O2/CO2主动自发气调对羊肚菌4℃下贮藏品质的影响*

黄 雪，刘莎莎，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（Morehella sextelata），又名羊肚菜、阳雀菌、包谷菌，因菌盖表面呈现凹坑，外形似羊肚而得名[1]。羊肚菌营养成分丰富，富含多糖、蛋白质、维生素、叶酸、氨基酸等物质[2]，其中氨基酸多达18种，且人体所需8种必需氨基酸占氨基酸总量的47.47%，是一种名贵的食（药）用菌[3-4]。然而羊肚菌含水量极高、肉质脆嫩，生理周期短，极易受到机械伤以及病菌感染，在采摘后1 d～2 d就会出现腐烂、染菌现象，造成巨大经济损失，限制了羊肚菌产业的发展[5]。

目前，国内外专家学者对羊肚菌保鲜的研究较少，仅见顾可飞采用电子束辐照[2]、李翔用壳聚糖涂膜[6]、张沙沙采后预处理[5]等几篇保鲜相关文献，且这些研究与物流运输环节缺乏密切衔接，难以在物流过程中得到应用。

自发气调分为被动自发气调（passive modified atmosphere packaging，PMAP） 和主动自发气调（active modified atmosphere packaging， AMAP）[7]。PMAP主要是利用商品本身的呼吸作用及包装材料的渗透性来调控所需气体环境从而达到保鲜目的；AMAP则是在不透气的包装材料内充入特定成分比例的气体，利用商品自身的呼吸作用进行包装盒内气体的调节，从而快速达到所需的气体环境并实现保鲜[8]。PMAP具有方便、经济的优势，但该方法达到所需气体环境的时间较长，且气体交换影响局部空间内的气体比例，进而影响保鲜效果；同时，因目前保鲜膜种类、特性繁多，难以制定针对特定商品的统一包装标准。AMAP只需在密闭保鲜包装内充入特定比例和成分的气体即可，不需要考虑保鲜膜渗透性问题，也减少了商品与包装盒之间的相互影响，迅速应用于物流保鲜。Li研究了不同初始比例气体的AMAP对香菇营养成分的影响[9]，发现3%O2+5%CO2+92%N2可以有效抑制营养成分的流失；Oz[10]指出，适宜的O2配合CO2的AMAP处理可有效保持双孢蘑菇品质，其中12%O2+5%CO2+83%N2处理可以将双孢蘑菇贮藏期延长至16 d。

郭衍银等[11-13]的研究指出，O2/CO2气调既可利用高CO2抑制采后果蔬的呼吸强度，同时又可利用高O2缓解CO2伤害，该技术已在西兰花[14]、生姜[15-16]保鲜上取得不错效果。因此，将AMAP技术和O2/CO2气调结合，研究不同初始比例的O2、CO2气体对羊肚菌采后生理生化及品质的影响，采用O2/CO2AMAP的方式作为羊肚菌采后的保鲜手段，将对羊肚菌的物流保鲜具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试的六妹羊肚菌（Morchella sextelata）采自淄博市淄川区羊肚菌试验栽培基地，采后立即送往山东理工大学实验室冷库，4℃下预冷6 h后，挑选颜色及大小相似、无病虫害、无机械损伤的羊肚菌进行贮藏保鲜试验。

试剂：考马斯亮蓝、硫代硫巴比妥酸、氯化亚锡，济南天本生物科技有限公司；磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙酸、乙酸钠，无锡亚太联合化工有限公司；甲醇、福林酚、碳酸钠，天津市致远化学试剂厂；茚三酮、邻苯二酚、三氯乙酸，广州市崇骏化工试剂公司；干燥剂，上海添昌实业有限公司；乙烯脱除剂，大连昕连鑫保鲜剂有限公司；无孔不透气封口膜，上海创发包装材料有限公司。所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PHS-25 pH计，上海精科雷磁仪器；UV-1750紫外可见分光光度计，岛津国际贸易有限公司；GL-20G-2台式高速冷冻离心机，上海安亭仪器制造厂；AL-1D4精密分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；DW-FW351型低温冰箱，中科美菱低温科技有限责任公司；MR-07825-00型O2/CO2测定仪，美国FBI Dansensor公司；RDL380P型气调包装机，罗迪波尔机械设备有限公司。

1.3 试验设计

将预冷后的羊肚菌分为5组，每组24个气调箱（302.9 mm×243.8 mm×243.8 mm）。每个箱设置约羊肚菌2.7 kg，同时分散放入干燥剂90 g、乙烯脱除剂30 g。利用气调包装机分别往5组气调箱中置换充入一定比例的气体，具体见表1。

表1 气体成分比例Tab.1 Radio of gas content

如表1所示，按特定比例充入气体，气体体积约为羊肚菌体积的5倍。使用厚0.05 mm的无孔不透气聚乙烯（PE）材料作为封口膜。然后，将气调箱置于（4.0±0.5）℃冷库中贮藏，每天取样1次，每次取3个重复，测定相关指标。

1.4 指标测定

1.4.1 羊肚菌感官评定

以羊肚菌子实体的色泽、气味及质地作为评判标准（3项指标的满分均为10分，总分30分），对5组不同气体比例气调箱内的羊肚菌进行感官评分。由10名经过专业培训的感官评价人员公正公开地打分，以低于12分定为失去商品价值，具体评分标准参照文献[5]。

表2 羊肚菌感官评定标准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分析仪测定气调箱内顶空气体。

1.4.3 呼吸速率

采用Castelló等[17]的方法计算，以单位时间内气调箱内CO2含量的增加为计算依据。

1.4.4 失重率、色度、可溶性固形物含量、蛋白质含量、游离氨基酸含量、MDA含量测定

失重率采用称重法测定；色度采用Oz等[10]的方法利用便携式色差仪测定；可溶性固形物含量采用刘战丽[18]的方法，利用手持糖度仪测定；蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250[19]的方法测定；游离氨基酸含量采用Kim[20]的方法利用茚三酮比色法测定；MDA含量采用Dong等[21]的方法利用分光光度法测定。

1.4.5 PPO活性

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

1.5 数据处理

所得数据使用SPSS 19.0软件进行LSD显著性分析及相关性分析，差异显著水平P＜0.05，并用Excel软件绘图。

2 结果与分析

2.1 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌感官评分的影响

O2/CO2主动自发气调对羊肚菌感官评分的影响结果见图1、图2。

如图1所示，羊肚菌的感官评分随着时间延长呈现下降趋势。在第1天，各组羊肚菌的感官评分差异不显著（P＞0.05），1 d之后，差异逐渐显著（P＜0.05）。CK、处理组1及处理组2的感官评分一直呈快速下降趋势，而处理组3及处理组4的感官评分在前4天下降较缓慢，之后下降稍快。

8 d时的样品形态如图2所示，CK组失水严重、表面硬化且无弹性，感官评分仅为7分；处理组1和处理组2的样品褪色白化严重，感官评分分别为8分、9分；处理组4的样品切开后菌盖内出现较多白色突起；而处理组3的样品维持了较好的色泽、质地，且无异味，此时感官评分最高，为15分，仍具有较高商品价值。

2.2 O2/CO2主动自发气调对气调箱内CO2、O2含量及对羊肚菌呼吸速率的影响

不同处理对包装内CO2、O2含量及对羊肚菌呼吸速率的影响见图3。

如图3A和图3B所示，气调箱内的CO2含量呈上升趋势，而O2含量则呈下降趋势。在0～1 d，CK组CO2含量迅速上升，O2迅速下降，第1天时分别为18.7%和2.3%，说明此时气调箱内O2基本耗尽。在整个贮藏期间，各处理组CO2含量虽上升很快，但在第8天时仍存留一定O2，处理组1～处理组4中的O2含量分别为28.8%、25.1%、28.1%和38.7%，有效的缓解了高浓度CO2伤害。

如图3C所示，不同处理对羊肚菌的呼吸速率存在显著影响，且各处理呼吸高峰出现时间也不同。CK处理组在第1天出现呼吸高峰，而处理组1～处理组4中O2的呼吸高峰分别出现在第5天、第7天、第7天和第6天。就呼吸强度而言，其O2的平均呼吸速率分别为 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，处理组 4 表现最高，可能是高氧导致羊肚菌代谢旺盛从而加速了其呼吸作用，处理组1的表现最低，可能与产生无氧呼吸有关；处理组3的表现适中，可有效减少营养物质的消耗。

2.3 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌失重率及可溶性固形物含量的影响

O2/CO2主动自发气调对羊肚菌失重率、可溶性固形物含量的影响见图4。

由图4A可知，失重率随贮藏期的延长呈现持续上升趋势。整个贮藏期间，处理组3和处理组4的失重率显著低于其他处理（P＜0.05），且处理组3处于最低水平。

由图4B可知，各处理可溶性固形物含量在贮藏过程中呈现先上升后下降趋势，均在第3天达到峰值，这可能与各种物质迅速活化有关。在贮藏前期，各处理组间差异不显著（P＞0.05），第3天之后，处理组3和处理组4的可溶性固形物含量显著高于CK，而处理组1的可溶性固形物含量则显著低于CK （P＜0.05）。

2.4 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌蛋白质及游离氨基酸含量的影响

O2/CO2主动自发气调对羊肚菌蛋白质及游离氨基酸含量的影响见图5。

由图5A可知，各处理组蛋白质含量在整个贮藏过程中呈现下降趋势。在1 d～8 d，各处理的蛋白质含量一直高于CK，且处理组3和处理组4的蛋白质含量显著高于CK，其中以处理组3的蛋白质含量最高，在第8天时，处理组3比CK组的蛋白质含量高出17.7%。

游离氨基酸具有高度的生理活性，除作为蛋白质的组成成分外，部分氨基酸能调节组织代谢活动和生长发育，在渗透调节、代谢调控等方面发挥重要作用[23]。如图5B所示，各处理游离氨基酸含量呈上升趋势，说明贮藏期间羊肚菌中蛋白质迅速转化为氨基酸并参与代谢活动。就上升速率而言，90%O2+10%CO2处理上升最快，而CK上升最慢。

2.5 O2/CO2主动自发气调对羊肚菌色度L*及PPO活性的影响

O2/CO2主动自发气调对羊肚菌色度L*及PPO活性的影响见图6。

由图6A所示，菌盖的色度L*随着贮藏期的延长呈现上升趋势，说明羊肚菌在贮藏过程中菌盖会出现脱色白化现象。在贮藏0～1 d，处理组1和处理组2相比于其他处理的色度L*上升较快，1 d后处理组3的CO2处理保持平缓上升趋势，而其他处理则呈现快速上升趋势，其中以处理组2的CO2组L*上升最快，在第8天时相对于贮藏前上升了54.01%，而处理组3的CO2处理变化最低，贮藏前后只上升了26.9%，说明适当气调处理有利于抑制羊肚菌的脱色及菌盖白化，维持其原本色泽。

由图6B所示，PPO是导致生物体发生褐变的关键酶类[24]。PPO活性随着贮藏期的延长呈现总体上升趋势，与CK相比，所有气调处理均抑制了PPO的活性。除处理组4外，其他处理与CK达到差异显著水平（P＜0.05）。各处理及CK的PPO平均活性分别为 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主动自发气调对羊肚菌丙二醛（MDA）含量的影响

当生物体衰老或受到损伤时会发生膜脂过氧化作用，而MDA作为膜脂过氧化的产物，其高低可反映膜系统受损伤的程度[25]。O2/CO2主动自发气调对羊肚菌丙二醛（MDA） 含量的影响见图7。

由图7可知，MDA含量在贮藏过程中呈现上升趋势。除处理组1外，其他处理组间差异不显著（P＞0.05）。而在3 d之后所有处理组的MDA含量显著低于CK处理组（P＜0.05），在第8天时各处理组的MDA含量分别较CK组降低了6.3%、9.7%、19.1%及14.1%。整个贮藏期间，以处理组3的MDA含量表现最低。

3 讨论

近年来，PMAP结合低温贮藏用以延长食品货架期已在多种果蔬上广泛应用[26]。Costa等[27]研究指出80 μm的聚丙烯材料作为PMAP的包装材料保鲜即食葡萄可延长贮藏期至70 d，远高于未包装组（7 d）；PMAP用于去皮开心果的保鲜可贮藏期延长达105 d[28]。但不同果蔬需要采用不同类型保鲜膜，由于PMAP的局限性，限制了PMAP技术的应用。如Jayathunge等[29]指出厚度0.050 mm的PP可延长平菇贮藏期至6 d，而厚度0.015 mm的LDPE可将其贮藏期延长至12 d。而李文香等[30]研究了不同厚度的LDPE作为PMAP包装载体对平菇贮藏效果的影响，指出厚度0.015 mm的LDPE未能对保鲜平菇起到有效作用，而0.030 mm的LDPE则适于平菇保鲜。

AMAP只需采用一个密封包装，通过充入气体及果蔬呼吸的相互调节，可迅速达到果蔬所需气体环境。Charles[7]等研究利用AMAP保鲜莴苣，指出AMAP比PMAP减少了50%的气体过渡周期，有效的推迟了莴苣褐变的发生。因此，AMAP不仅可以免于保鲜膜的选择，还能使包装内气体快速达到所需环境并减少气体过渡周期，从而更好地保鲜果蔬。同时，因为不存在保鲜膜与外界的气体交换问题，减少了包装盒之间的相互影响，该技术在物流保鲜中具有独特优势。

随着羊肚菌衰老，羊肚菌会逐渐表现出失水、异味、软烂甚至发粘等现象[2]。本试验结果表明，不同气体处理对羊肚菌采后品质造成显著差异（P＜0.05）。结合CO2、O2含量可知，CK处理组的羊肚菌CO2、O2含量在第1天时趋于稳定后便进行无氧呼吸，导致羊肚菌产生乙醇毒害，造成代谢紊乱，降低其品质[31]，而其他处理组在第8 d时O2含量仍高于20%，有效缓解了高CO2带来的伤害[13]。此外，90%O2+10%CO2处理的CO2及O2含量在第5天～第6天时气体就达到了平衡期，与CK相比呼吸高峰出现时间推迟了6 d，且呼吸速率始终处于最低水平，更有利于羊肚菌贮藏品质的维持。

4 结论

总之，适当O2/CO2AMAP处理可促使气调箱内气体迅速达到平衡期，降低羊肚菌呼吸速率，维持较高的可溶性固形物、蛋白质和游离氨基酸含量，延缓失重率、PPO活性和MDA含量的上升，维持较好的羊肚菌感官品质。其中以90%O2+10%CO2的AMAP处理效果最佳。过高的O2如100%O2处理易造成羊肚菌营养物质消耗过快和内部出现白色斑点，过高的CO2处理如70%O2+30%CO2处理则易出现褪色白化现象和异味。