減振包裝對(duì)雙孢菇采后貯運(yùn)品質(zhì)的影響

陳代良，韓延超，吳偉杰，鄧尚貴，陳杭君，*，郜海燕

(1.浙江海洋大學(xué) 食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江 舟山 316022；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，浙江 杭州 310021；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021)

雙孢菇[(Large) Sing.]又名紐扣蘑菇，不僅味道鮮美、營養(yǎng)豐富，而且還具有較好的藥用價(jià)值，年產(chǎn)量占世界食用菌總產(chǎn)量的15%。研究表明，雙孢菇中的多糖和其他活性成分具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)人體代謝等功能。然而，由于雙孢菇表層結(jié)構(gòu)脆弱，采后運(yùn)輸過程中極易因受到振動(dòng)脅迫而出現(xiàn)褐變和組織軟化等問題，導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值和商品價(jià)值的急劇下降。

振動(dòng)引起的機(jī)械損傷是造成果蔬采后損傷的一個(gè)重要因素，亦是果蔬采后品質(zhì)劣變的主要原因之一，不僅會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)損失，還會(huì)縮短產(chǎn)品的貨架期。因此，運(yùn)輸過程中的振動(dòng)對(duì)果蔬采后品質(zhì)的影響越來越受到研究者的重視。Xu等報(bào)道，運(yùn)輸過程中的振動(dòng)、跌落沖擊均會(huì)對(duì)蘋果造成嚴(yán)重傷害，縮短果實(shí)的貯藏時(shí)間；陳紹軍等指出，受到機(jī)械損傷后，枇杷的呼吸強(qiáng)度迅速增強(qiáng)，細(xì)胞膜遭到破壞，引發(fā)生理代謝紊亂和果肉腐爛；俞雅瓊發(fā)現(xiàn)，機(jī)械振動(dòng)會(huì)提高梨的呼吸強(qiáng)度，降低纖維素酶和苯丙氨酸解氨酶的活性。

近年來，生鮮食品電子商務(wù)在我國發(fā)展迅速，具有良好防護(hù)能力的包裝設(shè)計(jì)越來越受到關(guān)注。包裝是保護(hù)果蔬在采后運(yùn)輸過程中免受機(jī)械損傷的一種重要方法，在減少果蔬損傷和延長保質(zhì)期方面發(fā)揮著重要作用。Lin等研究發(fā)現(xiàn)，緩沖包裝能顯著降低水蜜桃[(L.) Batsch]總酚的消耗，延緩衰老進(jìn)程。

本研究針對(duì)雙孢菇的特點(diǎn)，研發(fā)一種有望應(yīng)用于雙孢菇實(shí)際生產(chǎn)流通中的特制緩沖包裝，通過對(duì)菇體進(jìn)行柔性固定，以期減少振動(dòng)造成的損傷，從而改善雙孢菇的采后貯運(yùn)品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試雙孢菇樣品采自浙江嘉善寧遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，品種為A19，基地采收后即運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室。先在冷庫[溫度(4±1)℃，相對(duì)濕度90%～95%]預(yù)冷16 h，然后挑選菇形圓整、色澤潔白、未開傘、無機(jī)械損傷、菌蓋直徑35～40 mm的雙孢菇作為實(shí)驗(yàn)材料。

1.2 儀器與設(shè)備

郵政4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)泡沫箱(外部尺寸34 cm×22 cm×18 cm，內(nèi)部尺寸30 cm×18 cm×14 cm，壁厚2 cm，容量7.5 L)，翼洋泡塑工廠；M/MN-100R型模擬運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，睦尼實(shí)驗(yàn)設(shè)備(上海)有限公司；TA.XT.Plus物性測(cè)定儀(以下稱為質(zhì)構(gòu)儀)，英國Stable Micro Systems公司；Thermo Biofuge Startos型冷凍離心機(jī)，美國Thermo Fisher Scientific公司；DK-8D恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；WFZ UV-2802型紫外分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司；ME103E型電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；CR-400型手持色差儀(以下稱為色差儀)，日本Konic Minolta公司；DDS-307A型電導(dǎo)率儀，上海儀電科學(xué)股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將模型運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)移至冷庫中。將供試雙孢菇樣品分為3組，每組4 kg，均用郵政4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)泡沫箱盛放。在3組樣品中：A組，無緩沖包裝，作為對(duì)照；B組，使用普通緩沖包裝；C組，使用特制緩沖包裝。將3組樣品同時(shí)置于振動(dòng)臺(tái)，在3.33 Hz條件下模擬運(yùn)輸振動(dòng)16 h后，放在冷庫中就地貯藏，每3 d取一次樣，測(cè)量相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)，共貯藏15 d。

特制緩沖包裝：以郵政4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)泡沫箱為容器，根據(jù)其內(nèi)壁尺寸，將厚度為5 mm的EPE(發(fā)泡聚乙烯)泡沫墊裁剪成25 cm×16 cm的矩形材料，將該材料均勻地劃分為20(4×5)個(gè)小單元格。每個(gè)小單元格約為4 cm×5 cm，中間挖出1.0 cm×1.5 cm的矩形空洞，并沿矩形頂點(diǎn)四周劃開1 cm的口子(圖1)。將雙孢菇的菌柄固定在孔洞中，放入泡沫箱中，每層雙孢菇之間用1 mm厚的EPE泡沫墊隔開。本實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)泡沫箱中約能放置5層雙孢菇(圖2)。

圖1 特制緩沖包裝示意圖Fig.1 Drawing of special cushioning packaging design

普通緩沖包裝：以郵政4號(hào)標(biāo)準(zhǔn)泡沫箱為容器，每層雙孢菇之間以1 mm厚的EPE泡沫墊隔開。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 菌蓋色澤

使用色差儀在雙孢菇菌蓋部位隨機(jī)測(cè)定值，并記錄，每組重復(fù)5次，取平均值。

1.4.2 硬度

參考Qi等的方法，略有改動(dòng)，使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定硬度：將雙孢菇菌柄沿菌蓋底端切除，平穩(wěn)地放置在測(cè)試臺(tái)上，探頭對(duì)準(zhǔn)蘑菇菌蓋正中間下壓，探頭直徑2 mm，下壓深度10 mm，測(cè)試前探頭下壓速度為2 mm·s，測(cè)試后回位速度為5 mm·s，觸發(fā)力為0.05 N，以測(cè)試過程中的最大峰值為硬度。每組樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.4.3 細(xì)胞膜滲透率

參考曹建康等的方法，略有改動(dòng)。使用打孔器從雙孢菇菌蓋上挖取組織后，切成厚度2 mm的均勻薄片。稱取2 g該薄片于25 mL試管中，加入25 mL去離子水，在搖床上振蕩30 min，然后用電導(dǎo)率儀測(cè)定溶液電導(dǎo)率，記為，再放入水浴鍋中煮沸10 min，加水到原刻度并冷卻至室溫，再次測(cè)定溶液電導(dǎo)率，記為。同時(shí)，測(cè)定去離子水的電導(dǎo)率，記為。

按下式計(jì)算菇肉細(xì)胞膜滲透率(，%)：

1.4.4 總酚含量

參考曹建康等的方法。稱取2 g菇肉，加入少許經(jīng)預(yù)冷的1%(體積分?jǐn)?shù))HCl-甲醇溶液，

在冰浴條件下研磨成勻漿后，轉(zhuǎn)入20 mL刻度試管中，于4 ℃避光提取20 min，收集濾液，在波長280 nm處測(cè)定溶液的吸光度，對(duì)比用沒食子酸制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出雙孢菇的總酚含量。

1.4.5 維生素C(V)含量

參考曹建康等的方法，使用分光光度法測(cè)定雙孢菇的V含量。

1.4.6 谷胱甘肽(GSH)含量

參考曹建康等的方法，使用分光光度法測(cè)定雙孢菇的谷胱甘肽含量。

1.4.7 酶活

參照姜愛麗等的方法測(cè)定多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性，參照曹建康等的方法測(cè)定過氧化氫酶(CAT)活性。對(duì)于上述3種酶，均以單位質(zhì)量(1 g)樣品在單位時(shí)間(1 min)內(nèi)相應(yīng)波長下吸光值變化1作為1個(gè)活性單位(U)，結(jié)果以U·g表示。參照Tang等的方法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性，以單位時(shí)間(1 min)單位質(zhì)量(1 g，以鮮重計(jì))果蔬組織的反應(yīng)體系對(duì)氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原的抑制為50%時(shí)為1個(gè)活性單位(U)，結(jié)果以U·g表示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)，采用IBM SPSS Statistics 20軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，使用Graphpad 8.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)菌蓋色澤的影響

褐變是雙孢菇采后的常見現(xiàn)象。相較于其他指標(biāo)，雙孢菇外表的潔白程度對(duì)消費(fèi)者的購買行為影響最大。值能夠反映物體表面的白度，其值越大，外表顏色越潔白。各組雙孢菇在貯藏期間的值均呈下降趨勢(shì)(圖3)，說明振動(dòng)對(duì)雙孢菇褐變的影響較大。貯藏期間，C組雙孢菇值的下降趨勢(shì)相對(duì)較為平緩，而另2組的值在貯藏前3 d下降較快，且從第3天起，A組和B組雙孢菇的值均顯著(<0.05)低于C組。至第15天，3組雙孢菇的值均差異顯著(<0.05)，C組最高，A組最低。以上結(jié)果說明，特制緩沖包裝的護(hù)色效果最好，普通緩沖包裝次之。

圖2 特制緩沖包裝(A)與普通緩沖包裝(B)的示意圖Fig.2 Schematic diagram of special cushioning packaging (A) and ordinary cushioning packaging (B)

2.2 對(duì)硬度和細(xì)胞膜滲透率的影響

雙孢菇的衰老常伴隨軟化現(xiàn)象。貯藏過程中，各組雙孢菇的硬度總體呈下降趨勢(shì)(圖4)。貯藏3 d時(shí)，各組雙孢菇的硬度還無顯著差異；貯藏15 d時(shí)，B組和C組雙孢菇的硬度無顯著差異，但均顯著(<0.05)大于A組。這說明，采用適當(dāng)?shù)木彌_包裝措施能夠有效降低雙孢菇在貯藏期間的軟化速度，但是這種效果有一定的延時(shí)性。

細(xì)胞膜具有選擇透過性，果蔬衰老會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜滲透率升高。貯藏過程中，各組雙孢菇的細(xì)胞膜滲透率均呈上升趨勢(shì)。貯藏3 d時(shí)，各組雙孢菇的細(xì)胞膜滲透率即有顯著(<0.05)差異，C組最低，A組最高；貯藏15 d時(shí)，各組雙孢菇的細(xì)胞膜滲透率仍有顯著(<0.05)差異，且同樣以C組最低，A組最高。這說明，特制緩沖包裝能夠有效減少振動(dòng)脅迫對(duì)雙孢菇衰老的影響，且其效果優(yōu)于普通緩沖包裝。

同一時(shí)間點(diǎn)，各處理上無相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。下同。At the same storage time， treatments marked without the same letters indicate significant difference at P<0.05. The same as below.圖3 不同處理對(duì)雙孢菇L*值的影響Fig.3 Effect of different treatments on L* value of Agaricus bisporus

圖4 不同處理對(duì)雙孢菇硬度和細(xì)胞膜滲透率的影響Fig.4 Effect of different treatments on hardness and cell membrane permeability of Agaricus bisporus

2.3 對(duì)總酚、VC和GSH含量的影響

酚類物質(zhì)是重要的非酶抗氧化物質(zhì)。貯藏期間，各組雙孢菇樣品的總酚含量均呈下降趨勢(shì)。貯藏3 d時(shí)，B組和C組雙孢菇的總酚含量無顯著差異，但均顯著(<0.05)高于A組；貯藏15 d時(shí)，3組雙孢菇的總酚含量均差異顯著(<0.05)，C組最大，A組最小(圖5)。

V和GSH參與V-GSH循環(huán)，有較強(qiáng)的還原性。貯藏15 d時(shí)，C組雙孢菇樣品的V含量分別為B組、A組的1.31、1.56倍，GSH含量分別為B組、A組的1.32、1.61倍，且各組之間差異顯著(<0.05)。這說明，特制緩沖包裝能夠有效降低雙孢菇運(yùn)輸過程中非酶抗氧化物質(zhì)的消耗，且其效果優(yōu)于普通緩沖包裝。

2.4 對(duì)PPO、POD、SOD、CAT活性的影響

PPO是誘導(dǎo)雙孢菇酶促褐變的主要原因之一。隨著貯藏時(shí)間延長，各組雙孢菇的PPO活性均逐漸增強(qiáng)(圖6)。貯藏15 d時(shí)，各組雙孢菇樣品的PPO活性差異顯著(<0.05)，A組最高，C組最低。

圖5 不同處理對(duì)雙孢菇總酚、維生素C(VC)和谷胱甘肽(GSH)含量的影響Fig.5 Effect of different treatments on contents of total phenoliccompound， vitamin C (VC) and glutathione (GSH) of Agaricus bisporus

POD在活性氧代謝中起重要作用，同時(shí)在雙孢菇的酶促褐變過程中也發(fā)揮重要作用。貯藏過程中，各組雙孢菇樣品的POD活性總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在貯藏3 d時(shí)到達(dá)峰值，且各組間無顯著差異。貯藏15 d時(shí)，各組雙孢菇樣品的POD活性差異顯著(<0.05)，A組最低，C組最高。

SOD能夠?qū)⒊蹶庪x子分解為HO，再進(jìn)一步由CAT將HO分解為水和氧氣。貯藏過程中，各組雙孢菇樣品的SOD活性總體呈先上升后下降的趨勢(shì)。貯藏3 d時(shí)，各組雙孢菇樣品的SOD活性均到達(dá)峰值，A組最高，顯著(<0.05)高于其他兩組。貯藏15 d時(shí)，各組雙孢菇樣品的SOD活性同樣差異顯著(<0.05)，但A組最低，C組最高。

貯藏期間，各組雙孢菇樣品的CAT活性總體呈下降趨勢(shì)。貯藏3 d時(shí)，A組和B組雙孢菇樣品的CAT活性無顯著差異，但均顯著(<0.05)低于C組；貯藏15 d時(shí)，3組雙孢菇樣品的CAT活性差異顯著(<0.05)，C組最高，A組最低。

綜上，在本實(shí)驗(yàn)條件下，特制緩沖包裝能夠有效地防止雙孢菇運(yùn)輸過程中抗氧化酶活性的降低，有助于緩解酶促褐變，且其效果優(yōu)于普通緩沖包裝。

3 結(jié)論與討論

運(yùn)輸是果蔬采后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，運(yùn)輸過程中的振動(dòng)脅迫會(huì)對(duì)果蔬產(chǎn)生較大損傷。以往，雙孢菇的運(yùn)輸都是將其簡(jiǎn)單地堆放在包裝盒內(nèi)，隨著運(yùn)輸過程中車體的晃動(dòng)，菌體之間相互擠壓碰撞，極大地影響其商品價(jià)值。采用合適的緩沖內(nèi)包裝能夠有效降低果蔬運(yùn)輸過程中受到的損傷。Lin等發(fā)現(xiàn)，聚氨酯內(nèi)包裝對(duì)水蜜桃的保護(hù)效果較好。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)雙孢菇的形態(tài)特點(diǎn)設(shè)計(jì)緩沖內(nèi)包裝，通過對(duì)菇柄進(jìn)行柔性固定，限制運(yùn)輸過程中的相對(duì)位移，減少菌蓋表皮的機(jī)械損傷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用特制緩沖包裝可有效保持雙孢菇的菌蓋色澤；而無緩沖包裝的雙孢菇極易受到機(jī)械損傷，酚類物質(zhì)會(huì)向受損部位聚集，并最終轉(zhuǎn)化為黑色素。貯藏后期，各組雙孢菇樣品的硬度均降低，細(xì)胞膜滲透率升高，但相較來說，緩沖包裝還是能夠起到延緩軟化和衰老進(jìn)程的作用的。貯藏末期(15 d)，使用了特制緩沖包裝的雙孢菇樣品的總酚含量要高于其他組樣品。這與孫文麗等的研究結(jié)果一致。在V和GSH等非酶抗氧化物質(zhì)指標(biāo)上，各組也表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)。雙孢菇的酶促褐變主要在PPO的作用下進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)中，無緩沖包裝的對(duì)照組樣品的PPO活性最高，引起的酶促褐變也最嚴(yán)重；而特制緩沖包裝的應(yīng)用可極大地延緩與抗氧化相關(guān)的酶活性的下降，對(duì)維持雙孢菇的品質(zhì)有較好的作用。

PPO，多酚氧化酶；POD，過氧化物酶；SOD，超氧化物歧化酶；CAT，過氧化氫酶。PPO， Polyphenol oxidase; POD， Peroxidase; SOD， Superoxide; CAT， Catalase.圖6 不同處理對(duì)雙孢菇PPO、POD、SOD、CAT活性的影響Fig.6 Effect of different treatments on enzyme activities of PPO， POD， SOD， CAT of Agaricus bisporus

雙孢菇物流過程中發(fā)生品質(zhì)劣變，主要是由于菇體間相互擠壓和摩擦導(dǎo)致機(jī)械損傷，菇體之間接觸的機(jī)會(huì)越多，則損傷程度越高。本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的特制緩沖包裝，可極大地減少菇體之間的相互接觸。普通緩沖包裝雖然能夠在一定程度上減少上下層菇體之間的直接接觸，但并不能減少同層雙孢菇之間的摩擦和碰撞，因此效果不及特制緩沖包裝。同時(shí)，由于緩沖材料能夠?qū)⒅亓驼駝?dòng)產(chǎn)生的壓力分散作用到菇體上，避免了局部壓強(qiáng)過大，因此普通緩沖包裝的減振效果要好于無緩沖包裝。李春飛的研究也顯示，加裝緩沖材料能夠有效保持蘋果的貯運(yùn)品質(zhì)。