低溫氣調貯藏下CO2含量對雙孢蘑菇品質的影響

曹冬潔，王相友，王　娟（山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東淄博　255049）

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低溫氣調貯藏下CO2含量對雙孢蘑菇品質的影響

曹冬潔，王相友，*王娟
（山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東淄博255049）

摘要：探討雙孢蘑菇采后貯藏適宜的CO2體積分數，減少雙孢蘑菇貯藏過程中腐敗變質的發生，為雙孢蘑菇采后貯藏保鮮提供理論依據。在5℃低溫和95%相對濕度的低溫冷庫中，經過不同CO2體積分數的貯藏，研究其對雙孢蘑菇失質量率、硬度、白度、可溶性固形物、呼吸速率和酶活性等指標的影響。結果表明，在貯藏過程中，隨著CO2體積分數的升高，延緩了失質量率的上升和硬度的下降，能顯著（p＜0.05）抑制雙孢蘑菇的呼吸速率，使可溶性固形物和酶活性變化緩慢。CO2體積分數為20%時，能有效抑制雙孢蘑菇呼吸速率、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性的上升，并且在減緩雙孢蘑菇硬度、白度、可溶性固形物下降方面效果最好，能極顯著（p＜0.01）地延緩硬度和可溶性固形物的下降。

關鍵詞：雙孢蘑菇；氣調貯藏；CO2含量；貯藏品質

雙孢蘑菇（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、有機堿等營養物質，是典型的高蛋白、低脂肪、低能量的菌類保健食品[1]。此外，雙孢蘑菇還具有良好的藥用功能，經常食用可以預防壞血病、腫瘤等疾病[2-3]。正因為雙孢蘑菇有這么多的優點，并且隨著人們生活水平的提高，對食物品質要求也越來越嚴格，采收后1～2 d的保質期已經滿足不了市場，因此如何有效地控制雙孢蘑菇品質成為亟待解決的問題[2，4]。

影響果蔬采后貯藏品質的因素有很多，如貯藏溫度、采后貯藏時間、貯藏環境氣體條件等。目前，國內外主要采用低溫冷藏[5]、氣調貯藏（CA）[6]、氣調包裝（MAP）[7]、涂膜保鮮[8]等方法來抑制果蔬的品質衰敗。氣調貯藏是人為改變貯藏環境中氣體成分的貯藏方法，一般是降低環境中O2體積分數、提高CO2體積分數，保持適于果蔬貯藏的最佳氣體成分，從而有效地降低所貯藏果蔬的呼吸速率，以達到延緩后熟、延長保鮮期的目的[9-10]。研究表明，氣調貯藏中CO2體積分數對減緩呼吸作用、延緩果蔬衰老有重要作用[11]。齊會楠等人[12]研究建議，庫爾勒香梨在保鮮過程中CO2體積分數應控制在1.5%以下，可以減少香梨貯藏過程中果心褐變的發生。張丙云等人[13]研究了不同CO2體積分數對馬鈴薯生理品質的影響，通過控制CO2體積分數可以延長馬鈴薯的保鮮期。李喜宏等人[14]研究20℃條件下蘋果通過10% CO2處理的脅迫生理變化，表明高CO2對果實的成熟與衰老起抑制作用，這與低溫的效應相當，因而高CO2可替代低溫的作用，為富士蘋果貯后貨架期提高技術支持。因此，本文以雙孢蘑菇為對象，采后經過不同體積分數CO2貯藏，研究CO2處理對雙孢蘑菇品質的影響，探究雙孢蘑菇貯藏適宜的CO2體積分數，為控制雙孢蘑菇貯藏過程中品質的變化提供理論依據。

1　材料與方法

1.1驗材料

雙孢蘑菇采自山東省德州市武城縣，采后立即運至試驗冷庫。預冷12 h后，挑選菇體完整、顏色潔白、菇蓋未開傘、子實體大小基本一致（直徑3～4 cm）、無病蟲害和無機械傷的雙孢蘑菇進行試驗。

1.2驗方法

將試驗雙孢蘑菇置于CO2體積分數分別為0，5%，10%，15%，20%，20%的O2氣調環境中，均以N2作為平衡氣體，于5℃低溫和95%相對濕度下貯藏。挑選大小基本一致、菇體完整的雙孢蘑菇放入厚度為0.09 mm的尼龍加聚乙烯（PA+PE）真空壓縮袋中，袋子規格為120 cm×130 cm，每袋裝150個雙孢蘑菇。利用鋼瓶裝O2，CO2，N2（純度均為99.999 9%）通過配氣裝置進行配氣，由進氣口通入不同配比的混合氣，尾氣直接排入空氣中，并且用CheckPoint O2/CO2測定儀（PBI公司，丹麥）定期測定袋中氣體體積分數，并進行校正，使O2，CO2體積分數始終控制在設定范圍內。每天取10個雙孢蘑菇，分別對各指標進行測定。每個指標平行測定3次，結果取平均值。

1.3定指標及方法

1.3.1失質量率

以雙孢蘑菇貯藏前、后質量變化與貯藏前質量的比值作為失質量率[1]。每組樣品每次測量取5個雙孢蘑菇，重復3次。

1.3.2硬度測定

果實硬度用GY-1型果實硬度計測定。將雙孢菇切去表皮，然后將硬度計垂直于被測表面，在均勻力的作用下將壓頭壓入果肉內5 mm，將指針的讀數作為雙孢蘑菇的硬度值。每個處理隨意取3個雙孢蘑菇，每個雙孢蘑菇取8個值，然后取其平均值。

1.3.3白度值測定

采用SC-80C型自動色差計測定雙孢蘑菇子實體內部菇肉組織切面的色差（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，表明雙孢蘑菇褐變越嚴重。每個處理隨意取3個雙孢蘑菇，每個雙孢蘑菇測3次，然后取其平均值。

1.3.4可溶性固形物測定

將25 g雙孢蘑菇研磨，用3層紗布擠壓，將汁液滴到泰光405225型手持折光儀（中國）上測定，重復3次，取其平均值。

1.3.5呼吸速率測定

呼吸速率測定采用密閉系統法。將挑選好的雙孢蘑菇置于一個小的密閉真空袋中封口，在袋表面貼一個防漏隔膜墊片，用真空泵抽真空后，用注射器充入定量混合氣體作為初始氣體，并記錄充入氣體的體積，充入的初始氣體與雙孢蘑菇的貯藏環境一致。在5℃下密閉2 h后，用CheckPoint O2/CO2測定儀（PBI公司，丹麥）測定容器中O2和CO2的體積分數，并根據2種氣體體積分數的變化值來計算其呼吸速率。其計算公式如下：

式中：rt0O2、rtCO2——呼吸速率，mL/（kg·h）；

V——自由體積，mL；

W——包裝袋內果蔬質量，kg；

t0——初始時刻，h；

t——測定時刻，h；

Yt0O2、Yt0CO2——t0時刻容器中O2和CO2的體積分數，%；

YtO2、YtCO2——t時刻容器中O2和CO2的體積分數，%。

1.3.6多酚氧化酶（PPO）活性和過氧化物酶（POD）活性測定

（1）PPO和POD的提取。取3 g雙孢蘑菇組織，加入6 mL pH值6.8的0.05 mol/L磷酸緩沖液（內含5%（W/V）PVP，0.01（V/V）Triton X-100）冰浴研磨，于4℃，15 000 r/min條件下離心20 min，收集上清液用于酶活性測定。

（2）PPO活性測定。4.8 mL pH值6.8的磷酸緩沖液，1 mL 0.05 mol/L的鄰苯二酚溶液，20℃恒溫水浴，空白加0.2 mL磷酸緩沖液，在分光光度計上調空白，然后在同一反應體系加0.2 mL酶提取液，立即于420 nm處測定OD值，每30 s讀數記錄OD值變化，記錄2 min。酶活性以每分鐘內OD值變化0.01為1個活性單位U，重復測定3次。

（3）POD活性測定。4.4 mL pH值6.8的磷酸緩沖液，0.4 mL愈創木酚（2%），25℃恒溫水浴，加0.2 mL H2O2（0.46%），空白加1 mL磷酸緩沖液。在分光光度計上調空白，然后在同一反應體系加1 mL酶液，立即于470 nm處測定OD值，每30 s讀數記錄OD值變化，記錄2 min。酶活性以每分鐘內OD值變化0.01為1個活性單位U，重復測定3次。

1.4據統計分析

試驗數據采用Excel軟件畫圖，用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析。

2　結果與分析

2.1質量率

失質量率是衡量果蔬采后保鮮效果的重要指標之一[15]。雙孢蘑菇的失質量，除了呼吸作用的消耗外，主要是由水分蒸發造成的。

CO2體積分數對雙孢蘑菇失質量率的影響見圖1。

圖1　CO2體積分數對雙孢蘑菇失質量率的影響

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，各處理雙孢蘑菇的失質量率均呈上升趨勢，并且隨著CO2體積分數增加，失質量率呈下降趨勢。產生這種差異的原因可能是CO2體積分數增加能抑制雙孢蘑菇的代謝活動，降低了其干物質的消耗。通過方差分析可知，CO2處理顯著地（p＜0.05）延緩了雙孢蘑菇失質量率的上升。

2.2度

在貯藏過程中，由于雙孢蘑菇的失水、營養物質降解等原因，造成雙孢蘑菇硬度的下降。

CO2體積分數對雙孢蘑菇硬度的影響見圖2。

圖2　CO2體積分數對雙孢蘑菇硬度的影響

由圖2可知，在整個貯藏過程中，雙孢蘑菇的硬度呈現先上升后下降的趨勢。在貯藏初始階段，雙孢蘑菇硬度隨貯藏時間延長不斷增加，可能是與雙孢蘑菇逐漸成熟后組織逐漸變得致密有關。隨著雙孢蘑菇不斷成熟，細胞壁中原果膠減少，可溶性果膠增加，使細胞間失去了結合力，導致細胞分散、硬度下降。在貯藏后期硬度有些增加，可能是因為雙孢蘑菇失水皺縮，使得硬度計探頭下壓時瞬時阻力變大。總體來看，0，5%和10% CO2處理組硬度下降比較明顯，從4.97×105Pa分別下降到3.06×105，3.62×105，3.84×105Pa，而15%和20% CO2處理組硬度從4.97×105Pa分別下降到4.20×105Pa和4.82×105Pa。通過方差分析，CO2體積分數為15% 和20%時，可以極顯著地（p＜0.01）抑制雙孢蘑菇硬度值的下降。

2.3度

白度是判斷雙孢蘑菇貯藏期間色澤變化的重要指標，HW值越大，表示菇體顏色越白，褐變越少，反之越多。

CO2體積分數對雙孢蘑菇白度的影響見圖3。

圖3　CO2體積分數對雙孢蘑菇白度的影響

由圖3所知，不同CO2體積分數下貯藏時，白度值隨貯藏時間的延長均呈下降趨勢。20% CO2處理下的雙孢蘑菇白度值變化最小，其他處理組雙孢蘑菇白度值下降比較明顯。通過方差分析可知，20% CO2處理顯著地（p＜0.05）抑制雙孢蘑菇菇肉白度的下降，其他處理組沒有顯著差異。

2.4溶性固形物

蘑菇中的可溶性固形物是在采后蘑菇體內各種營養物質變化的綜合體現，測定可溶性固形物指標可以由此判定蘑菇的品質變化，是重要指標之一。隨著貯藏時間的延長，在呼吸作用下消耗營養物質，可溶性固形物下降，蘑菇品質降低[16-18]。

CO2體積分數對雙孢蘑菇可溶性固形物的影響見圖4。

圖4　CO2體積分數對雙孢蘑菇可溶性固形物的影響

由圖4可知，在前2 d可溶性固形物下降速度較快，隨后曲線平緩。20% CO2處理組的可溶性固形物含量下降最為緩慢，其次分別為15%，10%，5% 和0處理。計算0，5%，10%，15%，20% CO2體積分數處理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體積分數越高，可溶性固形物含量越高。通過方差分析可知，20% CO2體積分數處理對雙孢蘑菇的可溶性固形物有極顯著影響（p＜0.01）。

2.5吸速率

CO2體積分數對雙孢蘑菇呼吸速率的影響見圖5。

圖5　CO2體積分數對雙孢蘑菇呼吸速率的影響

由圖5可知，雙孢蘑菇呼吸速率都是先降低后升高，出現峰值后又降低。出現此現象的原因可能是采后迅速預冷，高體積分數CO2是雙孢蘑菇生長的逆境，使呼吸速率降低，而且雙孢蘑菇是呼吸躍變型果蔬，因此有峰值出現。通過方差分析，CO2體積分數為呼吸速率的顯著影響因素（p＜0.05）。

由圖5（a）可知，20% CO2處理組的呼吸速率最低，曲線下降最為平緩，在第8天才出現呼吸高峰。10%和15% CO2處理組的數據在前3 d平穩下降，第4天上升達到峰值，隨后下降，且15% CO2處理的呼吸速率小于10%處理組的呼吸速率。5% CO2處理組在第3天出現呼吸高峰，0處理組在第1天就達到呼吸高峰。

由圖5（b）可知，雙孢蘑菇的CO2產生速率在前期上升，在達到頂峰時開始下降。其中，0處理組在第1天就達到呼吸高峰，范圍是55.55 mL/（kg·h）；而5% CO2處理在第2天就達到呼吸高峰，為59.78 mL/（kg· h），10% CO2處理組的呼吸高峰出現在第5天，最高值為36.86 mL /（kg·h）；其次是15% CO2處理組在第7天為26.89 mL /（kg·h）；20% CO2處理組在第8天才達到呼吸高峰。從圖5可以看出，隨著CO2體積分數的升高，呼吸高峰出現的時間越延后，并且呼吸速率越低。因此，20% CO2處理組能顯著抑制雙孢蘑菇呼吸作用。

2.6PPO活性

多酚氧化酶（PPO）是造成蘑菇酶促褐變的主要原因。PPO活性越強，與底物反應就越快，黑色物質生成的就越多，褐變就越明顯。PPO活性與雙孢蘑菇褐變程度呈正相關性。

CO2體積分數對雙孢蘑菇PPO活性的影響見圖6。

圖6　CO2體積分數對雙孢蘑菇PPO活性的影響

由圖6可知，在貯藏過程中PPO活性降低并在第3天顯著降低（p＜0.05），隨后開始上升。20% CO2處理組中，PPO活性上升最為緩慢，貯藏效果較好，并且PPO活性最小。通過方差分析可知，貯藏時間與CO2體積分數均為PPO活性的顯著影響因素（p＜0.05）。

2.7POD活性

CO2體積分數對雙孢蘑菇POD活性的影響見圖7。

由圖7可知，雙孢蘑菇的POD活性初始值為3.117，在前4 d，0，20%，15% CO2處理的POD活性呈下降趨勢，之后上升，在第7天達到高峰值，隨后略有波動；5%和10% CO2處理的POD活性在第3天達到最低值，隨后上升；且20% CO2處理組明顯比其他幾組低。在第7天之后POD活性出現下降現象，可能是由于后期雙孢蘑菇已經腐敗變質。計算5%，10%，15%，20% CO29 d的POD活性平均值，分別為3.69，2.63，2.36，2.06，可以看出隨著CO2體積分數的增加，POD活性下降。通過方差分析可知，貯藏時間與CO2體積分數均為POD活性的顯著影響因素（p＜0.05）。

圖7　CO2體積分數對雙孢蘑菇POD活性的影響

3　結論

采用不同CO2體積分數的氣調貯藏環境對雙孢蘑菇進行處理，結果表明在貯藏過程中，隨著CO2體積分數的升高，延緩了失質量率的上升和硬度的下降，能顯著抑制雙孢蘑菇的呼吸速率，使可溶性固形物和酶活性變化緩慢。5℃條件下，20% CO2處理組能顯著（p＜0.05）抑制雙孢蘑菇果實的PPO活性和呼吸速率的上升，能極顯著（p＜0.01）的延緩可溶性固形物和硬度的下降，有效地保持雙孢蘑菇的貯藏品質，對雙孢蘑菇保鮮有明顯效果。

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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

文章編號：1671-9646（2016）02b-0004-05

收稿日期：2015-12-17

基金項目：國家自然基金項目（31301819）。

作者簡介：曹冬潔（1991—），女，碩士，研究方向為農產品加工及貯藏。

*通訊作者：王娟（1979—），女，博士，副教授，研究方向為農產品加工及貯藏。

中圖分類號：S646.1

文獻標志碼：A

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