低温气调贮藏下CO2含量对双孢蘑菇品质的影响

曹冬洁，王相友，王　娟（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博　255049）



低温气调贮藏下CO2含量对双孢蘑菇品质的影响

曹冬洁，王相友，*王娟
（山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博255049）

摘要：探讨双孢蘑菇采后贮藏适宜的CO2体积分数，减少双孢蘑菇贮藏过程中腐败变质的发生，为双孢蘑菇采后贮藏保鲜提供理论依据。在5℃低温和95%相对湿度的低温冷库中，经过不同CO2体积分数的贮藏，研究其对双孢蘑菇失质量率、硬度、白度、可溶性固形物、呼吸速率和酶活性等指标的影响。结果表明，在贮藏过程中，随着CO2体积分数的升高，延缓了失质量率的上升和硬度的下降，能显著（p＜0.05）抑制双孢蘑菇的呼吸速率，使可溶性固形物和酶活性变化缓慢。CO2体积分数为20%时，能有效抑制双孢蘑菇呼吸速率、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性的上升，并且在减缓双孢蘑菇硬度、白度、可溶性固形物下降方面效果最好，能极显著（p＜0.01）地延缓硬度和可溶性固形物的下降。

关键词：双孢蘑菇；气调贮藏；CO2含量；贮藏品质

双孢蘑菇（Agaricus bisporus）是目前唯一全球性栽培的食用菌，并且富含甘露醇、菌糖、有机碱等营养物质，是典型的高蛋白、低脂肪、低能量的菌类保健食品[1]。此外，双孢蘑菇还具有良好的药用功能，经常食用可以预防坏血病、肿瘤等疾病[2-3]。正因为双孢蘑菇有这么多的优点，并且随着人们生活水平的提高，对食物品质要求也越来越严格，采收后1～2 d的保质期已经满足不了市场，因此如何有效地控制双孢蘑菇品质成为亟待解决的问题[2，4]。

影响果蔬采后贮藏品质的因素有很多，如贮藏温度、采后贮藏时间、贮藏环境气体条件等。目前，国内外主要采用低温冷藏[5]、气调贮藏（CA）[6]、气调包装（MAP）[7]、涂膜保鲜[8]等方法来抑制果蔬的品质衰败。气调贮藏是人为改变贮藏环境中气体成分的贮藏方法，一般是降低环境中O2体积分数、提高CO2体积分数，保持适于果蔬贮藏的最佳气体成分，从而有效地降低所贮藏果蔬的呼吸速率，以达到延缓后熟、延长保鲜期的目的[9-10]。研究表明，气调贮藏中CO2体积分数对减缓呼吸作用、延缓果蔬衰老有重要作用[11]。齐会楠等人[12]研究建议，库尔勒香梨在保鲜过程中CO2体积分数应控制在1.5%以下，可以减少香梨贮藏过程中果心褐变的发生。张丙云等人[13]研究了不同CO2体积分数对马铃薯生理品质的影响，通过控制CO2体积分数可以延长马铃薯的保鲜期。李喜宏等人[14]研究20℃条件下苹果通过10% CO2处理的胁迫生理变化，表明高CO2对果实的成熟与衰老起抑制作用，这与低温的效应相当，因而高CO2可替代低温的作用，为富士苹果贮后货架期提高技术支持。因此，本文以双孢蘑菇为对象，采后经过不同体积分数CO2贮藏，研究CO2处理对双孢蘑菇品质的影响，探究双孢蘑菇贮藏适宜的CO2体积分数，为控制双孢蘑菇贮藏过程中品质的变化提供理论依据。

1　材料与方法

1.1验材料

双孢蘑菇采自山东省德州市武城县，采后立即运至试验冷库。预冷12 h后，挑选菇体完整、颜色洁白、菇盖未开伞、子实体大小基本一致（直径3～4 cm）、无病虫害和无机械伤的双孢蘑菇进行试验。

1.2验方法

将试验双孢蘑菇置于CO2体积分数分别为0，5%，10%，15%，20%，20%的O2气调环境中，均以N2作为平衡气体，于5℃低温和95%相对湿度下贮藏。挑选大小基本一致、菇体完整的双孢蘑菇放入厚度为0.09 mm的尼龙加聚乙烯（PA+PE）真空压缩袋中，袋子规格为120 cm×130 cm，每袋装150个双孢蘑菇。利用钢瓶装O2，CO2，N2（纯度均为99.999 9%）通过配气装置进行配气，由进气口通入不同配比的混合气，尾气直接排入空气中，并且用CheckPoint O2/CO2测定仪（PBI公司，丹麦）定期测定袋中气体体积分数，并进行校正，使O2，CO2体积分数始终控制在设定范围内。每天取10个双孢蘑菇，分别对各指标进行测定。每个指标平行测定3次，结果取平均值。

1.3定指标及方法

1.3.1失质量率

以双孢蘑菇贮藏前、后质量变化与贮藏前质量的比值作为失质量率[1]。每组样品每次测量取5个双孢蘑菇，重复3次。

1.3.2硬度测定

果实硬度用GY-1型果实硬度计测定。将双孢菇切去表皮，然后将硬度计垂直于被测表面，在均匀力的作用下将压头压入果肉内5 mm，将指针的读数作为双孢蘑菇的硬度值。每个处理随意取3个双孢蘑菇，每个双孢蘑菇取8个值，然后取其平均值。

1.3.3白度值测定

采用SC-80C型自动色差计测定双孢蘑菇子实体内部菇肉组织切面的色差（L*值，a*值，b*值），以HW表示白度。

HW=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2.

HW值越小，表明双孢蘑菇褐变越严重。每个处理随意取3个双孢蘑菇，每个双孢蘑菇测3次，然后取其平均值。

1.3.4可溶性固形物测定

将25 g双孢蘑菇研磨，用3层纱布挤压，将汁液滴到泰光405225型手持折光仪（中国）上测定，重复3次，取其平均值。

1.3.5呼吸速率测定

呼吸速率测定采用密闭系统法。将挑选好的双孢蘑菇置于一个小的密闭真空袋中封口，在袋表面贴一个防漏隔膜垫片，用真空泵抽真空后，用注射器充入定量混合气体作为初始气体，并记录充入气体的体积，充入的初始气体与双孢蘑菇的贮藏环境一致。在5℃下密闭2 h后，用CheckPoint O2/CO2测定仪（PBI公司，丹麦）测定容器中O2和CO2的体积分数，并根据2种气体体积分数的变化值来计算其呼吸速率。其计算公式如下：

式中：rt0O2、rtCO2——呼吸速率，mL/（kg·h）；

V——自由体积，mL；

W——包装袋内果蔬质量，kg；

t0——初始时刻，h；

t——测定时刻，h；

Yt0O2、Yt0CO2——t0时刻容器中O2和CO2的体积分数，%；

YtO2、YtCO2——t时刻容器中O2和CO2的体积分数，%。

1.3.6多酚氧化酶（PPO）活性和过氧化物酶（POD）活性测定

（1）PPO和POD的提取。取3 g双孢蘑菇组织，加入6 mL pH值6.8的0.05 mol/L磷酸缓冲液（内含5%（W/V）PVP，0.01（V/V）Triton X-100）冰浴研磨，于4℃，15 000 r/min条件下离心20 min，收集上清液用于酶活性测定。

（2）PPO活性测定。4.8 mL pH值6.8的磷酸缓冲液，1 mL 0.05 mol/L的邻苯二酚溶液，20℃恒温水浴，空白加0.2 mL磷酸缓冲液，在分光光度计上调空白，然后在同一反应体系加0.2 mL酶提取液，立即于420 nm处测定OD值，每30 s读数记录OD值变化，记录2 min。酶活性以每分钟内OD值变化0.01为1个活性单位U，重复测定3次。

（3）POD活性测定。4.4 mL pH值6.8的磷酸缓冲液，0.4 mL愈创木酚（2%），25℃恒温水浴，加0.2 mL H2O2（0.46%），空白加1 mL磷酸缓冲液。在分光光度计上调空白，然后在同一反应体系加1 mL酶液，立即于470 nm处测定OD值，每30 s读数记录OD值变化，记录2 min。酶活性以每分钟内OD值变化0.01为1个活性单位U，重复测定3次。

1.4据统计分析

试验数据采用Excel软件画图，用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析。

2　结果与分析

2.1质量率

失质量率是衡量果蔬采后保鲜效果的重要指标之一[15]。双孢蘑菇的失质量，除了呼吸作用的消耗外，主要是由水分蒸发造成的。

CO2体积分数对双孢蘑菇失质量率的影响见图1。

图1　CO2体积分数对双孢蘑菇失质量率的影响

由图1可知，随着贮藏时间的延长，各处理双孢蘑菇的失质量率均呈上升趋势，并且随着CO2体积分数增加，失质量率呈下降趋势。产生这种差异的原因可能是CO2体积分数增加能抑制双孢蘑菇的代谢活动，降低了其干物质的消耗。通过方差分析可知，CO2处理显著地（p＜0.05）延缓了双孢蘑菇失质量率的上升。

2.2度

在贮藏过程中，由于双孢蘑菇的失水、营养物质降解等原因，造成双孢蘑菇硬度的下降。

CO2体积分数对双孢蘑菇硬度的影响见图2。

图2　CO2体积分数对双孢蘑菇硬度的影响

由图2可知，在整个贮藏过程中，双孢蘑菇的硬度呈现先上升后下降的趋势。在贮藏初始阶段，双孢蘑菇硬度随贮藏时间延长不断增加，可能是与双孢蘑菇逐渐成熟后组织逐渐变得致密有关。随着双孢蘑菇不断成熟，细胞壁中原果胶减少，可溶性果胶增加，使细胞间失去了结合力，导致细胞分散、硬度下降。在贮藏后期硬度有些增加，可能是因为双孢蘑菇失水皱缩，使得硬度计探头下压时瞬时阻力变大。总体来看，0，5%和10% CO2处理组硬度下降比较明显，从4.97×105Pa分别下降到3.06×105，3.62×105，3.84×105Pa，而15%和20% CO2处理组硬度从4.97×105Pa分别下降到4.20×105Pa和4.82×105Pa。通过方差分析，CO2体积分数为15% 和20%时，可以极显著地（p＜0.01）抑制双孢蘑菇硬度值的下降。

2.3度

白度是判断双孢蘑菇贮藏期间色泽变化的重要指标，HW值越大，表示菇体颜色越白，褐变越少，反之越多。

CO2体积分数对双孢蘑菇白度的影响见图3。

图3　CO2体积分数对双孢蘑菇白度的影响

由图3所知，不同CO2体积分数下贮藏时，白度值随贮藏时间的延长均呈下降趋势。20% CO2处理下的双孢蘑菇白度值变化最小，其他处理组双孢蘑菇白度值下降比较明显。通过方差分析可知，20% CO2处理显著地（p＜0.05）抑制双孢蘑菇菇肉白度的下降，其他处理组没有显著差异。

2.4溶性固形物

蘑菇中的可溶性固形物是在采后蘑菇体内各种营养物质变化的综合体现，测定可溶性固形物指标可以由此判定蘑菇的品质变化，是重要指标之一。随着贮藏时间的延长，在呼吸作用下消耗营养物质，可溶性固形物下降，蘑菇品质降低[16-18]。

CO2体积分数对双孢蘑菇可溶性固形物的影响见图4。

图4　CO2体积分数对双孢蘑菇可溶性固形物的影响

由图4可知，在前2 d可溶性固形物下降速度较快，随后曲线平缓。20% CO2处理组的可溶性固形物含量下降最为缓慢，其次分别为15%，10%，5% 和0处理。计算0，5%，10%，15%，20% CO2体积分数处理9 d的可溶性固形物平均值，得到6.58，6.60，6.58，6.71，7.46，可以看出CO2体积分数越高，可溶性固形物含量越高。通过方差分析可知，20% CO2体积分数处理对双孢蘑菇的可溶性固形物有极显著影响（p＜0.01）。

2.5吸速率

CO2体积分数对双孢蘑菇呼吸速率的影响见图5。

图5　CO2体积分数对双孢蘑菇呼吸速率的影响

由图5可知，双孢蘑菇呼吸速率都是先降低后升高，出现峰值后又降低。出现此现象的原因可能是采后迅速预冷，高体积分数CO2是双孢蘑菇生长的逆境，使呼吸速率降低，而且双孢蘑菇是呼吸跃变型果蔬，因此有峰值出现。通过方差分析，CO2体积分数为呼吸速率的显著影响因素（p＜0.05）。

由图5（a）可知，20% CO2处理组的呼吸速率最低，曲线下降最为平缓，在第8天才出现呼吸高峰。10%和15% CO2处理组的数据在前3 d平稳下降，第4天上升达到峰值，随后下降，且15% CO2处理的呼吸速率小于10%处理组的呼吸速率。5% CO2处理组在第3天出现呼吸高峰，0处理组在第1天就达到呼吸高峰。

由图5（b）可知，双孢蘑菇的CO2产生速率在前期上升，在达到顶峰时开始下降。其中，0处理组在第1天就达到呼吸高峰，范围是55.55 mL/（kg·h）；而5% CO2处理在第2天就达到呼吸高峰，为59.78 mL/（kg· h），10% CO2处理组的呼吸高峰出现在第5天，最高值为36.86 mL /（kg·h）；其次是15% CO2处理组在第7天为26.89 mL /（kg·h）；20% CO2处理组在第8天才达到呼吸高峰。从图5可以看出，随着CO2体积分数的升高，呼吸高峰出现的时间越延后，并且呼吸速率越低。因此，20% CO2处理组能显著抑制双孢蘑菇呼吸作用。

2.6PPO活性

多酚氧化酶（PPO）是造成蘑菇酶促褐变的主要原因。PPO活性越强，与底物反应就越快，黑色物质生成的就越多，褐变就越明显。PPO活性与双孢蘑菇褐变程度呈正相关性。

CO2体积分数对双孢蘑菇PPO活性的影响见图6。

图6　CO2体积分数对双孢蘑菇PPO活性的影响

由图6可知，在贮藏过程中PPO活性降低并在第3天显著降低（p＜0.05），随后开始上升。20% CO2处理组中，PPO活性上升最为缓慢，贮藏效果较好，并且PPO活性最小。通过方差分析可知，贮藏时间与CO2体积分数均为PPO活性的显著影响因素（p＜0.05）。

2.7POD活性

CO2体积分数对双孢蘑菇POD活性的影响见图7。

由图7可知，双孢蘑菇的POD活性初始值为3.117，在前4 d，0，20%，15% CO2处理的POD活性呈下降趋势，之后上升，在第7天达到高峰值，随后略有波动；5%和10% CO2处理的POD活性在第3天达到最低值，随后上升；且20% CO2处理组明显比其他几组低。在第7天之后POD活性出现下降现象，可能是由于后期双孢蘑菇已经腐败变质。计算5%，10%，15%，20% CO29 d的POD活性平均值，分别为3.69，2.63，2.36，2.06，可以看出随着CO2体积分数的增加，POD活性下降。通过方差分析可知，贮藏时间与CO2体积分数均为POD活性的显著影响因素（p＜0.05）。

图7　CO2体积分数对双孢蘑菇POD活性的影响

3　结论

采用不同CO2体积分数的气调贮藏环境对双孢蘑菇进行处理，结果表明在贮藏过程中，随着CO2体积分数的升高，延缓了失质量率的上升和硬度的下降，能显著抑制双孢蘑菇的呼吸速率，使可溶性固形物和酶活性变化缓慢。5℃条件下，20% CO2处理组能显著（p＜0.05）抑制双孢蘑菇果实的PPO活性和呼吸速率的上升，能极显著（p＜0.01）的延缓可溶性固形物和硬度的下降，有效地保持双孢蘑菇的贮藏品质，对双孢蘑菇保鲜有明显效果。

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Effects of Carbon Dioxide Concentration on Storage Quality of Agaricus bisporus under Low Temperature and Controlled Atmosphere Storage

CAO Dongjie，WANG Xiangyou，*WANG Juan
（School of Agricultural and Food Engineering，Shandong University of Technology，Zibo，Shandong 255049，China）

Abstract：The purpose of this study is to discuss the appropriate CO2concentration and reduce deterioration of the storage of Agaricus bisporus，and to provide theoretical basis for Agaricus bisporus postharvest fresh-keeping.The effects of CO2concentration on storage quality of Agaricus bisporus are studied at 5℃and 95% relative humidity under controlled atmosphere storage.The weight loss rate，hardness，whiteness，total soluble solids，respiration rate and polyphenol oxidase （PPO）activity are measured during the storage period.The results show that with the increase of CO2concentration delayed the increase of the weight loss rate and the decrease of the hardness.High CO2concentration can significantly（p＜0.05）inhibit the respiration rate and make the change of soluble solids and enzyme activity slowly.When CO2concentration is 20%，it can effectively inhibit the increase of respiratory rate，PPO and POD activity of the Agaricus bisporus，and the effect of the decrease of the hardness，whiteness and soluble solids is best，and it can be highly significant（p＜0.01）delay the decrease of hardness and soluble solids.

Key words：Agaricus bisporus；controlled atmosphere storage；CO2concentration；storage quality

文章编号：1671-9646（2016）02b-0004-05

收稿日期：2015-12-17

基金项目：国家自然基金项目（31301819）。

作者简介：曹冬洁（1991—），女，硕士，研究方向为农产品加工及贮藏。

*通讯作者：王娟（1979—），女，博士，副教授，研究方向为农产品加工及贮藏。

中图分类号：S646.1

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.02.029