠東，李 賀，田 學，劉 進

（1.淄博市蔬菜辦公室，山東 淄博 255000；2.山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東 淄博 255049；3.山東省農業科學院農業資源與環境研究所，山東 濟南 250100；4.山東和生菌業科技有限公司，山東 淄博 255100）

羊肚菌（Morehella sextelata），又名羊肚菜、陽雀菌、包谷菌，因菌蓋表面呈現凹坑，外形似羊肚而得名[1]。羊肚菌營養成分豐富，富含多糖、蛋白質、維生素、葉酸、氨基酸等物質[2]，其中氨基酸多達18種，且人體所需8種必需氨基酸占氨基酸總量的47.47%，是一種名貴的食（藥）用菌[3-4]。然而羊肚菌含水量極高、肉質脆嫩，生理周期短，極易受到機械傷以及病菌感染，在采摘后1 d～2 d就會出現腐爛、染菌現象，造成巨大經濟損失，限制了羊肚菌產業的發展[5]。

目前，國內外專家學者對羊肚菌保鮮的研究較少，僅見顧可飛采用電子束輻照[2]、李翔用殼聚糖涂膜[6]、張沙沙采后預處理[5]等幾篇保鮮相關文獻，且這些研究與物流運輸環節缺乏密切銜接，難以在物流過程中得到應用。

自發氣調分為被動自發氣調（passive modified atmosphere packaging，PMAP） 和主動自發氣調（active modified atmosphere packaging， AMAP）[7]。PMAP主要是利用商品本身的呼吸作用及包裝材料的滲透性來調控所需氣體環境從而達到保鮮目的；AMAP則是在不透氣的包裝材料內充入特定成分比例的氣體，利用商品自身的呼吸作用進行包裝盒內氣體的調節，從而快速達到所需的氣體環境并實現保鮮[8]。PMAP具有方便、經濟的優勢，但該方法達到所需氣體環境的時間較長，且氣體交換影響局部空間內的氣體比例，進而影響保鮮效果；同時，因目前保鮮膜種類、特性繁多，難以制定針對特定商品的統一包裝標準。AMAP只需在密閉保鮮包裝內充入特定比例和成分的氣體即可，不需要考慮保鮮膜滲透性問題，也減少了商品與包裝盒之間的相互影響，迅速應用于物流保鮮。Li研究了不同初始比例氣體的AMAP對香菇營養成分的影響[9]，發現3%O2+5%CO2+92%N2可以有效抑制營養成分的流失；Oz[10]指出，適宜的O2配合CO2的AMAP處理可有效保持雙孢蘑菇品質，其中12%O2+5%CO2+83%N2處理可以將雙孢蘑菇貯藏期延長至16 d。

郭衍銀等[11-13]的研究指出，O2/CO2氣調既可利用高CO2抑制采后果蔬的呼吸強度，同時又可利用高O2緩解CO2傷害，該技術已在西蘭花[14]、生姜[15-16]保鮮上取得不錯效果。因此，將AMAP技術和O2/CO2氣調結合，研究不同初始比例的O2、CO2氣體對羊肚菌采后生理生化及品質的影響，采用O2/CO2AMAP的方式作為羊肚菌采后的保鮮手段，將對羊肚菌的物流保鮮具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試的六妹羊肚菌（Morchella sextelata）采自淄博市淄川區羊肚菌試驗栽培基地，采后立即送往山東理工大學實驗室冷庫，4℃下預冷6 h后，挑選顏色及大小相似、無病蟲害、無機械損傷的羊肚菌進行貯藏保鮮試驗。

試劑：考馬斯亮藍、硫代硫巴比妥酸、氯化亞錫，濟南天本生物科技有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、乙酸、乙酸鈉，無錫亞太聯合化工有限公司；甲醇、福林酚、碳酸鈉，天津市致遠化學試劑廠；茚三酮、鄰苯二酚、三氯乙酸，廣州市崇駿化工試劑公司；干燥劑，上海添昌實業有限公司；乙烯脫除劑，大連昕連鑫保鮮劑有限公司；無孔不透氣封口膜，上海創發包裝材料有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

PHS-25 pH計，上海精科雷磁儀器；UV-1750紫外可見分光光度計，島津國際貿易有限公司；GL-20G-2臺式高速冷凍離心機，上海安亭儀器制造廠；AL-1D4精密分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；DW-FW351型低溫冰箱，中科美菱低溫科技有限責任公司；MR-07825-00型O2/CO2測定儀，美國FBI Dansensor公司；RDL380P型氣調包裝機，羅迪波爾機械設備有限公司。

1.3 試驗設計

將預冷后的羊肚菌分為5組，每組24個氣調箱（302.9 mm×243.8 mm×243.8 mm）。每個箱設置約羊肚菌2.7 kg，同時分散放入干燥劑90 g、乙烯脫除劑30 g。利用氣調包裝機分別往5組氣調箱中置換充入一定比例的氣體，具體見表1。

表1 氣體成分比例Tab.1 Radio of gas content

如表1所示，按特定比例充入氣體，氣體體積約為羊肚菌體積的5倍。使用厚0.05 mm的無孔不透氣聚乙烯（PE）材料作為封口膜。然后，將氣調箱置于（4.0±0.5）℃冷庫中貯藏，每天取樣1次，每次取3個重復，測定相關指標。

1.4 指標測定

1.4.1 羊肚菌感官評定

以羊肚菌子實體的色澤、氣味及質地作為評判標準（3項指標的滿分均為10分，總分30分），對5組不同氣體比例氣調箱內的羊肚菌進行感官評分。由10名經過專業培訓的感官評價人員公正公開地打分，以低于12分定為失去商品價值，具體評分標準參照文獻[5]。

表2 羊肚菌感官評定標準Tab.2 Criteria for sensory evaluation of Morchella sextelata

1.4.2 O2和 CO2含量

采用MR-07825-00型O2/CO2分析儀測定氣調箱內頂空氣體。

1.4.3 呼吸速率

采用Castelló等[17]的方法計算，以單位時間內氣調箱內CO2含量的增加為計算依據。

1.4.4 失重率、色度、可溶性固形物含量、蛋白質含量、游離氨基酸含量、MDA含量測定

失重率采用稱重法測定；色度采用Oz等[10]的方法利用便攜式色差儀測定；可溶性固形物含量采用劉戰麗[18]的方法，利用手持糖度儀測定；蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250[19]的方法測定；游離氨基酸含量采用Kim[20]的方法利用茚三酮比色法測定；MDA含量采用Dong等[21]的方法利用分光光度法測定。

1.4.5 PPO活性

采用王相友等[22]的方法利用分光光度法測定多酚氧化酶（polyphenol oxidoe，PPD） 活性。

1.5 數據處理

所得數據使用SPSS 19.0軟件進行LSD顯著性分析及相關性分析，差異顯著水平P＜0.05，并用Excel軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌感官評分的影響

O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌感官評分的影響結果見圖1、圖2。

如圖1所示，羊肚菌的感官評分隨著時間延長呈現下降趨勢。在第1天，各組羊肚菌的感官評分差異不顯著（P＞0.05），1 d之后，差異逐漸顯著（P＜0.05）。CK、處理組1及處理組2的感官評分一直呈快速下降趨勢，而處理組3及處理組4的感官評分在前4天下降較緩慢，之后下降稍快。

8 d時的樣品形態如圖2所示，CK組失水嚴重、表面硬化且無彈性，感官評分僅為7分；處理組1和處理組2的樣品褪色白化嚴重，感官評分分別為8分、9分；處理組4的樣品切開后菌蓋內出現較多白色突起；而處理組3的樣品維持了較好的色澤、質地，且無異味，此時感官評分最高，為15分，仍具有較高商品價值。

2.2 O2/CO2主動自發氣調對氣調箱內CO2、O2含量及對羊肚菌呼吸速率的影響

不同處理對包裝內CO2、O2含量及對羊肚菌呼吸速率的影響見圖3。

如圖3A和圖3B所示，氣調箱內的CO2含量呈上升趨勢，而O2含量則呈下降趨勢。在0～1 d，CK組CO2含量迅速上升，O2迅速下降，第1天時分別為18.7%和2.3%，說明此時氣調箱內O2基本耗盡。在整個貯藏期間，各處理組CO2含量雖上升很快，但在第8天時仍存留一定O2，處理組1～處理組4中的O2含量分別為28.8%、25.1%、28.1%和38.7%，有效的緩解了高濃度CO2傷害。

如圖3C所示，不同處理對羊肚菌的呼吸速率存在顯著影響，且各處理呼吸高峰出現時間也不同。CK處理組在第1天出現呼吸高峰，而處理組1～處理組4中O2的呼吸高峰分別出現在第5天、第7天、第7天和第6天。就呼吸強度而言，其O2的平均呼吸速率分別為 16.37 mg·kg-1h-1、23.35 mg·kg-1h-1、22.33 mg·kg-1h-1和 27.46 mg·kg-1h-1，處理組 4 表現最高，可能是高氧導致羊肚菌代謝旺盛從而加速了其呼吸作用，處理組1的表現最低，可能與產生無氧呼吸有關；處理組3的表現適中，可有效減少營養物質的消耗。

2.3 O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌失重率及可溶性固形物含量的影響

O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌失重率、可溶性固形物含量的影響見圖4。

由圖4A可知，失重率隨貯藏期的延長呈現持續上升趨勢。整個貯藏期間，處理組3和處理組4的失重率顯著低于其他處理（P＜0.05），且處理組3處于最低水平。

由圖4B可知，各處理可溶性固形物含量在貯藏過程中呈現先上升后下降趨勢，均在第3天達到峰值，這可能與各種物質迅速活化有關。在貯藏前期，各處理組間差異不顯著（P＞0.05），第3天之后，處理組3和處理組4的可溶性固形物含量顯著高于CK，而處理組1的可溶性固形物含量則顯著低于CK （P＜0.05）。

2.4 O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌蛋白質及游離氨基酸含量的影響

O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌蛋白質及游離氨基酸含量的影響見圖5。

由圖5A可知，各處理組蛋白質含量在整個貯藏過程中呈現下降趨勢。在1 d～8 d，各處理的蛋白質含量一直高于CK，且處理組3和處理組4的蛋白質含量顯著高于CK，其中以處理組3的蛋白質含量最高，在第8天時，處理組3比CK組的蛋白質含量高出17.7%。

游離氨基酸具有高度的生理活性，除作為蛋白質的組成成分外，部分氨基酸能調節組織代謝活動和生長發育，在滲透調節、代謝調控等方面發揮重要作用[23]。如圖5B所示，各處理游離氨基酸含量呈上升趨勢，說明貯藏期間羊肚菌中蛋白質迅速轉化為氨基酸并參與代謝活動。就上升速率而言，90%O2+10%CO2處理上升最快，而CK上升最慢。

2.5 O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌色度L*及PPO活性的影響

O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌色度L*及PPO活性的影響見圖6。

由圖6A所示，菌蓋的色度L*隨著貯藏期的延長呈現上升趨勢，說明羊肚菌在貯藏過程中菌蓋會出現脫色白化現象。在貯藏0～1 d，處理組1和處理組2相比于其他處理的色度L*上升較快，1 d后處理組3的CO2處理保持平緩上升趨勢，而其他處理則呈現快速上升趨勢，其中以處理組2的CO2組L*上升最快，在第8天時相對于貯藏前上升了54.01%，而處理組3的CO2處理變化最低，貯藏前后只上升了26.9%，說明適當氣調處理有利于抑制羊肚菌的脫色及菌蓋白化，維持其原本色澤。

由圖6B所示，PPO是導致生物體發生褐變的關鍵酶類[24]。PPO活性隨著貯藏期的延長呈現總體上升趨勢，與CK相比，所有氣調處理均抑制了PPO的活性。除處理組4外，其他處理與CK達到差異顯著水平（P＜0.05）。各處理及CK的PPO平均活性分別為 22.68 U·g-1、24.29 U·g-1、21.22 U·g-1、26.85 U·g-1及 27.66 U·g-1。

2.6 O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌丙二醛（MDA）含量的影響

當生物體衰老或受到損傷時會發生膜脂過氧化作用，而MDA作為膜脂過氧化的產物，其高低可反映膜系統受損傷的程度[25]。O2/CO2主動自發氣調對羊肚菌丙二醛（MDA） 含量的影響見圖7。

由圖7可知，MDA含量在貯藏過程中呈現上升趨勢。除處理組1外，其他處理組間差異不顯著（P＞0.05）。而在3 d之后所有處理組的MDA含量顯著低于CK處理組（P＜0.05），在第8天時各處理組的MDA含量分別較CK組降低了6.3%、9.7%、19.1%及14.1%。整個貯藏期間，以處理組3的MDA含量表現最低。

3 討論

近年來，PMAP結合低溫貯藏用以延長食品貨架期已在多種果蔬上廣泛應用[26]。Costa等[27]研究指出80 μm的聚丙烯材料作為PMAP的包裝材料保鮮即食葡萄可延長貯藏期至70 d，遠高于未包裝組（7 d）；PMAP用于去皮開心果的保鮮可貯藏期延長達105 d[28]。但不同果蔬需要采用不同類型保鮮膜，由于PMAP的局限性，限制了PMAP技術的應用。如Jayathunge等[29]指出厚度0.050 mm的PP可延長平菇貯藏期至6 d，而厚度0.015 mm的LDPE可將其貯藏期延長至12 d。而李文香等[30]研究了不同厚度的LDPE作為PMAP包裝載體對平菇貯藏效果的影響，指出厚度0.015 mm的LDPE未能對保鮮平菇起到有效作用，而0.030 mm的LDPE則適于平菇保鮮。

AMAP只需采用一個密封包裝，通過充入氣體及果蔬呼吸的相互調節，可迅速達到果蔬所需氣體環境。Charles[7]等研究利用AMAP保鮮萵苣，指出AMAP比PMAP減少了50%的氣體過渡周期，有效的推遲了萵苣褐變的發生。因此，AMAP不僅可以免于保鮮膜的選擇，還能使包裝內氣體快速達到所需環境并減少氣體過渡周期，從而更好地保鮮果蔬。同時，因為不存在保鮮膜與外界的氣體交換問題，減少了包裝盒之間的相互影響，該技術在物流保鮮中具有獨特優勢。

隨著羊肚菌衰老，羊肚菌會逐漸表現出失水、異味、軟爛甚至發粘等現象[2]。本試驗結果表明，不同氣體處理對羊肚菌采后品質造成顯著差異（P＜0.05）。結合CO2、O2含量可知，CK處理組的羊肚菌CO2、O2含量在第1天時趨于穩定后便進行無氧呼吸，導致羊肚菌產生乙醇毒害，造成代謝紊亂，降低其品質[31]，而其他處理組在第8 d時O2含量仍高于20%，有效緩解了高CO2帶來的傷害[13]。此外，90%O2+10%CO2處理的CO2及O2含量在第5天～第6天時氣體就達到了平衡期，與CK相比呼吸高峰出現時間推遲了6 d，且呼吸速率始終處于最低水平，更有利于羊肚菌貯藏品質的維持。

4 結論

總之，適當O2/CO2AMAP處理可促使氣調箱內氣體迅速達到平衡期，降低羊肚菌呼吸速率，維持較高的可溶性固形物、蛋白質和游離氨基酸含量，延緩失重率、PPO活性和MDA含量的上升，維持較好的羊肚菌感官品質。其中以90%O2+10%CO2的AMAP處理效果最佳。過高的O2如100%O2處理易造成羊肚菌營養物質消耗過快和內部出現白色斑點，過高的CO2處理如70%O2+30%CO2處理則易出現褪色白化現象和異味。