食用菌工廠化栽培中的自動化包裝技術*

周硯鋼，陳瑩燕

（武漢輕工大學藝術與傳媒學院，湖北 武漢 430023）

在工廠化栽培的食用菌包裝中，人工包裝在工廠成本的占比呈現增高的趨勢，因此根據食用菌的生物特點，提升包裝技術，研制高速度、高質量的食用菌栽培后的自動化包裝技術、設計自動化生產線是食用菌搶占市場份額的迫切需求。以香菇工廠化栽培的包裝為背景，研究包裝技術的自動化問題，根據需求設計的自動化生產線，對香菇工廠化栽培包裝自動化技術進行試驗檢測，對降低食用菌包裝的勞動成本，延長食用菌保鮮期，增加食用菌的市場競爭力具有重要意義。

1 食用菌工廠化栽培的包裝技術分析

1.1 食用菌工廠化栽培的包裝技術發展概況

食用菌產業發展以來，為了貯存和銷售的需要，已經進行了簡單的包裝工作，形成了原始的包裝技術。但是由于食用菌生物特性的特殊性，使得原始的包裝不能滿足食用菌產業日益發展的需求，而粗簡的包裝形式不僅損害了食用菌的產品性質，更有造成食用菌產生有毒物質的隱患。自動化包裝技術是近年來迅猛發展的一種生產方式，能夠提高包裝食用菌的質量、提高包裝產量、降低生產成本。但由于其對組織管理的要求高以及經濟條件的限制，至今還未能在食用菌工廠化栽培的包裝中得以大范圍運用。不同食用菌生物特性的不同，也對包裝技術提出了不同的要求，還需要持續的研究和發展。

1.2 食用菌工廠化栽培的包裝自動化現狀

食用菌工廠化栽培包含2個方面的內容，即食用菌的自動化栽培和自動化加工[1]。食用菌工廠化栽培的自動化之所以能夠按照一定的程序進行工作，在于其能夠在現有包裝技術的基礎上設計一套完整的自動化生產線，對食用菌工廠化栽培包裝的各個系統進行控制。

目前，我國食用菌工廠化栽培已經有了相當大的規模，在云南、浙江、福建、黑龍江、江蘇等地都有多家食用菌栽培工廠。在這些工廠中，不同技術水平的食用菌包裝也開始在工廠化生產中發揮重要作為，為食用菌栽培取得了良好的經濟效益[2]。食用菌工廠化栽培的包裝生產線上，食用菌產品按照設定的工藝流程，各個自動機械裝置之間協調地開展自動化包裝工作，保證食用菌工廠化栽培包裝的產能效率，減少了人工包裝的成本[3]。其中食用菌包裝技術的自動化并非完全地取消人為參與，而是食用菌工廠工人的職能發生極大轉變，工人參與食用菌包裝自動化的程度直接關系到食用菌包裝水平的程度。這一切都是為了促進食用菌包裝成本的降低，從而為工廠化食用菌企業帶來良好的經濟效益。

2 食用菌工廠化栽培包裝自動化的技術基礎

2.1 冷藏冷凍技術

冷藏冷凍技術主要是采用將食用菌置于低溫空間中，以此減緩食用菌的新陳代謝和酶化反應，以此達到延長食用菌新鮮期的目的，抑制食用菌出菇后微生物的生長[4]。食用菌無論是生長還是成品，對溫度的要求都比較高，各個食用菌品種對溫度的要求也不盡相同。低溫包裝的情況下，除了草菇以外大部分食用菌的保鮮周期都有明顯延長，因此低溫冷藏甚至冷凍技術常常被用于食用菌工廠化栽培的包裝技術中[5]。在進行食用菌工廠化栽培包裝的自動化技術系統設計時，要考慮不同種類食用菌含水量的情況以及食用菌預冷與進入冷藏包裝之間的時效關系。在進行工廠化栽培包裝技術研究時，如果要采用冷藏冷凍的手段，預冷時間至關重要，而且食用菌一旦離開低溫環境，就需要盡快食用。因此冷藏冷凍包裝技術只能用于短途間點對點的包裝運送，不適合長期性的儲存銷售。

2.2 氣調包裝技術

氣調包裝技術，是在普通薄膜包裝方式不能維持食用菌新鮮度的基礎上，研究發現的一種食用菌包裝技術。其旨在通過改變包裝環境的氣體成分，增加或減少包裝內氧氣或二氧化碳的濃度，來使包裝更加適合食用菌的保存[6]。氣調包裝技術有點類似于真空包裝，但又與真空包裝不同，且包裝成本遠遠低于真空包裝，根據不同食用菌對氣體環境的要求，通過對食用菌包裝袋內的空氣進行置換，來達到對食用菌保質保鮮的目的[7]。

在食用菌工廠化栽培的自動化包裝中，又可分為主動氣調包裝、被動氣調包裝和復合氣調包裝[8]。其中復合氣調包裝是自動化包裝中常采用的方式，在結合食用菌對保鮮環境要求的基礎上，還要注重食用菌包裝膜的氣體透過性。

2.3 輻射技術

輻射技術是通過穿透力極強的輻射穿透食用菌包裝，殺死影響食用菌品質的微生物，降低食用菌菇體的酶活性，以此降低酶化反應，達到食用菌新陳代謝速度的減慢而保證品質的目的[9]。在食用菌工廠化栽培的輻射包裝技術中，經過β射線輻射的包裝食用菌，一般保鮮期能夠延長6 d～12 d，破膜、開傘、鮮重等食用菌包裝損失都明顯減少[10]。但在食用菌工廠化栽培包裝的自動化設計中，在輻射包裝環節，需要對輻射量進行嚴格控制，要保持食用菌的新鮮并不意味著需要大量的射線輻射。對一些食用菌，如雙孢蘑菇來說，低劑量率的輻射比高劑量率的輻射能夠取得更好地保鮮效果，也能更好地保證食用菌細胞膜的完整性，減少食用菌的褐變或腐爛[11]。

2.4 化學貯存技術

化學貯存技術是近年來在食用菌工廠化栽培包裝中尤為重視的一種食用菌包裝技術。所謂化學貯存，就是通過研究與食用菌變質、褐變、腐爛相關的物質，在食用菌包裝過程中，根據其活性變化加入配備好的化學保鮮劑，減低活性物質對食用菌的影響[12]。但化學貯存的技術，需要根據對食用菌有影響的活性物質的不同，來進行不同于市場上一般食品保鮮劑的化學保鮮劑的研發，因此在食用菌工廠化栽培包裝的自動化過程中，化學貯存技術的普及程度還有待提升。

3 不同包裝技術對香菇產品影響分析

3.1 香菇工廠化栽培包裝自動化生產線的構成

3.1.1 計量系統

計量系統是食用菌工廠化栽培包裝自動化生產線重要的構成環節，是食用菌包裝生產的基礎[13]。只有通過計量食用菌份額，才能在運用各種包裝技術時準確把握各項數據計算，如在進行氣調包裝時，才能根據食用菌生物活性，滿足其氣體置換的需要。又如在進行化學貯存時，才能根據食用菌的數量來正確配比化學保鮮劑[14]。計量系統的運用能夠滿足食用菌工廠化栽培的自動化包裝精確度的需要，在自動化包裝過程中，使得包裝技術能夠準確地運用到食用菌的包裝中，提升包裝的效率，減少包裝的失誤。

3.1.2 上袋系統

在食用菌工廠化栽培后后續自動化包裝過程中，上袋系統占據了重要的地位，食用菌的半自動包裝和全自動包裝系統的區別就在于上袋系統[15]。半自動包裝系統需要由操作人員手工將包裝袋裝在機械上，然后由工作人員給出上袋指令，才能完成食用菌的填充。食用菌包裝的速度就與工作人員的操作有直接的關系。而全自動包裝系統則由上袋機械自動完成，操作人員只需將所用的包裝袋放進袋倉中就可以了。食用菌的全自動包裝機器包裝速度快，能夠滿足食用菌工廠化栽培后的效益需要。

3.1.3 封口系統

封口的目的就是為了將食用菌的包裝袋閉合，防止食用菌產品的泄露，最主要的還是和包裝技術一起，形成一個完整的食用菌包裝件，便于食用菌的運輸、倉儲和銷售[16]。

食用菌工廠化栽培的包裝自動化生產線中，在稱重和上袋后，通過封口輸送機將需要閉合的食用菌包裝袋送入閉合機中，完成食用菌包裝的折邊和縫合工作，最終完后食用菌自動化包裝系統的工作過程，由輸送機送至下一工序。

3.2 香菇工廠化栽培包裝自動化技術的測定

3.2.1 理化指標測定

在香菇工廠化栽培包裝技術的自動化生產線中，包裝技術對食用菌產品后續的保鮮起著重要的作用，其中不僅要保證香菇的新鮮，同時要保證各項理化指標的穩定。通過運用食用菌包裝技術，對各項指標進行測定，來分析篩選出最適宜香菇的包裝技術，為推進工廠自動化提供數據參考[17]。

選用同類香菇材料，將其分別進行冷藏冷凍、氣調置換、射線輻射、化學保鮮的包裝，并運用各種包裝技術后，在14 d內對香菇的失重率、呼吸強度、褐變度等指標進行測定，結果見圖1。

以14 d為測定周期，由圖1可以發現，隨著時間的延長，香菇生物活性由0增長到5%～6%，從第4天開始，所有的包裝技術均開始出現大幅度的上升情況。其中香菇的氣調包裝技術對香菇生物活性的增加影響最大，因此在觀測期內相對于其他幾種包裝技術來說也就最有效。化學貯存技術一直呈現上升趨勢，但在第14天時呈現和氣調包裝趨于一致的趨勢為5%。輻射技術一致呈現不斷上升的趨勢，到第12天活性值到達6%后出現香菇活性趨緩，最終在第14天活性值只有6.1%。冷藏冷凍技術是其中變化幅度最大的，最高達到6.5%，隨著時間延長，冷藏冷凍技術相較于其他幾種方法，對香菇活性影響最小，也就是說，香菇的冷藏冷凍包裝技術對香菇產品保鮮的作用稍弱。因此在香菇工廠化栽培的包裝技術運用過程中，氣調包裝應該是首選的包裝方式，其次是化學貯存技術和輻射技術，最后才是冷藏冷凍技術。

4 結論

當前食用菌包裝自動化的現狀還處于初級發展的階段，食用菌包裝自動化的普及性還有待提高。以香菇產品的自動機包裝技術為例，通過測定其在冷藏冷凍技術、氣調保鮮技術、輻射技術和化學貯藏技術等不同包裝下的生物活性變化情況，來對不同的包裝技術進行判斷。發現氣調包裝技術較為適用香菇工廠化栽培后的包裝自動化，它通過置換氣體來對香菇達到保鮮的作用，比目前的保鮮薄膜的包裝方式更能延長香菇的新鮮度和質量，且氣調包裝成本適中，安全無污染，能夠滿足群眾對食用菌栽培出菇鮮品的需求。但食用菌種類的不同，使得不同的包裝技術影響因素復雜多樣，因此在實際的包裝技術運用過程中，還需要結合具體情況來確定實際的包裝方法[18]。