15 ℃下O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌保鮮效果的影響

黃雪，員麗蘋，謝瑤，郭衍銀*，郭惠東，李賀，田學(xué)，劉進(jìn)

（1.淄博市蔬菜辦公室，山東淄博 255000；2.山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，山東淄博 255049；3.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東濟(jì)南 250100；4.山東和生菌業(yè)科技有限公司，山東淄博 255100）

羊肚菌由直徑3～4 cm的菌蓋和長度5～10 cm的菌柄組成，外部呈尖頂或圓頂型，內(nèi)部中空[1]，因菌蓋表面為不規(guī)則多面凹陷皺褶似羊肚而得名[1-2]。羊肚菌含有18種氨基酸，其中8種人體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-氨基異丁酸、2,4-二氨基異丁酸等幾種稀有氨基酸給羊肚菌帶來獨特奇鮮的風(fēng)味[3]。同時，羊肚菌還富含維生素A、D、E、K和鐵、鉀、磷、鎂、錳、鋅、鈣等礦物質(zhì)元素，以及豐富的具抗氧化和抗菌功能的酚類化合物[4-6]，是一種珍貴的藥食兩用真菌。隨著人們生活水平的提高，以及對羊肚菌營養(yǎng)和保健價值的了解，羊肚菌的需求量逐年增多[7]。近年來，羊肚菌馴化栽培技術(shù)逐漸成熟[2]。但羊肚菌含水量高，組織脆嫩，放置在常溫下1 d，子實體即嚴(yán)重失水、軟爛并產(chǎn)生臭味，喪失商品價值[8]。目前，學(xué)者對羊肚菌保鮮貯藏研究較少，尤其是較高溫度下的保鮮方法鮮有報道。因此，探索一種適于物流運輸?shù)谋ｕr方式，對羊肚菌采后產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[9]。

主動自發(fā)氣調(diào)（Active modified atmosphere packaging，AMAP）是利用密封材料包裝、與外界無氣體交換的一種保鮮方式[10]。Ye等[11]研究表明，AMAP可以推遲香菇的呼吸和后熟，減少碳水化合物消耗，延緩香菇衰老。O2/CO2氣調(diào)（僅有O2和CO2兩種氣體）是近年來新提出的一種保鮮方式[12-13]，其既可利用CO2抑制果蔬呼吸速率，又能利用高O2緩解CO2產(chǎn)生的傷害[14]，體現(xiàn)出獨特的保鮮優(yōu)勢。為此，本研究擬利用AMAP技術(shù)結(jié)合O2/CO2氣調(diào)，采用充入不同初始O2/CO2比例氣體進(jìn)行羊肚菌的主動自發(fā)氣調(diào)，定期測定羊肚菌生理生化及品質(zhì)指標(biāo)，探究其對羊肚菌保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羊肚菌于2019年4月2日早晨采自山東和生菌業(yè)科技有限公司羊肚菌生產(chǎn)基地，采收后立即運到山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏實驗室冷庫內(nèi)，4 ℃預(yù)冷3 h后，選擇大小一致、色澤均勻、無機(jī)械損傷的羊肚菌進(jìn)行試驗。

甲醇、福林酚、三氯乙酸（TCA），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供；碳酸鈉、硫代巴比妥酸（TBA），上海伯奧生物科技有限公司提供；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚、茚三酮，天津致遠(yuǎn)化學(xué)藥劑有限公司提供；干燥劑，上海添昌實業(yè)有限公司提供。所有藥品均為分析純。乙烯脫除劑，大連昕連鑫保鮮劑有限公司提供；無孔不透氣聚乙烯（PE）、材料封口膜（厚0.05 mm），上海創(chuàng)發(fā)包裝材料有限公司提供；17.5 cm×11.5 cm×7.5 cm（外觀尺寸，內(nèi)部容積為1 L）保鮮盒，路橋晨亨塑料廠提供。

1.2 儀器與設(shè)備

HL-2136型手持便攜式色差儀，瑞戈（上海）實業(yè)有限公司提供；GL-20G-2型臺式多功能高速冷凍離心機(jī)，上海安亭儀器制造廠提供；UV-1750型紫外可見分光光度計，島津國際貿(mào)易有限公司提供；AL-104型精密分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司提供；WYT型折光儀，杭州三永德儀器儀表有限公司提供；MR-07825-00型O2/CO2測定儀，美國FBI Dansensor公司提供；RDL380P型氣調(diào)包裝機(jī)，羅迪波爾機(jī)械設(shè)備有限公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置5個處理，每個處理15盒樣品。將羊肚菌裝入保鮮盒中，每個保鮮盒內(nèi)放入250 g左右的羊肚菌，3包干燥劑（每包約2 g）和2包乙烯脫除劑（每包約4 g）。然后使用氣調(diào)包裝機(jī)進(jìn)行置換，充入氣體比例分別 為100% O2、90% O2+10% CO2、80% O2+20% CO2、70% O2+30% CO2和自然大氣（CK），之后將其置于(15±0.5) ℃冷庫中貯藏，每天進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定，每個指標(biāo)重復(fù)試驗3次。

表1 感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 羊肚菌感官評定

由10位經(jīng)過培訓(xùn)的感官評定人員根據(jù)表1對樣品進(jìn)行感官評定，總分40分。

1.4.2 CO2含量

用MR-07825-00型O2/CO2分析儀測定保鮮盒內(nèi)頂空氣體。

1.4.3 失重率

采用稱量法進(jìn)行測定。

1.4.4 色度L*

用色差儀測定羊肚菌菌蓋，每盒取10根樣品，每個樣品選取3個不同部位測定，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層紗布過濾，用手測定。

1.4.6 蛋白質(zhì)含量

采用考馬斯亮藍(lán)法[15]測定。

1.4.7 游離氨基酸含量

采用Li等[16]方法測定。

1.4.8 PPO含量

參照張麗[17]的方法進(jìn)行測定，取羊肚菌1.0 g，5 mL磷酸鹽緩沖液冰浴研磨，10 000 r/min低溫離心15 min后，取50 μL上清液加入反應(yīng)液（1.95 mL的磷酸鹽緩沖液加0.5 mL、0.1 mol/L的鄰苯二酚，25 ℃預(yù)熱，測定波長410 nm處吸光值3 min內(nèi)的變化，每10 s記一次。一個酶活性單位（U）定義為每分鐘引起OD值改變0.001所需的酶量。

1.4.9 呼吸速率

采用Castelló 等[18]的方法計算，以單位時間內(nèi)保鮮盒內(nèi)CO2含量的增加為計算依據(jù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)利用Orgin8.0進(jìn)行處理，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行LSD顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌外觀的影響

由圖1可知，第0 d時羊肚菌外觀完好，切開后內(nèi)部呈白色，內(nèi)表面光滑無凸起。第2 d時，CK處理的羊肚菌菌柄褐變呈深褐色，子實體軟爛，并伴有腐臭味，自溶嚴(yán)重，失去商品價值，說明羊肚菌保鮮期極短，短時間內(nèi)品質(zhì)會嚴(yán)重下降。第3 d時，70% O2+30% CO2處理的羊肚菌表面出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象，菌蓋出現(xiàn)大面積白色，切開后內(nèi)部出現(xiàn)少量白色突起；80% O2+20% CO2開始軟爛，切開后內(nèi)部出現(xiàn)大量白色小突起，和CK品質(zhì)劣變表現(xiàn)一致；90% O2+10% CO2外觀品質(zhì)較好，無軟爛發(fā)霉異味表現(xiàn)；100% O2菌蓋菌柄顏色泛白，切開后內(nèi)部白化嚴(yán)重，且組織變脆。

圖1 貯藏期間羊肚菌外觀及內(nèi)部形貌Fig.1 The outer and inner appearance of Morehella esculenta during storage

2.2 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌感官評分的影響

如圖2（見下頁）所示，羊肚菌感官評分隨貯藏時間的延長而下降，貯藏2 d內(nèi)，CK顯著低于其他處理（P＜0.05），其他處理間差異不顯著（P＞0.05）。第3 d時，90%O2+10% CO2、70% O2+30% CO2、100% O2和80% O2+20%CO2的綜合評分分別為26、20、18和18分，且90% O2+10% CO2評分顯著高于其他處理（P＜0.05）。

圖2 主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌感官評分的影響Fig.2 Effects of O2/CO2AMAP on sensory score of Morehella sextelata

2.3 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌菌蓋色度L*的影響

色度L*表示樣品的亮暗程度，各處理菌蓋L*值呈不同變化趨勢（圖3）。由圖可知，70% O2+30% CO2、90%O2+10% CO2和100% O2處理呈上升趨勢，分別從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處理的菌蓋L*值前2 d變化不大，分別為21.05和21.08，第3 d則迅速下降至18.6，這與菌蓋嚴(yán)重褐變有關(guān)。

圖3 主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌色度L*的影響Fig.3 Effects of O2/CO2AMAP on L*of Morehella sextelata

2.4 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)保鮮盒內(nèi)CO2含量和羊肚菌呼吸速率變化

由于保鮮盒內(nèi)只充入O2、CO2兩種氣體，所以只測定了CO2含量，剩余氣體即為O2含量。如圖4A所示，雖然初始CO2濃度不同，但貯藏期間所有處理CO2濃度均呈上升趨勢。100% O2增加速度最快，第3 d時達(dá)到80%以上，顯著高于90% O2+10% CO2處理（P＜0.05），表明過高的初始O2促進(jìn)了羊肚菌的呼吸作用。90% O2+10% CO2處理的CO2含量一直處于較低水平，有效抑制了羊肚菌的呼吸代謝。整個貯藏期間，70% O2+30% CO2和80%O2+20% CO2處理CO2含量一直高于其他處理，這與充入較高的初始CO2有關(guān)。

圖4 貯藏期間保鮮盒內(nèi)CO2含量變化(A)及主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌呼吸速率(B)影響Fig.4 CO2content (A) in container and the respiratory rate(B) of Morehella sextelata under O2/CO2AMAP

圖4B顯示了各處理的呼吸速率變化趨勢不同。CK處理第1 d出現(xiàn)高峰后迅速下降，這與保鮮盒內(nèi)O2迅速消耗有關(guān)。70% O2+30% CO2、80% O2+20% CO2和100%O2處理表現(xiàn)出明顯的呼吸躍變，呼吸高峰均出現(xiàn)在第2 d，峰值分別為101.30、100.91、122.48 mg-1·kg-1·h-1,之后迅速下降，但100% O2處理的呼吸速率顯著高于其他兩個處理（P＜0.05）。90% O2+10% CO2處理前2 d呼吸速率基本平穩(wěn)且顯著低于其他氣調(diào)處理（P＜0.05），之后開始上升，表明該處理可有效抑制羊肚菌的呼吸作用。

2.5 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌失重率和可溶性固形物含量的影響

羊肚菌失重率變化如圖5A所示，由圖可知，隨著貯藏時間的延長，所有處理失重率均呈增加趨勢，前2 d內(nèi)，100% O2失重率高于其他處理，這與過高的呼吸代謝有關(guān)。第3 d時，80% O2+20% CO2處理失重率為2.88%±0.09%，顯著高于其他處理（P＜0.05），這與該處理條件能促進(jìn)子實體厚度變薄、軟爛及水分析出有關(guān)。整個貯藏期間，90% O2+10% CO2處理的失重率表現(xiàn)較低。

整個貯藏期間，羊肚菌可溶性固形物含量均呈下降趨勢（圖5B），這是由于糖是呼吸代謝的底物，糖的分解導(dǎo)致了可溶性固形物含量的下降。其中以CK處理下降最快，2 d內(nèi)下降了47.43%。與CK相比，氣調(diào)處理顯著延緩了羊肚菌可溶性固形物含量的下降（P＜0.05），且在第3 d時90% O2+10% CO2表現(xiàn)最高。

圖5 主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌失重率(A)和可溶性固形物含量(B)的影響Fig.5 Effects of O2/CO2AMAP on weight loss rate (A) and soluble solids content (B) of Morehella sextelata

2.6 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量的影響

如圖6A所示，所有處理的羊肚菌在可溶性蛋白質(zhì)含量第1 d內(nèi)無明顯變化，之后迅速上升。在氣調(diào)處理中，以90% O2+10% CO2處理的可溶性蛋白質(zhì)含量上升最快，在1～3 d上升了64.54%；100% O2處理上升的最慢，1～3 d上升了53.08%?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量的升高可能與貯藏期間蛋白質(zhì)及代謝酶的活化有關(guān)[19]。

圖6 主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌可溶性蛋白質(zhì)(A)和游離氨基酸(B)含量的影響Fig.6 Effects of O2/CO2AMAP on protein (A) and amino acid content (B) of Morehella sextelata

貯藏期間羊肚菌游離氨基酸呈先升后降趨勢（圖6B），上升與蛋白質(zhì)代謝轉(zhuǎn)化為氨基酸有關(guān)，而下降則與氨基酸的代謝消耗有關(guān)[20]。但就平均含量而言，90% O2+10% CO2含量最高，為(276.49±4.92) mg/100 g；其次為80% O2+20% CO2處理，平均含量為(260.89±8.86) mg/100 g；較低的為70% O2+30% CO2和CK處理，平均含量分別為(245.85±7.65) mg/100 g和(239.08±12.31) mg/100 g。

2.7 O2/CO2主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌PPO活性的影響

PPO是引發(fā)酶促褐變的關(guān)鍵酶，其將酚類物質(zhì)氧化成醌類，醌類物質(zhì)相互聚集為黑色素造成褐變[21]。如圖7所示，貯藏期間各處理羊肚菌PPO活性均呈上升趨勢，但增加幅度有所不同。其中，以90% O2+10% CO2增幅最小，3 d內(nèi)增加了9.85%；CK增幅最大，2 d內(nèi)增加了42.83%。

圖7 主動自發(fā)氣調(diào)對羊肚菌和PPO活性的影響Fig.7 Effects of O2/CO2AMAP on polyphenol oxidase of Morehella sextelata

3 討論

本試驗選擇保鮮溫度為15 ℃，主要依據(jù)是羊肚菌在華北地區(qū)一般3月中旬采收，其平均溫度在10 ℃左右[22]，同時兼顧往南方運輸?shù)目赡苄?，故選用溫度較高的15 ℃。如果在10 ℃下采用該氣調(diào)技術(shù)，羊肚菌的保鮮期會適當(dāng)延長。15 ℃下90% O2+10% CO2的AMAP處理可保鮮羊肚菌3 d，該結(jié)果對短期物流（3 d內(nèi)）保鮮具有一定的實用價值，至于長期物流保鮮的技術(shù)要求，尚需進(jìn)一步研究。

Charles等[23]研究表明，相較于被動自發(fā)氣調(diào)，AMAP建立氣體平衡的時間縮短50%，且有效延緩菊苣褐變。就本試驗結(jié)果而言，15 ℃下羊肚菌保鮮期3 d左右，因此，保鮮盒內(nèi)氣體迅速達(dá)到平衡起到重要作用，CK處理僅能保鮮1 d的結(jié)果也證實了這一點。

在密閉保鮮盒內(nèi)，充入的初始?xì)怏w成分和比例與植物呼吸消耗O2生成CO2過程密切相關(guān)[24]。本試驗中，100%O2處理由于過高的初始O2比例，貯藏前期刺激了羊肚菌的呼吸作用，較高的呼吸作用加快了營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，從而加速了羊肚菌衰老。70% O2+30% CO2和80% O2+20% CO2處理由于初始CO2比例較高，加上呼吸造成的CO2積累，使CO2含量過高，剩余O2也不足以緩解高CO2帶來的傷害，同樣不利于羊肚菌的保鮮。90% O2+10%CO2處理既可通過高CO2抑制了羊肚菌呼吸速率，適當(dāng)水平的O2含量又緩解了CO2傷害，故能較好的對羊肚菌進(jìn)行保鮮。

相較于CK處理的羊肚菌1 d保鮮期，90% O2+10%CO2的主動自發(fā)氣調(diào)處理可有效抑制羊肚菌失重率上升，維持可溶性蛋白質(zhì)和氨基酸含量，保持較好羊肚菌色澤和感官品質(zhì)，可在(15±0.5)℃下延長羊肚菌保鮮期至3 d。過高或過低的O2/CO2初始比例，均不利于羊肚菌的保鮮。