15 ℃下O2/CO2主动自发气调对羊肚菌保鲜效果的影响

黄雪，员丽苹，谢瑶，郭衍银*，郭惠东，李贺，田学，刘进

（1.淄博市蔬菜办公室，山东淄博 255000；2.山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博 255049；3.山东省农业科学院农业资源与环境研究所，山东济南 250100；4.山东和生菌业科技有限公司，山东淄博 255100）

羊肚菌由直径3～4 cm的菌盖和长度5～10 cm的菌柄组成，外部呈尖顶或圆顶型，内部中空[1]，因菌盖表面为不规则多面凹陷皱褶似羊肚而得名[1-2]。羊肚菌含有18种氨基酸，其中8种人体必需氨基酸含量高出一般食用菌的25%～40%，并且C-3-氨基-L-脯氨酸、α-氨基异丁酸、2,4-二氨基异丁酸等几种稀有氨基酸给羊肚菌带来独特奇鲜的风味[3]。同时，羊肚菌还富含维生素A、D、E、K和铁、钾、磷、镁、锰、锌、钙等矿物质元素，以及丰富的具抗氧化和抗菌功能的酚类化合物[4-6]，是一种珍贵的药食两用真菌。随着人们生活水平的提高，以及对羊肚菌营养和保健价值的了解，羊肚菌的需求量逐年增多[7]。近年来，羊肚菌驯化栽培技术逐渐成熟[2]。但羊肚菌含水量高，组织脆嫩，放置在常温下1 d，子实体即严重失水、软烂并产生臭味，丧失商品价值[8]。目前，学者对羊肚菌保鲜贮藏研究较少，尤其是较高温度下的保鲜方法鲜有报道。因此，探索一种适于物流运输的保鲜方式，对羊肚菌采后产业发展具有重要意义[9]。

主动自发气调（Active modified atmosphere packaging，AMAP）是利用密封材料包装、与外界无气体交换的一种保鲜方式[10]。Ye等[11]研究表明，AMAP可以推迟香菇的呼吸和后熟，减少碳水化合物消耗，延缓香菇衰老。O2/CO2气调（仅有O2和CO2两种气体）是近年来新提出的一种保鲜方式[12-13]，其既可利用CO2抑制果蔬呼吸速率，又能利用高O2缓解CO2产生的伤害[14]，体现出独特的保鲜优势。为此，本研究拟利用AMAP技术结合O2/CO2气调，采用充入不同初始O2/CO2比例气体进行羊肚菌的主动自发气调，定期测定羊肚菌生理生化及品质指标，探究其对羊肚菌保鲜效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

羊肚菌于2019年4月2日早晨采自山东和生菌业科技有限公司羊肚菌生产基地，采收后立即运到山东理工大学农业工程与食品科学学院农产品贮藏实验室冷库内，4 ℃预冷3 h后，选择大小一致、色泽均匀、无机械损伤的羊肚菌进行试验。

甲醇、福林酚、三氯乙酸（TCA），国药集团化学试剂有限公司提供；碳酸钠、硫代巴比妥酸（TBA），上海伯奥生物科技有限公司提供；磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻苯二酚、茚三酮，天津致远化学药剂有限公司提供；干燥剂，上海添昌实业有限公司提供。所有药品均为分析纯。乙烯脱除剂，大连昕连鑫保鲜剂有限公司提供；无孔不透气聚乙烯（PE）、材料封口膜（厚0.05 mm），上海创发包装材料有限公司提供；17.5 cm×11.5 cm×7.5 cm（外观尺寸，内部容积为1 L）保鲜盒，路桥晨亨塑料厂提供。

1.2 仪器与设备

HL-2136型手持便携式色差仪，瑞戈（上海）实业有限公司提供；GL-20G-2型台式多功能高速冷冻离心机，上海安亭仪器制造厂提供；UV-1750型紫外可见分光光度计，岛津国际贸易有限公司提供；AL-104型精密分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司提供；WYT型折光仪，杭州三永德仪器仪表有限公司提供；MR-07825-00型O2/CO2测定仪，美国FBI Dansensor公司提供；RDL380P型气调包装机，罗迪波尔机械设备有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设置5个处理，每个处理15盒样品。将羊肚菌装入保鲜盒中，每个保鲜盒内放入250 g左右的羊肚菌，3包干燥剂（每包约2 g）和2包乙烯脱除剂（每包约4 g）。然后使用气调包装机进行置换，充入气体比例分别 为100% O2、90% O2+10% CO2、80% O2+20% CO2、70% O2+30% CO2和自然大气（CK），之后将其置于(15±0.5) ℃冷库中贮藏，每天进行相关指标的测定，每个指标重复试验3次。

表1 感官评定标准Table 1 Criteria for sensory evaluation

1.4 测定指标及方法

1.4.1 羊肚菌感官评定

由10位经过培训的感官评定人员根据表1对样品进行感官评定，总分40分。

1.4.2 CO2含量

用MR-07825-00型O2/CO2分析仪测定保鲜盒内顶空气体。

1.4.3 失重率

采用称量法进行测定。

1.4.4 色度L*

用色差仪测定羊肚菌菌盖，每盒取10根样品，每个样品选取3个不同部位测定，取平均值。

1.4.5 可溶性固形物含量

取羊肚菌5 g，研磨后3层纱布过滤，用手测定。

1.4.6 蛋白质含量

采用考马斯亮蓝法[15]测定。

1.4.7 游离氨基酸含量

采用Li等[16]方法测定。

1.4.8 PPO含量

参照张丽[17]的方法进行测定，取羊肚菌1.0 g，5 mL磷酸盐缓冲液冰浴研磨，10 000 r/min低温离心15 min后，取50 μL上清液加入反应液（1.95 mL的磷酸盐缓冲液加0.5 mL、0.1 mol/L的邻苯二酚，25 ℃预热，测定波长410 nm处吸光值3 min内的变化，每10 s记一次。一个酶活性单位（U）定义为每分钟引起OD值改变0.001所需的酶量。

1.4.9 呼吸速率

采用Castelló 等[18]的方法计算，以单位时间内保鲜盒内CO2含量的增加为计算依据。

1.5 数据分析

所有试验数据利用Orgin8.0进行处理，采用SPSS19.0软件进行LSD显著性分析。

2 结果与分析

2.1 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌外观的影响

由图1可知，第0 d时羊肚菌外观完好，切开后内部呈白色，内表面光滑无凸起。第2 d时，CK处理的羊肚菌菌柄褐变呈深褐色，子实体软烂，并伴有腐臭味，自溶严重，失去商品价值，说明羊肚菌保鲜期极短，短时间内品质会严重下降。第3 d时，70% O2+30% CO2处理的羊肚菌表面出现发霉现象，菌盖出现大面积白色，切开后内部出现少量白色突起；80% O2+20% CO2开始软烂，切开后内部出现大量白色小突起，和CK品质劣变表现一致；90% O2+10% CO2外观品质较好，无软烂发霉异味表现；100% O2菌盖菌柄颜色泛白，切开后内部白化严重，且组织变脆。

图1 贮藏期间羊肚菌外观及内部形貌Fig.1 The outer and inner appearance of Morehella esculenta during storage

2.2 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌感官评分的影响

如图2（见下页）所示，羊肚菌感官评分随贮藏时间的延长而下降，贮藏2 d内，CK显著低于其他处理（P＜0.05），其他处理间差异不显著（P＞0.05）。第3 d时，90%O2+10% CO2、70% O2+30% CO2、100% O2和80% O2+20%CO2的综合评分分别为26、20、18和18分，且90% O2+10% CO2评分显著高于其他处理（P＜0.05）。

图2 主动自发气调对羊肚菌感官评分的影响Fig.2 Effects of O2/CO2AMAP on sensory score of Morehella sextelata

2.3 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌菌盖色度L*的影响

色度L*表示样品的亮暗程度，各处理菌盖L*值呈不同变化趋势（图3）。由图可知，70% O2+30% CO2、90%O2+10% CO2和100% O2处理呈上升趋势，分别从0 d的20.63增加到3 d的22.85、21.75和24.83，但90% O2+10% CO2上升幅度最小。80% O2+20% CO2处理的菌盖L*值前2 d变化不大，分别为21.05和21.08，第3 d则迅速下降至18.6，这与菌盖严重褐变有关。

图3 主动自发气调对羊肚菌色度L*的影响Fig.3 Effects of O2/CO2AMAP on L*of Morehella sextelata

2.4 O2/CO2主动自发气调保鲜盒内CO2含量和羊肚菌呼吸速率变化

由于保鲜盒内只充入O2、CO2两种气体，所以只测定了CO2含量，剩余气体即为O2含量。如图4A所示，虽然初始CO2浓度不同，但贮藏期间所有处理CO2浓度均呈上升趋势。100% O2增加速度最快，第3 d时达到80%以上，显著高于90% O2+10% CO2处理（P＜0.05），表明过高的初始O2促进了羊肚菌的呼吸作用。90% O2+10% CO2处理的CO2含量一直处于较低水平，有效抑制了羊肚菌的呼吸代谢。整个贮藏期间，70% O2+30% CO2和80%O2+20% CO2处理CO2含量一直高于其他处理，这与充入较高的初始CO2有关。

图4 贮藏期间保鲜盒内CO2含量变化(A)及主动自发气调对羊肚菌呼吸速率(B)影响Fig.4 CO2content (A) in container and the respiratory rate(B) of Morehella sextelata under O2/CO2AMAP

图4B显示了各处理的呼吸速率变化趋势不同。CK处理第1 d出现高峰后迅速下降，这与保鲜盒内O2迅速消耗有关。70% O2+30% CO2、80% O2+20% CO2和100%O2处理表现出明显的呼吸跃变，呼吸高峰均出现在第2 d，峰值分别为101.30、100.91、122.48 mg-1·kg-1·h-1,之后迅速下降，但100% O2处理的呼吸速率显著高于其他两个处理（P＜0.05）。90% O2+10% CO2处理前2 d呼吸速率基本平稳且显著低于其他气调处理（P＜0.05），之后开始上升，表明该处理可有效抑制羊肚菌的呼吸作用。

2.5 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌失重率和可溶性固形物含量的影响

羊肚菌失重率变化如图5A所示，由图可知，随着贮藏时间的延长，所有处理失重率均呈增加趋势，前2 d内，100% O2失重率高于其他处理，这与过高的呼吸代谢有关。第3 d时，80% O2+20% CO2处理失重率为2.88%±0.09%，显著高于其他处理（P＜0.05），这与该处理条件能促进子实体厚度变薄、软烂及水分析出有关。整个贮藏期间，90% O2+10% CO2处理的失重率表现较低。

整个贮藏期间，羊肚菌可溶性固形物含量均呈下降趋势（图5B），这是由于糖是呼吸代谢的底物，糖的分解导致了可溶性固形物含量的下降。其中以CK处理下降最快，2 d内下降了47.43%。与CK相比，气调处理显著延缓了羊肚菌可溶性固形物含量的下降（P＜0.05），且在第3 d时90% O2+10% CO2表现最高。

图5 主动自发气调对羊肚菌失重率(A)和可溶性固形物含量(B)的影响Fig.5 Effects of O2/CO2AMAP on weight loss rate (A) and soluble solids content (B) of Morehella sextelata

2.6 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌可溶性蛋白质和游离氨基酸含量的影响

如图6A所示，所有处理的羊肚菌在可溶性蛋白质含量第1 d内无明显变化，之后迅速上升。在气调处理中，以90% O2+10% CO2处理的可溶性蛋白质含量上升最快，在1～3 d上升了64.54%；100% O2处理上升的最慢，1～3 d上升了53.08%。可溶性蛋白质含量的升高可能与贮藏期间蛋白质及代谢酶的活化有关[19]。

图6 主动自发气调对羊肚菌可溶性蛋白质(A)和游离氨基酸(B)含量的影响Fig.6 Effects of O2/CO2AMAP on protein (A) and amino acid content (B) of Morehella sextelata

贮藏期间羊肚菌游离氨基酸呈先升后降趋势（图6B），上升与蛋白质代谢转化为氨基酸有关，而下降则与氨基酸的代谢消耗有关[20]。但就平均含量而言，90% O2+10% CO2含量最高，为(276.49±4.92) mg/100 g；其次为80% O2+20% CO2处理，平均含量为(260.89±8.86) mg/100 g；较低的为70% O2+30% CO2和CK处理，平均含量分别为(245.85±7.65) mg/100 g和(239.08±12.31) mg/100 g。

2.7 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌PPO活性的影响

PPO是引发酶促褐变的关键酶，其将酚类物质氧化成醌类，醌类物质相互聚集为黑色素造成褐变[21]。如图7所示，贮藏期间各处理羊肚菌PPO活性均呈上升趋势，但增加幅度有所不同。其中，以90% O2+10% CO2增幅最小，3 d内增加了9.85%；CK增幅最大，2 d内增加了42.83%。

图7 主动自发气调对羊肚菌和PPO活性的影响Fig.7 Effects of O2/CO2AMAP on polyphenol oxidase of Morehella sextelata

3 讨论

本试验选择保鲜温度为15 ℃，主要依据是羊肚菌在华北地区一般3月中旬采收，其平均温度在10 ℃左右[22]，同时兼顾往南方运输的可能性，故选用温度较高的15 ℃。如果在10 ℃下采用该气调技术，羊肚菌的保鲜期会适当延长。15 ℃下90% O2+10% CO2的AMAP处理可保鲜羊肚菌3 d，该结果对短期物流（3 d内）保鲜具有一定的实用价值，至于长期物流保鲜的技术要求，尚需进一步研究。

Charles等[23]研究表明，相较于被动自发气调，AMAP建立气体平衡的时间缩短50%，且有效延缓菊苣褐变。就本试验结果而言，15 ℃下羊肚菌保鲜期3 d左右，因此，保鲜盒内气体迅速达到平衡起到重要作用，CK处理仅能保鲜1 d的结果也证实了这一点。

在密闭保鲜盒内，充入的初始气体成分和比例与植物呼吸消耗O2生成CO2过程密切相关[24]。本试验中，100%O2处理由于过高的初始O2比例，贮藏前期刺激了羊肚菌的呼吸作用，较高的呼吸作用加快了营养物质的消耗，从而加速了羊肚菌衰老。70% O2+30% CO2和80% O2+20% CO2处理由于初始CO2比例较高，加上呼吸造成的CO2积累，使CO2含量过高，剩余O2也不足以缓解高CO2带来的伤害，同样不利于羊肚菌的保鲜。90% O2+10%CO2处理既可通过高CO2抑制了羊肚菌呼吸速率，适当水平的O2含量又缓解了CO2伤害，故能较好的对羊肚菌进行保鲜。

相较于CK处理的羊肚菌1 d保鲜期，90% O2+10%CO2的主动自发气调处理可有效抑制羊肚菌失重率上升，维持可溶性蛋白质和氨基酸含量，保持较好羊肚菌色泽和感官品质，可在(15±0.5)℃下延长羊肚菌保鲜期至3 d。过高或过低的O2/CO2初始比例，均不利于羊肚菌的保鲜。