聚丙烯和PBAT 树脂共混薄膜对金针菇的贮藏保鲜效果

额尔敦巴雅尔，春 艳，白鹤飞，徐 董，董同力嘎,

（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018；2.安徽金田高新材料股份有限公司，安徽桐城 231400）

金针菇是目前市场上最受欢迎的食用菌之一，其富含粗纤维、维生素、多糖、碳水化合物、氨基酸等生物活性物质，尤其是赖氨酸。而且，经常食用金针菇可以加快人体新陈代谢，具有润肠通便，营养神经，改善睡眠等功效[1]。新鲜的金针菇具有菌柄坚挺，菌丝含水量高、口感脆嫩等优点，但因其表面无保护组织，所以在采后发生的呼吸作用、蒸腾作用、后熟作用等会导致新陈代谢旺盛、水分散失快速、采后二次生长等问题，在常温下2～3 d 即出现萎蔫、褐变、成熟衰老等现象[2]。

近年来针对鲜食金针菇的贮藏保鲜延长货架期做了许多相关的研究，例如潘欣圆等[3−4]通过研究金针菇贮藏保鲜期间表面细菌菌相变化确定金针菇在4 ℃贮藏24 d的过程中乳酸乳球菌一直存在，且细菌丰富度高，是贮藏期间的优势菌，确定这种菌是导致金针菇腐败和品质下降的重要微生物因素。因此通过抑制乳酸乳球菌生长条件，从而延长金针菇的货架期。马宁等[5−7]针对金针菇的能量代谢选择纳米材料对金针菇进行包装保鲜，其结果证明纳米包装通过维持高水平的ATP 含量与线粒体复合体 I、III 活性，延缓能荷与线粒体复合体 IV的下降，从而更好地保持了金针菇的能量状态并延缓了衰老。刘青等[8−10]研究了臭氧处理对金针菇保鲜效果的影响，通过研究发现臭氧浓度选择在16.6 mg/L 时，金针菇的各项指标都反映了较好的贮藏效果，有效的延缓了金针菇的采后成熟和衰老。张雨等[11−13]研究了金针菇采后品质劣变，并罗列了目前金针菇的保鲜技术，包括低温保鲜、1-MCP 保鲜、生物保鲜剂保鲜以及复合保鲜等。我国作为食用菌生产消费大国，其工业化产能稳居全球首位。金针菇作为工厂化生产量最多的食用菌，其2020 年产量预计为451 万吨。但是，金针菇商业化保鲜的有效手段较为单一，其保鲜效果远远不能满足产业化需要。因此，选择高效方便的新型保鲜技术对于金针菇的减损保质和提高产品收益具有重要意义[14−16]。

本研究主要针对包装材料的改性共混选择适合金针菇呼吸作用的改性比例[17−19]，结合气氛条件对金针菇进行共混材料真空包装和密封包装，并在包装后期测定金针菇的固形物含量、Vc 含量、失重率变化以及感官评定变化，对比选择出货架期最长，营养成分保留最好的包装材料和包装方式。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

PP 母粒Mn≈1.5×105东苑市樟木头龙城塑料经营部；PBAT 母粒 杭州市鑫富科技有限公司;金针菇 呼和浩特市美通食品批发市场天天生鲜果蔬超市，当天采摘，新鲜无外伤，朵型完整，有光泽的金针菇为样品；市场组包装材料聚乙烯 无锡市脱普日用化学品（中国）有限公司。

UV-2450 紫外分光光度计 日本岛津公司；6600 顶空气体分析仪 英国Systech 公司；TD-45 糖度计 浙江托普仪器有限公司；JA-5003B 电子天平 上海精天电子仪器有限公司；Permatranw3/61 透湿仪 MOCON 公司；Xn-8750 万能拉伸试验机 东莞市星汇电子有限责任公司；PPT-3/SJ2-20-250 双螺杆挤出流延拉伸机 组普同实验分析仪器有限公司；DSC-20 差示扫描热分析仪 TA Instruments 公司。

1.2 实验方法

将PP 与PBAT（0%、20%、30%）共混制备厚度为30 μm 薄膜。标记为PP、PPT2（20% PBAT/70%PP 共混）、PPT3（30% PBAT/80% PP 共混）进行薄膜性能测试。

挑选出无损伤、无虫害、形状端正的金针菇，以每袋150 g 分装至PPT2 真空组、PPT2 密封组、市场包装组以及无包装组中。市场组包装材料为PP 聚乙烯，包装方式密封。将PPT2 密封组用热封机进行封口处理。PPT2 真空组先将包装袋外部黏上橡胶垫，将针头扎入包装袋抽成真空后迅速将橡胶垫黏住，避免进入空气。将四组样品一同放在温度为4 ℃下进行贮藏，并在此时记录放置时间。每种样品设置三个平行样，每隔三天对各项指标（气体组分变化、感官评定、失重率、可溶性固形物、Vc 含量、菌落总数、显微镜观察）进行测试，并进行记录分析。

1.3 各项指标的测定

1.3.1 氧气、二氧化碳阻隔性能测试 采用Lyssy L100-5000 型压差法透气仪测试薄膜气体透过性能。将厚度均匀。表面光洁的样品选取长18 cm，宽10 cm的矩形，每组三个平行样，测试温度为23 ℃，通过（1）（2）公式计算出氧气、二氧化碳的透过系数。

试样氧气透过系数的计算公式为

式中：OP 为氧气透过系数（cm3·m/m2·d·Pa）；OTR 为氧气透过率（cm3/m2·d）；ΔP 薄膜两侧氧气压差（Pa），为101325 Pa；D 为薄膜平均厚度(m)。

试样二氧化碳透过系数的计算公式为

式中：CDP 为氧气透过系数（cm3·m/m2·d·Pa）；CDTR 为氧气透过率（cm3/m2·d）；ΔP 薄膜两侧氧气压差（Pa），为101325 Pa；；D 为薄膜平均厚度（m）。

1.3.2 气体组分的测定 采用顶空气体分析仪进行测试，直接记录气体体积百分数含量，每组设三个平行样。

1.3.3 感官评定 选择10 名经过专业培训的食品专业学生，在无干扰情况下进行评测，评测标准如表1所示。

表1 金针菇感官评分标准Table 1 Flammulina sensory score

1.3.4 失重率的测定 取三个平行样，利用称重法进行测量，并记录，将所得数据带入公式中计算得出结论并进行分析，失重率的计算公式为：失重率（%）=（初始质量−贮藏后果实当天的质量）/初始质量×100。

1.3.5 可溶性固形物（SSC）含量的测定 根据NY/T 2637-2014的测量方法，采用WYT 型手持式折光仪进行测定。将金针菇充分研磨后，加入适量的水充分混匀，过滤，取上清液备用，用棉绒和乙醇擦拭折光仪的双面棱镜，用玻璃棒滴取2～3 滴上清液在折光仪棱镜表面的中心，快速关闭棱镜，静置，使样品均匀无气泡。对齐光源后，读取由分界线表示的数据并记录。

1.3.6 维生素C（Vc）含量的测定 依照文献[20]中测定维生素 C 含量的方法进行测定。

1.3.7 菌落总数的测定 根据GB4789.2-2016 测定。将金针菇菌伞和菌柄切碎后混匀，随机抓取，研磨制成几个不同的10 倍递增稀释液，然后从每个稀释液中分别取出1 mL 置于灭菌平皿中与营养琼脂培养基混合，在一定温度下，培养48 h，记录每个平皿中形成的菌落数量，依据稀释倍数，计算出每毫升原始样品中所含细菌菌落总数。

1.3.8 光学显微镜观察 在金针菇的菌柄处刮取薄薄一层置于载玻片上并用碘液进行染色处理,用盖玻片盖住静置5 min，用清水清理碘液，采用光学显微镜观察并进行拍照。

1.4 数据处理

采用 SPSS 20.0（IBM）软件分析数据。

2 结果与分析

2.1 共聚物薄膜透过性

表2 是PP 及其改性后,薄膜透过性能的测试结果，如表所示，PPAT2 和PPAT3 O2透过系数有轻微降低的趋势，CO2透过系数增加，薄膜对气体的选择透过性是在果蔬保鲜过程中的重要参数，实验组以CO2/O2来表示选择透过性，从表中可以看到随着PBAT的添加，气体选择透过性逐渐提高，说明PBAT 增加了PP 薄膜的透气性。选择透气比越高说明包装袋内O2透过小，对被包装果蔬有减缓呼吸作用的效果并可以快速排出多余的CO2，这对形成高CO2低O2的理想气体组成，延缓果蔬衰老起到至关重要的作用，同时与PP 相比较，改性后的PPT2和PPT3 在金针菇的保鲜方面更具有优势。

表2 薄膜透过性能Table 2 Membrane permeability coefficient

2.2 贮藏期间包装袋内的气体组分变化

包装袋内的气体组分可以有效的控制金针菇的后生长作用，图1 表示的是金针菇贮藏期间包装袋内气体组分的变化。由于真空包装紧贴果蔬，所以不能测得袋内的气体组分，空白无包装袋的果蔬不需要测试，通过测试密封包装和市场包装袋内的气体组分来表现贮藏期间薄膜的气体透过性能。如图1 所示，密封包装和市场包装在贮藏前期氧气浓度都表现出急剧下降的趋势，在第6～9 d 时，两种包装袋内的氧气浓度均有所上升，而且市场包装要高于密封包装，市场包装组内部的CO2浓度较低，O2浓度较高，偏离最佳保鲜浓度范围。而PPT2的CO2浓度最高达到9%，其O2浓度在6%左右达到最佳的保鲜气氛浓度。从第12 d 开始，两组包装袋内的氧气浓度持平且都趋于零，这种条件下有利于抑制金针菇的菌盖开伞现象。而PPT2 密封包装组的CO2相比市场包装组要高，体现更优异的保鲜水平。通过测试两种包装袋内的气体组分结果可以证明，相比于市场包装，同时结合共混材料密封包装CO2浓度变化得出共混材料采用真空包装后的气氛控制能达到更理想的状态，比市场包装组优异，因此，对于抑制金针菇的后生长产生积极影响。

图1 金针菇贮藏期间包装袋内气体组分变化Fig.1 Changes in gas composition in the packaging bag during storage of Flammulina velutipes

2.3 贮藏期间金针菇的感官评分

感官评价是判断果蔬新鲜程度最直观的指标之一，以肉眼可见的变化规律作为判断基础，结果更为明显，对购买者来说金针菇的外观条件也是首要的参考。

本实验在4 ℃条件下，将空白组、市场包装组、共混材料的密封及真空包装组进行对比试验，感官评定如图2 所示。随着贮藏时间的推移，所有包装组感官评定均呈下降趋势，其中空白组下降最快，以6 分为界限可发现，空白组在贮藏第6 d 时，感官评价已下降到了4 分，已经失去可食用价值。与其他包装组相比，差异明显。

图2 金针菇在贮藏期间的感官评分变化图Fig.2 Changes in sensory scores of Flammulina velutipes during storage

各包装组感官品质的下降与其包装材料的水蒸气透过性和气体透过性呈现出了一定的相关性，与PPT2 真空组相比，市场组和PPT2 密封组金针菇感官品质下降较快，而真空包装组在27 d 时感官评分仍高于6 分，较其他包装组相比，货架期明显延长。这说明PPT2 真空组能更好的维持包装内较低湿度和适宜的气体浓度，从而取得了较长的保鲜期。

2.4 贮藏期间金针菇的失重率变化

失重率是指果蔬在贮藏过程中，由于温度、湿度等原因导致的重量降低，失重率的变化能有效的反应果蔬的新鲜程度和商品价值。图3 反映了金针菇贮藏过程中的失重率变化，随着贮藏时间的延长，使金针菇的营养物质和水分大量流失，导致金针菇褐变、皱缩严重影响了商品价值和可食用价值。随着贮藏时间的延长，金针菇的失重率有所上升，贮藏第3 d时，各组出现了明显的差异变化，空白组失重率上升较其它组较为明显，真空包装组和密封包装组都呈现上升趋势，市场组呈现下降趋势，且在15 d 时下降趋势的差异与其他三组相比较明显，这可能是由于市场包装组透气性较差，使金针菇呼吸时产生的水分无法蒸发出去，导致的增重。在贮藏第6 d 时，空白组失重率高达35%失去可食用价值，而真空包装组在第6 d时又重新下降到初始失重率附近，并持续保持到第27 d 无大幅波动，这表明真空包装组对金针菇呼吸作用产生的气体调节较为稳定，对后熟有一定的抑制作用，有利于延长金针菇的货架期。

图3 金针菇贮藏过程中失重率Fig.3 Weight loss rate of Flammulin avelutipes during storage

2.5 贮藏期间金针菇的可溶性固形物含量变化

图4 显示了贮藏期间金针菇可溶性固形物的含量变化，如4 图所示，在金针菇的整个贮藏期间，密封包装组的可溶性固形物的含量变化波动较为明显，在第9 d 和第18 d 时较其他组上升最为明显，这是由于密封组的气体环境未达到平衡，呼吸作用会消耗大量的可溶性固形物，使其波动较大，不利于金针菇的贮藏，而真空组在整个贮藏期间，可溶性固形物的变化上升下降趋势都相对平缓，这对于延长金针菇的商品价值产生有利的影响，同时金针菇贮藏期间的可溶性固形物含量变化还受基底的营养物及植物体内自身所产生的有机物影响而出现含量增高的现象[10]。空白组在贮藏第3 d 时因为水分蒸发而使可溶性固形物含量急剧下降，失去商品价值。市场包装组在第18 d 时可溶性固形物的含量达到了最低值，失去商品价值，比较而言，真空包装组的货架期时间最长，有效的控制了金针菇的后熟现象。

图4 金针菇贮藏期间的可溶性固形物含量变化Fig.4 Changes of soluble solids content during storage of Flammulin avelutipes

2.6 贮藏期间金针菇的Vc 含量变化

如图5 所示，反映了金针菇贮藏期间的Vc 含量变化，在贮藏第3 d 时，除市场包装组外，其他三组Vc 含量均呈现上升趋势，密封包装组和空白包装组上升较为显著，而空白组在第三天时以出现萎蔫、脱水、褐变从而失去了商品价值。在第6 d 时市场包装组出现急剧上升趋势，到达储存期间Vc 含量最高点，这可能是由于市场包装组的透气性差，气氛条件使呼吸强度增加，造成了上升的假象，第9 d 时，所有包装组的Vc 含量均下降明显，在第9 d 后开始慢慢上升，Vc 含量的上升可能是由于菌柄伸长所导致，所以Vc 含量的明显升高反映了金针菇口感下降，通过观察金针菇整个贮藏过程中的Vc 变化，可以看出共混材料真空包装组的Vc 含量变化较为稳定，而密封组和市场包装组变化波动较大，因此可以证明共混材料真空组对于金针菇的保鲜效果最为优异。

图5 金针菇贮藏期间的Vc 含量变化Fig.5 Changes of Vc content during storage of Flammulin avelutipes

2.7 贮藏期间金针菇的菌落总数变化

菌落总数是反应果蔬商品价值的重要指标之一，图6 显示了贮藏期间金针菇菌落总数的变化，可以明显的看出在贮藏第3 d 时所有包装组的菌落总数均急剧上升，空白组上升较为明显，达到6 lg cfu/g，金针菇腐败变质失去可食用价值，其它三组保持在平稳状态，市场组的菌落总数始终高于共混材料组，在第9 d 开始，各组菌落总数开始上升，在第15 d 时上升较为明显，尤其市场包装组较为明显，这可能是由于市场包装组的透气性较差，使呼吸作用产生的水分无发蒸发，为菌落的生长提供了一个很好的潮湿环境，从而导致的菌落总数的升高，纵观整个贮藏过程中的菌落总数变化，真空包装组的菌落总数始终保持在各组别的最低状态，并且变化平稳，直到27 d 时才腐败变质，失去商品价值，较其他各组货架期延长了6 d，所以，共混材料真空组对于延长金针菇的货架期，有明显的促进作用。

图6 贮藏期间金针菇菌落总数的变化Fig.6 changes in the total number of Flammulin avelutipes during storage

2.8 贮藏期间金针菇的光学显微镜分析

金针菇的菌柄伸长是其衰老的一个重要的直观变化，图7 是金针菇贮藏期间菌柄的微观变化，图中明显的对比出各包装组的差异，可以看到第0 d 时图7（a），金针菇菌柄饱满，纹路清晰，颜色均匀，第3 d时，空白组图7（b）水分蒸发，导致菌柄皱缩，颜色变深，感官出现菌丝断裂失去商品价值。在贮藏27 d时，市场包装组图7（c），密封包装组和真空包装组在颜色上呈现明显差异，真空包装组图7（e）与第0 d时颜色呈现的最为接近，而市场包装组图7（c）和密封包装组图7（d）均出现了柄管粗细不一纹路不均匀的现象，这是由于金针菇的后生长引起的菌柄伸长所导致的。而真空包装组未能够给菌柄提供生长空间，所以有效的抑制了金针菇的后生长，从而延长了货架期。

图7 贮藏期间金针菇的光学显微镜图Fig.7 Optical microscope diagram of Flammulina velutipes during storage

2.9 贮藏期内真空包装对金针菇后熟作用的影响分析

图8（a）是第0 d 时市场包装、真空包装（20 cm×13 cm）、密封包装（25 cm×13 cm）、密封包装（30 cm×13 cm）等四种包装袋的金针菇外观图，图8（b）是贮藏25 d 后的四种包装袋的金针菇变化图。在25 d时市场包装由于薄膜透气性能和阻隔水蒸气的性能差出现涨包和腐烂现象，失去商业价值，包装袋内的自由空间体积增大，金针菇菌柄伸长散开。密封包装（25 cm×13 cm）袋的金针菇菌柄伸长到顶住包装袋封口的现象，密封时的自由空间在贮藏过程中提供了金针菇后生长时菌柄伸长所需的自由空间而导致严重的菌柄伸长。密封包装（30 cm×13 cm）袋的金针菇菌丝松弛变粗，菌柄长短不一，无明显的菌柄伸长，它和市场包装袋相同，由于菌柄太松散反而随着金针菇贮藏期的气体交换薄膜粘在一起，因此袋内提供的自由空间并不大，无法提供菌丝伸长所需的空间。真空包装袋的金针菇菌柄无伸长情况和腐烂情况，袋内未出现结露，这正符合袋内自由空间调控了菌柄伸长从而达到了延缓金针菇衰老成熟，延长保质期。

图8 金针菇不同长度的包装袋保鲜变化图Fig.8 Change of packaging bags with different lengths of Flammulina velutipes

3 结论

通过对比无包装组、市场包装组、密封包装组、真空包装组的保鲜试验结果显示：无包装组在第3 d时萎蔫腐烂失去食用价值，市场包装组在第18 d时可溶性固形物含量下降并出现了涨包结露等现象，菌落总数增加，萎蔫腐败失去食用价值。PPT2 密封包装组由于袋内初始残留的空气，促使呼吸旺盛，可溶性固形物出现骤然上升的假象，这可能是由于纤维素或多糖分解所致，由于生命活动强烈，使得金针菇后生长严重，菌柄伸长明显。PPT2 真空组失重率、可溶性固形物、Vc 含量、菌落总数等变化比较稳定，未出现结露涨包等现象，直到27 d 时才萎蔫腐烂失去商品价值，较其他三组相比，保鲜效果较为优异，能够有效的延长货架期。